Arquitetura Do Conjunto De Instruções

1- Arquitetura do Conjunto de Instruções

1- 1 Introdução – (Nível ISA)

O Nível de Arquitetura do Conjunto de Instruções (ISA - Instruction Set

Architecture) é a interface entre software e hardware.

É o nível mais próximo ao hardware em que o usuário pode programar.

Proble ma: programar neste nível não é muito amigável.

Solução: organização em níveis,

Cada nível da organização possui uma linguagem associada.

A medida que a organização evolui em direção ao usuário, a

linguagem se torna mais conveniente para ele.

Usuário escreve um programa fonte em linguagem de alto nível ou

em linguagem de montagem, mais amigáveis.

Programa fonte é traduzido para programa Objeto numa linguagem

intermediária (Linguage m de Máquina);

As instruções de máquina são interpretadas pelo Hardware.

UNIVERSIDADE PAULISTA

INSTITUTO DE CIÊNCIAS EXATAS E DE TECNOLOGIA

Programa fonte em

linguagem de alto nível.

Compilação de

progra ma fonte

para progra ma ISA

Programa fonte em

linguagem de montage m.

Montage m de

progra ma fonte

para progra ma ISA

Software

Hardware

Nível ISA - Progra ma objeto em

Linguage m de Máquina

Programa ISA interpretado

por microprograma ou pelo

hardware

Hardware

Figura 2.1. Nível ISA - interface software / hardware.

Comparação entre as linguagens de cada nível:

Linguage m de alto nível: A=5;

Linguage m de montagem: MOVE A, #5;

Linguage m de máquina: 0011001100000101

Observações:

A linguagem de montagem e a linguagem de máquina possuem uma

relação de uma para um, ou seja, cada instrução de montage m possui

uma instrução de máquina equi valente;

A diferença entre as linguagens de montagem e de máquina é que a

primeira é uma representação simbólica da segunda, que é puramente

numérica;

A linguagem de alto nível utiliza instruções que operam sobre

estruturas de dados complexas. A compilação de uma seqüência de

instruções em linguagem de alto nível geralm ente gera uma

seqüência maior de instruções ISA que operam sobre estruturas de

dados mais simples e diversas daquelas presentes no programa fonte.

Características de projeto do nível ISA:

No nível de linguagem de máquina está definida a interface entre

Software e Hardware.

Deve ser o mais simples possível, para facilitar projeto do hardware.

Deve facilitar a geração de código por parte do compilador.

Compiladores e interpretadores são formas de tradução

de um código geralmente de alto nível para um código que

o computador (a máquina) interprete. Este tradutor tem a

função de traduzir uma linguagem abstrata para uma

linguagem binária.

Compilador é um programa ou um grupo de programas

que escrito por uma linguagem (esta sendo necessária de

compilação para sua execução) ao ser compilado gera

outro código que é interpretado pelo computador. Este

código compilado é chamado de código objeto, podendo

ser um arquivo executável que é reproduzido em um

sistema operacional, por exemplo. Este tipo de tradutor é

um dos mais utilizados.

O interpretador ao contrário do compilador roda o códigofonte escrito como sendo o código objeto, ele traduz o

programa linha a linha, o programa vai sendo utilizado na

medida em que vai sendo traduzido. Cada execução do

programa precisa ser novamente traduzido e interpretado.

O interpretador analisa sintaticamente e semanticamente o

código, se estas duas etapas forem realizadas e

executadas de forma correta o código está pronto para

funcionar.

Projeto do nível de linguagem de máquina deve dar suporte aos

níveis superiores, possibilitando o uso de estruturas de dados tais

como procedimentos, variáveis