[PDF] Jeu dinstructions du processeur vers la mé

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Chapter 6 Little Man Computer

6-1

Jeu d'instructions

Couche des langages d'application

Couche du langage d'assemblage

Couche du système d'exploitation

Couche architecture du jeu d'instructions

(couche ISA)

Couche microarchitecture

Couche logique numérique

Niveau 5

Niveau 4

Niveau 3

Niveau 2

Niveau 1

Niveau 0

Traduction (compilateur)

Traduction (assembleur)

Interprétation partielle (système

d'exploitation)

Interprétation (microprogramme)

ou exécution directe

Matériel

Chapter 6 Little Man Computer

6-2

Instructions machines

yLes instructions et les données sont codées sur des mots mémoires (un ou plusieurs mots mémoires selon la nature de l'ordinateur) yLes instructions machines sont propres à chaque microprocesseur yUne instruction désigne un ordre donné au processeur et qui permet à celui-ci de réaliser un traitement élémentaire

Chapter 6 Little Man Computer

6-3

Jeu d'instructions

yDesign définit les fonctions pouvant être exécutées par le processeur yDifférencie l'architecture de l'ordinateur yNombre d'instructions yComplexité des opérations yTypes de données supportés yFormat yUtilisation de registres yAdressage (taille, modes) 3

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6-4

Classification des instructions

yTransfert de données (load, store) yPermettent de transférer une donnée depuis les registres du processeur vers la mémoire et vice versa ainsi qu'entre registres du processeur yTaille du mot mémoire ? 16? 32? 64 bits? yArithmétiques yOperateurs + - / * ^ yEntiers et en virgule flottante yLogique Booléenne yAND, XOR, NOT, ... yInstructions manipulant un seul opérande yNégation, décrémentation, incrémentation, remise à 0 4

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6-5

Classification des instructions

yManipulation de bits yFlags pour tester les conditions yDécalage/rotation yBranchement ou de commande yDe la pile yD'entrées/sorties yContrôle de la machine 5

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6-6

Décalage et rotation

Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.

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6-7

Contrôle de programme

yLes instructions de saut ou de branchement yLes instructions d'appels de sous- programmes

Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.

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6-8

Instructions de la pile

yLIFO méthode pour organiser l'information yItems sont retirés dans l'ordre inversée de l'ordre d'arrivée

EmpilerDépiler

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6-9

Appels de sous-programmes

Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.

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6-10

Appels de sous-programmes

Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.

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6-11 Pile

Copyright 2010 John Wiley & Sons, Inc.

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6-12

Éléments de l'instruction

yL'instruction machine est une chaîne binaire de p bits composée principalement de deux parties Un code opération Indique au processeur le type de traitement à réaliser Un code opération de m bits permet de définir 2 m opérations différentes pour la machine Le nombre d'opérations différentes autorisées pour une machine définit le jeu d'instructions de la machine

Code Opération Champ opérandes

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6-13

Le champ opérandes

yComposé de p-m bits yIndique la nature des données sur lesquelles l'opération désignée par le code opération doit être effectuée Le façon de désigner un opérande dans une instruction peut prendre différentes formes Mode d'adressage des opérandes

Code Opération Champ opérandes

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6-14

Types d'opérandes

y1, 2 ou 3 opérandes (selon type d'instruction) y3 natures différentes (mode d'adressage) yL'opérande - une valeur immédiate, par ex. 3 Code Opération Mode adressage immédiat Information complémentaire = opérande = valeur immédiate = 3

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6-15

Types d'opérandes

yL'opérande est un registre du processeur, par.ex. R1

Opérande = contenu de R1

yL'opérande est un mot mémoire Code Opération Mode adressage direct Information complémentaire = = adresse mémoire = 128 Code Opération Mode adressage registre Information complémentaire = = numéro de registre = 1

Opérande = contenu de la case

Mémoire 128 = 7

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6-16

Le format du champ opérande

yLe mode d'adressage lié à l'opérande yUne information complémentaire qui permet conjointement avec le mode d'adressage de trouver l'opérande

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6-17

Éléments d'une instruction,

résumé yOPCODE (code opération): tâche yOpérande(s) Source yOpérande Résultat yEmplacement de donnée (registre, mémoire) Explicite: inclus dans l'instruction Implicite: définit par default

OPCODE

OPÉRANDE

Source

OPÉRANDE

Résultat

Adresses

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6-18

Format d'une instruction

yUn gabarit spécifique à la machine qui définit yLongueur de opcode yNombre des opérandes yLongueur des opérandes

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6-19

Exemples de formats d'instructions

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6-20

The Little Man Computer

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6-21

LMC, composants

yLittle Man - Le chef, il sait ce qu'il faut faire et il a autorité sur tous les autres yUne armoire à tiroirs numérotés de 0 à 99. Chaque tiroir peut contenir un nombre de 0 à 999 yLe compteur de programme " Program Counter » : Il indique le numéro du tiroir de la prochaine instruction à réaliser yLe bouton " reset »

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6-22 LMC yL'unité de calcul. Elle est capable de faire des additions et des soustractions. Elle dispose d'une mémoire interne qui garde toujours le résultat de la dernière opération. yLes corbeilles entrée/sortie . Le

LMC est capable de recevoir et

d'envoyer des nombre de 0 a 999

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6-23 LMC

Little

Man

Armoire à

tiroirs

Le compteur de

programme

Entrées/

Sorties

Unité

de calcul

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6-24

Armoire à tiroirs

y100 tiroirs numérotés de 0 à 99 pouvant contenir des nombres de 0 à 999. yUn nombre de 0 à 999 est en fait 3 chiffres de 0 à 9 yOn peut donc voir la mémoire comme 100 tiroirs contenant chacun trois compartiments. Dans chaque compartiment, on peut mettre un chiffre de

0 à 9.

yEn fonction du contexte, ces chiffres peuvent avoir différentes significations 713

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6-25

Armoire à tiroirs: Adresse vs.

Contenu

yLe langage machine du LMC est écrit en base 10 yAdresses sont consécutives yContenu peut être yDonnées ou yInstructions

ContenuAdresse

du tiroir

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6-26

Contenu: Instructions LMC

yOp code yCode opération, LMC - 1 digit yMnémonique arbitraire yOpérande yObjet pour la manipulation LMC - 2 digits après op code Adresse de données Données

Op code

Contenu

Opérande

Adresse

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6-276-27

Magie!

yCharger le programme dans la mémoire yMettre les données dans un panier " in »

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6-28

Langage d'assemblage

ySpécifique au CPU yLangage d'assemblage - une variante symbolique du langage machine yCorrespondance 1 à 1 yMnémoniques (courte séquence de caractères) représentent les instructions yUtilisé quand le programmeur besoin un contrôle précis sur le matériel (pilotes)

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6-2929

Jeu d'Instructions

Arithmétiques1xxADD

2xxSUB

Transfert de données3xxSTORE

5xxLOAD

Entrée/Sortie901INPUT

902Output

Contrôle de la machine

(coffee break)

000HALT

COB

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6-30

Les Instructions arithmétiques

yLire le contenu du tiroir yFaire l'opération dans l'unité de calcul SUB ADD xx1 xx2

Opérande

(adresse)

Op Code

Contenu

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6-31

LMC, Instructions arithmétiques

ADD SUB

Chapter 6 Little Man Computer

6-32

Entrée/Sortie

yTransfert de données depuis l'unité de calcul vers les entrées/sorties et vice versaquotesdbs_dbs42.pdfusesText_42

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