5.2 Funcionamiento interno de una computadora (cómo se ejecutan

5.2 Funcionamiento interno de una computadora
(cómo se ejecutan las instrucciones en lenguaje máquina)
Registros de procesador :
− contador de programa (PC) = dirección de la instrucción a
ejecutar
− registro de instrucción (IR) = código de la instrucción a ejecutar
Para comenzar a ejecutar un programa, primero habrá que
cargarlo en memoria (en posiciones consecutivas) y darle el
control (PC Å dirección de la 1ª instrucción)
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Una vez hecho esto la unidad de control repite sucesivamente 2
fases para cada instrucción:
a) captación de la instrucción : copiar la instrucción en el
registro de instrucción (IR): IR Å M(PC) y PC Å PC+1
b) ejecución de la instrucción : interpreta el código de
operación y genera señales de control para efectuar las
(micro)operaciones necesarias
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Supongamos un computador como el de la figura:
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Las instrucciones máquina de este computador son de 16 bits :
(de mas a menos significativos)
− 4 para el código de operación
− 4 para el operando destino(op_d)
− 4 para el operando fuente 2 (op_f2)
− 4 para el operando fuente 1(op_f1)
Los operandos siempre estarán en un registro (que puede ser un
puerto) que se especifica por su número (dirección)
En ensamblador se especifica primero el código de operación y
luego los operandos: si son 2 el destino y el fuente 1 y si son 3 el
destino, el fuente 2 y el fuente 1(en este orden y separados por
comas)
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El lenguaje de esta máquina tiene, entre otras, las siguientes
instrucciones:
− IN rx,IPv : entrada de dato: rx Å IPv. Para el teclado el puerto
de entrada es 02. El código de operación de esta instrucción es
B’0100
− OUT OPv,rx : salida de dato = OPv Å rx. Para la pantalla el
puerto de salida es 02. El código de operación de esta
instrucción es B’0101
− ADDS rx,ry,rz : rx Å ry + rz. El código de operación de esta
instrucción es B’0110
− HALT : finaliza el programa quedando en espera. El código de
operación de esta instrucción es B’1111
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Programa para sumar dos números que se dan por teclado y dar
el resultado por pantalla :
En ensamblador :
IN r0,IP02
/* introducir dato y cargarlo en r0 */
IN r1,IP02
/* introducir dato y cargarlo en r1 */
ADDS r3,r0,r1 /* sumar datos y cargar resultado en r3 */
OUT OP02,r3 /* sacar resultado por pantalla*/
HALT
Supongamos que el programa se carga a partir de la dirección 8.
El contenido de los registros (aquellos que cambian su valor) al
final de la fase de ejecución y captación de cada una de las
instrucciones sería:
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1.a) IR=h4002,PC=h0009
1.b) r0=h0032 (valor tecleado)
2.a) IR=h4102,PC=h000A
2.b) r1=h0010 (valor tecleado)
3.a) IR=h6301,PC=h000B
3.b) r3=h0042
4.a) IR=h6302,PC=h000C
4.b) OP02=h0042
5.a) IR=hF000,PC=h000D
5.b) -
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