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1. Introdução aos Microcomputadores Digitais
1.1 Organização de um computador digital
Um computador digital pode ser descrito de uma forma simplificada segundo o diagrama de blocos:
CLOCK
MEMÓRIA PRINCIPAL
DE ENTRADA E SAÍDA
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO - CPU
UNIDADE
DISPOSITIVOS DE E/S
Barramento de dados
Barramento de endereços
Barramento de controle
REGS. DE PROPÓSITO GERAL
UNIDADE DE ARITMÉTICA E LÓGICA
UNID. DE CONTROLE
REGS. ESPECIAIS
- Unidade Central de Processamento: - UCP ou CPU
- Unidade de Controle - UC
- Unidade de Aritmética e Lógica - UAL ou ULA
- Registradores de Propósito Geral
- Registradores Específicos
- Reg. de Dados da Memória - RDM
- Reg. de Endereços da Memória - REM
- Contador de Programa ( Program Counter ) - PC
- Registrador de Instruções - RI
- Apontador de Pilha ( Stack Pointer ) - SP
- Outros (conforme a CPU)
- Memória Principal
- Memória Secundária
- Unidade de E/S
- Interfaces
- Canais de E/S
- Processadores de E/S
- Dispositivos de E/S
Histórico :
- Primeiros computadores eletrônicos surgiram na década de 30
- IBM PC foi concebido em 1980
1.3 A CPU e a execução de um programa
MEMÓRIA
UNIDADE CENTRAL DE PROCESSAMENTO - CPU
Barramento de dados Barramento de endereços Barramento de controle
UNIDADE DE ARITMÉTICA E LÓGICA
UNID. DE CONTROLE
A B C D E F ... ...
RI
SP
RDM REM PC
Ciclo de busca e execução de uma instrução
1a. etapa: Busca da instrução na memória (“ FETCH ”) REM <-- PC RDM <-- (REM)
2a. etapa: Decodificação da instrução RI <-- RDM ocorre a decodificação do conteúdo de RI na UC PC <-- PC + n
3a. etapa: Busca dos operandos da instrução (se houver) REM <-- endereço do operando (Ex: REM <-- REM + 1) RDM <-- (REM)
4a. etapa: Execução da instrução
1.4 Linguagem de máquina e linguagem montadora
Exemplo de um mesmo programa em linguagens de máquina e montadora:
Instrução de máquina (binário) Operação
10100001 00000000 00000000 Busca o conteúdo da palavra de memória 0 e o coloca no reg. AX 00000101 00000100 00000000 Adiciona 4 ao reg. AX
10100011 00000000 00000000 Armazena o conteúdo de AX na palavra de memória de endereço 0
Instrução em linguagem montadora Comentários
MOV AX,A ; busca o conteúdo da posição de ; memória dada por A e o coloca no ; reg. AX ADD AX,4h ; adiciona 4 a AX, resultado em AX ; MOV A, AX ; armazena o conteúdo de AX na ; posição de memória definida por A
Observa-se que:
- para cada instrução em linguagem montadora corresponde apenas uma instrução em linguagem de máquina;
- uma instrução em linguagem de máquina pode corresponder a mais de um byte;
- a programação em linguagem de máquina é tediosa e suscetível a erros.
O programa ECO completo:
TITLE PROGRAMA DE ECO DO TECLADO NA TELA .MODEL SMALL .STACK 100h .CODE MAIN PROC ; ;apresentacao do prompt ’?’ MOV AH,2 ;funcao DOS para exibir caracter MOV DL,’?’ ;caracter ’?’ INT 21h ;exibir ; ;entrada do caracter pelo teclado MOV AH,1 ;funcao DOS para leitura de caracter INT 21h ;caracter e’ lido em AL MOV BL,AL ;salvando-o temporariamente em BL ; ;movendo de linha MOV AH,2 ;funcao DOS para exibir caracter MOV DL,0Dh ;caracter ASCII - return INT 21h ;executando MOV DL,0Ah ;caracter ASCII - line feed INT 21h ;executando ; ;exibindo na tela o caracter lido: efeito de ECO MOV DL,BL ;recuperando o caracter salvo INT 21h ;exibir ; ;retorno ao DOS MOV AH,4Ch ;funcao DOS para saida INT 21h ;saindo MAIN ENDP END MAIN
Explicando as partes :
a) O programa inicia sua operação ao ser lançado pelo DOS.
b) O usuário é estimulado a interagir pela apresentação de um ‘?’:
MOV AH,2 ;funcao DOS para exibir caracter MOV DL,'?' ;caracter '?' INT 21h ;exibir
c) Lendo o caracter teclado pelo usuário e salvando-o em num registrador:
MOV AH,1 ;funcao DOS para leitura de caracter INT 21h ;caracter e' lido em AL MOV BL,AL ;salvando-o em BL
d) Movendo o cursor da tela para o início da próxima linha:
MOV AH,2 ;funcao DOS para exibir caracter MOV DL,0Dh ;caracter ASCII - return INT 21h ;executando MOV DL,0Ah ;caracter ASCII - line feed INT 21h ;executando
e) Recuperando o caracter lido e exibindo-o:
MOV DL,BL ;recuperando o caracter salvo INT 21h ;exibir
f) O programa termina devolvendo controle ao DOS:
MOV AH,4Ch ;funcao DOS para saida INT 21h ;saindo
