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ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Aula 7 – Conjunto de Instruções.

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1 ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Aula 7 – Conjunto de Instruções

2 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES ESTRUTURA DA DISCIPLINA AULA 1 – Fundamentos AULA 2 – Sistemas de Numeração AULA 3 – Representação de dados AULA 4 – Lógica Digital AULA 5 – Álgebra Booleana AULA 6 – Modelo de Von Neumann AULA 7 – Conjunto de Instruções AULA 8 – Processador AULA 9 – Memória AULA 10 – Dispositivos de Entrada e Saída

3 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Conteúdo Programático AULA 7  Tipos de Instruções  Formato de instruções  Modos de endereçamento

4 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES INSTRUÇÕES São as ordens que o computador entende Cada família de processadores tem o seu próprio conjunto de instruções  instruction set Quem usa essas instruções? Programador Assembly Compiladores mov ax,#0x7cc ; posiciona na metade da tela mov DI,ax ; seg es mov [DI],#0x9f4F ; O seg es mov [DI+2],#0x9f4C ; L seg es mov [DI+4],#0x9f41 ; A seg es mov [DI+6],#0x9f21 ; ! loop1:jmp loop1

5 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Instruções Aritméticas e Lógicas Instruções de Movimentação de Dados Instruções de Transferências de Controle Transferem dados entre registradores ou entre registrador e memória principal (MOV) Realizam operações aritméticas (ADD, SUB...) e lógicas (AND, OR) Executam o desvio do fluxo sequencial do código (JMP) Tipos de Instrução

6 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES CÓDIGO DA OPERAÇÃO OPERANDO(S) Indica que operação será executada. A quantidade de bits desse código determina o número máximo de instruções Indica o(s) dado(s) que será(ão) manipulado(s): números, caracteres, endereços Formato de uma Instrução

7 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES ADD op1,op2,op3 MOV op1,op2 ADD R, op1 JNZ op1 ADD OP1OP2OP3 MOV OP1OP2 ADD ROP1 JNZ OP1 Exemplos de Instruções

8 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Um determinado processador possui um conjunto de 64 instruções. Quantos bits de opcode a instrução deverá possuir? OPCODEOPER1OPER2....OPERn ? EXEMPLO

9 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Um determinado processador possui um conjunto de 64 instruções. Quantos bits de opcode a instrução deverá possuir? OPCODEOPER1OPER2....OPERn ? EXEMPLO Solução: 64 = 2 6, logo são necessários 6 bits

10 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Registradores de uso geral para armazenamento temporários dos dados que serão processados Exemplos: AX, BX Registradores de uso específico para funções pré- definidas de controle Exemplos: IR, PSW, PC Registradores

11 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES IMEDIATO DIRETO INDIRETO Utiliza um valor como operando e não um endereço na memória ADD #A,R1 Indica o endereço de memória onde está o operando Indica um ponteiro para o operando ADD (A), R1 ADD (R1),R2 Modos de Endereçamento

12 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES O endereço se refere a um registrador ADD R,OP1 Obtido pela soma do operando com o conteúdo de um registrador base ADD (A)R1, R2 REGISTRADOR DESLOCAMENTO Modos de Endereçamento

13 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES 13 mov ax,#0x7cc ; posiciona na metade da tela mov DI,ax ; seg es mov [DI],#0x9f4F ; O seg es mov [DI+2],#0x9f4C ; L seg es mov [DI+4],#0x9f41 ; A seg es mov [DI+6],#0x9f21 ; ! loop1:jmp loop1 Revendo o código...

14 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES IMEDIATO:  sem referência à memória  limitado e pouco flexível DIRETO:  simples  espaço de endereçamento limitado INDIRETO:  espaço de endereçamento grande  múltiplas referências à memória REGISTRADOR:  sem referência à memória  espaço de endereçamento limitado DESLOCAMENTO:  Flexibilidade  complexidade Resumo de modos de endereçamento

15 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES. Um processador possui um conjunto de instruções que emprega vários modos de endereçamento. Considere que a memória principal possui endereços de 16 bits e o mapa de memória abaixo. Para cada item diga qual o valor obtido. ENDEREÇOCONTEÚDO 15B97C 15BA82 15BB15 15BCBE 15BD9A 15BE75 EXERCÍCIOS a)A instrução possui o modo direto e o operando possui o valor 15B9. b)A instrução usa o modo imediato e o operando possui o valor 15BA. c)A instrução usa o modo indireto e o operando possui o valor 15BB.

16 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES. Um processador possui um conjunto de instruções que emprega vários modos de endereçamento. Considere que a memória principal possui endereços de 16 bits e o mapa de memória abaixo. Para cada item diga qual o valor obtido. ENDEREÇOCONTEÚDO 15B97C 15BA82 15BB15 15BCBE 15BD9A 15BE75 EXERCÍCIOS a)A instrução possui o modo direto e o operando possui o valor 15B9. 7C b)A instrução usa o modo imediato e o operando possui o valor 15BA. 15BA c)A instrução usa o modo indireto e o operando possui o valor 15BB. 75

17 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES Considere uma máquina hipotética com as seguintes características: Instruções 0001  Carrega AC da memória 0010  Armazena AC na memória 0101  Adiciona ao acumulador AC o valor da memória 0011  Carrega AC (acumulador) do dispositivo de I/O 0111  Armazena AC no dispositivo de I/O Endereço de 12 bits identifica um dispositivo externo sendo 4 bits para código da operação e os demais para endereço O dispositivo 5 fornece o valor 3 PC (Program Counter) inicial contém o valor 300 O acumulador AC está inicialmente vazio O endereço 50h possui o valor 2 armazenado Programa em execução End. Instrução EXERCÍCIOS

18 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES A primeira instrução executada é: 1) Carrega o valor 2 no acumulador AC 2) Carrega o valor 3 no acumulador AC 3) Carrega o valor 50 no acumulador AC 4) Inicializa os dispositivos e endereços de memória O valor final armazenado no acumulador será: 1) 5 2) 2 3) 0 4) 3 Em que endereço será armazenado o valor 5 que está no AC? Que instrução inicial teríamos que acrescentar ao programa para que AC fosse iniciado com o conteúdo do endereço 32h? EXERCÍCIOS

19 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES A primeira instrução executada é: 1) Carrega o valor 2 no acumulador AC 2) Carrega o valor 3 no acumulador AC 3) Carrega o valor 50 no acumulador AC 4) Inicializa os dispositivos e endereços de memória O valor final armazenado no acumulador será: 1) 5 2) 2 3) 0 4) 3 Em que endereço será armazenado o valor 5 que está no AC? 60h  Que instrução inicial teríamos que acrescentar ao programa para que AC fosse iniciado com o conteúdo do endereço 32h? 0001  Carrega AC da memória EXERCÍCIOS

20 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES NeanderWin LINK:  As instruções podem ter um ou dois bytes.  Nas instruções com apenas um byte, os 4 bits mais significativos contém o código da operação.  Nas instruções com dois bytes (referência a um operando na memória) o segundo byte contém o endereço de memória deste operando.  Largura de dados e endereços de 8 bits;  Dados representados em complemento a dois;  1 acumulador de 8 bits (AC);  1 apontador de instruções de 8 bits (PC);  1 registrador de código de condição com 2 bits: negativo (N) e zero (Z).

21 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES NeanderWin - Modos de Endereçamento - imediato O segundo byte da instrução é o operando. A única instrução que usa este modo de endereçamento é a LDI. - direto O segundo byte da instrução é o endereço de memória do operando. - indireto O segundo byte da instrução contém o endereço de memória onde está o endereço do operando (ou seja, o segundo byte da instrução é o endereço do ponteiro para o operando). Para indicar que um operando é indireto, deve-se precedê-lo pela letra (at).

22 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES NeanderWin

23 AULA 7 – INSTRUÇÕES ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES RESUMINDO • Cada processador possui um conjunto de instruções específicos • As instruções são classificadas em: lógico-aritméticas, controle e movimentação de dados. •As instruções possuem quantidade variável de operandos. • O modo de endereçamento define o significado dos operandos de endereço.


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