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Arquitetura de Computadores Cap. 10 Conjunto de Instruções: Modos de End. e Formatos.

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1 Arquitetura de Computadores Cap. 10 Conjunto de Instruções: Modos de End. e Formatos

2 Modos de Endereçamento zImediato zDireto zIndireto zRegistrador zIndireto Via Registrador zDeslocamento (Indexação) zPilha

3 Endereço Efetivo zSistemas Sem Memória Virtual yEndereço da Memória Principal ou yRegistrador zSistemas Com Memória Virtual yEndereço Virtual ou yRegistrador yMapeamento para Endereço Físico Mecanismo Específico

4 Endereçamento Imediato zOperando é Parte da Instrução zAlgoritmo yOperando = Campo de Endereço zAplicações Típicas yDefinição e Uso de Constantes yAtribuição de Valores Iniciais a Variáveis zNenhuma Referência à Memória yRápido zMagnitude Limitada

5 Diagrama de End. Imediato OperandoOpcode Instrução

6 zCampo de Endereço End. do Operando zAlgoritmo yEnd. Efetivo (EA) = Campo de End. (A) zReferência Única à Memória ySem Cálculos Adicionais para Obter EA zEspaço de Endereçamento Limitado Endereçamento Direto

7 Diagrama de End. Direto Endereço A Opcode Instrução Memória Operando

8 Endereçamento Indireto zCampo de Endereço End. de Palavra na Memória End. do Operando zAlgoritmo yEA = (A) zVantagem yTam. da Palavra = N Espaço de End. 2 N zDesvantagem y2 Acessos à Memória para Obter Operando

9 Diagrama de End. Indireto Opcode Memória Operando Ponteiro p/Op. Endereço A Instrução

10 Endereçamento de Registrador zSemelhante ao End. Direto zCampo de Endereço Registrador Onde Está Operando zAlgoritmo yEA = R zTipicamente yCampo de End. 3-4 bits __ Registradores?

11 Endereçamento de Registrador zVantagem yTamanho do Campo de End. é Pequeno Instruções Pequenas yNão Requer Referência à Memória Busca Mais Rápida zDesvantagem yEspaço de Endereçamento Limitado

12 Diagrama de End. de Registrador End. do Registrador ROpcode Instrução Registradores Operando

13 End. Indireto Via Registrador zSemelhante ao End. Indireto zCampo de End. Registrador R com End. do Operando zAlgoritmo yEA = (R) zVantagens e Desvantagens ySemelhante ao End. Indireto yUm Acesso à Memória a Menos

14 Diagrama de End. Indireto Via Registrador End. do Registrador R Opcode Instrução Memória Operando Ponteiro para Op. Registradores

15 End. Por Deslocamento zCombina Capacidades de End. Direto e Indireto Via Registrador zAlgoritmo yEA = A + (R) zDois Campos de End. yA = End. Explícito, Usado Diretamente yR = Registrador com Deslocamento

16 Diagrama de End. Por Deslocamento Registrador R Opcode Instrução Memória Operando Ponteiro para Op. Registradores Endereço A +

17 End. Por Deslocamento zTrês Usos Comuns yEndereçamento Relativo yEnd. Via Registrador-Base yIndexação

18 End. Por Deslocamento End. Relativo zR = Program Counter, PC zEA = A + (PC) zDeslocamento Relativo ao End. da Instrução zExplora Conceito de Localidade e Uso da Cache yMaioria das Referências à Memória Posições Próximas da Instrução Atual xVer Apêndice 4A

19 End. Por Deslocamento End. Via Registrador-Base zR = Endereço Base zA = Deslocamento zForma Conveniente de Implementar a Segmentação de Memória zReferência a R Pode Ser Explícita ou Implícita zEx.: Registradores de Segmento no 80x86

20 End. Por Deslocamento Indexação zA = Base zR = Deslocamento zEA = A + R zConveniente para Acessar Matrizes yEA = A + R yR++

21 Indexação – Combinações zPós-Indexação yEA = (A) + (R) zPré-Indexação yEA = (A+(R)) zDiagramas yAtividade!

22 Endereçamento à Pilha zTopo da Pilha (Implicitamente) Operando zPilha ySeqüência Linear de Posições de Memória xBloco Reservado yLista Push-Down yFila LIFO (Last In, First Out) yApontador de Topo da Pilha (Stack Pointer) Registrador xReferência à Pilha = End. Indireto Via Registrador

23 Formatos de Instrução zDisposição de bits da Instrução zInclui yCódigo de Operação (OpCode) yZero ou Mais Operandos (Implícita ou Explicitamente) zUsualmente Mais de Um Formato de Instrução em Um Conjunto de Instrução

24 Formatos de Instrução zQuestões Fundamentais yTamanho de Instrução yAlocação de bits yInstruções de Tamanho Variável

25 Tamanho de Instrução zAfeta e É Afetada por yTamanho da Memória yOrganização da Memória yEstrutura de Barramento yComplexidade da CPU yVelocidade da CPU zDetermina Riqueza e Flexibilidade da Máquina para Programador Assembly

26 Tamanho da Instrução zConflito yFornecer Repertório de Instruções Poderoso yNecessidade de Economizar Espaço zDemanda dos Programadores yMais Códigos de Operação Prg. Compacto yMais Operandos Prgs. Mais Compactos yMais Modos de End. Mais Flexibilidade yMaior Espaço de Endereçamento

27 Tamanho da Instrução zInstruções Maiores = Desperdício? yEspaço Instr. de 32 bits = 2 X Instr. de 16 bits yUtilidade É Duas Vezes Maior? zTamanho da Instrução = Unidade de Transferência de Dados Memória-CPU? yNº de Instruções Obtidas em Um Ciclo de Busca

28 Alocação de bits zConflito yNº de OpCodes yCapacidade de Endereçamento zUso de OpCodes de Tamanho Variável yTamanho Mínimo para OpCode

29 Alocação de bits zFatores de Uso dos bits yNúmero de Modos de Endereçamento yNúmero de Operandos yMemória ou Registrador x8 a 32 Registradores Visíveis ao Usuário yNúmero de Conjuntos de Registradores xDois ou Mais: Dados e Deslocamento yFaixa de Endereços yGranularidade de Endereçamento xTamanho da Palavra X Acesso ao Byte/Palavra zAs Escolhas São Críticas?

30 Instruções de Tamanho Variável zInstruções de Tamanhos Diferentes X Tamanho Único zCusto Principal yComplexidade da CPU zTamanhos de Instruções = Múltiplos ou Divisores do Tamanho da Palavra yEstratégia Típica: Buscar Sempre o Nº de Bytes do Tamanho da Maior Instrução

31 Pentium zPesquisar yModos de Endereçamento yFormatos de Instrução zConclusões yInstruction Set = Simples ou Complexa? xCompatibilidade e Legado xFornecer ao Desenvolvedor de Compiladores Ferramentas para Produzir Código Eficiente

32 Por onde estudar ? zComputer Organization and Architecture yWilliam Stallings xCap. 10


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