Ciclo de instrução

Unidade Central de
Processamento 3
Ciclo de instrução
Tarefas da CPU
Buscar instruções
Interpretar Instruções
Buscar dados
Processar dados
Escrever Dados
O Ciclo de instruções
Ciclo simples
Inicio
Ciclo de
busca
Ciclo de
execução
Busca da
próxima
instrução
Execução
da
instrução
Fim
O Ciclo de instruções
Ciclo de busca
–
–
–
–
Lê a próxima instrução da memória
Essa instrução esta armazenada no Contador de
Programas (PC)
O processador incrementa o valor de PC
A instrução buscada é armazenada no registrador
de instruções (IR)
O Ciclo de instruções
Ciclo de Execução
–
–
Interpreta o código da operação e efetua a mesma;
As ações efetuadas podem ser:
Processador-memória
Processador-E/S
Processamento de dados
Controle
O Ciclo de instruções
Exemplo:
–
–
Ciclo de instruções para o código A = A + B;
São necessárias 3 instruções:
–
Carregar o valor de A
Somar o valor de B com valor de A
Guardar o resultado em A e armazenar na memória
Será realizado é 3 ciclos de busca e execução
totalizando 6 passos;
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Formato da instrução
Código da
Endereço
operação
0
34
Formato dos números
Sinal
0
15
Magnitude
1
15
Lista de operações
–
–
–
0001 (1) – Carregar o valor em AC
0010 (2) – Armazenar o valor de AC na memória
0101 (5) – Somar o valor de AC com o valor de um endereço
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0002
942
Registradores da CPU
300
PC
AC
1940
IR
Passo 1
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0002
942
Registradores da CPU
301
0003
1940
PC
AC
IR
Passo 2
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0002
942
Registradores da CPU
301
0003
5941
PC
AC
IR
Passo 3
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0002
942
Registradores da CPU
302
0005
5941
PC
AC
IR
3+2=5
Passo 4
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0002
942
Registradores da CPU
302
0005
2941
PC
AC
IR
Passo 5
O Ciclo de instruções
Exemplo:
Memória
300
301
302
1940
5941
2941
940 0003
941 0005
942
Registradores da CPU
303
0005
2941
PC
AC
IR
Passo 6
O Ciclo de instruções
Ciclo ampliado
O Ciclo de instruções
Interrupções
Projeto de Registradores de
Controle e Estado
Decidir sobre o suporte ao SO
–
–
Certos tipos de informações de controle são úteis
ao SO
O projeto pode ser feito de acordo com as
necessidades do SO
Decidir sobre a alocação de dados de controle
entre os registradores e a memória
–
Levando em conta custo e taxa de acesso o que
deve ficar na em cada um?
Registradores do Pentium II
Unidade Inteira
Tipo
Número
Tamanho
Propósito
Propósito Geral 8
32
Para uso do
programador
Segmento
6
16
Contem
seletores de
segmento
Código de
condição
1
32
Bits de estado e
controle
Contador (PC)
1
32
Aponta próxima
intrução
Registradores do Pentium II
Ponto Flutuante
Tipo
Número
Tamanho
Propósito
Numérico
8
80
Guarda float
Controle
1
16
Bits de controle
Estado
1
16
Bits de estado
Contador (PC)
1
48
Aponta próxima
instrução
interrompida
Bits de Condição
1
16
Especificar o
conteúdo do reg.
Numérico
Apontador de
dados
1
48
Aponta para
operando
interrompido
Computador multi-níveis
Níveis
Hierarquia de memória
Modelo hierárquico