Estructura De Computadores

Estructura de computadores
Tema 3. Programación en ensamblador

Departamento de Informática
Grupo de Arquitectura de Computadores, Comunicaciones y Sistemas
UNIVERSIDAD CARLOS III DE MADRID

Contenido
Fundamentos básicos de la programación en ensamblador
Ensamblador del MIPS 32, modelo de memoria y
representación de datos
Formato de las instrucciones y modos de direccionamientoLlamadas a procedimientos y uso de la pila

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Motivación para aprender ensamblador
Para comprender qué ocurre
cuando un computador
ejecuta una sentencia de un
lenguaje de alto nivel.
C, C++, Java, …
Para poder determinar el
impacto en tiempo de
ejecución
ejecución de una instrucción
de alto nivel.
Porque es útil en dominios
específicos.Compiladores,
SSOO
Juegos
Sistemas empotrados
Etc.

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Motivación para usar MIPS 32
Arquitectura simple.
Facilidad de
aprendizaje.
Ensamblador similar al de
otros procesadores RISC
Usado en diversos
dispositivos

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¿Qué es un computador?
resultados

datos
Procesador

InstruccionesARCOS-UC3M

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Instrucción máquina

001 AB 00000000101

Código de operación

Operandos

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Registros
Direcciones de memoria
Números

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Fases de ejecución de una instrucción
Lectura de la instrucción (ciclo de fetch)
MAR
PC
Lectura
MBR
Memoria
PC
PC + 1
RI
MBR

PC

000100

RI
MARDecodificación de la instrucción

Dirección
000100

MBR

Contenido
0010000000000000

Ejecución de la instrucción
Volver a fetch

Memoria
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Propiedades de las instrucciones máquina
Realizan una única y sencilla tarea
Operan sobre un número fijo de operandos
Son autocontenidas, incluyen toda la información necesaria
para su ejecuciónIncluye:
La operación a realizar
Dónde se encuentran los operandos:
En registros
En memoria
En la propia instrucción

Dónde dejar los resultados
Una referencia a la siguiente instrucción a ejecutar
De forma implícita la siguiente
De forma explícita en las instrucciones de bifurcación
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Programa
Secuencia ordenada de instrucciones máquina que seejecutan
en secuencia

00001001110001101010111101011000
10101111010110000000100111000110
11000110101011110101100000001001
01011000000010011100011010101111

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temp = v[k];
v[k] = v[k+1];
v[k+1] = temp;

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Diferentes niveles de lenguajes

Lenguaje de alto nivel
(ej: C, C++)

temp = v[k];
v[k] = v[k+1];
v[k+1] = temp;

compiladorLenguaje ensamblador
(Ej: MIPS)

lw
lw
sw
sw

$t0, 0($2)
$t1, 4($2)
$t1, 0($2)
$t0, 4($2)

Ensamblador
Lenguaje Máquina
(MIPS)

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0000
1010
1100
0101

1001
1111
0110
1000

1100
0101
1010
0000

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0110
1000
1111
1001

1010
0000
0101
1100

1111
1001
1000
0110

0101
1100
0000
1010

1000
0110
1001
1111

10Lenguaje ensamblador
Emplea códigos nemónicos para representar instrucciones
add – suma
lw – carga un dato de memoria
Emplea nombres simbólicos para designar a datos y
referencias
$t0 – identificador de un registro
Cada instrucción en ensamblador se corresponde con una
instrucción máquina
add $t1, $t2, $t3

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Modelo de programación deun
computador
Un computador ofrece un modelo de programación que está
formando:
Juego de instrucciones (lenguaje ensamblador)
Una instrucción incluye:
Código de operación
Otros
Otros elementos: identificadores de registros, direcciones de
memoria o números

Elementos de almacenamiento
Registros
Memoria
Registros de los controladores de E/S

Modos de ejecución

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