A ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

ORGANIZAÇÃO DE COMPUTADORES

Processador Neander-X

O processador Neander-x se caracteriza por ser um processador simples e utilizado para fins acadêmicos, pelo fato dos processadores modernos serem mais complexos e assim seria mais difícil a compreensão dos alunos. No entanto, todo processador tem toda a base conceitual do Neander.

O Neander possui o modo de endereçamento direto, que também é chamado de absoluto. Nesse modo, a palavra que segue o código da instrução contém, nas instruções de manipulação de dados, o endereço de memória do operando. Nas instruções de desvio, esse endereço corresponde à posição de memória onde está a próxima instrução a ser executada.

QUESTÕES:

 

A) Quantos bits são utilizados para representar uma instrução?

Utiliza 8 bits para representar uma instrução.

B) Quantos bits são utilizados para representar um endereço?

Utiliza 8 bits para representar um endereço.

C) Como são representados os números inteiros negativos?

Os números negativos são representados como Flag N (negativo) em complemento de 2. SE valer 1,o inteiro é negativo, se valer 0, o inteiro é positivo.

D) Quantas instruções podem existir?

Em 8 bits podem ser representadas até 256 instruções. O Neander-X tem 10 instruções e uma 11º que representa “nenhuma operação”.

E) Qual o tamanho máximo de memória endereçável?

256 posições (palavras de 8 bits) e apenas endereçamento direto.

F) Quais são os registradores disponíveis?

1 acumulador de 8 bits (AC), 1 apontador de programa de 8 bits (PC), 1 registrador de estado com 2 códigos de condição: negativo (N) e zero (Z), o REM, que é o registrador de endereços da memória e o RDM, que é o registrador de dados da memória.

G) Qual o formato de uma instrução?

8 bits para opcode (código da operação) e os 8 bits seguintes para o operando. Há Instruções que ocupam apenas 1 byte (NOP, NOT) e instruções que usam 2 bytes (STA, LDA, ADD, OR, AND, JMP, JN, JZ).

A Arquitetura: conjunto de instruções

CÓDIGO	INSTRUÇÃO	COMENTÁRIO
0000	NOP	Nenhuma operação
0001	STA  end	MEM(end) ← AC
0010	LDA end	AC ← MEM(end)
0011	ADD end	AC ← MEM(end) + AC
0100	OR end	AC ← MEM(end) OR AC
0101	AND end	AC ← MEM(end) AND AC
0110	NOT	AC ← NOT AC
1000	JMP end	PC ← end
1001	JN end	IF N=1  THEN  PC ← end
1010	JZ end	IF Z=1  THEN  PC ← end
1111	HLT	pára processamento

TESTE NO SIMULADOR NEANDER

[pic 1]

DESCRIÇÃO DO PROCESSO DE SOMA:

Para somar dois valores é utilizado o comando ADD, neste caso vamos somar dois argumentos que estão nas posições 128 e 129, mas pode-se verificar q o comando ADD possui somente um argumento, assim o Neander irá somar o conteúdo do argumento fornecido com o valor que está no acumulador (AC),então é necessário carregar um dos valores de forma previa para não ocorrer erro, e posteriormente realizar a função ADD, para carregar o primeiro argumento  que está na posição 128, vamos usar o comando LDA e fornecer o valor 128 como argumento, isso significa que o conteúdo de memória da posição 128 será carregado para o acumulador, então para carregar o comando LDA devemos usar o número 32, logo em seguida devemos informar o endereço de memória que deve ser carregado para o acumulador, no nosso caso o valor é 128, agora que o primeiro argumento está armazenado no acumulador vamos usar o comando ADD e como argumento o valor 129 afim de fazer com que o conteúdo da posição 129 seja adicionado ao valor que já está no acumulador que é o conteúdo da posição 128, neste momento o programa já somou os valores dos argumentos e salvou no acumulador. Então para se realizar a operação de adição devemos usar o número 48 referente a ADD e logo no endereço seguinte fornecer o endereço de memória que deve ser adicionado no caso 129. Para finalizar o que se foi pedido na questão, devemos armazenar o valor da soma de 128 e 129 na posição 130, nesta situação devemos usar o comando STA (store) que é dado pelo número 16 e o endereço de memória onde o valor deve ser armazenado é 130, realizado todo as a operações usamos o comando HLT para encerrar o programa, caso não o utilize o comando, o programa será executado indefinitivamente.

 

Valores de referência:

[pic 2]

Simuladores

Para facilitar ao máximo as atividades didáticas do professor e tendo um apoio mais completo para possível dificuldades comuns dos alunos.

Sendo criado um ambiente integrado para desenvolvimento, que executa em Windows e Linux incluindo:

1. Editor de textos;
2. Montador (assembler);
3. Simulador da arquitetura;
4. Visualizador da memória simulada;
5. Ferramenta de apoio ao aprendizado de instruções;
6. Utilitário para conversões de bases;
7. Simulador de visor painel de chaves;
8. Gerador /carregador de imagem da memória simulada.

Com isso os alunos têm diversas experiência práticas como simulador, buscando nesse processo muito mais que apresentar conceito teóricos e nomenclatura, mas o conduzir a uma visão abrangente e em pequena medida, criticar sobre a estrutura e o conjunto de instruções, que permita gerar a curiosidade para estudos futuros mais aprofundados.

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