Aula 07 - ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

Esta é uma pré-visualização de arquivo. Entre para ver o arquivo original

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
Aula 7 – Conjunto de Instruções
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
ESTRUTURA DA DISCIPLINA
AULA 1 – Fundamentos
AULA 2 – Sistemas de Numeração
AULA 3 – Representação de dados
AULA 4 – Lógica Digital
AULA 5 – Álgebra Booleana
AULA 6 – Modelo de Von Neumann
AULA 7 – Conjunto de Instruções
AULA 8 – Processador
AULA 9 – Memória
AULA 10 – Dispositivos de Entrada e Saída
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
Conteúdo Programático AULA 7
Tipos de Instruções
Formato de instruções
Modos de endereçamento
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
INSTRUÇÕES
São as ordens que o computador entende
Cada família de processadores tem o seu próprio conjunto de instruções  instruction set
Quem usa essas instruções?
 Programador Assembly
 Compiladores
mov ax,#0x7cc ; posiciona na metade da tela
mov DI,ax ; 
seg es
mov [DI],#0x9f4F ; O
seg es
mov [DI+2],#0x9f4C ; L
seg es
mov [DI+4],#0x9f41 ; A
seg es
mov [DI+6],#0x9f21 ; !
loop1:	jmp loop1 
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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 Instrução
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
ADD op1,op2,op3
MOV op1,op2
ADD R, op1
JNZ 	 op1
Exemplos de Instruções
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
	Um determinado processador possui um conjunto de 64 instruções. Quantos bits de opcode a instrução deverá possuir?
EXEMPLO
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
	Um determinado processador possui um conjunto de 64 instruções. Quantos bits de opcode a instrução deverá possuir?
EXEMPLO
Solução: 64 = 26 , logo são necessários 6 bits
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
mov ax,#0x7cc ; posiciona na metade da tela
mov DI,ax ; 
seg es
mov [DI],#0x9f4F ; O
seg es
mov [DI+2],#0x9f4C ; L
seg es
mov [DI+4],#0x9f41 ; A
seg es
mov [DI+6],#0x9f21 ; !
loop1:	jmp loop1 
Revendo o código ...
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
IMEDIATO: 		 sem referência à memória
			 limitado e pouco flexível
DIRETO:		 simples
			 espaço de endereçamento limitado
INDIRETO: 		 espaço de endereçamento grande
			 múltiplas referências à memória
REGISTRADOR: 		 sem referência à memória
			 espaço de endereçamento limitado
DESLOCAMENTO:		 Flexibilidade
	 		 complexidade
Resumo de modos de endereçamento
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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.
			
EXERCÍCIOS
A instrução possui o modo direto e o operando possui o valor 15B9.
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.
			
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
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.
			
EXERCÍCIOS
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
			
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
Considere uma máquina hipotética com as seguintes características:
Instruções
0001  Carrega AC da memória
0010  Armazena AC na memória
0101  Adiciona ao acumulador AC o valor da memória
0011  Carrega AC (acumulador) do dispositivo de I/O
0111  Armazena AC no dispositivo de I/O
Endereço de 12 bits identifica um dispositivo externo sendo 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 AC 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
EXERCÍCIOS
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
A primeira instrução executada é:
 1) Carrega o valor 2 no acumulador AC 2) Carrega o valor 3 no acumulador AC 3) Carrega o valor 50 no acumulador AC 4) Inicializa os dispositivos e endereços de memória
O valor final armazenado no acumulador será:
1) 5 2) 2 3) 0 4) 3
Em que endereço será armazenado o valor 5 que está no AC?
Que instrução inicial teríamos que acrescentar ao programa para que AC fosse iniciado com o conteúdo do endereço 32h?
EXERCÍCIOS
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
A primeira instrução executada é:
 1) Carrega o valor 2 no acumulador AC 2) Carrega o valor 3 no acumulador AC 3) Carrega o valor 50 no acumulador AC 4) Inicializa os dispositivos e endereços de memória
O valor final armazenado no acumulador será:
1) 5 2) 2 3) 0 4) 3
Em que endereço será armazenado o valor 5 que está no AC?
60h  302  0010 	01100000
Que instrução inicial teríamos que acrescentar ao programa para que AC fosse iniciado com o conteúdo do endereço 32h?
0001  Carrega AC da memória 	0001 0011 0010
EXERCÍCIOS
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
NeanderWin
LINK: http://www.dcc.ufrj.br/~gabriel/neander.php
As instruções podem ter um ou dois bytes. 
 Nas instruções com apenas um byte, os 4 bits mais significativos contém o código da operação. 
 Nas instruções com dois bytes (referência a um operando na memória) o segundo byte contém o endereço de memória deste operando.
 Largura de dados e endereços de 8 bits;
 Dados representados em complemento a dois;
 1 acumulador de 8 bits (AC);
 1 apontador de instruções de 8 bits (PC);
 1 registrador de código de condição com 2 bits: negativo (N) e zero (Z).
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
NeanderWin
- Modos de Endereçamento
- imediato
 O segundo byte da instrução é o operando.
 A única instrução que usa este modo de endereçamento é a LDI.
- direto
 O segundo byte da instrução é o endereço de memória do 	 operando.
- indireto
 O segundo byte da instrução contém o endereço de memória onde está o endereço do operando (ou seja, o segundo byte da instrução é o endereço do ponteiro para o operando).
 Para indicar que um operando é indireto, deve-se precedê-lo pela letra "@" (at).
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
NeanderWin
Tema da Apresentação
AULA 7 – INSTRUÇÕES
ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES
*
RESUMINDO
 Cada processador possui um conjunto de instruções específicos
 As instruções são classificadas em: lógico-aritméticas, controle e movimentação de dados.
As instruções possuem quantidade variável de operandos.
 O modo de endereçamento define o significado dos operandos de endereço.
Tema da Apresentação
*
*
*
*
*
*
*