Architettura degli elaboratori

Architettura Von Neumann

Componenti di un computer

Di ( ) memoria dati programmi • e ( ) Pv ( CUT ALU | registri + • " " "" "" Control BUS LOGIC di • comunicazione UNIT UNIT periferiche 1/0 • Accumulatori OUTPUT INPUT.

CPU

CPU è composta da:

• (ALU) esegue calcoli.
• Stato ha non interno, ( ) registri risultati manipolano dati indirizzi.
• Istruzioni /, , bus di periferiche comunicazione ◦ con memoria e ( ) ( operazioni u le coordina • CPU istruzioni della.

Fasi di esecuzione di una istruzione

• (Fetch) caricamento dell'istruzione.
• (Decodifica) riconoscimento dell'istruzione.
• (Load) caricamento dalla memoria di eventuali argomenti.
• Esecuzione dell'istruzione.
• Store ( ) memoria registro su • salvataggio risultato del o aggiornamento del program counter.

Tipologie di istruzioni

• Di / load (store) dati / trasferimento da memoria la • verso.
• / (Logico) aritmetiche svolgono • calcoli.
• )(Salti condizionati flusso logico ° e controllano incondizionati il.
• Gestione / delle eccezioni • interrupt.
• Trasferimento dati.

Codifica delle istruzioni

La codifica delle istruzioni deve indicare:

• L' )( opcode operazione da svolgere.
• Argomenti necessari.
• Dove mettere il risultato.

Modi di indirizzamento argomenti

• Codifica implicito o / fissa sorgente destinazione opcode o accessi alla memoria.
• Immediato • costante valore codificato nell'istruzione stessa - opcode operando o accessi alla memoria.
• Diretto • • opcode address ME1 memoria accesso alla M.
• Indiretto ◦ a opcode address 2 accessi alla memoria.
• A registro • R opcode EREG num. . GO accessi alla memoria.
• A registro indiretto • opcode REG num R. . 1 |E1 accesso alla memoria.
• (Spiazzamento) con offset 1 accesso solo alla memoria opcode REG offset -- @sMER EG Ma.

Interpretazioni

3 interpretazioni:

• (Program) ind relativo al counter PC • . al.
• Relativo base registro ind • .
• Indicizzazione ☒ vettore di un.

Program counter

Program counter registro l' conserva che indirizzo della prossima istruzione.

Architetture CISC RISC

CISC RISC complex set reduced set instruction computer computer instruction.

Confronto CISC e RISC

Istruzioni istruzioni variabile fissa dimensione di dimensione ( )( ) fetch successivi decodifica richiedono fetch decodifica non richiedono successivi " " """ " "" """" e ° ALU memoria operazioni operandi registri tra in ( () ) accesso accessi in nessun in molti memoria memoria pochi interni registri registri molti interni ( ) modi indirizzamento di modi semplici complessi di indirizzamento offset pipeline pipeline '' veloce più più complicate?

Architettura MIPS 2000

• ⃝ Architettura MIPS 2000.
• ( ) Word memoria word spazio da 32 bit in • -_ ( ( )) 4GB spazio offset 32 da bit indirizzamento di.
• Interi complemento a 2 in su 32 • bit.
• 32 generale registri uso di.
• 3 CPU.
• (PV ALU programma e • : t.li/L032 registri per moltiplicazioni divisioni t e memoria ha accesso alla memoria).
• Coprocessore CPU • virtuale eccezioni 0 traps Memory: COPROC 1,, ALU .BADVADDR EPC CAUSE STATUS,, ,
• Coprocessore calcoli mobile virgola 1 • in Conoce: 16 32 da 64 32 registri bit utilizzabili bit da come ha accesso memoria alla CPU.

Registri della CPU

• 32 registri I della.
• $ ($ ) Costante FP funzioni FRAME Pointer ZERO zero.
• $ $ Return usato RA ADDRESS.
• Pseudo istruzioni da AT $ $ V1 V0 risultato funzioni delle.
• , $ $ Argomenti funzioni aoi } delle a.. .
• $$ (b-to ) Temporanei chiamante salvati da 7. ..
• ($ $57 chiamata salvati da temporanei SO . . .
• $ /1-8,5/1-9 temporanei salvati da ) chiamante.
• $ $ / ) Ko ky kernel eccezioni interruzioni ,,
• $ (Global dinamica ) pointer memoria gp.
• $ ( ) Stack stack delle funzioni SP pointer.

Formato delle istruzioni MIPS

• Formato delle MIPS istruzioni $( $ tolti teR ) registro TYPE tipo a ADD - , senza accesso alla memoria / aritmetico istruzioni logiche.
• )$) ti to (1- TYPE tipo immediato vettore LW // load store condizionati salti.
• ( ) J ] JUMP TYPE tipo destinazione - ( ) salti salto assoluto condizionati non.
• ( $11$10 $ fa FR TYPE DIV D) registro a tipo float - ,,. senza accesso alla memoria FPU istruzioni della.
• (FI $ LI) LWCT TYPE float immediato tipo diritto in - / load / store salti condizionati.

Assembly MIPS

Direttive principali

• Definizione data dati statici.
• Programma text definizione del.
• ASCIIZ stringa terminata da zero.
• Byte sequenza di byte.
• . Sequenza di double double.
• Sequenza di float di float.
• Half sequenza half words di.
• Sequenza word words di.

Codici delle istruzioni

ADD DIV SUB, , . . . dei registri codifica Slao $ sette, .. . )( etichette per relativi gli calcolare indirizzi nome:

Assemblatore

L'assembly assemblatore programma dal programma converte al del testo in oltre gli in calcola dai indirizzi delle etichette codice macchina ,.( ) (salti ) assoluti strutture delle dati e offset memoria relativi in.

Strutture di controllo

Le strutture realizzate sono del di controllo flusso salti e etichette condizionati di 4 oggetti trovare memoria massimo il in (BGE) creator equals branch $ $01 CHECKC V0 ≥ if else su prosegui salto, ,

ASM strutture di controllo

ASM strutture di controllo: " "" attore assembly codice sorgente "assemblato"" 'e" oggetto eseguibile compilatore assembly trasforma il codice sorgente in istruzioni ASM ◦ istruzioni registri variabili temporanee • variabili locali globali e etichette e direttive strutture di controllo salti ed etichette.