Upload
adamma
View
50
Download
3
Embed Size (px)
DESCRIPTION
Alapvető digitális logikai áramkörök Integrált áramkör ( IC , Integrated Circuit, chip, lapka) 5x5 mm 2 szilícium darab kerámia vagy műanyag lapon (tokban), lábakkal (pins). Négy alaptípus: SSI (Small Scale Integrated 1-10 kapu) 3.10 ábra , MSI (Medium Scale ..., 10-100 kapu), - PowerPoint PPT Presentation
Citation preview
Máté: Architektúrák 3. előadás 1
Alapvető digitális logikai áramkörök
Integrált áramkör (IC, Integrated Circuit, chip, lapka) 5x5 mm2 szilícium darab kerámia vagy műanyag lapon (tokban), lábakkal (pins). Négy alaptípus:
• SSI (Small Scale Integrated 1-10 kapu) 3.10 ábra,
• MSI (Medium Scale ..., 10-100 kapu),
• LSI (Large Scale..., 100-100 000 kapu),
• VLSI (Very Large Scale ..., > 100 000 kapu).
Példa SSI-re: 3.10. ábra, Vcc: feszültség, GND: föld.
Kapukésleltetés (gate delay): 1-10 nsec.
Máté: Architektúrák 3. előadás 2
Kívánalom: sok kapu – kevés láb
Kombinációs áramkörök
Definíció: A kimeneteket egyértelműen meghatározzák a pillanatnyi bemenetek.
Multiplexer: 2n adatbemenet, n vezérlő bemenet, 1 kimenet (3.11. ábra), az egyik adatbemenet kapuzott (gated) a kimenetre.
• Többségi függvény: (3.3., 12. ábra),
• Párhuzamos-soros átalakítás (vezérlő vonalakon rendre: 000, 001, … 111).
Máté: Architektúrák 3. előadás 3
Demultiplexer: egy egyedi bemenetet irányít az n vezérlő bemenet értékétől függően a 2n kimenet egyikére (3.11. ábrán a bemenetek összekötve, a vagy kapu törölve).
Dekódoló: n bemenet, 2n kimenet. Pontosan egy kimeneten lesz 1 (3.13. ábra). Demultiplexerrel: a bemenetet igazra állítjuk.
Összehasonlító (comparator): (3.14. ábra).
Programozható logikai tömbök: PLA (Programmable Logic Array, 3.15. ábra).
Máté: Architektúrák 3. előadás 4
Aritmetikai áramkörökLéptető (shifter): 3.16. ábra, C=0: balra, 1: jobbra. Összeadók:• Fél-összeadó (half adder, 3.17. ábra), • Teljes összeadó (full adder, 3.18. ábra). Aritmetikai-logikai egység: bitszelet (bit slice, 3.19.
ábra), ALU (Arithmetic Logic Unit, 3.20. ábra). Az F0, F1 vezérlő jelektől függően:
ÉS, VAGY (+), NEGÁCIÓ vagy ÖSSZEADÁS. INC bemenet.
• átvitel továbbterjesztő (ripple carry adder), • átvitel kiválasztó (carry select adder) eljárás.
Máté: Architektúrák 3. előadás 5
Nem kombinációs áramkörök Óra (clock): ciklusidő (cycle time). Pl.: 500 MHz - 2
nsec. Finomabb felbontás eltolással: 3.21. ábra.Memória: „Emlékszik” az utolsó beállításra. Tároló: Szint vezérelt (level triggered). SR tároló (Set Reset latch), 3.22. ábra.
Stabil állapot: a két kimenet 0, 1 vagy 1, 0. S, R bemenet.
Időzített (clocked) SR tároló (3.23. ábra). Időzített D-tároló (3.24. ábra). Mindkét SR tároló
indeterminisztikussá válna, ha S = R = 1 egyszerre fordulna elő.
Máté: Architektúrák 3. előadás 6
Pulzusgenerátor 3.25. ábra. Az inverternek van egy pici (1-10 ns) késleltetése.
Flip-flop: élvezérelt (edge triggered), D flip-flop: 3.26. ábra.
3.27. ábra: Tárolók (a, b) és flip-flopok (c, d) :. CK: órajel.(a) CK=1, (b) CK=0 szint esetén írja be D-t,(c) CK emelkedő, (d) CK lefelé menő élénél.Sokszor S (PR), R (CLR) be- és Q# kimenet is van.
3.28. ábra: (a) 2 független D flip-flop, (b) közös CK-val vezérelt 8 D flip-flop: regiszter.
Máté: Architektúrák 3. előadás 7
Memória szervezése
Elvárás: szavak címezhetősége. 3.29. ábra: Négy db három bites szó. Nyolc bemenet: három a vezérléshez, kettő a címzéshez (dekódoló), három a bemenő adatoknak, három adat kimenet.
CS (Chip Select): lapka választás,
RD (ReaD): 1: olvasás, 0: írás választása,
OE (Output Enable): kimenet engedélyezése.
Az igazi memóriáknál a bemenet és kimenet közös (kevesebb lábra van szükség): Nem invertáló és invertáló pufferek (tri-state device, 3.30. ábra).
Máté: Architektúrák 3. előadás 8
Memórialapkák Előnyös, ha a szavak száma 2 hatvány. 4 Mbit-es memória kétféle szervezése: 3.31. ábra. A jel beállított (asserted) vagy negált ( vagy #).
CS beállított: 1, de CS# beállított: 0a) 512 K bájtos elrendezés: 19 cím, 8 adat vonal. b) 2048*2048 bites elrendezés: 11 cím, 1 adat vonal:
Bit kiválasztás sor- (RAS: Row Address Strobe) és oszlopindex CAS (Column ...) segítségével. Gyakran alkalmazzák nagyobb memóriáknál, bár a két cím megadása lassíthat.
Nagyobb memóriáknál 1, 4, 8, 16 bites kimeneteket is használnak.
Máté: Architektúrák 3. előadás 9
RAM (Random Access Memory, 3.32. ábra) • Statikus RAM (SRAM). D flip-flop elemekből épül
fel. Amíg áram alatt van, tartja a tartalmát. Elérési idő: néhány nsec (cache-nek jók).
• Dinamikus RAM (DRAM): minden bit egy tranzisztor és egy kondenzátor: néhány msec-onként frissíteni kell, de nagyobb adatsűrűség érhető el. Elérési idő: néhány tíz nsec (főmemóriák). Szinkron: SDRAM (synchronous DRAM).Aszinkron működésű:- régi: FPM (Fast Page Mode) sor-, oszlopcím.- újabb: EDO (Extended Data Output) lehet új
memóriahivatkozás, mielőtt az előző befejeződik.
Máté: Architektúrák 3. előadás 10
ROM (Read-Only Memory)ROM: gyárilag kialakított tartalom.PROM (Programmable ROM): a tartalom
biztosítékok kiégetésével alakul ki (hasonlóan a PLA-khoz, 3.15. ábra).
EPROM (Erasable PROM): a biztosítékok speciális fénnyel kiolvaszthatók és „kijavíthatók”.
EEPROM: elektromos impulzusokkal.Flash (fény) memória: törlés és újraírás csak
blokkonként.Kb. 10 000 használat után „elkopnak”.
Összefoglalás: 3.32. ábra.
Máté: Architektúrák 3. előadás 11
Az I8086/8088 utasítás rendszereJelőlések : értékadás : felcserélésop, op1, op2: tetszőlegesen választható operandus
(közvetlen, memória vagy regiszter). op1 és op2 közül az egyik regiszter kell legyen!reg: általános, bázis vagy index regisztermem: memória operandusipr: (8 bites) IP relatív cím port: port cím (8 bites eltolás vagy DX)[op]: az op által mutatott cím tartalma
Máté: Architektúrák 3. előadás 12
Adat mozgató utasítások Nem módosítják a flag-eket (kivéve POPF és SAHF)
MOV op1, op2 ; op1 op2 (MOVe)XCHG op1, op2 ; op1 op2 (eXCHanGe), op2 sem
; lehet közvetlen operandusXLAT ; AL [BX+AL] (trans(X)LATe), a
; BX által címzett maximum 256 byte-; os tartomány AL-edik byte-jának ; tartalma lesz AL új tartalma
LDS reg, mem ; reg mem, mem+1; DS mem+2, mem+3 (Load DS)
LES reg, mem ; reg mem, mem+1; ES mem+2, mem+3 (Load ES)
LEAreg, mem ; reg mem effektív (logikai) címe ; (Load Effective Address)
Máté: Architektúrák 3. előadás 13
A veremmel (stack-kel) kapcsolatos adat mozgató utasítások:
PUSH op ; SP SP-2; (SS:SP) op
PUSHF ; (PUSH Flags)
; SP SP-2; (SS:SP) STATUS
POP op ; op (SS:SP); SP SP+2
POPF ; (POP Flags)
; STATUS (SS:SP); SP SP+2
Az Intel 8080-nal való kompatibilitást célozza az alábbi két utasítás:
LAHF ; AH STATUS alsó 8 bitje
SAHF ; STATUS alsó 8 bitje AH
Máté: Architektúrák 3. előadás 14
Aritmetikai utasításokADD op1, op2 ; op1 op1 + op2 (ADD)
Pl.: előjeles/előjel nélküli számok összeadása MOV AX, -1 ; AX=-1 (=0FFFFH)ADD AX, 2 ; AX=1, C=1, O=0
ADC op1, op2 ; op1 op1 + op2 + C ; (ADD with Carry)
Pl.: két szavas összeadás (előjeles/előjel nélkül)ADD AX, BXADC DX, CX ; (DX:AX) = (DX:AX) +
(CX:BX)
INC op ; op op + 1, C változatlan! (INCrement)
Máté: Architektúrák 3. előadás 15
SUB op1, op2 ; op1 op1 - op2 (SUBtraction)
CMP op1, op2 ; flag-ek op1 - op2 szerint (CoMPare)
SBB op1, op2 ; op1 op1 - op2 – C:
; a több szavas kivonást segíti.
DECop ; op op - 1, C változatlan ; (DECrement)
NEG op ; op -op (NEGate)
Máté: Architektúrák 3. előadás 16
Az összeadástól és kivonástól eltérően a szorzás és osztás esetében különbséget kell tennünk, hogy előjeles vagy előjel nélküli számábrázolást alkalmazunk-e. További lényeges eltérés, hogy két 8 bites vagy 16 bites mennyiség szorzata ritkán fér el 8 illetve 16 biten, ezért a szorzás műveletét úgy alakították ki, hogy 8 bites tényezők szorzata 16, 16 biteseké pedig 32 biten keletkezzék:
Ha op 8 bites AX AL op.
Ha op 16 bites (DX:AX) AX op.
MUL op ; előjel nélküli szorzás (MULtiplicate),
IMUL op ; előjeles szorzás (Integer MULtiplicate).
Szorzásnál op nem lehet közvetlen operandus!
Máté: Architektúrák 3. előadás 17
Osztásnál op nem lehet közvetlen operandus!
Ha op 8 bites: AL AX/op hányadosa,AH AX/op maradéka.
Ha op 16 bites: AX (DX:AX)/op hányadosa,DX (DX:AX)/op maradéka.
DIV op ; (DIVide) előjel nélküli osztás,IDIV op ; (Integer DIVide) előjeles osztás,
; A nem 0 maradék előjele megegyezik; az osztóéval.
Osztásnál túlcsordulás azonnal elhal (abortál) a programunk!
Máté: Architektúrák 3. előadás 18
Előjel nélküli osztás előkészítése AH illetve DX nullázásával
történik.
Előjeles osztás előkészítésére szolgál az alábbi két
előjel kiterjesztő utasítás:
CBW ; (Convert Byte to Word)
; AX AL előjel helyesen
CWD ; (Convert Word to Double word)
; (DX:AX) AX előjel helyesen
Pozitív számok esetén (az előjel 0) az előjel kiterjesztés az
AH illetve a DX regiszter nullázását, negatív számok esetén
(az előjel 1) csupa 1-es bittel való feltöltését jelenti.
Máté: Architektúrák 3. előadás 19
; Két vektor skalár szorzata. 1. változat
code segment para public ’code’
assume cs:code, ds:data, ss:stack, es:nothing
skalar proc far
push ds ; visszatérési cím a verembe
xor ax,ax ; ax 0
push ax ; visszatérés offset címe
mov ax,data ; ds a data szegmensre mutasson
mov ds,ax ; sajnos „mov ds,data”
; nem megengedett
Máté: Architektúrák 3. előadás 20
; A
mov cl,n ; cl n, 0 n 255
xor ch,ch ; cx = n szavasan
xor dx,dx ; az eredmény ideiglenes helye
JCXZ kesz ; ugrás a kesz címkére,
; ha CX (=n) = 0
xor bx,bx ; bx 0,
; bx-et használjuk indexezéshez
Máté: Architektúrák 3. előadás 21
ism: mov al,a[bx] ; al a[0], később a[1], ...
imul b[bx] ; ax a[0]b[0], a[1]b[1], ...
add dx,ax ; dx részösszeg
inc bx ; bx bx+1, az index növelése
; B
dec cx ; cx cx-1, (vissza)számlálás
JCXZ kesz ; ugrás a kész címkére, ha cx=0
jmp ism ; ugrás az ism címkére
kesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
; C
Máté: Architektúrák 3. előadás 22
call hexa ; az eredmény kiírása
; hexadecimálisan
mov si,offset kvse ; kocsi vissza soremelés
call kiiro ; kiírása
ret ; vissza az Op. rendszerhez
skalar endp ; a skalár eljárás vége
; D
Máté: Architektúrák 3. előadás 23
hexa proc ; ax kiírása hexadecimálisanxchg ah,al ; ah és al felcserélésecall hexa_b ; al (az eredeti ah) kiírásaxchg ah,al ; ah és al visszacserélésecall hexa_b ; al kiírásaret ; visszatérés
hexa endp ; a hexa eljárás vége; ----------------------------------------------------------hexa_b proc ; al kiírása hexadecimálisan
push cx ; mentés a verembemov cl,4 ; 4 bit-es rotálás előkészítéseROR al,CL ; az első jegy az alsó 4 bitencall h_jegy ; az első jegy kiírása ROR al,CL ; a második jegy az alsó 4 bitencall h_jegy ; a második jegy kiírása pop cx ; visszamentés a verembőlret ; visszatérés
hexa_b endp ; a hexa_b eljárás vége
Máté: Architektúrák 3. előadás 24
h_jegy proc ; hexadecimális jegy kiírásapush ax ; mentés a verembeAND al,0FH ; a felső 4 bit 0 lesz,
; a többi változatlanadd al,’0’ ; + 0 kódjacmp al,’9’ ; 9 ?JLE h_jegy1 ; ugrás h_jegy1 -hez, ha igenadd al,’A’-’0’-0AH ; A-F hexadecimális jegyek
; kialakításah_jegy1: mov ah,14 ; BIOS szolgáltatás előkészítése
int 10H ; BIOS hívás: karakter kiíráspop ax ; visszamentés a verembőlret ; visszatérés
h_jegy endp ; a hexa_b eljárás vége
Máté: Architektúrák 3. előadás 25
kiiro proc ; szöveg kiírás (DS:SI)-tőlpush axcld
ki1: lodsb ; ala következő karaktercmp al, 0 ; al =? 0je ki2 ; ugrás a ki2 címkéhez, ha al=0mov ah,14 ; BIOS rutin paraméterezéseint 10H ; az AL-ben lévő karaktert
; kiírja a képernyőrejmp ki1 ; a kiírás folytatása
ki2: pop axret ; visszatérés a hívó programhoz
kiiro endp ; a kiíró eljárás vége; ----------------------------------------------------------code ends ; a code szegmens vége
Máté: Architektúrák 3. előadás 26
data segment para public ’data’n db 3a db 1, 2, 3b db 3, 2, 1kvse db 13, 10, 0 ; kocsi vissza, soremelésdata ends ; a data szegmens vége; ==========================================stack segment para stack ’stack’
dw 100 dup (?) ; 100 word legyen a veremstack ends ; a stack szegmens vége; ==========================================
end skalar ; modul vége, ; a program kezdő címe: skalar
Máté: Architektúrák 3. előadás 27
Egyszerűsítési lehetőség:
; B
dec cx ; cx cx-1, (vissza)számlálás
JCXZ kesz ; ugrás a kész címkére, ha cx=0
jmp ism ; ugrás az ism címkére
kesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
helyett:
; B
LOOP ism ; ugrás az ism címkére,
; ha kell ismételni
kesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
Máté: Architektúrák 3. előadás 28
Annak érdekében, hogy a skalárszorzatot kiszámító program ne rontson el regisztereket, kívánatos ezek mentése:
; A
PUSH BX ; mentés
PUSH CX
PUSH DX
és visszamentése:
POP DX ; visszamentés
POP CX
POP BX
; C
Máté: Architektúrák 3. előadás 29
A paraméterek szabványos helyen történő átadása; Két vektor skalár szorzata. 2. változat. . .; A; ELJÁRÁS HÍVÁS A PARAMÉTEREK ; SZABVÁNYOS HELYEN TÖRTÉNŐ ÁTADÁSÁVAL
CALL SKAL ; ELJÁRÁS HÍVÁS; eredmény az AX regiszterben
; Ccall hexa ; az eredmény kiírásamov si,offset kvse ; kocsi vissza, soremelés call kiiro ; kiírása
. . .ret ; vissza az Op. rendszerhez
skalar endp ; a skalár eljárás vége
Máté: Architektúrák 3. előadás 30
SKAL PROC ; KÖZELI (NEAR) ELJÁRÁS ; KEZDETE
PUSH BX ; MENTÉSEK
PUSH CX
PUSH DX
mov cl,n ; cl n, 0 n 255
xor ch,ch ; cx = n szavasan
xor dx,dx ; az eredmény ideiglenes helye
jcxz kesz ; ugrás a kesz címkére, ha n=0
xor bx,bx ; bx 0,
; bx-et használjuk indexezéshez
Máté: Architektúrák 3. előadás 31
ism: mov al,a[bx] ; al a[0], később a[1], ...imul b[bx] ; ax a[0]b[0], a[1]b[1],...add dx,ax ; dx részösszeginc bx ; bx bx+1, az index növelése
; BLOOP ism ; ugrás az ism címkére,
; ha kell ismételnikesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
POP DX ; VISSZAMENTÉSEKPOP CXPOP BXRET ; VISSZATÉRÉS A HÍVÓ
; PROGRAMHOZSKAL ENDP ; A SKAL ELJÁRÁS VÉGE; D
Csak az a és b vektor skalár szorzatát tudja kiszámolni!
Máté: Architektúrák 3. előadás 32
A paraméterek regiszterekben történő átadása ; Két vektor skalár szorzata. 3. változat. . .; A; ELJÁRÁS HÍVÁS A PARAMÉTEREK ; REGISZTEREKBEN TÖRTÉNŐ ÁTADÁSÁVAL
MOV CL, n ; PARAMÉTER BEÁLLÍTÁSOKXOR CH, CH ; CX = n, ÉRTÉKMOV SI,OFFSET a ; SI a OFFSET CÍMEMOV DI,OFFSET b ; DI b OFFSET CÍMEcall skal ; eljárás hívás
; eredmény az ax regiszterbencall hexa ; az eredmény kiírásamov si,offset kvse ; kocsi vissza, soremelés call kiiro ; kiírása
. . .ret ; visszatérés az Op. rendszerhez
skalar endp ; a skalár eljárás vége
Máté: Architektúrák 3. előadás 33
skal proc ; Közeli (NEAR) eljárás kezdete
push bx ; mentések
push cx
push dx
xor bx,bx ; bx 0,
; bx-et használjuk indexezéshez
xor dx,dx ; az eredmény ideiglenes helye
jcxz kesz ; ugrás a kesz címkére, ha n=0
Máté: Architektúrák 3. előadás 34
ism: mov al,[SI+BX] ; FÜGGETLEN a-tólimul BYTE PTR [DI+BX]; FÜGGETLEN b-től
; csak „BYTE PTR”-ből derül ki, hogy 8 bites a szorzásadd dx,ax ; dx részösszeginc bx ; bx bx+1, az index növeléseloop ism ; ugrás az ism címkére,
; ha kell ismételnikesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
pop dx ; visszamentésekpop cxpop bxret ; visszatérés a hívó programhoz
skal endp ; a skal eljárás vége; D. . .
Így csak kevés paraméter adható át!
Máté: Architektúrák 3. előadás 35
; Két vektor skalár szorzata. 4. változat. . .; A; ELJÁRÁS HÍVÁS A PARAMÉTEREK ; VEREMBEN TÖRTÉNŐ ÁTADÁSÁVAL
MOV AL,n ; AL-t nem kell menteni, mertXOR AH,AH ; AX-ben kapjuk az eredménytPUSH AX ; AX=n a verembeMOV AX,OFFSET a ; AX a OFFSET címePUSH AX ; a verembeMOV AX,OFFSET b ; AX b OFFSET címePUSH AX ; a verembe
A verembe került: n értéke, a címe, b címe paraméterek
Máté: Architektúrák 3. előadás 36
call skal ; eljárás hívás; eredmény az ax regiszterben
ADD SP,6 ; paraméterek ürítése a veremből . . .
ret ; visszatérés az Op. rendszerhez
skalar endp ; a skalár eljárás vége
A verembe került
call skal
hatására a visszatérési cím
Máté: Architektúrák 3. előadás 37
skal proc ; Közeli (near) eljárás kezdetePUSH BP ; BP értékét mentenünk kellMOV BP,SP ; BP SP,
; a stack relatív címzéshezPUSH SI ; mentésekPUSH DIpush bxpush cx push dx
A verem tartalma: n értéke, a címe, b címe paraméterek visszatérési cím, bp, si, di, bx, cx, dx mentett regiszterek
Máté: Architektúrák 3. előadás 38
A verem tartalma:
n értéke, a címe, b címe paraméterek visszatérési cím, bp, si, di, bx, cx, dx mentett regiszterek
(SS:SP) dx+ 2 cx+ 4 bx+ 6 di+ 8 si+10 bp - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (SS:BP)+12 visszatérési cím + 2
+14 b címe + 4+16 a címe + 6+18 n értéke + 8. . . korábbi mentések . . .
Máté: Architektúrák 3. előadás 39
MOV SI,6[BP] ; SI az egyik vektor címeMOV DI,4[BP] ; DI a másik vektor címeMOV CX,8[BP] ; CX a dimenzió értékexor bx,bx ; bx 0, indexezéshezxor dx,dx ; az eredmény ideiglenes helyejcxz kesz ; ugrás a kesz címkére, ha n=0
ism: mov al,[si+bx] ; független a-tólimul byte ptr [di+bx] ; független b-től
; csak „byte ptr”-ből derül ki, hogy 8 bites a szorzásadd dx,ax ; dx részösszeginc bx ; bx bx+1, az index növeléseloop ism ; ugrás az ism címkére,
; ha kell ismételnikesz: mov ax,dx ; a skalár szorzat értéke ax-ben
Máté: Architektúrák 3. előadás 40
pop dx ; visszamentésekpop cxpop bxPOP DIPOP SIPOP BPret ; visszatérés a hívó programhoz
skal endp ; a skal eljárás vége; D. . .
ADD SP,6 ; paraméterek ürítése a veremből
helyett más megoldás: RET 6 ; visszatérés a hívó programhoz
; verem ürítéssel: . . . SP = SP + 6
Máté: Architektúrák 3. előadás 41
Lokális adat terület, rekurzív és re-entrant eljárásokHa egy eljárás működéséhez lokális adat területre, munkaterületre van szükség, és a működés befejeztével a munkaterület tartalma fölösleges, akkor a munkaterületet célszerűen a veremben alakíthatjuk ki. A munkaterület lefoglalásának ajánlott módja:
. . . proc . . .PUSH BP ; BP értékének mentéseMOV BP,SP ; BP SP,
; a stack relatív címzéshezSUB SP,n ; n a munkaterület byte-jainak
száma. . . ; további regiszter mentések
Máté: Architektúrák 3. előadás 42
Lokális adat terület (NEAR eljárás esetén)
(SS:SP) lokális adat terület . . .+ 2 . . .. . . – 2
bp - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - (SS:BP)visszatérési cím + 2
paraméterek . . .korábbi mentések . . .
A munkaterület negatív displacement érték mellett stack relatív címzéssel érhető el. (A veremben átadottparaméterek ugyancsak stack relatív címzéssel, de pozitív displacement érték mellett érhetők el.)
Máté: Architektúrák 3. előadás 43
A munkaterület felszabadítása visszatéréskor a
. . . ; visszamentések
MOV SP,BP ; a munkaterület felszabadítása
POP BP ; BP értékének visszamentése
ret . . . ; visszatérés
utasításokkal történhet.
Máté: Architektúrák 3. előadás 44
Rekurzív és re-entrant eljárások
Egy eljárás rekurzív, ha önmagát hívja közvetlenül, vagy más eljárásokon keresztül.
Egy eljárás re-entrant, ha többszöri belépést tesz lehetővé, ami azt jelenti, hogy az eljárás még nem fejeződött be, amikor újra felhívható. A rekurzív eljárással szemben a különbség az, hogy a rekurzív eljárásban „programozott”, hogy mikor történik az eljárás újra hívása, re-entrant eljárás esetén az esetleges újra hívás ideje a véletlentől függ. Ez utóbbi esetben azt, hogy a munkaterületek ne keveredjenek össze, az biztosítja, hogy újabb belépés csak másik processzusból képzelhető el, és minden processzus saját vermet használ.
Máté: Architektúrák 3. előadás 45
Rekurzív és re-entrant eljárások
Ha egy eljárásunk készítésekor betartjuk, hogy az eljárás a paramétereit a vermen keresztül kapja, kilépéskor visszaállítja a belépéskori regiszter tartalmakat – az esetleg eredményt tartalmazó regiszterek kivételével –, továbbá a fenti módon kialakított munkaterületet használ, akkor az eljárásunk rekurzív is lehet, és a többszöri belépést is lehetővé teszi (re-entrant).
Máté: Architektúrák 3. előadás 46
Történeti áttekintés
• Kezdetben: kevés, egyszerű utasítás.
• Később: sok, egyre összetettebb utasítás.
• IBM 360-as család. Lefelé kompatibilis, csak a nagyobb gépek hajtják végre hardveresen az utasításokat (gyors), a kicsik interpretálnak (olcsó).
Interpretálás előnyei:
• hibásan interpretált utasítások könnyű javítása,
• új utasítások egyszerű hozzáadása,
• strukturált felépítés; összetett utasítások hatékony fejlesztése.
Máté: Architektúrák 3. előadás 47
Hetvenes évek vége:
• a csak olvasásra használható gyors memóriák (vezérlőtárak – ROM Read Only Memory) megjelenése és beépülése a CPU-ba.
• az első 8 bites processzorok:
- Motorola 68000 egyszerű utasításokkal nagy
interpretert épít (siker),
- Zilog 8000 bonyolult hardver utasításokat
(kudarc).
Máté: Architektúrák 3. előadás 48
A nyolcvanas évek elejétől: A központi memória sebessége csaknem elérte a
vezérlő tárak sebességét. RISC (Reduced Instruction Set Computer -
csökkentett utasításkészletű számítógép): SPARC, DEC Alpha. Cél: minél gyorsabban indítani és átlapolni a gyors, egyszerű utasításokat.
CISC (Complex Instruction Set Computer, összetett utasításkészletű számítógép): IBM nagy gépek, VAX, …. Összetett, és lassabb utasítások.
Máté: Architektúrák 3. előadás 49
Miért nem nyert a RISC? Kompatibilitás + az elveket az Intel is részben átveszi
(486-tól RISC mag).
RISC tervezési elvei • hardveres (nem mikroprogramozott) utasítások, • az utasítások indítási sebességének maximalizálása, • könnyen dekódolható utasítások, • memóriához fordulás csak betöltés (load) és tárolás
(store) esetén.
Sok regiszter kell!
Máté: Architektúrák 3. előadás 50
FeladatokMilyen bemenetei vannak az ALU-nak?Milyen nem kombinációs áramköröket ismer?Kombinációs áramkör-e az ALU?Hogyan csökkenthető az összeadásnál az átvitelekből
származó idő?Magyarázza el a pulzus generátor működését!Mi a különbség a tároló és a flip-flop között? Mi a különbség a SRAM és a DRAM között?Mi az EPROM?Mi az EEPROM?
Máté: Architektúrák 3. előadás 51
FeladatokMilyen adat mozgató utasításokat ismer?Milyen aritmetikai utasításokat ismer?Mit csinál az IDIV utasítás?Mit csinál az CWD utasítás?Miért hibás az
imul [di+bx]utasítás?
Milyen paraméter átadási módszereket ismer?Hogy alakíthatunk ki lokális adat területet?Mi a rekurzív és a re-entrant eljárás?
Máté: Architektúrák 3. előadás 52
Feladatok
Alakítsa át a skalárszorzat kiszámításának négy változatát, hogy előjeles/előjel nélküli bájt/word vektor elemeit összegezze (számítson arra, hogy az eredmény nem fér el egy bájton/word-ön)!
Készítsen eljárást 2 jegyű előjeles/előjel nélküli szám decimálissá konvertálására és kiírására!
Készítsen eljárást előjeles/előjel nélküli word decimálissá konvertálására és kiírására!
Készítsen rekurzív eljárást n! kiszámítására!
Készítsen rekurzív eljárást a és b legnagyobb közös osztójának meghatározására (euklideszi algoritmus)!