Sistemi e Reti: CPU, Architetture RISC e CISC, Assembler, Slide di Sistemi di reti

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SISTEMI E RETI

3BINF

Prof. Marco Pizzamiglio

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La CPU

Il Central Processing Unit svolge due funzioni:

● sovrintende: genera segnali necessari al funzionamento ● esegue: dei calcoli aritmetici e logici

La CPU

La CPU è formata da:

● CU (Control Unit) ● ALU (Arithmetic Logic Unit) ● Registri di memoria

Il ciclo macchina

La CPU preleva dalla memoria il codice macchina dell’istruzione da eseguire (CU), inviata in un registro specifico e codificata. Dopo la codifica la CPU emette i segnali necessari per eseguire l’istruzione.

Ogni ciclo macchina è scandito da un temporizzatore o clock

Il ciclo macchina

● Fetch dell’istruzione ● Decode dell’istruzione ● Fetch degli operandi ● Execute

Alla fine del ciclo il sistema manda un segnale di reset

Fetch dell’istruzione

Fase in cui la CPU deve reperire l’istruzione da eseguire.

La CU legge la cella di memoria il cui indirizzo è memorizzato in un’ apposito registro chiamato contatore del programma (PC Program Counter), incrementandolo di una posizione.

Fetch degli operandi

In base all’istruzione il processore riconosce se è necessario prelevare da memoria o da registri.

Architettura della CPU

● CU (Control Unit) ● PC (Program Counter) ● IR (Instruction register) ● PSW (Process Status Word)

Il BUS Interno

Dispositivo che permette di collegare ogni elemento che compone la CPU

I Registri interni

Celle di memoria contenute all’interno della CPU. La dimensione dei registri si esprime in bit.

● Registri accessibili al programmatore ● Registri non accessibili al programmatore

Diversamente dalle celle di memoria, i registri non hanno un’ indirizzo ma un nome

MAR (Memory Address Register)

Registro interno collegato al BUS Indirizzi.

Non visibile al programmatore e contiene gli indirizzi necessari alla scelta della cella di memoria oppure al dispositivo di I/O coinvolto nell’operazione.

IR (Instruction Register)

Registro interno che riceve il codice operativo

Non visibile al programmatore.

PC (Program Counter)

Registro accessibile parzialmente dal programmatore e contiene l’indirizzo dell’istruzione successiva nella memoria.

Nelle architetture intel si definisce IP (Instruction Pointer)

PSW (Process Status Word)

Registro con tanti flag utilizzati per operazioni con la ALU.

● ZF: 1 se l’ultima operazione è uguale a

1. (Es. a=b ⇒ a-b) ● CF (Carry): true quando si verifica un riporto di un bit sulla cifra più significativa