Architettura del processore. Modello di calcolatore. Caratteristiche del processore. Caratteristiche del processore. Fondamenti di Informatica

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1 FONDAMENTI DI INFORMATICA Prof PIER LUCA MONTESSORO Facoltà di Ingegneria Università degli Studi di Udine Architettura e funzionamento del calcolatore 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 1 Nota di Copyright Questo insieme di trasparenze (detto nel seguito slide) è protetto dalle leggi sul copyright e dalle disposizioni dei trattati internazionali Il titolo ed i copyright relativi alle slides (ivi inclusi, ma non limitatamente, ogni immagine, fotografia, animazione, video, audio, musica e testo) sono di proprietà dell autore prof Pier Luca Montessoro, Università degli Studi di Udine Le slide possono essere riprodotte ed utilizzate liberamente dagli istituti di ricerca, scolastici ed universitari afferenti al Ministero della Pubblica Istruzione e al Ministero dell Università e Ricerca Scientifica e Tecnologica, per scopi istituzionali, non a fine di lucro In tal caso non è richiesta alcuna autorizzazione Ogni altro utilizzo o riproduzione (ivi incluse, ma non limitatamente, le riproduzioni su supporti magnetici, su reti di calcolatori e stampe) in toto o in parte è vietata, se non esplicitamente autorizzata per iscritto, a priori, da parte degli autori L informazione contenuta in queste slide è ritenuta essere accurata alla data della pubblicazione Essa è fornita per scopi meramente didattici e non per essere utilizzata in progetti di impianti, prodotti, reti, ecc In ogni caso essa è soggetta a cambiamenti senza preavviso L autore non assume alcuna responsabilità per il contenuto di queste slide (ivi incluse, ma non limitatamente, la correttezza, completezza, applicabilità, aggiornamento dell informazione) In ogni caso non può essere dichiarata conformità all informazione contenuta in queste slide In ogni caso questa nota di copyright e il suo richiamo in calce ad ogni slide non devono mai essere rimossi e devono essere riportati anche in utilizzi parziali 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 2 Modello di calcolatore Si farà uso di un modello semplificato di elaboratore di tipo RISC (Reduced Instruction Set Computer) Per esso vengono nel seguito definiti: architettura linguaggio macchina/linguaggio assembler 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 3 16 fili 16 fili 3 fili Architettura del processore Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 4 Caratteristiche del processore Parallelismo: 16 bit 16 registri general purpose da 16 bit 3 registri special purpose non direttamente indirizzabili dalle istruzioni Program Counter () Instruction Register () Stack Pointer () flag: Z (zero) N (negative) C (carry: Cn) V (overflow: Cn-1 Cn) 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 5 Caratteristiche del processore Isolated I/O: 16 bit per gli indirizzi di I/O Macchina load & store : le uniche istruzioni che possono accedere alla memoria sono quelle che trasferiscono i dati da e verso i registri tutte le altre operazioni operano soltanto sui registri Nell accesso alla memoria l indirizzo può essere espresso in tre modi ( modi di indirizzamento ) 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 6 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 1

2 Fondamenti di Informatica Modi di indirizzamento à di lo Operando immediato la parola che segue l istruzione contiene il dato (e quindi l indirizzo del dato è contenuto nel ) Indirizzo assoluto la parola che segue l istruzione (indirizzo nel ) contiene l indirizzo del dato Indirizzo in registro l indirizzo del dato è contenuto nel registro specificato dal codice dell istruzione clock status signals from processor sequential logic circuits instruction instruction register signals to processor 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 7 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 8 à aritmetico-logica R/W Il signals from unit combinational circuits and data registers status signals to unit La CU lo pone a 1 per le operazioni di lettura, a 0 per le operazioni di scrittura M/IO La CU lo pone a 1 per le operazioni di lettura o scrittura in memoria, a 0 per le operazioni di lettura o scrittura su dispositivi di input/output W/B La CU lo pone a 1 per le operazioni di lettura/scrittura di 1 word, a 0 per le operazioni di lettura/scrittura di 1 byte 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 9 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 10 RAM address 06 R/W, M/IO, W/B address R/W, M/IO, W/B Indirizzo monitor Indirizzo tastiera 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 2

3 Instruction fetch (I) Instruction fetch (II) 10 CF CF Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 14 Operand fetch - op immediato (I) Operand fetch - op immediato (II) CF CF 10 CF Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 15 36CF 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 16 Operand fetch - ind assoluto (I) Operand fetch - ind assoluto (II) A A Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 3

4 Operand fetch - ind assoluto (III) Operand fetch - ind in registro (I) 20 51A8 A A8 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 20 Operand fetch - ind in registro (II) Memory store - ind assoluto (I) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 22 Memory store - ind assoluto (II) Memory store - ind assoluto (III) M/IO = 1 (memory), R/W = 0 (write) W/B = 1 (word) 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 4

5 Memory store - ind in registro (I) Memory store - ind in registro (II) M/IO = 1 (memory), R/W = 0 (write) W/B = 1 (word) 20 Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) Pier Luca Montessoro (si veda la nota di copyright alla slide n 2) 5