1. Kapitulli 10. Setet e instruksionit Karakteristikat dhe funksionet
Karakteristikat e instruksioneve të makinës
Tipet e operandëve
Tipet e të dhënave te Pentiumi dhe PowerPC
Tipet e operacioneve
Gjuha asembler

2. Elementet e instruksionit të makinës
Kodi operacional (Opcode)
Elementi esencial i një instruksioni të kompjuterit, që specifikon operacionin që duhet kryer (p.sh. ADD, I/O); burimin dhe destinacionin e referencës së operandit
Opcode-i specifikon operacionet në një nga kategoritë: aritmetike ose logjike; zhvendosjen e të dhënave në mes dy regjistrave, regjistrit dhe memories; H/D; si dhe kontrolli. 3

3. Referenca në operandin burimor
Specifikon një regjistër ose lokacion memorik të operandit të të dhënave. Tipi mund të jetë: adresa, numra, karaktere ose të dhëna logjike
Referenca e operandit të rezultatit
Karakteristika e zakonshme e procesorit është shfrytëzimi i stekut (mund të shihet ose jo prej programerit)
Referenca në instruksionin e ardhshëm
I tregon procesorit ku të marrë instruksionin e ardhshëm 3

4. Arkitektura dhe programimi
Shumë prej elementeve të arkitekturës nuk shihen nga ana e programerit, kur ai programon në gjuhë të larta programuese (C, C++, C#,Pascal,…)
Kufiri i ‘takimit’ në mes të dizajnerit dhe programerit: gjuha e makinës.
Të dy e shohin të njejtën makinë.
Këndvështrimi i dizajnerit: seti i instruksionit ofron kërkesat funksionale të procesorit.
Programeri që programon në gjuhën e makinës (assembler) sheh strukturën e memories dhe regjistrat.

5. Një kategorizim i procesorëve
Në bazë të stilit të ruajtjes së vlerave numerike shumëbajtëshe:
Big-endian
Bajtat më të rëndësishëm ruhen në adresat numerike më të ulta.
Little-endian
Bajtat më të rëndësishëm ruhen në adresat më të larta.
Bi-endian
Mund t’i përkrahë të dy stilet.

6. Karakteristikat e instruksionit të makinës
Operacioni i procesorit përcaktohet nga instruksionet që e ekzekutojnë, që i referohemi si instruksionet e makinës (kompjuterit).
Koleksioni i instruksioneve të ndryshme që mund të ekzekutojë procesori, njihet si seti i instruksionit të procesorit.
Secili instruksion duhet të përmbajë informacionet që kërkohen nga procesori për ekzekutim.

7. Elementet e një instruksioni të makinës
Kodi i operacionit: specifikon operacionin që duhet të kryhet (p.sh. ADD, I/O). Operacioni paraqitet me një kod binar, i njohur si opcode.
Burimi i operandit: operacioni mund të përfshijë një apo më tepër operande dhe duhet ditur se cilët janë operandet hyrës.
Rezultati i operandit: operacioni mund të prodhojë një rezultat.
Instruksioni i ardhshëm: i tregon procesorit ku të marrë instruksionin e ardhshëm, pasi të jetë kompletuar instruksioni aktual.

8. Diagrami i gjendjeve të ciklit të instruksionit

9. Operandi burimor dhe i rezultatit gjendet:
Në memorien kryesore ose virtuale
Në regjistrat e procesorit
Në paisjet H/D

10. Paraqitja e instruksioneve
Në kodin e makinës çdo instruksion ka varg të ndryshëm bitash
Programerët përdorin prezentimin simbolik
p.sh. ADD, SUB, LOAD, MPY, DIV, STOR
Operandet mund të paraqiten edhe në këtë mënyrë:
P.sh. ADD A,B
Që do të thotë: vlerën në lokacionin B shtoja përmbajtjes së regjistrit A.
B i referohet adresës së lokacionit në memorie
A i referohet një regjistri të pjesërishëm
Operacioni kryehet në përmbajtjen e lokacioneve 5

11. Formati i thjeshtë i instruksioneve

12. Tipet e instruksioneve
Shembull: X=X+Y (në gjuhë të lartë programuese)
Ky operacion kryhet me tri instruksione:
Ngarko (load) regjistrin me përmbajtjen e lokacionit memorik 513l
Shto (add) përmbajtjen e lokacionit memorik 514 në regjistër;
Ruaje (store) përmbajtjen e regjistrit në lokacionin memorik 513.
Lidhja në mes gjuhëve të larta dhe gjuhës së makinës: Pra, një operacion i thjeshtë mund të kërkojë disa instruksione.

13. Tipet e instruksioneve
Procesimi i të dhënave:
instruksionet aritmetike dhe logjike
Ruajtja e të dhënave
instruksionet e memories
Zhvendosja e të dhënave
instruksionet H/D
Kontrolli i rrjedhës së programit
testimi dhe degëzimi i programit. 6

14. Numri i adresave (a) 3 adresa Operandi 1, Operandi 2, Rezultati
a = b + c;
Mund të jetë edhe e katërta – instruksioni i ardhshëm (zakonisht implicit)
Nuk është i përhapur
Kërkon fjalë të gjatë të instruksionit për të përmbledhur të gjitha. 7

15. Numri i adresave (b) 2 adresa
Një adresë shërben si adresë e operandit dhe rezulatit të procesimit
a = a + b
Shkurton gjatësinë e instruksionit
Ka nevojë për punë shtesë dhe hapësirë për ruajtjen e përkohshme të rezultatit. 8

16. Numri i adresave (c) 1 adresë Adresa e dytë është implicite
Zakonisht regjistër (accumulator)
E zakonshme te procesorët e hershëm. 9

17. Numri i adresave (d) 0 (zero) adresa Të gjitha adresat janë implicite
Përdoren në një organizim special të memories, të njohur si stek (stack)
Stack: një set i lokacioneve ‘last-in-first-out’
p.sh. push a
push b
add
pop c
c = a + b 10

18. (c) Instruksionet tri-adresëshe

19. Sa adresa? Më shumë: Më pak: Instruksione më komplekese
Më shumë regjistra
Operacione me operand në regjistër janë më të shpejta
Më pak instruksione për program
Më pak:
Instruksione më të thjeshta
Më shumë instruksione për program
Marrja / ekzekutimi më i shpejtë i instruksioneve. 11

20. Dizajni i repertorit të instruksionit
Dizajni i setit: kompleks, sepse afekton në shumë aspekte të sistemit kompjuterik.
Definon: shumë funksione që kryen procesori.
Repertori i operacioneve
Sa dhe cilat operacione i ofron?
Çka mund të bëjnë?
Sa janë komplekse?
Tipet e të dhënave
Llojet e ndryshme të të dhënave ndaj të cilave mund të kryhen operacione. 12

21. Reduced Instruction Set Computer Complex Instruction Set Computer
Formatet e instruksioneve
Gjatësia e fushës së kodit operacional
Numri i adresave
Gjatësia e fushave të ndryshme
Regjistrat
Numri i regjistrave të CPU-së
Cilat operacione mund të kryhen në cilët regjistra?
Adresimi
Modi (modet) sipas të cilit është specifikuar adresa e një operandi
RISC  CISC
Reduced Instruction Set Computer Complex Instruction Set Computer 13

22. Instruksionet e makinës operojnë në të dhëna.
Tipet e operandëve
Instruksionet e makinës operojnë në të dhëna.
Kategoritë më të rëndësishme të të dhënave:
Adresat
Numrat
Integer (fixed point); floating point; decimal (BCD)
Karakteret
ASCII, EBCDIC, etj.
Të dhëna logjike
Bitat ose flag-at (flags) 14

23. Tipet e të dhënave të Pentiumit
Pentiumi mund të kuptojë të dhënat:
8 bit (byte)
16 bit (word)
32 bit (doubleword)
64 bit (quadword)
Adresimi është sipas njësisë 8 bitëshe
Fjala e dyfishtë 32 bitëshe lexohet në adresa të pjesëtueshme me 4.
Për fleksibilitet dhe shfrytëzim më të mirë, nuk lejohen adresat me numër tek të bitave.
Stili (si te të gjithë 80x86) little-endian: bitat më pak të rëndësishëm ruhen në adresat më të ulëta. 15

24. Tipet specifike të të dhënave (Pentium)
Gjeneral – përmbajtja arbitrare binare
Integer – vlerë binare duke shfrytëzuar 2 komplementin
Ordinal – integer pa parashenjë
Unpacked BCD – Një numër për byte
Packed BCD - 2 BCD numra për një byte
Near Pointer – zhvendosja 32 bitëshe brenda segmentit
Bit fushe
Byte String
Floating Point 16

25. Formatet e të dhënave numerike të Pentiumit17

26. Shndërrime (Conversion) H/D Kontroll i sistemit (System Control)
Tipet e operacioneve
Transferi i të dhënave
Aritmetike
Logjike
Shndërrime (Conversion)
H/D
Kontroll i sistemit (System Control)
Transferi i kontrollit. 18

27. Mund të jenë instruksione të ndryshme për lëvizje të ndryshme
Transferi i të dhënave
Specifiko
Burimin
Destinacionin
Sasinë e të dhënave
Mund të jenë instruksione të ndryshme për lëvizje të ndryshme
p.sh. IBM 370
Ose një instruksion dhe adresa të ndryshme
p.sh. VAX. 19

28. Mbledhja, zbritja, shumëzimi, pjesëtimi Signed Integer Floating point
Aritmetike
Mbledhja, zbritja, shumëzimi, pjesëtimi
Signed Integer
Floating point
Mund të përfshijë
Inkrementimi (a++)
Dekrementimi (a--)
Negacioni (-a)
Vlera absolute. 20

29. Operacionet Shift dhe Rotate

30. Logjike Operacione mbi bita AND OR NOT XOR Test Compare Shift Rotate21

31. Shndërrimet (Conversions)
Instruksionet e shndërrimit: ato që ndërrojnë formatin ose operimin në format.
p.sh. Binar në Decimal
Instruksioni TR (translate) te S/390: mund të përdoret për të shndërruar të dhënat prej kodit 8-bitësh në një kod tjetër: TR R1, R2, L 22

32. Mund të jenë instruksione specifike
Instruksionet H/D
Mund të jenë instruksione specifike
Mund të kryhen duke përdorur instruksionet për zhvendosjen e të dhënave (H/D e mapuar në memorie)
Mund të ekzekutohen nga kontrolleri i veçantë (DMA). 23

33. Të rezervuara për përdorim nga sistemi operativ
Kontrolli i sistemit
Instruksionet e kontrollit të sistemit: ato që mund të ekzekutohen vetëm deri sa procesori është në një gjendje të privilegjuar ose është duke ekzekutuar një program në një zonë të privilegjuar të memories (Instruksione të privilegjuara).
Ring 0 në
Kernel mode
Të rezervuara për përdorim nga sistemi operativ 24

34. Thirrja e subrutinave (procedurave)
Transferi kontrollit
Degëzimi
p.sh. kalo në x nëse rezultati është zero
Kapërcimi (skip)
p.sh. inkremento dhe kapërce nëse rezultati është zero
ISZ Register1
Branch
(BRP X; BRN X; BRZ X; BRO X; BRE R1,R2,X)
ADD A
Thirrja e subrutinave (procedurave)
Programi më i ekonomizuar
Modulariteti. 25

35. Instrusioni i degëzimit

36. Thirrja e procedurave

37. Përdorimi i stekut

38. Rritja e stekut gjatë përdorimit të procedurave shembull P dhe Q

39. Me çfarë radhe i lexojmë numrat të cilët zënë më shumë se një byte
Rendi i byte-ve
Me çfarë radhe i lexojmë numrat të cilët zënë më shumë se një byte
p.sh. numrat heksadecimal që të mund t’i lexojmë më lehtë
mund të ruhet në 4 lokacione 8 bitëshe në këto mënyra: 27

40. Rendi i byte-ve (shembull)
Adresa Vlera (1) Vlera (2)
p.sh. lexo nga lartë poshtë apo nga poshtë lartë? 28

41. Emrat e rendeve të byte-ve
Problemi quhet Endian
Big-endian: Sistemi në të majtë e ka byte-in me peshë më të vogël në adresë më të madhe (78 në adresën 187)
Little-endian: Sistemi në të djathtë e ka byte-in me peshë më të vogël në adresën më të vogël (78 në adresën 184) 29

42. Shembulli vendosjes së një C struct

43. Këndvështrim alternativ i memories

44. Pentium (80x86), VAX janë little-endian
Standard ?
Pentium (80x86), VAX janë little-endian
IBM 370, Motorola 680x0 (Mac) dhe shumica e RISC janë big-endian
Interneti është big-endian 30

45. Instruksionet janë numra të thjeshtë binarë të ruajtur në kompjuter.
Gjuha asembler
Një procesor mund të kuptojë dhe të ekzekutojë instruksionet e makinës.
Instruksionet janë numra të thjeshtë binarë të ruajtur në kompjuter.
Nëse programeri dëshiron të programojë direkt në gjuhë të makinës, duhet të futë programin në formën binare.
Nivelet:
gjuha e makinës (binare)
gjuha simbolike
gjuha asembler
gjuhët e larta (kompajleri)

46. Shembull: llogaritja e formulës N = I + J + K