Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0...
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Clase 3
Organización de computadoras
Universidad Nacional de Quilmes
Lic. Martínez Federico
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¿Qué pasó? • Ensamblar y desensamblar
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• Ensamblar y desensamblar
• Ciclo de ejecución de instrucción
¿Qué pasó?
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• Ensamblar y desensamblar
• Ciclo de ejecución de instrucción
• Formato de las instrucciones
¿Qué pasó?
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• Ensamblar y desensamblar
• Ciclo de ejecución de instrucción
• Formato de las instrucciones
• Primera máquina de uso general Q1
¿Qué pasó?
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¿Qué se viene?
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¿Qué se viene?
• Memoria
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¿Qué se viene?
• Memoria
• Buses
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¿Qué se viene?
• Memoria
• Buses
• Arquitectura Q2
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Memoria
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Dirección Memoria
0x0000 0 1 1 0 1 0 1 0
0x0001 1 1 1 1 0 1 1 1
0x0002 0 0 0 0 0 1 0 1
0x0003 1 1 0 0 1 0 0 1
0x0004 1 0 1 0 1 1 1 0
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Dirección Memoria
0x0000 0 1 1 0 1 0 1 0
0x0001 1 1 1 1 0 1 1 1
0x0002 0 0 0 0 0 1 0 1
0x0003 1 1 0 0 1 0 0 1
0x0004 1 0 1 0 1 1 1 0
Bits
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Dirección Memoria
0x0000 0 1 1 0 1 0 1 0
0x0001 1 1 1 1 0 1 1 1
0x0002 0 0 0 0 0 1 0 1
0x0003 1 1 0 0 1 0 0 1
0x0004 1 0 1 0 1 1 1 0
Celda de memoria
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Dirección Memoria
0x0000 0 1 1 0 1 0 1 0
0x0001 1 1 1 1 0 1 1 1
0x0002 0 0 0 0 0 1 0 1
0x0003 1 1 0 0 1 0 0 1
0x0004 1 0 1 0 1 1 1 0
Celda de memoria
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¿Las direcciones se guardan en la
memoria?
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La dirección no se guarda dentro de la casa
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RAM (Random access memory)
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Aleatorio VS
Secuencial
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Volátil
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Ejemplo Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
¿Cuáles son las direcciones de la memoria? ¿Qué devuelve si le pedimos leer la celda 2?
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Lectura
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Lectura • Recibe señal de lectura
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Lectura • Recibe señal de lectura
• Recibe la dirección a leer
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Lectura • Recibe señal de lectura
• Recibe la dirección a leer
• Entrega el contenido de la celda pedida
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Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 11111011
0x0005 00001001
Lectura
lectura
0x0003
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Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 11111011
0x0005 00001001
Lectura
lectura
0x0003
01011111
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Escritura
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Escritura • Recibe señal de escritura
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Escritura • Recibe señal de escritura
• Recibe la dirección a escribir
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Escritura • Recibe señal de escritura
• Recibe la dirección a escribir
• Recibe el contenido a guardar
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Escritura • Recibe señal de escritura
• Recibe la dirección a escribir
• Recibe el contenido a guardar
• Guarda dicho contenido
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Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 11111011
0x0005 00001001
Escritura
escritura
0x0004
10000001
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Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 10000001
0x0005 00001001
Escritura
escritura
0x0004
10000001
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Direcciones
• ¿Cuántos bits necesito para las direcciones de una memoria de 8 celdas?
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Direcciones
• ¿Cuántos bits necesito para las direcciones de una memoria de 2N celdas?
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Lectura Señal de lectura Dirección a leer
Contenido de la celda
Escritura Señal de escritura
Dirección a escribir
Contenido a guardar
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Lectura Señal de lectura Dirección a leer
Contenido de la celda
Escritura Señal de escritura
Dirección a escribir
Contenido a guardar
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Buses
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![Page 41: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/41.jpg)
Buses
CPU RAM
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Buses
CPU RAM
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Líneas del bus (Tipos)
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Tipos de línea
Líneas de control:
Señales de control hacia la memoria
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Tipos de línea
Líneas de direcciones:
Direcciones hacia la memoria
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Tipos de línea
Líneas de datos:
Datos desde y hasta la memoria
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Bus • Señales de control hacia la memoria –Líneas de control
• Direcciones hacia la memoria –Líneas de direcciones
• Datos desde y hasta la memoria –Líneas de datos
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Ancho del bus
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• Bus de direcciones
Ancho del bus
Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 11111011
0x0005 00001001
Determina la cantidad de direcciones
![Page 50: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/50.jpg)
• Datos
Ancho del bus
Dirección Contenido
0x0000 11011101
0x0001 00100010
0x0002 10111011
0x0003 01011111
0x0004 11111011
0x0005 00001001
Determina la cantidad de bits por celda
(suele)
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Bus de control
Tipos de señales
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Bus de control
Líneas de comando
Leer Escribir
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Bus de control
Líneas de temporización
El bus de datos esta ocupado
Quiero usar el bus
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Ejemplo Lectura de la celda 2
CPU
Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
Leer
Lectura completada
0
0
0 0 0 0
0 0
![Page 55: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/55.jpg)
Ejemplo Lectura de la celda 2
CPU
Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
Leer
Lectura completada
1
0
0 0 0 0
1 0
![Page 56: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/56.jpg)
Ejemplo Lectura de la celda 2
CPU
Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
Leer
Lectura completada
1
1
1 1 0 1
1 0
![Page 57: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/57.jpg)
Ejemplo Lectura de la celda 2
CPU
Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
Leer
Lectura completada
0
1
1 1 0 1
0 0
![Page 58: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/58.jpg)
Ejemplo Lectura de la celda 2
CPU
Dirección Contenido
0x0 1101
0x1 0010
0x2 1011
0x3 0111
Leer
Lectura completada
0
0
0 0 0 0
0 0
![Page 59: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/59.jpg)
Ejercicio
• Si la memoria tiene 8 celdas, cada una de 1 byte:
–¿Cuántas líneas de direcciones se necesitan?
–¿Cuántas líneas de datos se necesitan?
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Después del éxito de…
Llega a su clase …
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Arquitectura
La venganza de la memoria
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• Mismas operaciones
Operación Código Efecto
MUL 0000 Dest Dest * Origen
MOV 0001 Dest Origen
ADD 0010 Dest Dest + Origen
SUB 0011 Dest Dest - Origen
DIV 0111 Dest Dest% Origen
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• Nuevo modo de direccionamiento
Modo Código
Inmediato 000000
Registro 100RRR
Directo 001000
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• Nuevo modo de direccionamiento
MOV [0x00F0], 0x0004
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• Mismo formato de instrucción
Cod Op (4bits)
Modo Destino (6 bits)
Modo origen (6 bits)
Destino (16 bits)
Origen (16 bits)
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Arquitectura Destino (16 bits)
Origen (16 bits)
No válido Inmediato
Directo Inmediato, directo
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• Ejemplos: –MOV [0x0001], R0 –MOV [0x00FE], 0x00A1 –ADD [0xFFAB], [0xBBA7] –SUB R0, [0x2DC6] ¿Qué hace cada instrucción?
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Ensamblemos
–MOV [0x0001], R0
–MOV [0x00FE], 0x00A1
–ADD [0xFFAB], [0xBBA7]
–SUB R0, [0x2DC6]
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Ejercicios
• Hacer un programa que multiplique por 12 el valor de la celda 7
• Hacer un programa que sume el valor de la celda 0x7000 con el valor de R1 y guarde el resultado en la celda 0xABCD
![Page 71: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/71.jpg)
Dado que las direcciones de memoria tienen 16 bits, y las celdas también tienen 16 bits.
¿Qué tamaño de memoria maneja
?
Ejercicios
![Page 72: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/72.jpg)
Ciclo de instrucción
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Búsqueda de la instrucción
Ejecución de la instrucción
Fin
Inicio
Decodificación de la instrucción
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Búsqueda de la instrucción
Ejecución de la instrucción
Fin
Inicio
Decodificación de la instrucción
¿Y los operandos?
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Búsqueda de la instrucción
Ejecución de la instrucción
Fin
Inicio
Decodificación de la instrucción
¿Hay operandos
en memoria?
Obtener operandos
SÍ
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Accesos a memoria
![Page 77: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/77.jpg)
Lecturas: Varían entre 1 y 3
Búsqueda de la instrucción
Accesos a memoria
![Page 78: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/78.jpg)
Lecturas: Varían entre 0 y 2
Obtener operandos
Accesos a memoria
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Escrituras: Varían entre 0 y 1
Ejecución de la instrucción
Accesos a memoria
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Ejercicio
• Completar la cantidad de accesos a memoria en la siguiente tabla:
Instrucción FI FO ST
MOV R0, R1
ADD R0, 0xF0CA
SUB [0x1111], 0x1111
MUL [0x0010], [0xFEDE]
DIV R1, [0x43AE]
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“Resumiendo, que se pasa el arroz”
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En resumen
![Page 83: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/83.jpg)
• Memoria:
– Organización
– Lectura
– Escritura
En resumen
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• Memoria:
– Organización
– Lectura
– Escritura
• Buses:
– ¿Qué?
– Tipos
En resumen
![Page 85: Organización de computadoras Clase 3...Ejemplo Lectura de la celda 2 CPU Dirección Contenido 0x0 1101 0x1 0010 0x2 1011 0x3 0111 Leer Lectura completada 0 0 0 0 0 0 0 0 Ejercicio](https://reader033.fdocuments.net/reader033/viewer/2022041719/5e4d3f7cfdb080107f221f88/html5/thumbnails/85.jpg)
• Memoria:
– Organización
– Lectura
– Escritura
• Buses:
– ¿Qué?
– Tipos
• Arquitectura
En resumen
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