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Chapter 4 - The Instruction Set Architecture

Computer Architecture and Organization
Miles Murdocca and Vincent Heuring

Capítulo 4 – Conjunto de Instruções e Arquitetura
Tradução: Prof. André Macário Barros – 08/12/12
Computer Architecture and Organization by M. Murdocca and V. Heuring © 2007 M. Murdocca and V. Heuring

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Chapter 4 - The Instruction Set ArchitectureArquitetura do conjunto de instruções
• A visão da arquitetura do conjunto de instruções de uma máquina está relacionada à máquina e ao nível da linguagem assembly desta máquina. • A linguagem assembly é uma notação de programas para uma determinada arquitetura específica. • Nós conseguimos entender a linguagem assembly, isto é, somos capazes ainda de intepretarmos uma listagem de um código emassembly. • Podemos programar em assembly, caso seja necessário. Um exemplo disto são, por exemplo, algumas rotinas de processamento gráfico que, para serem executadas mais rapidamente, são desenvolvidas diretamente em assembly.
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Chapter 4 - The Instruction Set Architecture

Arquiteturado conjunto de instruções
• Por exemplo: • podemos ter um programa de alto nível, escrito em C que, para ser executado em um PC com Windows, tenha uma linguagem específica; • este mesmo programa de alto nível neste mesmo PC terá um outro programa correspondente em assembly caso o sistema operacional seja alterado para o Linux devido à arquitetura ser diferente; • ou ainda, este mesmo programade alto nível terá um outro programa correspondente em assembly para ser executado em uma máquina com um processador SPARC.

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Chapter 4 - The Instruction Set Architecture

Arquitetura do conjunto de instruções
• Um compilador é um programa que traduz uma linguagem de alto nível,que não depende da arquitetura, em uma linguagem assembly, que depende da arquitetura. Logo, precisamos ter um compilador diferente para cada arquitetura. • Um assembler é um programa que traduz uma linguagem assembly em códigos binários executáveis, os quais nós não mais conseguimos compreendê-los (como quem lê um programa em C, por exemplo).

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Chapter 4 - The Instruction Set Architecture

Arquitetura do conjunto de instruções
• Para as linguagens totalmente compiláveis como C e Fortran, os códigos binários são executados diretamente pela máquina. • Porém Java é uma linguagem de programação que traduz o código até o nível de byte, gerando os chamados bytecodes. A JVM(Java Virtual Machine), que está no nível da linguagem assembly, é um programa que interpreta os bytecodes e “conversa” com a máquina para a execução propriamente dita. Portanto, podemos ter um mesmo código escrito em Java que é executado em diferentes máquinas, pois é a JVM quem efetua a tradução para a linguagem de máquina. Há ainda implementações em hardware da JVM, permitindo que osbytecodes sejam executados diretamente (aumentando o desempenho da máquina).

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O barramento
• O programa compilado é copiado do disco para a memória. A CPU lê as instruções e os dados deste programa da memória, executa as instruções earmazena os resultados de volta na memória.

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Tipos comuns de tamanhos de dados
• Um byte é composto por 8 bits. Dois nibbles compõem um byte. • Composições de bytes acima destes valores já recebem notações variadas: Halfwords, words,...
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