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ESCUELA POLITÉCNICA NACIONAL
FACULTAD DE INGENIERÍA DE SISTEMAS
INGENIERÍA EN SOFTWARE/COMPUTACION ARQUITECTURA DE COMPUTADORES PRACTICA 6 CICLO DE INSTRUCCION GRUPO: GR2SW FECHA DE ENTREGA: 23/07/ INTEGRANTES: Juan Arellano – Alfonso Carrera
1. OBJETIVOS Entender en que consiste un ciclo de instrucción (Captación y Ejecución) Emular el proceso de captación y ejecución con la ayuda del simulador MARIE SIMULATOR. Describir la funcionalidad de los registros involucrados. 2. MARCO TEÓRICO Describir en qué consiste un ciclo de instrucción ¿Qué es un ciclo de instrucción? Un ciclo de instrucción (también llamado ciclo de fetch-and-execute o ciclo de fetch- decode-execute en inglés) es el período que tarda la unidad central de proceso (CPU) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina. Comprende una secuencia de acciones determinada que debe llevar a cabo la CPU para ejecutar cada instrucción en un programa. Cada instrucción del juego de instrucciones de una CPU puede requerir diferente número de ciclos de instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina [1]. Detallar la funcionalidad de los registros involucrados. Realizar una tabla resumen.
REGISTROS FUNCIÓN
Instrucción Buffer Register ( IBR ) Almacenar temporalmente la instrucción. Program Counter ( PC ) Contiene la dirección de la próxima pareja de instrucciones que van a ser captadas de la memoria. Acumulator ( AC ) Se emplean para almacenar operandos y resultados de operaciones de la ALU de manera temporal. Instrucción Register ( IR ) Contiene 8 bits del código de operación que se va a ejecutar. Memory Buffer Register ( MBR ) Contiene una palabra que debe ser almacenada en la memoria. Memory Address Register ( MAR ) Especifica la dirección en memoria de la palabra que va a ser escrita o leída en la MBR Describir la funcionalidad del ejecutable MarieDP1 y su uso. Marie Data Path Simulator tiene menos características que MarieSim, porque su propósito es más limitado: simplemente muestra el movimiento de los datos dentro de la MARIE machine. Al igual que con MarieSim, se proporcionan opciones para cargar archivos, reiniciar el programa y reiniciar el sistema. El botón [Run] ejecuta el programa continuamente hasta la finalización. El botón [Step] proporciona una iteración del ciclo de obtención-decodificación-ejecución. La velocidad a la que se ejecutan las microinstrucciones se controla a través del botón [Set Delay]. Puede configurar el retraso hasta en 30 segundos, que es necesario para las máquinas más rápidas. MARIE Data Path Simulator ejecutará solo aquellos programas que hayan sido ensamblados por el MARIE assembler. Específicamente, cargará archivos de código objeto con la extensión.MEX. A medida que se ejecuta el programa, la instrucción que se ejecuta se resalta en la tabla del monitor del programa. Las operaciones de movimiento de datos correspondientes se animan en el área gráfica de la pantalla. Cada vez que un componente participa en una operación de movimiento de datos, se representa en un color más brillante. La unidad de control a la izquierda del área gráfica activa las líneas de control que habilitan y deshabilitan varios componentes del sistema. Hay dos conjuntos de líneas de control de registro, uno que permite leer desde un registro y otro que permite
Memory 501 502 503 504
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Pregunta 2: En esta sección se emulará el proceso de captación y ejecución del ejercicio 1 de la práctica 3 en Marie Simulator (Instrucciones del computador). Para el informe se deberá entregar la siguiente información: a) El formato de instrucción a Revisar las diapositivas de formatos de instrucción marie b) El conjunto de códigos de operación a ejecutar a Input: 5000 b Store: 2006 c Add: 3006 CPU Register 502 PC 0005 AC 2603 IR CPU Register 503 PC 0009 AC 2603 IR CPU Register 503 PC 0009 AC 3604 IR CPU Register 504 PC 0006 AC 3604 IR CPU Register 504 PC 0006 AC 4601 IR CPU Register 505 PC 0006 AC 4601 IR
d Output: 6000 e Halt: 7000 c) Una tabla con los de los valores de los registros de memoria usados, los registros PC, AC e IR en cada ciclo (captación y ejecución). Nota: Se recomienda utilizar tablas para cada uno de los ciclos de captación y ejecución. CPU Register 000 PC 0000 AC 5000 IR Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 000 0 000 000 0 CPU Register 001 PC 0005 AC 5000 IR Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 0000 000 0000 CPU Register 001 PC 000 5
AC
IR
Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 0000 CPU Register 002 PC 0005 AC 2006 IR Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 0005 000 0000
CPU Register 005 PC 0007 AC 7000 IR Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 0005 000 0000 CPU Register 006 PC 0007 AC 7000 IR Memory 000 5000 001 2006 002 5000 003 3006 004 6000 005 7000 006 0000 006 0005 000 0000 Pregunta 3: Utilizando el ejecutable “MarieDP1” del simulador MARIE Simulator, determinar que sucede con cada uno de los registros en cada ciclo de instrucción del programa que permite la resta de 2 números. IR OUT IN AC MBR PC MAR 5000 0000 0000 0000 0000 001 000 IR: Realiza la instrucción input PC: Apunta a la instrucción 001 Se ingresa el valor de 5 IR OUT IN AC MBR PC MAR
2006 0000 005 005 005 002 006 IR: Guarda el contenido del acumulador en la dirección 006 PC: Apunta a la siguiente instrucción 002 MAR: Almacena el contenido del acumulador en la direccion 006 MBR: Almancena el dato ingresado desde input AC: Se almancena el valor 5 ingresado en input IN: Guarda el valor de 5 ingresado por teclado IR OUT IN AC MBR PC MAR 4006 0000 0007 0002 0005 004 006 IR: Resta el contenido del acumulador con el registro de memoria 006 PC: Apunta a la siguiente instrucción 004 MAR: Almacena el contenido del acumulador en la direccion 006 MBR: Mantiene el valor de 5 AC: Se almancena el valor 2 resultado de la instrucción IN: Guarda el valor de 7 ingresado por teclado
4. CONCLUSIONES Y RECOMENDACIONES La práctica nos permitió comprender como y porque varían cada uno de los valores de los registros según cada instrucción dada. 5. BIBLIOGRAFÍA ➢ [1]"Ciclo de instrucción", Dyowarq.wixsite.com, 2020. [Online]. Available: https://dyowarq.wixsite.com/dyowarq/single-post/2015/03/14/Ciclo-de- instrucci%C3%B3n. [Accessed: 19- Jul- 2020].
