ARQUITECTURA DE HARDWARE (EL PROCESADOR)




CONTENIDO

1. Significado y funciones de los 
registros de segmentos 
CS, DS, SS, ES; FS Y GS.
2. Características de los 
microprocesadores.
3. ¿Cuál es la función primordial 
de un registro de banderas y cual 
es la justificación de bits en el registro 
como: el OF, DF, IF, SF, ZF, AF, entre otros?


__________________________________________________________________________

        1. Significado y funciones de los registros de segmentos CS, DS, SS, ES; FS Y GS.

CS (Segmento de Código)
      Contiene las instrucciones de maquina que son ejecutadas, por lo general la primera instrucción ejecutable esta al inicio del segmento y el sistema operativo se enlaza a esta para iniciar la ejecución del programa. Mas de un valor de desplazamiento en el registro IP (Apuntado de Instrucciones), indica la dirección de una instrucción que es buscada para su ejecución. 
DS (Segmento de Datos)
       Contiene datos, constantes y áreas de trabajo definidas por el programa. Mas de un valor de desplazamiento en una instrucción, genera una referencia a la localidad de un bytes especifico en el SD. 
SS (Segmento de la Pila)
       Contiene los datos y direcciones que se necesitan guardar temporalmente. 
     Mas de un valor de desplazamiento en el registro del apuntador de pila (SP), indica la palabra actual en la pila que esta siendo direccionada. Para propósitos de programación normal, no se necesita referenciar el registro SS.
ES (Segmento Extra)
     Algunas operaciones con cadena de caracteres utilizan el registro ES para manejar el direccionamiento de memoria, este registro esta asociado con el registro DI (Indice).
FS y GS 
        Son registros extras de segmento en los procesadores 80386 y posteriores a
        estos procesadores.

-----------------------------------------------------------------
2. Características de los microprocesadores.


-----------------------------------------------------------------
3. ¿Cuál es la función primordial de un registro de banderas y cual es la justificación de bits en el registro como: el OF, DF, IF, SF, ZF, AF, entre otros?


    Los registros del procesador se emplean para controlar instrucciones en ejecución, manejar direccionamiento de memoria y proporcionar capacidad aritmética. Los registros son espacios físicos dentro del microprocesador con capacidad de 4 bits hasta 64 bits dependiendo del microprocesador que se emplee. 


__________________________________________________________________________

CONTENIDO

1. Diferencias entre una ALU y 
una FPU.
2. ¿Cuál es el objetivo de la pila STACK 
en un procesador?.
3. ¿Cuál es la diferencia entre el código objeto y el código en lenguaje ensamblador de un procesador?
4. Instrucciones básicas del procesador 
8086.
5. Al realizar la operación aritmética 
A + A.B, ¿Cual es la rutina  de programación a seguir en la ALU 74181?.

__________________________________________________________________________

1.      Diferencias entre una ALU y una FPU.

             ALU  Acrónimo de unidad aritmética lógica. Normalmente, los procesadores tienen 
             varias de estas en el interior de la unidad de ejecución de números enteros. 
             Por ejemplo, la arquitectura de los procesadores AMD K10 
             era capaz de calcular 6 micros operaciones por ciclo de reloj. 
             Se utiliza el termino micro por que las operaciones más complejas se 
             dividen dando lugar a varias de ellas.

            FPU Acrónimo de unidad de punto flotante. Es decir, realizan las 
            operaciones sobre los números decimales. Estas unidades suelen ser más 
            complejas y por lo tanto necesitan de más área dentro del micro. 
            Esto es lo que ha llevado a AMD a integrar solo una cada dos 
            núcleos en su arquitectura CMT.
-----------------------------------------------------------------

   2. ¿Cuál es el objetivo de la pila STACK en un procesador?.

    La pila (Stack) es un área de memoria contigua, referenciada por un segmento cuyo selector esta siempre en el registro SS del procesador.
      El objetivo de la pila es seguir el curso del punto al cual cada sub-rutina activa debe retornarse cuando finalice su ejecución. 
        
-----------------------------------------------------------------

           3. Diferencia entre el código objeto y el código en lenguaje ensamblador 
              de un procesador.

          El lenguaje ensamblador es la forma más básica de programar 
          un microprocesador para que este sea capaz de realizar las tareas 
          o los cálculos que se le requieran. 
          A diferencia de los lenguajes orientado a objetos como java el 
          lenguaje ensamblador no requiere de un compilador.
-----------------------------------------------------------------

4.  Instrucciones básicas del procesador 8086.

 Instrucciones de Transferencia de Datos.

Estas instrucciones mueven datos de una parte a otra del sistema; desde y hacia la 
memoria principal, de y a los registros de datos, puertos de E/S y registros de 
segmentación. Las instrucciones de transferencia de datos son las siguientes:

• MOV transfiere
• XCHG intercambia
• IN entrada
• OUT salida
• XLAT traduce usando una tabla
• LEA carga la dirección efectiva
• LDS carga el segmento de datos
• LES carga el segmento extra
• LAHF carga los indicadores en AH
• SAHF guarda AH en los indicadores
• PUSH FUENTE (sp) fuente
• POP DESTINO destino (sp) Control de Bucles (instrucciones simples) 
Estas posibilitan el grupo de control más elemental de nuestros programas.

Un bucle es un bloque de código que se ejecuta varias veces.

Hay 4 tipos de bucles básicos:
• Bucles sin fin
• Bucles por conteo
• Bucles hasta
• Bucles mientras

 Las instrucciones de control de bucles son las siguientes:

 ⋅ INC incrementar
 ⋅ DEC decrementar
 ⋅ LOOP realizar un bucle
  LOOPZ,LOOPE realizar un bucle si es cero
  LOOPNZ,LOOPNE realizar un bucle si no es cero
  JCXZ salta si CX es cero

 Instrucciones de Prueba, Comparación y Saltos.

 Este grupo es una continuación del anterior, incluye las siguientes instrucciones:

 • TEST verifica
 • CMP compara
 • JMP salta 1
 • JE, JZ salta si es igual a cero
 • JNE, JNZ salta si no igual a cero
 • JS salta si signo negativo
 • JNS salta si signo no negativo
 • JP, JPE salta si paridad par
 • JNP, JOP salta si paridad impar
 • JO salta si hay capacidad excedida
 • JNO salta si no hay capacidad excedida
 • JB, JNAE salta si por abajo (no encima o igual)
 • JNB, JAE salta si no está por abajo (encima o igual)
 • JBE, JNA salta si por abajo o igual (no encima)
 • JNBE, JA salta si no por abajo o igual (encima)
 • JL, JNGE salta si menor que (no mayor o igual)
 • JNL, JGE salta si no menor que (mayor o igual)
 • JLE, JNG salta si menor que o igual (no mayor)
 • JNLE, JG salta si no menor que o igual (mayor).
-----------------------------------------------------------------

    5. Al realizar la operación aritmética A + A.B, ¿Cual es la rutina  de programación a seguir en la ALU 74181?.


__________________________________________________________________________




CONTENIDO

1.Tabla, modos de direccionamiento.
2.Procesadores y su repertorio de instrucciones.
3.Ventajas y desventajas de
 programar lenguajes 
ensambladores, 
frente a otros como C o Java.

4.Funciones de los códigos :
Mov  ax, 10; Mov  bx, 12; Cmp ax, bx
Jle Hace_Algo.
               
__________________________________________________________________________

        1. Tabla, modos de direccionamiento.




       -----------------------------------------------------------------


2. Procesadores y su repertorio de instrucciones.

-----------------------------------------------------------------

3. Ventajas y desventajas de programar lenguajes ensambladores, 
frente a otros como C o Java.

VENTAJAS 
  • Un programa escrito en lenguaje ensamblador requiere menos memoria y menos tiempo de ejecución que uno escrito es lenguajes de alto nivel. 
  • Permite a los programas realizar tareas muy técnicas que serian muy difícil realizar en otro tipo de lenguaje. 
  • El conocimiento del lenguaje ensamblador permite una compresión de la arquitectura de la maquina que ningún lenguaje de alto nivel puede ofrecer.
DESVENTAJAS 
  • Tiempo de programación 
  • Programas fuente grandes
  • Peligro de afectar recursos inesperadamente 
----------------------------------------------------------------

4. Funciones de los códigos : Mov  ax, 10; Mov  bx, 12; Cmp ax, bx
Jle Hace_Algo

Mov
        Indica que el operando a ser usado está contenido en uno de los registros internos de propósito general del CPU. En el caso de los registros AX, BX, CX o DX los registros pueden ser de 8 a 16 bits
Cmp
        Compara 
Jle 
        Salta si menor que o igual (no mayor)


__________________________________________________________________________


CONTENIDO

1. Clasificación de computadores.
2. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas técnicas de los procesadores simétricos, frente a los asimétricos?
3. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas técnicas de los sistemas RISC y CISC?
4. Características de los procesadores con múltiples núcleos.

5. ¿A que se denomina procesadores multinúcleo?

__________________________________________________________________________


1. Clasificación de computadores.



-----------------------------------------------------------------

2. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas técnicas de los procesadores simétricos, frente a los asimétricos?


Existen dos tipos de multiproceso, el asimétrico y el simétrico. En el asimétrico hay un procesador (maestro) en el cual se ejecuta el sistema operativo y los demás (esclavos) donde se ejecutan las demás tareas. La ventaja de éste es que al aumentar más procesadores se tiene que hacer un cambio mínimo y fácil para el manejo de éstos y en general se eliminan muchos problemas de integridad de datos. La gran desventaja es que al haber sólo una copia del sistema operativo en un sólo procesador (maestro) cuando este procesador falla todo el sistema falla porque todos los recursos que son manejados por el sistema operativo no pueden ser accesados.
En el simétrico se ejecuta el sistema operativo - o una gran parte de él - en cualquiera de los procesadores disponibles y todos ellos tienen acceso a los recursos a menos que cada recurso sea asignado a un procesador específico. Aunque es más difícil de implementar tiene muchas más ventajas. Primero, este tipo de sistemas tienden a ser más eficientes porque las tareas tanto del sistema operativo como de los usuarios pueden ser distribuidas en forma balanceada a todos los procesadores. Debido a que las demandas del sistema operativo pueden ser repartidas a todos los procesadores, el tiempo de inactividad de un procesador mientras otro está sobre trabajando es mínimo. Segunda, si un procesador falla, es posible que sus tareas sean repartidas entre los demás y no es necesario que todo el sistema sea parado o que falle el sistema. Y finalmente, la portabilidad del sistema es mayor debido a que no sigue la arquitectura de mastrer/slave. NT implementa este modelo de multiproceso.
-----------------------------------------------------------------

3. ¿Cuáles son las ventajas y desventajas técnicas de los sistemas RISC y CISC?


Los procesadores se agrupan hoy en dos familias, la más antigua y común de las cuales es la "CISC" o "Complex InstructionSet Computer": computador de set complejo de instrucciones. Esto corresponde a procesadores que son capaces de ejecutar un gran número de instrucciones pre-definidas en lenguaje de máquina (del orden del centenar). Desde hace unos años se fabrican y utilizan en algunas máquinas procesadores "RISC" o "Reduced Instruction Set Computer", es decir con un número reducido de instrucciones. Esto permite una ejecución más rápida de las instrucciones pero requiere compiladores (o sea traductores automáticos de programas) más complejos ya que las instrucciones que un "CISC" podría admitir pero no un "RISC", deben ser escritas como combinaciones de varias instrucciones admisibles del "RISC". Se obtiene una ganancia en velocidad por el hecho que el RISC domina instrucciones muy frecuentes mientras son operaciones menos frecuentes las que deben descomponerse.
-----------------------------------------------------------------

4. Características de los procesadores con múltiples núcleos.


Un microprocesador multi núcleo es aquel que combina dos o más procesadores independientes en un sólo circuito integrado. Un dispositivo doble núcleo contiene solamente dos microprocesadores independientes. En general, los microprocesadores multi núcleo permiten que una computadora trabaje con Multiprocesamiento, es decir procesamiento en simultáneo con dos o más procesadores. Por otro lado, la tecnología de doble núcleo mejora el rendimiento de los entornos de trabajo multitarea y las aplicaciones con múltiples subprocesos. Por ejemplo, permite que aplicaciones fundamentales como antivirus o antiespías se ejecuten al mismo tiempo que aplicaciones empresariales con un impacto mínimo sobre el rendimiento del sistema.
-----------------------------------------------------------------

5. ¿A que se denomina procesadores multinúcleo?

Es denominado procesador multinúcleo a aquellos que combinan dos o más microprocesadores independientes en un solo paquete, a menudo un solo circuito integrado. Un dispositivo de doble núcleo contiene solamente dos microprocesadores independientes. Multiprocesamiento es un Procesamiento simultáneo con dos o más procesadores en un computador. Estos procesadores se unen con un canal de alta velocidad y comparten la carga de trabajo general entre ellos. En caso de que uno falle el otro se hace cargo. El multiprocesamiento también se efectúa en computadores de propósitos especiales, como procesadores vectoriales, los cuales proveen procesamiento simultáneo de conjunto de datos. Aunque los computadores se construyen con diversas características que se superponen, como ejecutar instrucciones mientras se ingresan y se sacan datos, el multiprocesamiento se refiere específicamente a la ejecución de instrucciones simultáneas

__________________________________________________________________________

Fuentes 
https://docs.google.com/document/d/16p50XqDsa0PWvs1U82yb_Z7HAlgL4P10mXadknPYCeo/edit
http://jhonyfhj.blogspot.com/2013/04/tipos-de-microprocesadores-actuales.html
http://www.cs.buap.mx/~mgonzalez/asm_mododir.pdf
https://lenguajeensambladoryelementos.wordpress.com/2013/04/30/modos-de-direccionamiento/



                  




No hay comentarios:

Publicar un comentario