As Operações Aritméticas, Operações Lógicas

1 - Suas funções básicas incluem a execução de instruções, o controle das operações e a manipulação de dados. Os principais componentes são a Unidade de Controle, que gerencia a execução das instruções, e a Unidade Lógica e Aritmética, responsável por realizar operações matemáticas e lógicas.

2 - Operações Aritméticas, Operações Lógicas, Comparação de Dados e Manipulação de Bits.

3 - Se refere ao "Acumulador". O Acumulador é um registrador especial na Unidade Central de Processamento (UCP) que desempenha um papel fundamental em operações aritméticas.

O Acumulador é utilizado para armazenar temporariamente resultados de operações aritméticas e lógicas. Em instruções de máquina, o Acumulador muitas vezes serve como destino padrão para os resultados dessas operações. Ele facilita a realização de operações consecutivas, onde o resultado de uma operação é usado como entrada para a próxima.

4 - Unidade de Controle (UC). A Unidade de Controle é responsável por interpretar as instruções do programa, gerar sinais de controle para os demais componentes do processador e garantir a execução ordenada e sincronizada das operações.

5 - Interpretação de Instruções, Geração de Sinais de Controle, Sequenciamento de Instruções, Controle de Fluxo de Dados, Controle de Desvios (Branch Control), Gerenciamento de Interrupções e Sincronização.

6 - É possível projetar processadores com diferentes tamanhos de bits  de contador de instruções (CI) e diferentes tamanhos de registradores de endereço de memória (REM). Contudo, é importante observar que  os dois registros desempenham funções diferentes.  O contador de instruções (CI) armazena o endereço da próxima instrução a ser buscada na memória, enquanto o registrador de endereço de memória (REM) armazena o endereço do dado ou instrução específica que está sendo referenciada ou manipulada.  Se o tamanho do IC for menor que o tamanho do REM, pode haver um limite no número de instruções que o processador pode processar, o que também pode limitar a complexidade do programa. Por outro lado, se o tamanho do IC for maior que o tamanho do REM,  o processador poderá usar mais bits  para endereçar a memória do que o realmente necessário, desperdiçando recursos. Normalmente, os ICs são dimensionados para corresponder ao número máximo de endereços de instruções exigidos pelo conjunto de instruções da arquitetura, enquanto os REMs são dimensionados para atender aos requisitos de endereçamento de dados. A escolha dependerá da arquitetura específica do processador e dos requisitos do sistema a ser usado.

7 - Para implementar um processo prático que incremente automaticamente o contador de instruções (CI) após  cada instrução ser executada em processadores com  tamanhos de instrução diferentes, você pode seguir um procedimento semelhante ao seguinte:  

   1. Conhecimento do tamanho da instrução:  Descubra o tamanho de cada tipo de instrução (A, B, C).  

- O comprimento do código de operação é sempre de 8 bits.  

    2. Decodificador de comando:  Busque a instrução da memória usando o valor CI atual e então decodifique o opcode para identificar o tipo de instrução.  

   3. Calcule o seguinte endereço: Calcule o número de bytes ocupados por uma instrução com base no tipo de instrução decodificada.

 - Adicione este valor ao valor CI atual  para obter o  endereço da próxima instrução.  

   4. Atualização de CI: Atualizar o IC com os valores calculados na etapa anterior.  Este processo leva em consideração  diferentes tamanhos de instrução e permite que o CI seja incrementado adequadamente para apontar para a próxima instrução do programa, independentemente do tipo de instrução que está sendo executada. Ajuste o processo conforme necessário com base nos detalhes específicos da arquitetura do processador e na implementação do conjunto de instruções.

8 -  Uma abordagem comum é implementar esse incremento diretamente em uma microinstrução na próxima fase de busca de instrução.

   

  1. Instruções de pesquisa: Na fase de busca, o processador busca uma instrução na memória usando o valor IC atual.  

  2. Decodificação da Instrução: Decodifica a instrução para determinar o seu tipo e operação.  

  3. Execução da Instrução: Executa a instrução, realizando as operações necessárias.  

  4. Cálculo do Próximo Endereço: Com base no tipo de instrução executada, calcule manualmente o número de bytes ocupados pela instrução.  

  5. Atualização do CI: Adicione o número de bytes calculado ao valor atual do CI para obter o próximo endereço de instrução.

9 - Os registradores que controlam a ordem em que as instruções do programa são processadas são comumente chamados de “contadores de instruções” (CI) ou “registros de programa” (PC). Este registrador armazena o endereço da próxima instrução a ser trazida para a memória e executada.  O contador de instruções está localizado na unidade central de processamento (CPU) do computador. Sua principal função  é rastrear a execução sequencial de um programa apontando para o endereço da próxima instrução a ser executada. Durante um ciclo de instrução, os valores contidos no CI são usados para buscar a instrução correspondente na memória. Assim que uma instrução é concluída, o IC é atualizado para apontar para o  endereço da próxima instrução, permitindo que o programa seja executado contínua e sequencialmente. Os contadores de instruções desempenham um papel importante no fluxo de controle do processador e na execução ordenada das operações do programa.