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
 A memória é como uma matriz de bits, conforme a figura
a seguir.
Organização e endereçamento da 
memória
1
2
3
N
8 bits

 Cada linha, implementada por um registrador, tem
geralmente um tamanho equivalente ao tamanho da
unidade endereçável da máquina.
 Cada registrador (uma posição de memória) possui um
endereço único.
Organização e endereçamento da 
memória

 Conceitos importantes:
 Endereços de memória são valores binários sem sinal
(embora os vejamos com frequência como valores
hexadecimais, por ser de fácil compreensão).
 O nº de itens a serem endereçados determina o nº de bits
no endereço.
 Exemplo: int => 4 bytes; char => 1 byte.
Organização e endereçamento da 
memória

 Os diversos componentes de um computador (CPU,
barramentos, E/S, memória, etc.) interagem com o
computador através de interrupções.
 Estas interrupções são eventos que alteram (ou
interrompem) o fluxo normal de execução do sistema.
Interrupções

 Uma interrupção pode ser disparada por diversas razões,
incluindo:
 Requisição de E/S (entrada/saída);
 Erros aritméticos (ex: divisão por zero);
 Mau funcionamento do hardware;
 Pontos de parada definidos pelo usuário.
Interrupções

 É uma arquitetura constituída de memória (para
armazenar programas e dados), de uma CPU (constituído
de uma ULA, unidade de controle e de diversos
registradores) e dispositivos de E/S.
 Ele possui todos os componentes funcionais necessários
para ser um computador que funciona.
Arquitetura de um computador

 A arquitetura:
A arquitetura
Out REG
In REG
REMRBM
PC IR
Memória 
Principal
ULA
AC
CPU

 Registradores são posições de memória dentro da CPU.
 Neste exemplo de computador existem sete
registradores:
 AC: o acumulador, que contém valores de dados.
 REM: registrador de endereço de memória.
 RBM: registrador de buffer de memória, que contém ou o
dado recém lido da memória ou o dado pronto para ser
escrito na memória.
Registradores e barramentos

 PC: o contador de programa, que contém o endereço da
próxima instrução a ser executada no programa.
 IR: o registrador de instruções, que contém a próxima instrução
a ser executada.
 InREG: registrador de entrada, que contém dados do
dispositivo de entrada.
 OutREG: registrador de saída, que contém dados para o
dispositivo de saída.
Registradores e barramentos

 Além destes, existe um registrador de estado, que contém
informações que indicam as várias condições, tais como
um overflow em uma ULA.
 Os dados e instruções são transferidos, de e para
registradores, através de barramentos.
 A figura a seguir mostra o caminho de dados (caminho
que a informação percorre).
Registradores e barramentos

Registradores e barramentos
Memória 
Principal
REM
PC
RBM
AC
InREG
OutREG
IR
ULA
Barramento de 16 bits

 A arquitetura do conjunto de instruções (ISA) de uma
máquina especifica as instruções que o computador pode
executar e o formato para cada instrução.
 Consideramos que cada instrução consiste de 16 bits.
 Os 4 bits mais significativos , bits de 12 a 15, compõem o
opcode (código da operação) que especifica a instrução a
ser executada.
Arquitetura do conjunto de instruções

 Os 12 bits menos significativos, bits de 0 até 11, formam o
endereço.
 O formato da instrução é mostrado na figura a seguir.
Arquitetura do conjunto de instruções
Opcode Endereço
15 12 11 0

 A maior parte das ISA (conjunto de instruções) consiste de
instruções para processar dados, mover dados e controlar
a sequência do programa.
 O conjunto de instruções é mostrado a seguir.
Arquitetura do conjunto de instruções

Arquitetura do conjunto de instruções
Bin Hex Instrução Significado
0001 1 Load X Carrega o conteúdo do endereço X 
(memória) em AC
0010 2 Store X Armazena o conteúdo de AC no endereço X
0011 3 Add X Adiciona o conteúdo do endereço X a AC e 
armazena o resultado em AC
0100 4 Subt X Subtrai o conteúdo do endereço X de AC e
armazena o resultado em AC
0101 5 Input Entra com um valor obtido via teclado em AC
0110 6 Output Exibe o valor de AC na tela
0111 7 Halt Termina o programa
1000 8 Skipcond Pula a próxima linha sob condições
1001 9 Jump X Carrega o valor de X no PC

 Exemplo: suponha que temos a seguinte instrução de 16 bits:
 Os 4 bits mais à esquerda indicam o opcode (instrução a ser
executada). 0001 representa a instrução Load.
 Os 12 bits restantes indicam o endereço do valor que estamos
carregando, que é o endereço 3 (hexadecimal) na memória
principal.
 Esta instrução faz com que o dado encontrado na memória
principal, endereço 3, seja copiado no AC.
Arquitetura do conjunto de instruções
0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 1
Opcode Endereço
15 12 11 0

 Cada instrução (load, por exemplo) envolve várias outras
mini instruções.
 A notação simbólica usada para descrever o
comportamento das micro operações é denominada
linguagem de transferência entre registradores (RTL).
 Usamos a notação M[x] para indicar o dado real
armazenado na posição X na memória e ← para indicar
uma transferência de informação.
Linguagem de transferência entre 
registradores

 A seguir está representada a linguagem de transferência
entre registradores para cada uma das instruções do ISA.
 Load X: carrega o conteúdo da posição de memória X no
AC.
 REM ← X: o endereço X é colocado no REM.
 RBM ← M[REM]: o dado do endereço X é movido para
RBM.
 AC ← RBM: o dado é colocado no AC.
Linguagem de transferência entre 
registradores

 Como o IR deve usar o barramento para copiar o valor de
X no REM antes que o dado na posição X possa ser
colocado no RBM, esta operação requer dois ciclos de
barramento.
 Portanto, estas duas operações estão em linhas
separadas, para indicar que elas não podem ocorrer
durante o mesmo ciclo.
Linguagem de transferência entre 
registradores

 Todos os computadores seguem um ciclo básico de
máquina: o ciclo busca-decodifica-executa.
Processamento de Instrução

 Este ciclo representa os passos que um computador segue
para executar um programa.
 O componente encarregado deste ciclo é o processador.
 Este ciclo é representado no fluxograma a seguir.
Processamento de Instrução
(o ciclo busca-decodifica-executa)

Processamento de Instrução
(o ciclo busca-decodifica-executa)
Início
Copia o PC no REM
Copia o conteúdo da memória no endereço 
REM para IR;
Incrementa PC de 1
Instrução 
requer 
operando?
Decodifica a instrução e coloca bits IR [11-0] 
no REM
Executa a instrução
Copia o conteúdo da memória 
no endereço REM para RBM
Busca
Decodifica
Executa
NÃOSIM