Instruction set: differenze tra le versioni

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Un '''instruction set''' (o '''Instruction Set Architecture''' ('''ISA'''), in [[lingua italiana]] '''insieme d'istruzioni'''), in [[informatica]] ed [[elettronica]], descrive quegli aspetti dell'[[architettura degli elaboratori|architettura di un calcolatore]] che sono visibili a basso livello al [[programmatore]]. L'espressione è a volte usata anche per distinguere l'insieme suddetto di caratteristiche dalla [[microarchitettura]], che è l'insieme di tecniche di progettazione utilizzate per implementare l'instruction set (tra cui [[microcodice]], [[Pipeline dati|pipeline]], sistemi di [[CPU cache|cache]] e così via).

{{C|La voce presenta varie imprecisioni, concetti di dubbia correttezza e, in alcuni punti, palesi stupidaggini. Da controllare a fondo la coerenza interna dell'esposizione.|informatica|febbraio 2024}}

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Un '''instruction set''' (o '''Instruction Set Architecture''' ('''ISA'''), in [[linguainformatica]] italianaed [[elettronica]], è un '''insieme d'di istruzioni''') macchina che descrive aspetti, invisibili a [[informaticabasso livello]] eddal [[elettronicaprogrammatore]], descrive quegli aspetti dell'[[architetturaArchitettura degli elaboratori(computer)|architettura di un calcolatore]], chedefinita sonoin visibili[[Lingua ainglese|inglese]] bassocome livello''Instruction alSet Architecture'' o con l'[[programmatoreacronimo]] '''ISA'''. L'espressione è a volte usata anche per distinguere l'insieme suddetto di caratteristiche dalla [[microarchitettura]], che è l'insieme di tecniche di progettazione utilizzate per implementare l'instructioninsieme setdi istruzioni (tra cui [[microcodice]], [[Pipeline dati|''pipeline'']], e sistemi di [[CPU cache|''cache'']] e così via).

== Descrizione ==

Si tratta di fatto dell'insieme didelle [[istruzione (informatica)|istruzioni]] base che il [[processore]] puòè compierein egrado chedi eseguire, costituisconocostituendo dunquecosì il suo [[linguaggio macchina]],. aA partire dalda qualequesto, vengono scritti i relativi [[programma (informatica)|programmi]] nei vari [[linguaggio di programmazione|linguaggi di programmazione]] a piùad alto [[livello di astrazione]]. [[Computer]]s con microarchitetture differenti possono condividere lo stesso instruction set.: Adad esempio, l'[[Intel]] [[Pentium]] e l'[[Advanced Micro Devices|AMD]] [[Athlon]] implementano versioni quasi identiche dell'instruction set [[x86]], pur essendo al loro internointernamente totalmentemolto diversi.

Tra i dati nativamente disponibili ci sonotroviamo le [[istruzione (informatica)|istruzioni]], i [[registro (informatica)|registri]], le [[metodi di indirizzamento|modalità di indirizzamento]], l'architettura della memoria, la gestione degli [[interrupt]] e delle [[Eccezione (informatica)|eccezioni]], e l'eventuale [[I/O]] esterno.

Un'ISA (Instruction Set Architecture) è una specifica dellche definisce l'insieme di tutti queii codici binari ([[opcode]]) che rappresentano i comandi implementatieseguibili nativamente da un particolare design di [[CPU]]. L'insieme degli opcode di una specifica ISA è detto anche [[linguaggio macchina]] della ISA.

Una Un'ISA può anche essere [[emulazione|emulata]] da un [[interprete (informatica)|interprete]] software. Poiché l'emulatore deve effettuare una traduzionetradurre da una un'ISA ad una ISA differenteun'altra, questa soluzione è in generale più lenta rispetto ad una ISA implementata in hardware. PressoOggi, i produttori di nuove ISA o microarchitetture, èspesso praticaforniscono comuneemulatori alagli giornosviluppatori d'oggidi quellasoftware diprima rendereche disponibilil’hardware emulatorisia aglipronto. sviluppatoriQuesto permette loro di softwareiniziare primaa chelavorare siae prontatestare l'implementazionei hardwareloro programmi in anticipo.

== Tipologie ==

{{vedi anche|RISC|CISC}}

Sono disponibili diversi tipi di ISA, ma esse sono soggette sempre a nuovi mutamenti di pari passo con il progresso delle tecnologie informatiche; tuttavia esiste un'enorme quantità di [[microprocessore|microprocessori]] e [[microcontrollore|microcontrollori]] che implementano ISA di ogni genere. Sono persino comuni per alcune applicazioni delle ISA personalizzate, ad esempio quelle di [[ARC International]], gli [[Application specific integrated circuit|ASIC]], le [[Field programmable gate array|FPGA]] e le tecniche di [[reconfigurable computing]].

I diversi ISA possono essere divisi in due macro-categorie: i [[Reduced instruction set computer|RISC]] (''Reduced Instruction Set Computer'') e i [[Complex instruction set computer|CISC]] (''Complex Instruction Set Computer''). Le ISA RISC tendono ad avere operazioni semplici e veloci, con un'ampia disponibilità di [[registro (informatica)|registri]] per memorizzare i risultati intermedi. Invece, le ISA CISC mettono a disposizione del programmatore istruzioni più complesse, che talvolta replicano quelle dei linguaggi di alto livello (ad esempio, la copia di stringhe nei processori x86). In entrambi i casi, i migliori set di istruzioni tendono ad essere i cosiddetti set ''ortogonali'', in cui i diversi [[metodo di indirizzamento|metodi di indirizzamento]] e i vari registri possono essere utilizzati in modo intercambiabile in tutte le istruzioni. Esempi famosi di set di istruzioni ortogonali sono quelli del Motorola 68000 (CISC) e del [[Architettura MIPS|MIPS]] (RISC). L'ISA dei processori Intel x86 era originariamente poco ortogonale, ma è stata progressivamente migliorata nel tempo.

===ISA comunemente implementate in hardware===

* [[DEC Alpha|Alpha AXP]] ([[Digital Equipment Corporation|DEC]] Alpha)

La distinzione tra ''set'' di istruzioni RISC e CISC è oggi un po' sfumata, perché la maggior parte dei processori consumer sono oggi dei [[CRISP]], un misto tra i due tipi di set.

* [[Architettura ARM|ARM]] (Acorn RISC Machine) (Advanced RISC Machine, oggi [[ARM Holdings]])

* [[IA-64]] ([[Itanium]])

Inoltre, alcuni processori traducono l'ISA originale in un set di istruzioni interno, per ragioni e con modalità diverse:

* nel caso dell'[[Intel]] [[Pentium 4]] e dell'[[Advanced Micro Devices|AMD]] [[Athlon]], è per liberarsi dalle limitazioni causate da un'ISA [[retrocompatibile]] ormai arcaica, e la conversione è eseguita direttamente da un hardware dedicato che effettua la necessaria ''decodifica'';

* nel caso dei processori [[Transmeta]], è per poter "tradurre" ISA di altri processori esistenti come se fossero proprie, e la traduzione è fatta da qualcosa di concettualmente molto simile alle ''routine firmware'' (denominate ''microcodice'') memorizzate in un'area [[Read only memory|ROM]] ricavata sul silicio del microprocessore.

== Esempi ==

{{Div col}}

* [[DEC Alpha|Alpha AXP]]

* [[Architettura (computer)ARM|ARM]]

* [[IA-64]] ([[Itanium]])

* [[Architettura MIPS|MIPS]]

* [[Motorola 68000|Motorola 68k]]

* [[PA-RISC]] ([[Hewlett-Packard|HP]] Precision Architecture)

* [[POWER]]

* [[PowerPC]]

* [[SPARC]]

* [[SuperH]]

* [[IBM System/360|System/360]]

* [[CISCVAX]]

* Tricore (Infineon)

* [[RISCx86]]

* [[INMOS Transputer|Transputer]] (STMicroelectronics)

* [[FORTHp-code]]

* [[VAX]] (Digital Equipment Corporation)

* [[Java Virtual Machine]]

* [[x86]] ([[IA-32]], [[Pentium]], [[Athlon]]) ([[x86-64]], [[EM64T]])

* [[LLVM|LLVM IR]]

{{Div col end}}

===ISA comunemente implementate in software ma con incarnazioni hardware===

* [[p-code]] ([[UCSD p-System]] Version III on [[Western Digital]] [[Pascal Micro-Engine]])

* [[Macchina virtuale Java|Java virtual machine]] (ARM Jazelle, PicoJava)

* [[FORTH]]

===ISA mai implementate in hardware===

* [[SECD machine]]

* [[ALGOL Object Code]]

==Voci correlate==

===Categorie di ISA===

* [[Application specific integrated circuit]] (ASIC), una ISA completamente specificabile dal cliente

* [[CISC]]

* [[Digital Signal Processor]]

* [[Graphics Processing Unit]]

* [[reconfigurable computing]]

* [[RISC]]

* [[processore vettoriale]]

* [[VLIW]]

== Voci correlate ==

===Esempi di ISA disponibili commercialmente===

* [[Complex instruction set computer]]

* [[CPU]], o ''processore centrale''

* [[Reduced instruction set computer]]

* [[microcontrollore]]

* [[Streaming SIMD Extensions]]

* [[microprocessore]]

* [[VLIWCUDA]]

* [[Architettura dei calcolatori]]

== Altri progetti ==

===Altro===

{{Interprogetto|preposizione=sull'|wikt=instruction set}}

* [[Architettura (computer)]]

* [[Emulatore]]

* [[Hardware Abstraction Layer]]

* [[Register Transfer Language]]

* [[Macchina virtuale]]

* [[Instruction level parallelism]]

* [[Assembly]]

* [[RISC]]

== Collegamenti esterni ==

* {{Collegamenti esterni}}

*{{cita web|http://www.cs.clemson.edu/~mark/hist.html|Mark Smotherman's Historical Computer Designs Page}}

* {{FOLDOC}}

{{Multimedia extensions}}

{{Controllo di autorità}}

{{Portale|informatica|elettronica}}

[[Categoria:Microprocessore]]