Unidad I

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UNIDAD I
CONCEPTOS GENERALES
Fall 2011
Conceptos Generales
Microprocesadores Otoño 2011
Contenido
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Introducción
Arquitectura generalizada de una computadora
Componentes de una computadora
Conjunto de Instrucciones y lenguaje de maquina
Introducción
3
…
El microprocesador es un dispositivo programable
con capacidades de decisión y computo.
Introducción
4
`
Cada microprocesador puede ejecutar un conjunto de
instrucciones fijas expresadas en forma de patrones
binarios llamadas lenguaje de maquina.
`
Cada patrón binario asociado a una instrucción es
también asociado a un mnemónico.
`
El conjunto de mnemónico forma el ensamblador del
microprocesador.
Lenguaje de
Maquina
00110111
Nmemonicos
LD SP,
1895H
Introducción
5
…
…
El microprocesador lee instrucciones en binario del
dispositivo de almacenamiento llamado memoria.
El microprocesador acepta datos binarios y los
procesa de acuerdo a las instrucciones.
Instrucciones
Salida
Introducción
6
…
…
…
Los componentes físicos del sistema son llamados hardware.
Un programa es un conjunto de instrucciones que desarrollan
una tarea especifica
Un conjunto de programas son llamados software
Programa 1
Programa 2
Programa 3
Software
Entrada
Salida
Hardware
Introducción
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Microprocesador
Microcontrolador
Microprocesador
Unidad
Aritmética Lógica
(ALU)
Entrada
Unidad de
Control
Unidad de Memoria
Memoria
Salida
I/O
Dispositivos Periféricos
• Convertidores A/D
• Timer
• Serial I/O
Organización de un Sistema basado
en Microprocesador
8
`
ALU
Arreglo de
Registros
Entrada
Salida
`
BUS
Unidad de
Control
ROM
RAM
Memoria
`
ALU: realiza
operaciones
aritméticas (+,-, etc.)
y lógicas (and, or,
etc)
Registros: almacenan
datos y direcciones
temporalmente
Unidad de Control:
envía señales de
control y
temporización a todo
la unidad de
microprocesador.
Conjunto de Instrucciones
9
…
…
…
Longitud de palabra cambia con respecto a cada
microprocesador.
Un microprocesador de 16 bit tiene una longitud de
palabra de 16 bits, i.e. 2 bytes.
Instrucción se define como una tarea completa que
el microprocesador puede realizar, puede estar
formada de 1 o mas palabras
Conjunto de Instrucciones
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If A > B
C = 2 +A
else
B = C +A
Puede Migrar a
otra plataforma
LD B,32H
LD C,0A2H
ADD A,B
0000 1111
1010 1100
0101 0101
Dependiente del
hardware
Conjunto de Instrucciones
11
`
Cada microprocesador es diseñado para ejecutar un
determinado numero de instrucciones
`
La instrucción esta compuesta por las señales de control
que le indicaran al microprocesador que acción
ejecutar
`
El numero de instrucciones para cada procesador varia
de acuerdo al diseño del mismo.
◦
Por ejemplo el Z80 tiene 158 instrucciones
Formato de Datos
12
`
`
El microprocesador solamente es capaz de procesar
datos binarios.
Estos datos pueden estar en los siguientes formatos
◦
Código ASCII, (American Standard Code for Information Interchange)
x
◦
Código BCD, (Binary-Code Decimal)
x
◦
Representación binaria de los 10 dígitos decimales
Enteros con signo
x
◦
Código de 7-bits que representa letras, números decimales,
símbolos y comandos de maquina.
El digito mas significativo es usado para el signo, 0 representa un
numero positivo, mientras que 1 representa un numero negativo
Enteros sin signo
x
Los 8-bits son usados para representar un numero
Formato de Datos
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Código ASCII
30H – 39H
41H – 5AH
61H – 7AH
00H – 0FH
Código BCD
0–9
A–Z
a–z
Comandos
de Maquina
0000
0001
0010
0011
0100
0101
0110
0111
1000
1001
Ejemplo:
07H
09H
Campana
Tabulador
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
Ejemplo:
00110101
35
Codigo ASCII
14
Formato de Datos
15
Enteros con Signo
Entero sin Signo
MSB
1
LSB
0
0
1
1
0
1
0
Signo
MSB
1
LSB
0
0
1
1
0
1
0
Rango
Rango
0 a 255
-128 a 127
Números Negativos se representan
en complemento a 2
Los 8 bits son usados para
representar al numero
Ejemplo
Ejemplo:
01111111
11111111
127
-128
10000000
11111111
00001010
128
255
10
Programando en Ensamblador
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• Mnemónicos
• LD A,32H
• ADD B,C
Codigo
Fuente
Compilador
• Traduce los
mnemónicos a
lenguaje de
maquina
• Lenguaje de Maquina
• Listo para ejecutarse
en el procesador
Código
Objeto