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Introdução às Instruções de Processadores

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Organização de Computadores
Prof. Luiz di Marcello
Aula 7
O QUE SÃO E PARA QUE SERVEM?
São as ordens que o computador entende
Cada família de processadores tem o seu próprio conjunto de instruções  instruction set
Quem usa essas instruções? O programador Assembly, os compiladores
Ninguém programa utilizando as instruções do processador! Programas são desenvolvidos em linguagens de alto nível!
Instruções podem ter formatos diferentes, dependendo do número de operandos
INSTRUÇÕES
Instruções Aritméticas e Lógicas
Instruções de Movimentação de Dados
Instruções de Transferências de Controle
Transferem dados entre registradores ou entre registrador e memória principal (MOV)
Realizam operações aritméticas (ADD, SUB ...) e lógicas (AND, OR)
Executam o desvio do fluxo sequencial do código (JMP)
TIPOS DE INSTRUÇÕES
CÓDIGO DA OPERAÇÃO
OPERANDO(S)
Indica que operação será executada. A quantidade de bits desse código determina o número máximo de instruções
Indica o(s) dado(s) que será(ão) manipulado(s): números, caracteres, endereços
FORMATO DE UMA INSTRUÇÃO
ADD: soma o primeiro operando com o segundo, o resultado fica armazenado no primeiro operando:
	ADD op1,op2
	
	ADD R, op1
MOV: copia o segundo operando (fonte) para o primeiro operando (destino): 
	MOV op1,op2
JNZ: desvia a execução do programa para o endereço indicado
	JNZ op1
EXEMPLOS
ADD
OP1
OP2
ADD
R
OP1
MOV
OP1
OP2
JNZ
OP1
	Um determinado processador possui um conjunto de 64 instruções. Quantos bits de opcode a instrução deverá possuir?
OPCODE
OPER1
OPER2 ...OPERn
?
EXERCÍCIO 1
Registradores de uso geral para armazenamento temporários dos dados que serão processados
Exemplos: AX, BX
Registradores de uso específico para funções pré-definidas de controle
Exemplos: IR, PSW, PC
REGISTRADORES
IMEDIATO
DIRETO
INDIRETO
Utiliza um valor como operando e não um endereço na memória
ADD #A,R1
Indica o endereço de memória onde está o operando
Indica um ponteiro para o operando
ADD (A), R1
ADD (R1),R2	
MODOS DE ENDEREÇAMENTO
O endereço se refere a um registrador
ADD R,OP1
Obtido pela soma do operando com o conteúdo de um registrador base
ADD (A)R1, R2
REGISTRADOR
DESLOCAMENTO
MODOS DE ENDEREÇAMENTO
Um processador possui um conjunto de instruções que emprega vários modos de endereçamento. Considere que a memória principal possui endereços de 16 bits e o mapa de memória abaixo. Para cada item diga qual o valor obtido.
			
ENDEREÇO
CONTEÚDO
15B9
7C
15BA
82
15BB
15
15BC
BE
15BD
9A
15BE
75
A instrução possui o modo direto e o operando possui o valor 15B9:
b)	A instrução usa o modo imediato e o operando possui o valor 15BA:
A instrução usa o modo indireto e o operando possui o valor 15BB:
			
EXERCÍCIO 2
Um processador possui um conjunto de instruções que emprega vários modos de endereçamento. Considere que a memória principal possui endereços de 16 bits e o mapa de memória abaixo. Para cada item diga qual o valor obtido.
			
ENDEREÇO
CONTEÚDO
15B9
7C
15BA
82
15BB
15
15BC
BE
15BD
9A
15BE
75
A instrução possui o modo direto e o operando possui o valor 15B9:
	7C
b)	A instrução usa o modo imediato e o operando possui o valor 15BA:
	15BA
A instrução usa o modo indireto e o operando possui o valor 15BB:
	75
			
EXERCÍCIO 2
Considere uma máquina hipotética com as seguintes características:
INSTRUÇÕES
0001  Carrega ACC da memória
0010  Armazena ACC na memória
0101  Adiciona ao acumulador ACC o valor da memória
0011  Carrega ACC (acumulador) do dispositivo de I/O
0111  Armazena ACC no dispositivo de I/O
12 bits: 4 bits para código da operação e os demais para endereço 
O dispositivo 5  fornece o valor 3 
PC (Program Counter) inicial contém o valor 300 
O acumulador ACC está inicialmente vazio 
O endereço 50h possui o valor 2
 armazenado 
Programa em execução
End.  Instrução
300  0011	00000101 
301  0101 	01010000 
302  0010 	01100000
EXERCÍCIO 3
12
Organização de Computadores
Prof. Luiz di Marcello
Exercícios
1) No conjunto de instruções de um processador podemos citar três tipos de endereçamento: IMEDIATO, DIRETO e INDIRETO. Correlacione esses três tipos de endereçamento (na sequência  IMEDIATO, DIRETO e INDIRETO) com o seu significado encontrado nas sentenças abaixo:
indica o endereço de memória onde está o operando
indica um ponteiro para o operando
III. utiliza um valor como operando e não um endereço da memória
( ) I, II e III
( ) II, I e III
( ) III, I e II
( ) I, III e II
( ) II, III e I
14
2) Considerando uma instrução com código de operação de 4 bits e operando de 8 bits, cujo processador trabalhe com endereçamento direto, quantas instruções no máximo podem existir nessa configuração e qual o maior endereço (em hexadecimal) pode servir de operando?
( ) 4 instruções diferentes e maior endereço FFh
( ) 8 instruções diferentes e maior endereço 99h
( ) 16 instruções diferentes e maior endereço FFh
( ) 32 instruções diferentes e maior endereço FFh
( ) 16 instruções diferentes e maior endereço EEh
15

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