El lenguaje del computador

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El lenguaje del computador por Mind Map: El lenguaje del computador

1. Instrucciones

1.1. Son palabras que entiende el ordenador

2. Principal objetivo

2.1. Impacto de los lenguajes de programación y de la optimización del compilador en el rendimiento.

3. Von Neumann determina una ALU como requisito fundamental

3.1. Garantiza la efectuación de operaciones matemáticas básicas.

4. Unidad artimético-lógica

4.1. Opera sobre los datos de una instrucción; desplazamiento, lógicas y aritméticas.

5. Sistemas numéricos

5.1. - Una ALU procesa números utilizando el mismo formato que el resto del circuito digital. -Las ALUs muestran distintos diseños para cada sistema numérico por lo cual se toma la represetación más simple a dos para los distintos cálculos.

6. Tipos de operadores

6.1. Circuito capaz de realizar:

6.1.1. Operaciones aritméticas de números enteros.

6.1.2. Operaciones lógicas de bits.

6.1.3. Operaciones de desplazamiento de bits.

7. Ámbito de aplicación del operador

7.1. General

7.2. Especializado

7.3. coprocesador matemático

8. Realización del operador

8.1. Operador combinacional

8.1.1. Circuito digital combinacional

8.1.2. realiza una o varias operaciones

8.1.3. sin memoria, el resultado se vuelca directamente en un registro

8.1.4. tiempo= suma retardos de los distintos circuitos.

8.2. Operador secuencial

8.2.1. circuito digital secuencial

8.2.2. funciona por partes y necesita memoria

8.2.3. aplica algoritmos

9. Principios de diseño del hardware

9.1. Principio de diseño I

9.1.1. La simplicidad favorece la regularidad

9.2. Principio de diseño II

9.2.1. Más pequeño es más rápido

10. Operandos y registros

10.1. Los operandos de las instrucciones aritméticas son limitados correspondidos físicamente a los denominados registros.

10.1.1. REGISTROS: parte del hardware visible a los programadores.

10.1.1.1. utilizados de manera eficiente por los compiladores

10.1.1.2. diferentes alternativas para diseñar un repertorio basado en GPR

11. Operandos en memoria

11.1. Existe estructuras de datos complejas que se almacenan en memoria

11.1.1. Arrays

11.1.2. Estructuras

12. Diseño de un repertorio de instrucciones

12.1. ASPECTOS IMPORTANTES

12.1.1. Tipo de almacenamiento de los operandos

12.1.2. modos de direccionamiento soportados

12.2. DIFERENCIACIÓN EN EL TIPO DE ALMACENAMIENTO INTERNO UTILIZADO

12.2.1. Pila

12.2.1.1. operandos implicitos

12.2.2. Acumulador

12.2.2.1. uno de los operandos es implícito

12.2.3. Registros de propósitos general

12.2.3.1. operandos explicítos

12.2.4. Casi todas las arquitecturas se basan en GPR

12.2.4.1. Arquitecturas registro-registro

12.2.4.1.1. Codificación sencilla, siempre hay que especificar los 3 registros.

12.2.4.2. Arquitecturas memoria-memoria

12.2.4.2.1. Código compacto

12.2.5. Los registros son más rápidos

12.2.6. Clasificación de los bytes de una palabra

12.2.6.1. Little Endian

12.2.6.1.1. Byte menos significativo en la posición mas significativa de la palabra.

12.2.6.2. Big Endian

12.2.6.2.1. Byte menos significativo en la posición menos significativo de la palabra.

12.2.6.3. Middle Endian

12.2.6.3.1. Arquitectura capaz de trabajar con ambos ordenaciones

12.2.7. Restricciones de alinamiento

12.2.7.1. En MIPS las palabras deben comenzar en direcciones múltiplo de 4.

12.2.7.2. Accesos alineados

12.2.8. Operandos en memoria vs operandos en registros

12.2.8.1. registros con menos tiempo de acceso y mayor throughput.

12.2.8.1.1. Se acceda mas rápido

12.2.8.2. Necesita menos energía para acceder a la memoria.

12.2.8.3. Uso eficiente de los registros

12.2.9. Operandos inmediatos

12.2.9.1. Principio de diseño III

12.2.9.1.1. Haz que el caso más común sea rápido

12.2.10. Modos de direccionamiento

12.2.10.1. Donde se puede encontrar un operando

12.2.10.1.1. Propia Instrucción

12.2.10.1.2. Registro

12.2.10.1.3. Memoria Principal

12.2.10.2. Tipos

12.2.10.2.1. Inmediato

12.2.10.2.2. Registro

12.2.10.2.3. Directo

12.2.10.2.4. Indirecto

12.2.10.2.5. Indirecto con desplazamiento

12.2.10.3. Repertorio RISC

12.2.10.3.1. Direccionamiento inmediato e indirecto

12.2.10.4. Otras consideraciones

12.2.10.4.1. Tipo y Tamaño de los operandos

12.2.10.4.2. Conjunto de operaciones soportadas

12.2.10.4.3. Tratamiento de las instrucciones de control de flujo

12.2.10.5. Campos de una instrucción MIPS

12.2.10.5.1. Formato de instrucción

12.2.10.5.2. Lenguaje Máquina

12.2.10.5.3. Campos de una instrucción MIPS

12.2.10.5.4. Principio de diseño IV

12.2.10.5.5. Codificación del repertorio de instrucciones

12.2.10.5.6. Intrucciones tipo I

12.2.10.5.7. Intrucciones tipo R

12.2.10.5.8. Instrucciones tipo J