Structura unui calculator Lab02

Calculatorul?

Calculator? 1

Calculator?

Calculator? #include <stdio.h> #include <conio.h> #include <time.h> #include <dos.h> #include <stdlib.h> #define NR_MAX 5000 #define pas 50 typedef struct { double valoare; int baterie; }nod; int nr_repetari=1; //reteaua de noduri nod a[NR_MAX]; //nr de noduri care sunt active la un moment dat int n; //eroarea maxima admisa pentru valori double epsilon; // tablou temporar la nodul C int b[NR_MAX]; //timp transmisie mesaje pe retea int D=1; // ------------ Functie ce initializeaza valorile interne ale bateriilor ------------------- void init() randomize(); for(int i=0;i<n;i++) a[i].baterie=random(101); a[i].valoare=random(1000*epsilon)/1000; } // ----------- Functie ce simuleaza trimiterea de mesaje ----------------------------------- void cere_valori(int dlay)

Calculatorul - cum îl abordăm? Software FIC Imagine prelucrata din Principles Of Computer Architecture - Miles J. Murdocca, Vincent P. Heuring - Prentice Hall,1999 Hardware

Ce face un calculator? Cine spune asta? De unde? Care unde apare? START Instrucţiuni de executat? Funcţie de codul operaţiei (OPCODE) Adu instrucţiunea (FETCH) Execută instrucţiunea Nu Da Cine spune asta? De unde? Care unde apare? Cine îl defineşte? Cum? Unde?

Arhitectura unui calculator Von Neumann Harvard Imagini http://www.elec.canterbury.ac.nz/PublicArea/Staff/hof/p10-embed/p10-tutorial

Funcţionarea + Instrucţiune Instrucţiune 11 10 1 START Nu Instrucţiuni de executat? Funcţie de codul operaţiei (OPCODE) Adu instrucţiunea (FETCH) Execută instrucţiunea Nu Da Instrucţiune + Instrucţiune 11 10 1

Etapele execuţiei Adu instrucţiune Decodifică instrucţiune START Instrucţiuni de executat? Funcţie de codul operaţiei (OPCODE) Adu instrucţiunea (FETCH) Execută instrucţiunea Nu Da Adu instrucţiune Instruction Access sau Instruction Fetch Decodifică instrucţiune Instruction Decode Execută instrucţiune Execution Data Access Store (write back) Results

Microprocesorul şcoală IAS* Şi acum... o maşină reală Microprocesorul şcoală IAS* * IAS – Institute for Advanced Studies, Princeton

Structura IAS DR AR PC IR AC DPU PCU ICS DPU Data /Gate register Address register PC Program counter IR Instruction register AC accumulator DPU Data programming unit PCU Program controling unit ICS Internal control signals Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS Instruction Fetch DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS Instruction Fetch Instruction Decode DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Instrucţiunea este un ADD

Funcţionarea IAS - ADD Instruction Fetch Instruction Decode Execution DPU Instruction Fetch Instruction Decode Execution Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS - ADD Instruction Fetch Instruction Decode Execution DPU Instruction Fetch Instruction Decode Execution Data Access Write back Results Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Instrucţiunea este un LOAD

Funcţionarea IAS Instruction Fetch DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS Instruction Fetch Instruction Decode DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS - LOAD DPU Instruction Fetch Instruction Decode Execution Data access Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Funcţionarea IAS - LOAD DPU Instruction Fetch Instruction Decode Execution Data access Writeback result Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Mix and match Part 1

IAS vs Von Neumann DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR PC IR Control unit ICS

Etapele execuţiei Adu instrucţiune Decodifică instrucţiune START Instrucţiuni de executat? Funcţie de codul operaţiei (OPCODE) Adu instrucţiunea (FETCH) Execută instrucţiunea Nu Da Adu instrucţiune Instruction Access sau Instruction Fetch Decodifică instrucţiune Instruction Decode Execută instrucţiune Execution Data Access Store (write back) Results

În continuare... o ALTĂ maşină reală Microprocesorul şcoală MIPS

Structura MIPS PC - Program counter; NPC - New PC; IR – Instruction register; Imm – immediate; LMD – loaded memory data; cond – branch condtion

Funcţionarea MIPS - ADD Notă: Selectarea adresei următoare nu este animată

Funcţionarea MIPS - LOAD Notă: Selectarea adresei următoare nu este animată

Mix and match Part 2

MIPS vs VonNeumann

Etapele execuţiei Adu instrucţiune Decodifică instrucţiune START Instrucţiuni de executat? Funcţie de codul operaţiei (OPCODE) Adu instrucţiunea (FETCH) Execută instrucţiunea Nu Da Adu instrucţiune Instruction Access sau Instruction Fetch Decodifică instrucţiune Instruction Decode Execută instrucţiune Execution Data Access Store (write back) Results

Von Neumann

IAS DPU Arithmetic logic circuit AC Main Memory 25 x 8 biţi DR PCU AR Control unit ICS

MIPS

P4