Clase 8 - Programabilidad - Pontificia Universidad...

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Unformatted text preview: Pontificia Universidad Cat´olica de Chile Escuela de Ingenier´ ıa Departamento de Ciencia de la Computaci´on IIC2343 Arquitectura de Computadores Segundo Semestre 2010 Clase 8: Programabilidad c circlecopyrt Alejandro Echeverr´ ıa 1. Motivaci´on Una m´ aquina capaz de realizar operaciones, almacenar datos e interactuar con el usuario, todav´ ıa no puede ser llamada a40a40 computador a41a41 . La caracter´ ıstica adicional que dicha m´ aquina debe tener es la capacidad de ser programable. La programabilidad de un m´ aquina permitir´ a que a partir de operaciones b´asicas se puedan escribir a40a40 programas a41a41 avanzados. 2. Acumulaci´on de operaciones El diagrama de la figura 1 muestra una calculadora simple de 4 bits que permite realizar una de las operaciones de la ALU (definidas en la tabla 1) seg´un las interacciones del usuario. uU uU uU uU uU uU uU uU ¡¢£ ¤ ¡¢£ ¥ ¤¦§ ¤ ¥ ¨ ¡¢©ª«¬ ­ ­ ­ uU uU uU uU uU ® u ¯°©±«²³ ´µ¶¬·µ««¢· Figura 1: Calculadora de 4 bits. 1 select s2 s1 s0 operaci´on Suma 1 1 Resta 2 1 And 3 1 1 Or 4 1 Not A 5 1 1 Xor 6 1 1 Shift Left A 7 1 1 1 Shift Right A Tabla 1: Operaciones de la ALU. El usuario de esta m´ aquina debe: Ingresar los datos mediante interruptores Seleccionar la operaci´on de la ALU mediante interruptores Almacenar los valores ingresados en los interruptores en los registros, mediante botones Para realizar la operaci´on 6- 4, el usuario deber´ a: Ingresar el n´umero 6 en los interruptores del registro A y el n´umero 4 en los interruptores del registro B Seleccionar la operaci´on 001 de la ALU mediante los interruptores Presionar los botones de control de los regitros Una vez realizado el proceso, obtendr´ a el resultado (2) en el display. Si se quisiera realizar ahora una operaci´on que ocupe como operando el resultado obtenido (por ejemplo 6- 4+2) el usuario debe encargarse de colocar el resultado obtenido en los interruptores de manera manual. Para lograr eliminar al usuario del loop directo de ingreso de datos, debemos tener una forma de poder ir acumulando los valores resultantes en los registros. Esto se logra conectando la salida de la ALU a las entradas de carga de los registros, convirti´ endolos en registros acumuladores como se observa en la figura 2. uU¡ ¢ uU¡ £ ¢¤¥ ¢ £ ¦ uU§¨©ª « « ¬­ ¬­ ¬­ Figura 2: Se agregan registros acumuladores para almacenar secuencias de operaciones. 2 Se observa que para lograr esto se eliminarion tanto los interruptores de carga de datos como el display. Veremos m´ as adelante que este es un tradeoff necesario, ya que eventualmente podremos conectar inter- ruptores y display a la m´ aquina y mantener la capacidad de acumulaci´ on. Un capacidad importante que se pierde es la capacidad de cargar inicialmente los valores de los registros, lo que tambi´ en ser´ a resuelto m´ as adelante. Por ahora, la acumulaci´adelante....
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