Architettura degli elaboratori

ARCHITETTURA VON NEUMANN

DI -

COMPONENTI UN COMPUTER

DI ( )

MEMORIA DATI PROGRAMMI

• E

( )

Pv

( CUTALU |

REGISTRI

+

• " " "

" "

"

Control

BUS LOGIC

DI

• COMUNICAZIONE UNIT UNIT

PERIFERICHE 1/0

• Accumulatori

OUTPUT

INPUT

CPU È

CPU

LA COMPOSTA DA :

(

ALU )

ESEGUE

• STATO

HA

CALCOLI NON INTERNO

,

( )

REGISTRI RISULTATI

MANIPOLANO DATI

INDIRIZZI

• ISTRUZIONI /

, ,

BUS DI PERIFERICHE

COMUNICAZIONE

◦ CON MEMORIA E

( )

( OPERAZIONI

u LE

COORDINA

• CPU

ISTRUZIONI DELLA

FASI ESECUZIONE

DI UNA

DI ISTRUZIONE

(

FETCH )

CARICAMENTO ISTRUZIONE

DELL'

• (

DECODIFICA )

DELL'

RICONOSCIMENTO ISTRUZIONE

• (

LOAD )

ARGOMENTI

EVENTUALI

DALLA DI

CARICAMENTO

• MEMORIA

ESECUZIONE DELL' ISTRUZIONE

• STORE ( )

MEMORIA

REGISTRO

SU

• SALVATAGGIO RISULTATO

DEL

O

AGGIORNAMENTO DEL PROGRAM COUNTER

•

TIPOLOGIE ISTRUZIONE

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 INDICARE

DEVE

ISTRUZIONI :

L' )

( OPCODE

OPERAZIONE DA SVOLGERE

• ARGOMENTI NECESSARI

• DOVE METTERE RISULTATO

• IL

MODI (

DI INDIRIZZAMENTO )

ARGOMENTI

CODIFICA

IMPLICITO

o / FISSA

SORGENTE DESTINAZIONE OPCODE

O ACCESSI ALLA MEMORIA

IMMEDIATO

• COSTANTE

VALORE CODIFICATO ISTRUZIONE

NELL' STESSA

-

OPCODE OPERANDO

O ACCESSI ALLA MEMORIA

DIRETTO

• •

OPCODE ADDRESS M

E

1 MEMORIA

ACCESSO ALLA M

INDIRETTO

◦ A

OPCODE ADDRESS

2 ACCESSI ALLA MEMORIA

A REGISTRO

• R

OPCODE E

REG NUM

. . G

O ACCESSI ALLA MEMORIA

A REGISTRO INDIRETTO

• OPCODE REG NUM R

. . 1 |

E

1 ACCESSO ALLA MEMORIA .

( )

SPIAZZAMENTO

CON OFFSET

1 ACCESSO

SOLO ALLA MEMORIA

OPCODE REG OFFSET

-

- @s

ME

R E

G M

a

3 INTERPRETAZIONI : (

PROGRAM )

IND RELATIVO AL COUNTER PC

• . AL

RELATIVO BASE

REGISTRO

IND

• .

INDICIZZAZIONE

☒ VETTORE

DI UN

PROGRAM COUNTER

REGISTRO l'

CONSERVA

CHE Indirizzo DELLA PROSSIMA ISTRUZIONE

ARCHITETTURE CISC RISC

E

CISC RISC

COMPLEX SET REDUCED SET

INSTRUCTION COMPUTER COMPUTER

INSTRUCTION

ISTRUZIONI ISTRUZIONI

VARIABILE FISSA

DIMENSIONE

DI 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

PIU

PIU COMPLICATE

?⃝ ARCHITETTURA MIPS 2000 ( )

WORD MEMORIA

WORD SPAZIO

DA 32 BIT IN

• -

_ ( ( )

)

4GB

SPAZIO OFFSET

32

DA BIT

INDIRIZZAMENTO

DI

• INTERI COMPLEMENTO a 32

2

IN SU

• BIT

32 GENERALE

REGISTRI USO

DI

• 3 CPU

• ( PV ALU PROGRAMMA

E

• : t.li/L0

32 REGISTRI PER MOLTIPLICAZIONI DIVISIONI

t E MEMORIA

HA ACCESSO ALLA MEMORIA

COPROCESSORE CPU

• VIRTUAL

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

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

ao

i } 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 MIPS

ISTRUZIONI $

( $ tolti te

R )

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 BYTE

SEQUENZA DI

. SEQUENZA DI

DOUBLE DOUBLE

• SEQUENZA FLOAT

DI

FLOAT

• HALF SEQUENZA HALF WORDS

DI

• SEQUENZA

WORD WORDS

DI

•

CODICI ISTRUZIONI

DELLE

ADD DIV

SUB

, , . . .

DEI REGISTRI

CODIFICA

Slao $ sette

, .

. . )

(

ETICHETTE PER RELATIVI

GLI

CALCOLARE INDIRIZZI

NOME :

L' ASSEMBLY

ASSEMBLATORE PROGRAMMA

DAL PROGRAMMA

CONVERTE AL

DEL

TESTO

INOLTRE GLI

IN CALCOLA DEI

DALLE INDIRIZZI

ETICHETTE

CODICE MACCHINA ,

.

( ) (

SALTI )

ASSOLUTI STRUTTURE

DELLE DATI

E OFFSET

MEMORIA

RELATIVI IN

E

LE REALIZZATE UTILIZZANDO

STRUTTURE 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

: " "

" attore ASSEMBLY

CODICE SORGENTE "

assemblato

"

" '

e

"

OGGETTO ESEGUIBILE

COMPILATORE ASSEMBLY

TRASFORMA CODICE SORGENTE

IL in

ISTRUZIONI ASM

◦ ISTRUZIONI REGISTRI

VARIABILI TEMPORANEE

• VARIABILI LOCALI GLOBALI

e ETICHETTE E

E DIRETTIVE

STRUTTURE DI CONTROLLO SALTI ETICHETTE

ED