Temas: Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La Arquitectura de Programación. Los Lenguajes y La Máquina

Universidad Tecnológica Nacional AÑO 2020
Facultad Regional Tucumán
ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5
Temas:
Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La arquitectura

de programación. Los lenguajes y la máquina.
OBJETIVOS:
• Conocer los bloques básicos de una computadora, mediante el Modelo de Bus de

Sistemas.
• Explicar el ciclo de búsqueda y ejecución.
• Presentar la arquitectura de programación ARC.
• Estudiar algunas propiedades generales de la arquitectura de programación.
• Establecer la forma en que se calcula la dirección cuando se accede a memoria.
• Estudiar algunas instrucciones.
• Analizar la forma en que estas secuencias de instrucciones se traducen en código
objeto.
BIBLIOGRAFÍA:
• Murdocca y Heuring, “Principios de Arquitectura de Computadoras”, Prentice Hall,

(capítulo 1, 4 y 5).
• Material del aula virtual de la cátedra.
• Otros.
1 – EL MODELO DEL BUS DEL SISTEMA
La CPU genera direcciones que se transfieren sobre el bus de direcciones.

La Memoria recibe esas direcciones a través del mismo bus.
La Memoria nunca genera direcciones y la CPU nunca recibe direcciones.
Página 1 de 8
2- CICLO DE INSTRUCCIÓN
Vista simplificada de un ciclo de instrucción:
3 - NIVELES DE MÁQUINA EN LA JERARQUÍA DE UN SISTEMA
4- LA ARQUITECTURA ARC.
4.1 – La memoria en ARC.
Página 2 de 8
ARC (A RISC Computer) es un subconjunto del modelo de arquitectura basado en el

procesador SPARC, desarrollado por Sun Microsystems.
En una máquina direccionable por byte, el dato más pequeño que se puede buscar en
memoria es el byte. Las palabras multi bytes se almacenan como secuencias de bytes,
y se direccionan a partir del byte menos significativo de la palabra almacenada.
Las direcciones de memoria están ordenadas en forma consecutiva. Cada locación
numerada corresponde a una palabra en ARC. El único número que identifica a cada
palabra se conoce como su dirección.
4.2 - La CPU en ARC.
La CPU, Unidad Central de Procesamiento, consiste de una sección de datos que

contiene registros y una ALU, y una sección de control, que interpreta las instrucciones
y realiza las transferencias entre registros. La sección de datos se conoce como
"camino de datos" o "datapath".
La CPU lee las instrucciones y los datos desde la memoria, ejecuta las instrucciones y
almacena los resultados nuevamente en la memoria.
4.3 – El conjunto de instrucciones en ARC.
Es la colección de instrucciones que un procesador puede ejecutar.
Página 3 de 8
Difiere de un procesador a otro, en el tamaño de las instrucciones, el tipo de

operaciones que permiten, el tipo de operandos que puede ejecutar y los resultados
que pueden entregar.
El tamaño de una instrucción en ARC es de 32 bits, o sea una palabra.
4.4– El formato del lenguaje ensamblador ARC.
El lenguaje hace distinción entre mayúsculas y minúsculas.

Los campos de etiqueta y comentario son optativos.
El campo etiqueta usa caracteres alfabéticos, numéricos (siempre y cuando no sea el
primer dígito), los símbolos guión bajo (_), signo monetario ($), punto (.) y los dos
puntos (:) que indica el final de la etiqueta.
El campo comentario va precedido del símbolo !.
Los operandos se separan con comas (,) y su uso dependerá de cada instrucción.
4.5– Formato de instrucciones en ARC.
El formato de instrucción definirá como el programa ensamblador (que traduce

programas en lenguaje assembler a códigos binarios), distribuye los diferentes campos
de una instrucción y la forma en que los interpreta la Unidad de Control.
Cada instrucción tiene 32 bits.
Los dos bits más significativos forman el campo OP, que corresponde al código de
operación, a partir de éste se identificará el formato.
Página 4 de 8
4.6– El proceso de ensamblado.
Un compilador traduce un lenguaje de alto nivel, que es independiente de la

arquitectura, a lenguaje ensamblador, el cual es dependiente de la arquitectura.
El proceso de transformar un programa en lenguaje ensamblador en un programa en
lenguaje de máquina se conoce como proceso de ensamblado.
La mayoría de los ensambladores recorren dos veces el texto escrito en lenguaje
simbólico, llamado proceso de ensamblado en dos pasadas.
En la primera pasada determinan:
• direcciones de todos los datos e instrucciones del programa.
• seleccionan que instrucción del lenguaje máquina debe generarse para cada
instrucción en lenguaje simbólico, pero sin generar aún el código máquina.
• realizan operaciones aritméticas.
• insertan las definiciones de etiquetas y constantes en una tabla de símbolos. A
cada símbolo (etiqueta) se le ingresa en la tabla el valor correspondiente a la
posición en que se encuentran.
En la segunda pasada se genera el código máquina, insertando en el mismo los
valores de los símbolos ya conocidos de la tabla anterior.
Página 5 de 8
PROBLEMAS PROPUESTOS
1. Dibuje el modelo de Bus de Sistema. Explique las funciones de sus componentes.

2. En el Modelo de Bus de Sistema:
A. ¿qué componente ejecuta las instrucciones?
B. ¿cuál almacena los datos e instrucciones listos para ejecutarse?
3. Explique cómo se ejecutarían los ciclos de búsqueda y ejecución en el modelo de
Bus del Sistema.
4. Indique las características de las arquitecturas RISC.
5. Describa la memoria del computador ARC (tamaño, rango de direcciones, mapa de

memoria, tipos y tamaños de las palabras).
6. Una palabra en ARC ¿cuántos registros usa?, ¿de cuántos bytes cada uno?
7. La CPU en ARC se la estudia separada en dos secciones:

A. Bloque trayecto de datos: ¿Cómo está formado? ¿De qué otra forma se lo
denomina? Dibújelo, indicando las funciones de los buses y demás
elementos involucrados. ¿Cuántos registros de propósito general tiene?
Particularice los registros 0, 14 y 15.
B. Bloque de control: ¿Qué función cumple?
8. ¿Cuántos bits se usan para indicar la dirección de un registro de la CPU? ¿Por

qué?
9. ¿Para qué sirven el contador de programa y el registro de instrucción?
10. ¿Cómo es el Ciclo de Búsqueda – Ejecución en ARC?, ¿para qué sirve? En el
paso 1 del mismo ¿qué registros del CPU están involucrados? ¿En cuánto se debe
incrementa el PC y por qué?
11. Indique diferencias entre registros del CPU y registros de la memoria RAM.
12. Explique cada subconjunto de instrucciones ARC.
13. ¿Qué es PSR? ¿Dónde se encuentra? ¿Qué instrucciones se relacionan con él?
¿Quiénes pueden modificarlo? Explique las funciones de los códigos de condición.
¿Cómo indicaría que el resultado es positivo?
14. ¿Cómo es el formato del lenguaje simbólico ARC?

15. ¿Qué son los formatos de instrucción?, ¿en qué se vinculan con el registro IR? En
los formatos aritmético-lógicos y de memoria ¿qué nos indica el bit 13?
16. Dados los siguientes enunciados, escriba las instrucciones en assembler y luego
conviértalas a código máquina. Ejemplifíquelas dibujando mapa de memoria y
registros de CPU involucrados, usted decide los valores no indicados.
A. Leer el contenido de la dirección 2048 de memoria, use el registro 24 como
destino.
B. Escribir en la dirección 4096 de memoria el contenido del registro 24.
C. Leer el contenido de la dirección 10000 de memoria, use el registro 22 como
destino.
D. Suma aritmética usando dos registros fuentes, y el registro 5 como destino.
E. Suma aritmética usando un registro fuente y una constante, y el registro 10
como destino.
Página 6 de 8
F. Suma lógica usando dos registros fuentes y el registro 25 como destino. Los
valores de los registros fuentes son 00000000 (16) y FFFFFFFF(16). Indique que
valor queda almacenado en el registro destino.
G. Salto a subrutina, usando un valor, no etiqueta, para la cantidad de palabras a
saltar.
H. Salto incondicional, ba 12, almacenada en la dirección 4000 de memoria.
¿Cuál sería la dirección hacia dónde salta?
I. Salto condicional. Indique bajo que condición saltaría.
J. Instrucción jmpl %r15 +4, %r0, almacenada en la dirección 4000. Si tomando
como referencia que la última instrucción call esta almacenada en la dirección
2000, ¿cuál sería la nueva dirección del PC?.
17. ¿Qué son pseudo operaciones o directivas? Describa brevemente.

18. ¿Qué sucede cuando una sentencia, en un proceso de traducción, aparece antes
del .begin o después del .end, para el lenguaje ensamblador de ARC?.
19. Un programa que está en lenguaje de máquina debe ser pasado a lenguaje
simbólico. Una vez traducido, ¿con cuántas directivas, etiquetas y comentarios
finales queda el programa traducido?.
20. ¿Cuántas instrucciones a la vez ejecuta la CPU en ARC?, ¿en qué lenguaje deben
estar esas instrucciones?
21. ¿Qué es un ensamblado de dos pasadas?
22. Crear una tabla de símbolos para el segmento de programa ARC que se muestra a
continuación.
! Programa principal ! Biblioteca de subrutina
.begin .begin
.org 2048 ONE .equ 1
.extern sub .org 3000
main: ld [x], %r2 .global sub
ld [y], %r3 sub: orncc %r3, %r0, %r3
call sub addcc %r3, ONE, %r3
jmpl %r15 + 4, %r0 jmpl %r15 + 4, %r0
x: 105 .end
y: 92
.end
23. Escribir una subrutina para ARC que realice una operación de intercambio entre
los operandos de bits x = 25 e y = 50, los que se encuentran almacenados en
memoria. Usar la menor cantidad de registros.
24. Desarrolle un programa en assembler que realice el cálculo: z = x + y. Pruebe el
mismo en el Simulador ARC, que se encuentra en el aula virtual, copie y pegue las
pantallas que surgen.
25. A continuación se muestra una sección de código simbólico de ARC, responda:
A. ¿Qué función cumple el programa? ¿Cómo lo hace? Realice una prueba de
escritorio.
B. Indique cuales son las etiquetas, las directivas, las instrucciones y los
comentarios.
C. Realice la tabla de símbolos.
D. Páselo a lenguaje máquina.
Página 7 de 8
26. Un desensamblador es un programa que lee un módulo objeto y recrea el módulo

fuente en lenguaje simbólico. Dado el siguiente código objeto, desensamblarlo
para obtener las sentencias correspondientes del lenguaje simbólico ARC. Dado
que el código objeto no contiene información suficiente para determinar los
nombres de los símbolos, se les asignarán ordenadamente las letras del
abecedario a medida que sean necesarias.
1100 0010 0000 0000 0010 1000 0001 0100
1100 0100 0000 0000 0010 1000 0001 1000
1000 0110 1000 0000 0100 0000 0000 0010
1100 0110 0010 0000 0010 1000 0001 1100
1000 0001 1100 0011 1110 0000 0000 0100
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1111
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 1001
0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000 0000
27. Compare la máquina de Von Neumann, el modelo IAS y la arquitectura ARC:

• Memoria: tamaño de la misma, rango de direcciones, formato de las
palabras.
• CPU: cantidad de registros, tamaño de los mismos.
• Otras diferencias (formato y tipo de instrucciones, ¿RISC o CISC?, ¿cómo
y qué instrucciones acceden a memoria?, etc).
Página 8 de 8

Temas: Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La Arquitectura de Programación. Los Lenguajes y La Máquina

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Temas: Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La Arquitectura de Programación. Los Lenguajes y La Máquina

Cargado por

Información del documento

Título original

Derechos de autor

Formatos disponibles

Compartir este documento

Compartir o incrustar documentos

Opciones para compartir

¿Le pareció útil este documento?

¿Este contenido es inapropiado?

Copyright:

Formatos disponibles

Temas: Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La Arquitectura de Programación. Los Lenguajes y La Máquina

Cargado por

Copyright:

Formatos disponibles

Universidad Tecnológica Nacional AÑO 2020

Facultad Regional Tucumán

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

Modelo de Bus de Sistema. Computadora ARC. La arquitectura

• Conocer los bloques básicos de una computadora, mediante el Modelo de Bus de

• Murdocca y Heuring, “Principios de Arquitectura de Computadoras”, Prentice Hall,

1 – EL MODELO DEL BUS DEL SISTEMA

La CPU genera direcciones que se transfieren sobre el bus de direcciones.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

Vista simplificada de un ciclo de instrucción:

3 - NIVELES DE MÁQUINA EN LA JERARQUÍA DE UN SISTEMA

4.1 – La memoria en ARC.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

ARC (A RISC Computer) es un subconjunto del modelo de arquitectura basado en el

4.2 - La CPU en ARC.

La CPU, Unidad Central de Procesamiento, consiste de una sección de datos que

4.3 – El conjunto de instrucciones en ARC.

Es la colección de instrucciones que un procesador puede ejecutar.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

Difiere de un procesador a otro, en el tamaño de las instrucciones, el tipo de

4.4– El formato del lenguaje ensamblador ARC.

El lenguaje hace distinción entre mayúsculas y minúsculas.

4.5– Formato de instrucciones en ARC.

El formato de instrucción definirá como el programa ensamblador (que traduce

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

4.6– El proceso de ensamblado.

Un compilador traduce un lenguaje de alto nivel, que es independiente de la

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

1. Dibuje el modelo de Bus de Sistema. Explique las funciones de sus componentes.

5. Describa la memoria del computador ARC (tamaño, rango de direcciones, mapa de

7. La CPU en ARC se la estudia separada en dos secciones:

8. ¿Cuántos bits se usan para indicar la dirección de un registro de la CPU? ¿Por

12. Explique cada subconjunto de instrucciones ARC.

14. ¿Cómo es el formato del lenguaje simbólico ARC?

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

17. ¿Qué son pseudo operaciones o directivas? Describa brevemente.

ARQUITECTURA DE COMPUTADORES Trabajo Práctico Nº 5

26. Un desensamblador es un programa que lee un módulo objeto y recrea el módulo

27. Compare la máquina de Von Neumann, el modelo IAS y la arquitectura ARC:

También podría gustarte