Architettura dell elaboratore

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1 Riepilogando Architettura dell elaboratore Riprendiamo il discorso lasciato in sospeso ad iniio corso I programmi e i dati risiedono nella memoria secondaria Per essere eseguiti (i programmi) e usati (i dati) vengono copiati nella memoria principale Il processore è in grado di eseguire in modo sequeniale le istruioni di cui sono composti i programmi Riepilogando Riepilogando I programmi sono fatti di istruioni elementari = Memory Address Register = Memory Data Register [ = Registro di Controllo ] Le istruioni possono avere formati diversi CPU Es. Codice istruione Argomento Argomento cosa fare su cosa operare decoder ALU N = Program Counter = Instruction Register Ad ogni ciclo di clock Ad ogni ciclo di clock. Si legge dalla la prossima istruione da eseguire (fetch). Fetch i. si legge dalla l istruione che si trova in [] e si incrementa il. Si decodifica l istruione. Si decodifica l istruione. Si esegue l istruione (execute). Si esegue l istruione (execute)

2 Ad ogni ciclo di clock Ad ogni ciclo di clock. Fetch i. := ii. := r iii. := [] iv. := v. := +. Si decodifica l istruione. Si esegue l istruione (execute). Fetch. Si decodifica l istruione istruioni di lettura in memoria istruioni di scrittura in memoria istruioni aritmetico / logiche istruioni di salto. Si esegue l istruione a seconda del tipo di istruione verranno intraprese aioni diverse Lettura dalla memoria (sena considerare il fetch dell istruione) Lettura dalla memoria (sena considerare il fetch dell istruione) x Load [y] R x+ Store [] y r y x Load [y] R x+ Store [] y x x+ Load [y] R Descriione ad alto livello, i dettagli al corso di Architetture Descriione ad alto livello, i dettagli al corso di Architetture Lettura dalla memoria (sena considerare il fetch dell istruione) Lettura dalla memoria (sena considerare il fetch dell istruione) r r y x Load [y] R x+ Store [] y y viene scritto in R x Load [y] R x+ Store [] y x+ x + Load [y] R Load [y] R

3 Scrittura in memoria (sena considerare il fetch dell istruione) Scrittura in memoria (sena considerare il fetch dell istruione) w x+ Store [] x Load [y] R x+ Store [] y w x Load [y] R x+ Store [] viene scritto in [] y x + Store [] La macchina di Von Neumann La macchina di Von Neumann. : celle di memoria. Input: dispositivo per l introduione di valori interi. Output: dispositivo per l output di valori interi 4. Control Unit: realia il funionamento della macchina La macchina di Von Neumann Istruioni della macchina: somma = Program Counter = Instruction Register = Accumulatore. codice: parametro: N. descriione: somma tra due interi (il valore contenuto in e il valore contenuto nella cella di memoria specificata dal parametro). esecuione: := + [N] := indica l operatore di assegnaione ( = in C)

4 Istruioni della macchina: differena Istruioni della macchina: lettura. codice: parametro: N. descriione: differena tra due interi (il valore contenuto in e il valore contenuto nella cella di memoria specificata dal parametro). esecuione: := - [N]. codice: parametro: nessuno. descriione: legge un valore numerico dal dispositivo di ingresso e lo copia in. esecuione: := input Istruioni della macchina: scrittura Istruioni della macchina: memoria. codice: parametro: nessuno. descriione: scrive il valore contenuto in sul dispositivo di uscita. codice: 4 parametro: N. descriione: memoria il valore contenuto in nella cella di memoria specificata dal parametro. esecuione: output :=. esecuione: [N] := Istruioni della macchina: carica Istruioni della macchina: salto. codice: 5 parametro: N. descriione: carica in il valore contenuto nella cella specificata dal parametro. esecuione: := [N]. codice: 6 parametro: N. descriione: copia il parametro nel registro. esecuione: := N 4

5 Istruioni della macchina: salto condiionato Istruioni della macchina: end. codice: 7 parametro: N. descriione: se il valore di è ero, copia il parametro nel registro. esecuione: if ( == ) then := N. codice: 8 parametro: nessuno. descriione: ferma l interpretaione del programma. esecuione: ferma l interpretaione del programma Codifica delle istruioni come numeri interi Codifica delle istruioni come numeri interi Esempi. Moltiplico per il codice dell istruione. Sommo il valore dell eventuale parametro. Voglio scrivere nella cella i. istruione 4 4* = 4 ii. parametro 4+=4 NB: il parametro dovrà essere compreso tra e 999. Voglio sommare al contenuto di il valore della cella 67 i. istruione * = ii. parametro =67 Codifica delle istruioni come numeri interi Esempi i. 6899/ = ii. istruione 6 (salto) iii. parametro 899 ( := 899). 8 i. 8/ = 8 ii. istruione 8 (end) 4 5

6 4 / = istruione resto 4 Esecuione := input es. = Lettura input 4 4 4/ = istruione 4 resto 4 4 Esecuione [] := Copia in cella 4 / = istruione resto 4 4 Esecuione := input es. =4 Lettura input 6

7 4 4 4 / = istruione resto 4 4 Esecuione := + [] = 4+= Somma ad il contenuto della cella 5 4 / = istruione resto 5 4 Esecuione output := = Scrittura output Un programma per ripetere N volte la somma di numeri e esecuione 8/ = istruione 8 resto Fine := input if ( == ) then := 9 [8] := := input if ( == ) then := 9 := + [8] output := := risultato della somma End 7