Escuela de Matemáticas e Informática Arquitectura de los computadores
Septiembre 2016 Relación de Ejercicios
Ejercicio 1.
¾Es posible diseñar para cada una de las siguientes opciones un formato de instrucción en 12 bits? Un registro se direcciona con 3 bits. a) 4 instrucciones con tres registros, b) 255 instrucciones con un registro, c) 16 instrucciones con cero registros.
Ejercicio 2. Diseña un solo formato de instrucción que permita codicar todas las siguientes opciones en 36 bits: a) 7 instrucciones con dos direcciones de 15 bits y un número de registro de 3 bits, b) 500 instrucciones con una dirección de 15 bits y un número de registro de 3 bits, c) 50 instrucciones sin direcciones ni registros. Ejercicio 3. Diseña el formato de instrucción de un procesador con las siguientes caracte-
rísticas: El tamaño de la instrucción debe ser 16 bits. El formato debe admitir hasta un máximo de 64 instrucciones distintas. El procesador cuenta con un banco de 32 registros de propósito general. Todas las instrucciones tienen un único operando explícito. Habrá tres tipos de instrucciones distintas según sea el modo de direccionamiento de su operando explícito: • Tipo1: el operando tendrá modo de direccionamiento directo registro. • Tipo2: el operando tendrá modo de direccionamiento relativo con registro explicito. • Tipo3: el operando tendrá modo de direccionamiento directo a memoria. Siguiendo las características expuestas, diseña el formato de instrucción para los tres tipos de instrucciones, indicando claramente para cada una los campos que lo componen, que representa cada campo y su tamaño en bits. Tipo 1: Tipo 2: Tipo 3: ¾Cuál es el máximo desplazamiento que se puede especicar en las instrucciones Tipo 2 (número natural)? Si la memoria se direcciona a nivel de byte, ¾cuál es la cantidad máxima de memoria (en KB) que puede direccionar con instrucciones de Tipo 3?
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Ejercicio 4. Sea un computador con palabras de 32 bits y 16 registros de 32 bits. De estos registros el 1 es el contador de programa y el 2 el puntero e pila, los demás son de propósito general. La memoria es de 256 Mpalabras El juego de instrucciones de esta máquina se reduce a dos instrucciones ortogonales: a) Move origen, destino b) Add destino, operando1, operando2 Los modos de direccionamiento permitidos son: inmediato, directo a registro y a memoria, relativo a registro, a registro índice con pre y pos decremento e incremento y el indirecto. El juego de instrucciones se forma con el código de operación, y el campo de cada operando debe llevar asociado su modo de direccionamiento. Se pide diseñar los formatos de instrucción de la máquina descrita.
ADD op1 op1
Ejercicio 5. Sea un procesador con la siguiente instrucción: cuyo signicado es: ← , es decir, lleva a un registro denominado , el contenido del mismo más el valor obtenido a partir del operando . El formato de la instrucción es el siguiente:
AC
AC+[op1]
AC
765 43210 Opcode op1 siendo el Opcode de la instrucción ADD = 110. Si el contenido del registro P C = 1010 y el contenido del registro AC = 116 , indica cual sería el nuevo contenido del registro tras la ejecución de la instrucción que corresponda para cada uno de los modos de direccionamiento indicados para el operando , si el contenido de la memoria es el que se muestra.
AC
op1
Memoria
Posición Contenido 0816 0916 0A16 0B16 0C16
1210 CE16 C816 CF16 0516
Modo de dire. de op1 Valor a sumar a AC Nuevo valor de AC Directo a memoria Indirecto por memoria Relativo a AC
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Ejercicio
6. Sea un computador con palabras de 16 bits y 32 registros de 16 bits, que ejecuta el siguiente juego de instrucciones ortogonales: Move fuente, destino Movec fuente, destino, condicion Moved fuente1, destino1, fuente2, destino2, condicion Add operando1, operando2, destino Sub operando1, operando2, destino Mul operando1, operando2, destino Div operando1, operando2, destino And operando1, operando2, destino Or operando1, operando2, destino Xor operando1, operando2, destino Shift fuente, destino, tipo, contador Donde: La condición puede ser C, NC, Z y NZ Los modos de direccionamiento: inmediato, directo a registro y relativo a registro Los datos pueden ser enteros sin signo, enteros en complemento a 2 y reales en coma otante Cada instrucción solamente opera con todos sus datos en el mismo formato de representación Se pide diseñar el formato de las instrucciones para dicho juego de operaciones puras
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