O documento descreve os conceitos fundamentais de arquitetura de conjunto de instruções, incluindo: 1) Instruções de máquina são comandos básicos para o hardware; 2) Conjunto de instruções define as operações de um processador; 3) Projeto do conjunto de instruções especifica formatos de instrução e operações suportadas.
The document discusses the history and architecture of Intel processors including the i3 processor. It describes the Nehalem architecture that the i3 is based on, which improved on earlier Core architectures by establishing direct point-to-point communication between cores and memory. The document provides a detailed timeline of Intel processors from the 4004 in 1971 to the Sandy Bridge in 2011, noting improvements in performance, transistor count, and features with each generation. It focuses on the i3 processor and describes its 64-bit architecture and three main designs including the Nehalem.
El Core i7 es el primer procesador de Intel que usa la microarquitectura Nehalem, sucesor de Intel Core 2. Usa un diseño de 45 nm con cuatro núcleos que comparten caché y controlador de memoria. Ofrece características como HyperThreading, caché compartida, interfaz QuickPath y gráficos integrados.
This document discusses code generation in compilers. It covers:
- The code generator takes an intermediate representation and produces target code that is correct and efficient for the target machine.
- Symbol tables are used to track variable semantics, data types, scopes, and storage addresses. Common implementations are unordered lists and ordered linear lists.
- The target machine format can be absolute machine language, relocatable machine language, or assembly language. Memory management involves mapping names to runtime memory addresses.
- Basic blocks, control flow graphs, and structure-preserving transformations like common subexpression elimination are discussed for code optimization.
Run-Time Environments: Storage organization, Stack Allocation of Space, Access to Nonlocal Data on the Stack, Heap Management, Introduction to Garbage Collection, Introduction to Trace-Based Collection. Code Generation: Issues in the Design of a Code Generator, The Target Language, Addresses in the Target Code, Basic Blocks and Flow Graphs, Optimization of Basic Blocks, A Simple Code Generator, Peephole Optimization, Register Allocation and Assignment, Dynamic Programming Code-Generation
The Trusted Platform Module (TPM) is an international standard for a secure cryptoprocessor developed by the Trusted Computing Group to provide hardware-based security related features. It measures the boot process and software running on a device to ensure integrity and allows for remote attestation of the device's state. The TPM provides roots of trust for measurement, reporting, and storage and utilizes platform configuration registers, sealed storage, and keys to securely store and report information based on the device's configuration.
Introduction to Embedded Systems and MicrocontrollersIslam Samir
The document provides an introduction to microcontrollers and embedded systems. It discusses prerequisites for the course including digital logic design and C programming. Microcontrollers allow implementing algorithms with minimized cost and power by writing efficient programs. Studying embedded systems is important for electrical engineers in Egypt to develop technical skills and compete globally. The course agenda covers topics such as embedded systems, microcontrollers, architecture, PIC microcontrollers, memory organization, and C programming.
RISC-V & SoC Architectural Exploration for AI and ML AcceleratorsRISC-V International
This document discusses architectural exploration for AI and ML accelerators using simulation tools. It notes that current AI/ML applications require custom hardware configurations to achieve performance goals. The Imperas simulation tools allow analyzing performance on different hardware designs by running software on virtual platforms months before RTL implementation. Imperas provides virtual platforms for heterogeneous systems running full operating systems along with detailed analysis, profiling and debugging tools. It also includes a RISC-V reference model that enables developing custom instructions for architectural exploration of AI/ML accelerators.
The document analyzes the performance of Google's Tensor Processing Unit (TPU) compared to CPUs and GPUs for neural network inference workloads. It finds that the TPU, an ASIC designed specifically for neural network operations, achieves a 25-30x speedup over CPUs and GPUs. This is due to the TPU having many more simple integer math cores and on-chip memory optimized for neural network computations. The document concludes the TPU is 30-80x more energy efficient than other hardware and its performance could increase further with higher memory bandwidth.
The document discusses the history and architecture of Intel processors including the i3 processor. It describes the Nehalem architecture that the i3 is based on, which improved on earlier Core architectures by establishing direct point-to-point communication between cores and memory. The document provides a detailed timeline of Intel processors from the 4004 in 1971 to the Sandy Bridge in 2011, noting improvements in performance, transistor count, and features with each generation. It focuses on the i3 processor and describes its 64-bit architecture and three main designs including the Nehalem.
El Core i7 es el primer procesador de Intel que usa la microarquitectura Nehalem, sucesor de Intel Core 2. Usa un diseño de 45 nm con cuatro núcleos que comparten caché y controlador de memoria. Ofrece características como HyperThreading, caché compartida, interfaz QuickPath y gráficos integrados.
This document discusses code generation in compilers. It covers:
- The code generator takes an intermediate representation and produces target code that is correct and efficient for the target machine.
- Symbol tables are used to track variable semantics, data types, scopes, and storage addresses. Common implementations are unordered lists and ordered linear lists.
- The target machine format can be absolute machine language, relocatable machine language, or assembly language. Memory management involves mapping names to runtime memory addresses.
- Basic blocks, control flow graphs, and structure-preserving transformations like common subexpression elimination are discussed for code optimization.
Run-Time Environments: Storage organization, Stack Allocation of Space, Access to Nonlocal Data on the Stack, Heap Management, Introduction to Garbage Collection, Introduction to Trace-Based Collection. Code Generation: Issues in the Design of a Code Generator, The Target Language, Addresses in the Target Code, Basic Blocks and Flow Graphs, Optimization of Basic Blocks, A Simple Code Generator, Peephole Optimization, Register Allocation and Assignment, Dynamic Programming Code-Generation
The Trusted Platform Module (TPM) is an international standard for a secure cryptoprocessor developed by the Trusted Computing Group to provide hardware-based security related features. It measures the boot process and software running on a device to ensure integrity and allows for remote attestation of the device's state. The TPM provides roots of trust for measurement, reporting, and storage and utilizes platform configuration registers, sealed storage, and keys to securely store and report information based on the device's configuration.
Introduction to Embedded Systems and MicrocontrollersIslam Samir
The document provides an introduction to microcontrollers and embedded systems. It discusses prerequisites for the course including digital logic design and C programming. Microcontrollers allow implementing algorithms with minimized cost and power by writing efficient programs. Studying embedded systems is important for electrical engineers in Egypt to develop technical skills and compete globally. The course agenda covers topics such as embedded systems, microcontrollers, architecture, PIC microcontrollers, memory organization, and C programming.
RISC-V & SoC Architectural Exploration for AI and ML AcceleratorsRISC-V International
This document discusses architectural exploration for AI and ML accelerators using simulation tools. It notes that current AI/ML applications require custom hardware configurations to achieve performance goals. The Imperas simulation tools allow analyzing performance on different hardware designs by running software on virtual platforms months before RTL implementation. Imperas provides virtual platforms for heterogeneous systems running full operating systems along with detailed analysis, profiling and debugging tools. It also includes a RISC-V reference model that enables developing custom instructions for architectural exploration of AI/ML accelerators.
The document analyzes the performance of Google's Tensor Processing Unit (TPU) compared to CPUs and GPUs for neural network inference workloads. It finds that the TPU, an ASIC designed specifically for neural network operations, achieves a 25-30x speedup over CPUs and GPUs. This is due to the TPU having many more simple integer math cores and on-chip memory optimized for neural network computations. The document concludes the TPU is 30-80x more energy efficient than other hardware and its performance could increase further with higher memory bandwidth.
The document discusses the Intel 80286 microprocessor. It introduces the 80286 as a 16-bit microprocessor introduced in 1982 with separate address and data buses. It had approximately 134,000 transistors and clock speeds up to 12.5 MHz. The 80286 supported both real and protected virtual addressing modes, advanced memory management, and was compatible with the 8086 instruction set. It had features like 4-level memory protection and could address up to 16MB of physical memory or 1GB of virtual memory.
This presentation was made for the subject of computer architecture and organisation for the understanding of evolution of microprocessors and their configurations
A64fx and Fugaku - A Game Changing, HPC / AI Optimized Arm CPU to enable Exas...inside-BigData.com
In this video from Linaro Connect 2019, Satoshi Matsuoka from Riken presents: A64fx and Fugaku - A Game Changing, HPC / AI Optimized Arm CPU to enable Exascale Performance.
"Fugaku is the flagship next generation national supercomputer being developed by Riken R-CCS and Fujitsu in collaboration. Fugaku will have hyperscale datacenter class resource in a single exascale machine, with more than 150,000 nodes of sever-class Fujitsu A64fx many-core Arm CPUs with the new SVE (Scalable Vector Extension) with low precision math for the first time in the world, accelerating both HPC and AI workloads, augmented with HBM2 memory paired with each CPU, exhibiting nearly a Terabyte/s memory bandwidth for both HPC and AI rapid data movements."
Watch the video: https://wp.me/p3RLHQ-kYn
Learn more: https://postk-web.r-ccs.riken.jp/
and
https://connect.linaro.org/
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This third part of Linux internals talks about Thread programming and using various synchronization mechanisms like mutex and semaphores. These constructs helps users to write efficient programs in Linux environment
This document provides an overview of compilers, including their history, components, and construction. It discusses the need for compilers to translate high-level programming languages into machine-readable code. The key phases of a compiler are described as scanning, parsing, semantic analysis, intermediate code generation, optimization, and code generation. Compiler construction relies on tools like scanner and parser generators.
RISC (reduced instruction set computer)LokmanArman
RISC
Reduced Instruction Set Computer
What Is RISC?
History Of RISC.
Characteristics Of RISC.
Five Design Principles Of RISC.
What Actually RISC Does?
In Real Life Uses Of RISC In Computer Architecture.
Computer Architecture & Organization.
This document provides an introduction to parallel programming using GPUs. It outlines the hardware architecture of GPUs, which have hundreds of cores optimized for processing pixels in parallel. It then discusses CUDA programming, with examples of initializing the GPU, allocating and transferring memory, executing kernels, and common applications in physics, finance, and other fields. The document concludes by discussing the sparse conjugate gradient method for inverting matrices on the GPU as an example application in computational physics.
Analysis of SOFTWARE DEFINED STORAGE (SDS)Kaushik Rajan
This document analyzes software defined storage (SDS) and compares it to traditional storage systems. SDS abstracts and simplifies data storage management, separating the storage software from hardware. It provides benefits like flexibility, reliability, lower costs, and higher performance. SDS also allows for easier scaling of storage capacity and automation of management. While traditional systems are suitable for some specific workloads, the comparison shows SDS has advantages and is revolutionizing storage in the IT industry.
The document compares AMD and Intel processors. It finds that AMD processors are generally cheaper than Intel, with a custom-built AMD PC costing $272.92 compared to $484.90 for Intel. While Intel is better for business and research needs, AMD supports a wider range of uses including gaming, video/audio editing, and movies. AMD also offers better graphics and gaming performance due to its 3D Now! technology and runs programs like 3D Studio Max and Photoshop faster than Intel. However, older AMD processors can overheat quicker than Intel.
FellowBuddy.com is an innovative platform that brings students together to share notes, exam papers, study guides, project reports and presentation for upcoming exams.
We connect Students who have an understanding of course material with Students who need help.
Benefits:-
# Students can catch up on notes they missed because of an absence.
# Underachievers can find peer developed notes that break down lecture and study material in a way that they can understand
# Students can earn better grades, save time and study effectively
Our Vision & Mission – Simplifying Students Life
Our Belief – “The great breakthrough in your life comes when you realize it, that you can learn anything you need to learn; to accomplish any goal that you have set for yourself. This means there are no limits on what you can be, have or do.”
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PCI Express Verification using Reference ModelingDVClub
This document discusses the modeling techniques used for complete verification of a PCI Express switch using reference modeling. It presents the use of Specman eRM for modeling the ingress port logic and router of the PCI Express switch at the block and chip level. The reference models are cycle-accurate and packet-accurate models that are independent of the device under test implementation. They are integrated to enable prediction and checking of runtime behavior at the chip level. Debug messages and coverage from the individual reference models are used to verify functional correctness.
The document discusses algorithms used in the DPDK libraries for fast lookups. It describes the characteristics and usage of the hash, LPM, and ACL libraries. The hash library uses cuckoo hashing for tables like FDB and host tables. The LPM library uses a modified DIR-24-8-BASIC algorithm for IPv4 and IPv6 route tables. The ACL library classifies entries using techniques like scalar, SSE, and AVX2 based on multi-bit tries. Examples of lookups and inserts are provided for each library.
Zephyr RTOS in One Hour | HARDWARIO @ IoT North UKHARDWARIO
Pavel Hübner (from HARDWARIO) will provide a crash course into the Zephyr RTOS. Zephyr is an innovative operating system targeting 32-bit microcontrollers and is suitable for connected IoT products. Such devices are often low-power and provide a multi-year battery lifespan. The ambitious 60-minute live session with be held on a configurable IoT gateway CHESTER - a platform based on Nordic Semiconductor SoCs nRF52840 / nRF9160. Throughout the course, Pavel will go from the key Zephyr fundamentals to connecting a fully-fledged IoT application over the NB-IoT network.
The document discusses the Linux kernel and its structure. The Linux kernel acts as the interface between hardware and software, contains device drivers for peripherals, handles resource allocation and tracking application access to files. It is also responsible for security and access controls for users. The kernel version numbers use even numbers to indicate stable releases.
Join this video course on Udemy. Click the below link
https://www.udemy.com/embedded-system-programming-on-arm-cortex-m3m4/?couponCode=SLIDESHARE
This presentation course covers full architectural and internal details of one of the most famous processor ARM Cortex M3 and M4. Processor core, NVIC, Register set, Bus interfaces, AHB,APB,SYS BUS,Interrupts,memory fully explained.
This document appears to be an agenda or presentation for an AMD Ryzen Tech Day event discussing their Ryzen processors. It is marked confidential and under embargo until March 2, 2017. The document consists primarily of an agenda with bullet point sections and subsections, but no other contextual or explanatory information.
XPDS14 - Intel(r) Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) Posted In...The Linux Foundation
With the development of virtualization, there are more device assignment requirements. Based on VT-d interrupt remapping, Intel introduces VT-d interrupt posting as a more enhanced method to handle interrupts in the virtualization environment. The Posted Interrupts (PI) on CPU side has been already supported in Intel CPUs, with VT-d Posted Interrupt we can get some additional advantages, it can directly deliver external interrupts to running vCPUs without hypervisor involvement, decease the interrupt migration complexity, differentiate between urgent and non-urgent external interrupt, and avoid consuming host-vector for each interrupt to vCPU. In this presentation, Feng will talk about the mechanism of VT-d PI and its advantages, as well as some performance data of I/O intensive workload in Xen, which will show the performance gain after using VT-d PI.
O documento apresenta exemplos de operações aritméticas e lógicas em assembly e código de máquina utilizando o programa DEBUG, incluindo adição, subtração, multiplicação e divisão de valores hexadecimais nos registradores e memória do computador.
O documento descreve um programa em Pascal para implementar uma lista sequencial estática com vários procedimentos, incluindo preencher, imprimir, inserir e remover elementos da lista.
The document discusses the Intel 80286 microprocessor. It introduces the 80286 as a 16-bit microprocessor introduced in 1982 with separate address and data buses. It had approximately 134,000 transistors and clock speeds up to 12.5 MHz. The 80286 supported both real and protected virtual addressing modes, advanced memory management, and was compatible with the 8086 instruction set. It had features like 4-level memory protection and could address up to 16MB of physical memory or 1GB of virtual memory.
This presentation was made for the subject of computer architecture and organisation for the understanding of evolution of microprocessors and their configurations
A64fx and Fugaku - A Game Changing, HPC / AI Optimized Arm CPU to enable Exas...inside-BigData.com
In this video from Linaro Connect 2019, Satoshi Matsuoka from Riken presents: A64fx and Fugaku - A Game Changing, HPC / AI Optimized Arm CPU to enable Exascale Performance.
"Fugaku is the flagship next generation national supercomputer being developed by Riken R-CCS and Fujitsu in collaboration. Fugaku will have hyperscale datacenter class resource in a single exascale machine, with more than 150,000 nodes of sever-class Fujitsu A64fx many-core Arm CPUs with the new SVE (Scalable Vector Extension) with low precision math for the first time in the world, accelerating both HPC and AI workloads, augmented with HBM2 memory paired with each CPU, exhibiting nearly a Terabyte/s memory bandwidth for both HPC and AI rapid data movements."
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This third part of Linux internals talks about Thread programming and using various synchronization mechanisms like mutex and semaphores. These constructs helps users to write efficient programs in Linux environment
This document provides an overview of compilers, including their history, components, and construction. It discusses the need for compilers to translate high-level programming languages into machine-readable code. The key phases of a compiler are described as scanning, parsing, semantic analysis, intermediate code generation, optimization, and code generation. Compiler construction relies on tools like scanner and parser generators.
RISC (reduced instruction set computer)LokmanArman
RISC
Reduced Instruction Set Computer
What Is RISC?
History Of RISC.
Characteristics Of RISC.
Five Design Principles Of RISC.
What Actually RISC Does?
In Real Life Uses Of RISC In Computer Architecture.
Computer Architecture & Organization.
This document provides an introduction to parallel programming using GPUs. It outlines the hardware architecture of GPUs, which have hundreds of cores optimized for processing pixels in parallel. It then discusses CUDA programming, with examples of initializing the GPU, allocating and transferring memory, executing kernels, and common applications in physics, finance, and other fields. The document concludes by discussing the sparse conjugate gradient method for inverting matrices on the GPU as an example application in computational physics.
Analysis of SOFTWARE DEFINED STORAGE (SDS)Kaushik Rajan
This document analyzes software defined storage (SDS) and compares it to traditional storage systems. SDS abstracts and simplifies data storage management, separating the storage software from hardware. It provides benefits like flexibility, reliability, lower costs, and higher performance. SDS also allows for easier scaling of storage capacity and automation of management. While traditional systems are suitable for some specific workloads, the comparison shows SDS has advantages and is revolutionizing storage in the IT industry.
The document compares AMD and Intel processors. It finds that AMD processors are generally cheaper than Intel, with a custom-built AMD PC costing $272.92 compared to $484.90 for Intel. While Intel is better for business and research needs, AMD supports a wider range of uses including gaming, video/audio editing, and movies. AMD also offers better graphics and gaming performance due to its 3D Now! technology and runs programs like 3D Studio Max and Photoshop faster than Intel. However, older AMD processors can overheat quicker than Intel.
FellowBuddy.com is an innovative platform that brings students together to share notes, exam papers, study guides, project reports and presentation for upcoming exams.
We connect Students who have an understanding of course material with Students who need help.
Benefits:-
# Students can catch up on notes they missed because of an absence.
# Underachievers can find peer developed notes that break down lecture and study material in a way that they can understand
# Students can earn better grades, save time and study effectively
Our Vision & Mission – Simplifying Students Life
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PCI Express Verification using Reference ModelingDVClub
This document discusses the modeling techniques used for complete verification of a PCI Express switch using reference modeling. It presents the use of Specman eRM for modeling the ingress port logic and router of the PCI Express switch at the block and chip level. The reference models are cycle-accurate and packet-accurate models that are independent of the device under test implementation. They are integrated to enable prediction and checking of runtime behavior at the chip level. Debug messages and coverage from the individual reference models are used to verify functional correctness.
The document discusses algorithms used in the DPDK libraries for fast lookups. It describes the characteristics and usage of the hash, LPM, and ACL libraries. The hash library uses cuckoo hashing for tables like FDB and host tables. The LPM library uses a modified DIR-24-8-BASIC algorithm for IPv4 and IPv6 route tables. The ACL library classifies entries using techniques like scalar, SSE, and AVX2 based on multi-bit tries. Examples of lookups and inserts are provided for each library.
Zephyr RTOS in One Hour | HARDWARIO @ IoT North UKHARDWARIO
Pavel Hübner (from HARDWARIO) will provide a crash course into the Zephyr RTOS. Zephyr is an innovative operating system targeting 32-bit microcontrollers and is suitable for connected IoT products. Such devices are often low-power and provide a multi-year battery lifespan. The ambitious 60-minute live session with be held on a configurable IoT gateway CHESTER - a platform based on Nordic Semiconductor SoCs nRF52840 / nRF9160. Throughout the course, Pavel will go from the key Zephyr fundamentals to connecting a fully-fledged IoT application over the NB-IoT network.
The document discusses the Linux kernel and its structure. The Linux kernel acts as the interface between hardware and software, contains device drivers for peripherals, handles resource allocation and tracking application access to files. It is also responsible for security and access controls for users. The kernel version numbers use even numbers to indicate stable releases.
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This document appears to be an agenda or presentation for an AMD Ryzen Tech Day event discussing their Ryzen processors. It is marked confidential and under embargo until March 2, 2017. The document consists primarily of an agenda with bullet point sections and subsections, but no other contextual or explanatory information.
XPDS14 - Intel(r) Virtualization Technology for Directed I/O (VT-d) Posted In...The Linux Foundation
With the development of virtualization, there are more device assignment requirements. Based on VT-d interrupt remapping, Intel introduces VT-d interrupt posting as a more enhanced method to handle interrupts in the virtualization environment. The Posted Interrupts (PI) on CPU side has been already supported in Intel CPUs, with VT-d Posted Interrupt we can get some additional advantages, it can directly deliver external interrupts to running vCPUs without hypervisor involvement, decease the interrupt migration complexity, differentiate between urgent and non-urgent external interrupt, and avoid consuming host-vector for each interrupt to vCPU. In this presentation, Feng will talk about the mechanism of VT-d PI and its advantages, as well as some performance data of I/O intensive workload in Xen, which will show the performance gain after using VT-d PI.
O documento apresenta exemplos de operações aritméticas e lógicas em assembly e código de máquina utilizando o programa DEBUG, incluindo adição, subtração, multiplicação e divisão de valores hexadecimais nos registradores e memória do computador.
O documento descreve um programa em Pascal para implementar uma lista sequencial estática com vários procedimentos, incluindo preencher, imprimir, inserir e remover elementos da lista.
O documento descreve a classe ArrayList em Java, incluindo como declarar e inicializar uma lista, adicionar e remover elementos usando os métodos add, remove, set e get, e obter o tamanho da lista com o método size.
1. O documento descreve o conjunto de instruções e assembly x86, incluindo os formatos de instruções, modos de endereçamento e registradores.
2. É apresentado o assembly x86 de 16 bits, com detalhes sobre a organização de dados, registradores, interrupções e linguagem assembly.
3. Instruções sobre debug são fornecidas, com comandos básicos e um exemplo para solução de problemas.
O documento discute aspectos fundamentais do conjunto de instruções de uma arquitetura de computador, incluindo: 1) O hardware executa instruções simples enquanto instruções complexas são decompostas em instruções simples; 2) O conjunto de instruções define as operações de um processador e permite ao programador escrever código de acordo; 3) A arquitetura do conjunto de instruções é a interface entre hardware e software.
Registros em Pascal permitem agrupar diferentes tipos de dados sob um único nome. Exemplos mostram como declarar registros simples e matriciais, acessar campos de registros usando ponto, e programas completos ilustrando uso de registros para cadastro de funcionários.
O documento discute os desafios do projeto de computadores paralelos e heterogêneos para atender às demandas crescentes da sociedade por mais poder de processamento. Aborda questões como dissipação de calor, tamanho dos transistores e necessidade de replicar CPUs para aumentar o desempenho de forma eficiente. Também apresenta exemplos de sistemas embarcados que podem se beneficiar de processadores heterogêneos dedicados a diferentes tarefas.
O documento resume as seguintes informações sobre Assembly:
1) Assembly é uma linguagem de baixo nível atrelada à arquitetura da CPU e dependente do hardware, não sendo portável.
2) Foi muito usada até os anos 80 e atualmente é usada para manipulação de hardware e sistemas que necessitam de performance crítica.
3) Contém instruções básicas de movimentação de dados, aritmética e lógica operando nos registradores e memória da CPU.
O documento descreve as funções, conceitos e tipos de memória em sistemas de computação. Explica que as memórias armazenam informações temporariamente para uso pelo processador e que existem diferentes tipos com velocidades e capacidades variadas, formando uma hierarquia de memória no computador.
O documento fornece uma introdução sobre a linguagem de montagem Assembly. Em 3 frases:
A linguagem Assembly é uma linguagem de programação de baixo nível utilizada para programar diretamente a unidade central de processamento. Ela é compilada em um programa objeto pelo assembler e permite maior controle sobre as funções do computador através do uso de registradores, instruções mnemônicas e flags de estado. A linguagem depende do hardware e não é portável entre arquiteturas de processadores diferentes.
Máquinas Multiníveis - Nível da MicroarquiteturaLincoln Lamas
Apresentação sobre Microarquitetura, desenvolvida por Lincoln, Lívia, Vinícius e Walter para a aula de Arquitetura e Organização de Computadores, Professor Bessa, Centro de Ensino Superior de Juiz de Fora.
Funcionamento de um sistema de computaçãoPAULO Moreira
O documento discute o funcionamento de um sistema de computação, descrevendo seus principais componentes, como processador, memória e módulos de E/S. Explica que esses componentes se comunicam através de barramentos e que os sistemas modernos usam uma hierarquia de barramentos. Também aborda como as instruções são executadas, envolvendo a busca de instruções na memória e sua execução pelo processador.
A microarquitetura Intel Core é uma arquitetura de processador introduzida em 2006 para substituir a arquitetura NetBurst. Ela possui um pipeline de 14 estágios, três unidades lógicas e aritméticas, e suporte para instruções SSE3. A arquitetura Core introduziu melhorias como fusão de instruções e caminho de dados de 128 bits para aumentar o desempenho.
Este documento fornece instruções sobre programação em Assembly. Aborda os principais tópicos como registradores, instruções, estrutura de programas, criação de programas e exemplos.
Este documento fornece uma introdução aos microcontroladores PIC e seus periféricos. Explica as diferenças entre linguagem assembly e C, as vantagens e desvantagens de C para microcontroladores PIC. Também descreve conceitos como arquitetura, contador de programa, barramentos, pilha e ciclo de máquina. Por fim, apresenta matriz de contatos, resistores e capacitores.
O documento descreve as características e elementos de um conjunto de instruções de computadores. Apresenta os componentes básicos de uma instrução de máquina, como código de operação, endereços dos operandos e da próxima instrução. Discute também tipos de instruções, formatos, número de endereços, projeto do conjunto de instruções e tipos de operações suportadas.
1) O documento descreve a arquitetura básica de um computador moderno, que segue os conceitos estabelecidos por John Von Neumann em 1945, incluindo programa armazenado na memória e instruções armazenadas em binário;
2) A CPU é responsável por executar programas armazenados na memória principal através da ULA e da unidade de controle;
3) A memória principal armazena programas e dados para serem processados pela CPU.
1) O documento discute a arquitetura e funcionamento dos processadores. 2) Aborda temas como a unidade lógica e aritmética, a velocidade do processador, a cache interna e os tipos de arquitetura CISC e RISC. 3) Fornece detalhes sobre como o processador se comunica com dispositivos externos através de buses de endereços, dados e controlo.
1. O documento descreve o conjunto de instruções MIPS e suas características. 2. As instruções MIPS possuem três operandos fixos e operam apenas em registradores. 3. É necessário transferir dados entre registradores e memória usando instruções de load e store.
Este documento fornece um resumo sobre:
1) Microcontroladores PIC e sua programação em linguagem C e assembly;
2) As principais diferenças entre C e assembly para programação de PICs;
3) O funcionamento básico de microcontroladores PIC, incluindo arquitetura, barramentos, contador de programa e ciclo de máquina.
O documento descreve os principais componentes de um sistema computacional e sua estrutura básica. Ele explica que um sistema computacional é composto por hardware e software, e que o hardware inclui dispositivos como placa-mãe, monitor e teclado. O documento também descreve a estrutura básica de um computador, incluindo unidades de entrada e saída de dados, unidade lógica e aritmética e memória principal.
O documento descreve as características do processador MIPS que permitem uma implementação eficiente em pipeline, como instruções de mesmo tamanho e poucos formatos. Também explica técnicas de pipeline, como superpipeline, superescalar e dinâmico, além de comparar pipeline com implementação multiciclo.
O documento descreve os principais componentes e funções da Unidade Central de Processamento (CPU). A CPU é responsável por controlar a execução de instruções e realizar operações de processamento. Ela é composta por unidades funcionais, registradores e barramentos. Os registradores armazenam informações temporárias como dados, endereços de memória e a próxima instrução a ser executada. A CPU utiliza diferentes modos de endereçamento como imediato, direto e indexado para acessar dados na memória durante a execução de instruções.
O documento discute a geração de código objeto, que é a última fase de um compilador. Ele explica que o gerador de código objeto recebe a representação intermediária do compilador e produz um código objeto semanticamente equivalente para a máquina-alvo. Alguns conceitos importantes incluem a seleção de instruções, alocação de registradores e escalonamento de instruções.
Este documento resume as principais etapas da geração de código em compiladores: 1) geração de código intermediário, que produz um código mais próximo da linguagem da máquina antes da tradução final; 2) otimização desse código intermediário para produzir um código objeto mais eficiente; e 3) geração do código objeto final na linguagem da máquina alvo.
1) O documento discute os critérios a serem considerados na criação de instruções e formatos de instruções para uma nova máquina, incluindo tamanho, número de operações suportadas e endereçamento de memória.
2) É importante que as instruções sejam curtas para caber mais na memória, mas grandes o suficiente para representar todas as operações da máquina.
3) O tamanho das palavras de memória e das instruções deve ser compatível com o tamanho dos caracteres armazenados para evitar desperdício.
1) Muitos aplicativos de software precisarão ser modificados para aproveitar processadores multicore, dividindo tarefas em threads para serem executadas simultaneamente.
2) Há diferentes abordagens para programação multithread como segmentação explícita e métodos dirigidos pelo compilador como OpenMP.
3) Desenvolvedores precisarão testar aplicações multithread para evitar bugs como condições de corrida e otimizar o desempenho aproveitando todos os núcleos da CPU.
Apostila para aprender sobre CPUs e tudo maisGilberto Mota
O documento descreve os principais componentes da Unidade de Processamento Central (CPU): a unidade de controle, a unidade lógica e aritmética e os registradores. A CPU executa instruções em um ciclo de busca-execução, controlado pela unidade de controle.
O documento discute computação manycore e arquiteturas multicore, explicando porque a programação paralela é importante e como técnicas como OpenMP e Intel Cilk Plus podem ser usadas para dividir tarefas entre múltiplos processadores. É apresentado o conceito de decomposição de dados para escalonar o paralelismo de acordo com o tamanho do problema.
O documento apresenta breves biografias de 6 mulheres que atuam na área de tecnologia da informação: Márcia Carioni, Camila Achutti, Adriana da Costa, Andressa Martins, Cissa Gatto e Bárbara Castro. As biografias destacam suas formações acadêmicas, experiências profissionais e projetos relacionados à inclusão digital e empoderamento de mulheres na tecnologia.
Este documento apresenta uma introdução à aplicação da inteligência artificial e aprendizado de máquina na medicina. Ele discute tópicos como diagnóstico médico, assistência cirúrgica e gestão de saúde, além de aplicações como descoberta de medicamentos, ferramentas da Amazon para armazenamento e análise de dados médicos, e questões éticas relacionadas ao uso de IA na saúde. O documento também apresenta as credenciais e pesquisas da autora na área.
Além do Aprendizado Local e Global: Particionando o espaço de classes em prob...Elaine Cecília Gatto
1. O documento descreve a metodologia proposta para classificação multirrótulo chamada Partições Híbridas para Classificação Multirrótulo (HPML), que utiliza particionamentos compostos por grupos de rótulos correlacionados.
2. A metodologia HPML é composta por várias variantes (HPML.A, HPML.B, etc) que diferem na forma de modelar as correlações entre rótulos e particioná-los.
3. Uma série de experimentos é realizada utilizando diversos conjuntos de dados reais
O documento descreve um método em 4 passos para explorar correlações entre rótulos e particionar o espaço de rótulos na classificação multirrótulo: 1) modelar correlações entre os rótulos, 2) agrupar correlações e gerar partições híbridas, 3) validar partições híbridas e escolher a melhor, 4) teste.
O documento apresenta a autora Elaine Cecília Gatto, sua formação acadêmica em engenharia de computação e ciência da computação, experiência profissional como professora e pesquisadora. A autora discute como pesquisas científicas em aprendizado de máquina, como random forest e KNN, impactam bibliotecas e pacotes de código aberto amplamente utilizados.
O documento discute a falta de representação feminina na ciência, tecnologia, engenharia e matemática e as soluções para empoderar as mulheres nestas áreas. Apresenta estatísticas sobre as dificuldades enfrentadas por mulheres em construir carreiras nestas áreas e a diferença salarial. Discute iniciativas para direcionar meninas para estas áreas desde a infância e criar um ambiente mais acolhedor e igualitário.
Explorando correlações entre rótulos para o particionamento do espaço de rótu...Elaine Cecília Gatto
Este documento apresenta uma proposta para explorar correlações entre rótulos em problemas de classificação multirrótulo com o objetivo de gerar partições híbridas do espaço de rótulos que otimizem o desempenho dos classificadores. A proposta envolve modelar correlações entre rótulos usando métodos como Apriori ou medidas de similaridade e, em seguida, particionar os rótulos com base nas correlações usando agrupamento hierárquico para gerar partições híbridas entre as tradicionais partições globais e locais
Community Detection for Multi-Label Classification - Seminários UFSCarElaine Cecília Gatto
1) O documento apresenta um método híbrido para classificação multirrótulo que combina abordagens globais e locais;
2) O método gera múltiplas partições híbridas dos dados usando técnicas de detecção de comunidades em grafos;
3) Os resultados experimentais mostraram que as partições híbridas tiveram desempenho competitivo ou superior em comparação com abordagens globais e locais convencionais.
O documento apresenta uma palestra sobre classificação multirrótulo, discutindo os tipos de classificação, desafios da classificação multirrótulo e abordagens tradicionais como global e local. A palestra também introduz o método de Partições Híbridas para Classificação Multirrótulo (HPML), que busca encontrar múltiplas partições nos dados que melhorem o desempenho do classificador em relação às abordagens tradicionais.
EXPLORANDO CORRELAÇÕES PARA O PARTICIONAMENTO DO ESPAÇO DE RÓTULOS EM PROBLEM...Elaine Cecília Gatto
1. O documento descreve uma estratégia para particionar o espaço de rótulos em problemas de classificação multirrótulo explorando correlações entre os rótulos.
2. A estratégia gera várias partições denominadas "híbridas" que consideram grupos de rótulos correlacionados, entre as tradicionais partições globais e locais.
3. Uma dessas partições híbridas é escolhida e testada, sendo comparada com as partições globais e locais, esperando-se que melhore
The document presents a proposal for using community detection methods to generate hybrid partitions for multi-label classification. It introduces the limitations of global and local multi-label approaches and proposes a hybrid approach called HPML. HPML uses community detection on label co-occurrence graphs to identify correlated groups of labels and generate partitions for classification. Experiments applying HPML to 20 datasets show its partitions perform competitively with local and better than global partitions on average, demonstrating the value of exploring label correlations through community detection for multi-label classification. However, room for improvement remains as classifiers still struggle with some datasets, suggesting further research is needed on multi-label methods and evaluation.
Mulheres na Campus Party assumir o feminismo ou não – Blogueiras Feministas.pdfElaine Cecília Gatto
1) A autora descreve sua experiência participando da Campus Party Brasil e as preocupações iniciais com o machismo e comentários inadequados que poderia enfrentar como uma das poucas mulheres no evento.
2) No entanto, o evento foi melhor do que o esperado, com boa representação feminina entre os palestrantes. Ela também conheceu a comunidade Lulus, um grupo de apoio para mulheres.
3) A autora ficou impressionada com o grupo Garotas Geeks, que desafia estereótipos sobre mulheres e tecnologia de forma divertida
O documento discute a discriminação de gênero no mercado de TI e ambientes online, com mulheres reclamando da falta de respeito. Também aborda a retirada de licenças Creative Commons do site da Ministério da Cultura e as altas temperaturas na Campus Party.
Explorando Correlações entre Rótulos usando Métodos de Detecção de Comu...Elaine Cecília Gatto
O documento apresenta uma abordagem para classificação multirrótulo que explora correlações entre rótulos usando métodos de detecção de comunidade. A abordagem propõe gerar partições híbridas globais e locais dos rótulos usando esses métodos e avalia seu desempenho em comparação com partições convencionais. Os resultados indicam que as partições híbridas obtiveram desempenho melhor ou competitivo em diversos conjuntos de dados.
EXPLORANDO CORRELAÇÕES PARA O PARTICIONAMENTO DO ESPAÇO DE RÓTULOS EM PROBLEM...Elaine Cecília Gatto
1. O documento descreve uma estratégia para particionar o espaço de rótulos em problemas de classificação multirrótulo explorando correlações entre os rótulos. A estratégia gera partições híbridas entre as tradicionais partições globais e locais.
2. A estratégia inicia modelando as correlações entre os rótulos e então realiza o particionamento do espaço de rótulos para encontrar várias partições híbridas. Uma dessas partições é escolhida para teste e é comparada com as
O documento descreve o desdobramento e escalonamento de um loop MIPS de 4 instruções para melhorar o seu desempenho no pipeline. Inicialmente, o loop é desdobrado em 4 cópias, renomeando os registradores em cada cópia. Em seguida, as instruções são reordenadas para remover dependências e evitar bolhas no pipeline. O código desdobrado e escalonado consegue executar em menos ciclos de clock do que o código original não otimizado.
Este documento fornece um resumo de instruções e arquitetura MIPS de 32 bits. Ele inclui:
1) Os tipos de instruções MIPS e seus campos;
2) Os registradores e seus usos;
3) Os principais modos de endereçamento e instruções;
4) Exemplos passo-a-passo de conversão entre linguagem de alto nível e assembly.
O documento resume as principais instruções de desvio incondicional e condicional do MIPS. Inclui instruções de chamada de procedimento, comparação de registradores e desvios baseados em condições do registrador de ponto flutuante.
Como descobrir e classificar coisas usando machine learning sem compilcaçãoElaine Cecília Gatto
O documento discute diferentes tipos de classificação de dados usando aprendizado de máquina, incluindo classificação binária, multiclasse, multirrótulo e hierárquica multirrótulo. Ele fornece definições de classificação de dados e exemplos de como esses métodos podem ser aplicados para analisar sentimentos, detectar spam e diagnosticar doenças.
O Que é Um Ménage à Trois?
A sociedade contemporânea está passando por grandes mudanças comportamentais no âmbito da sexualidade humana, tendo inversão de valores indescritíveis, que assusta as famílias tradicionais instituídas na Palavra de Deus.
1. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
1. INTRODUÇÃO
O hardware funciona através de ordens simples e básicas. O hardware não é capaz de manipular diretamente ordens
mais complexas. Instrução de máquina: ordens que são transmitidas ao hardware para serem interpretadas e executadas por um
conjunto de bits. Especifica para o hardware que determinada operação deve ser realizada. Set Instruction ou Conjunto de
Instruções: grupo de instruções de máquina. Define o que um processador é capaz de realizar, permitindo ao programador do
compilador escrever o código de acordo. Quais operações o processador poderá realizar? Como cada operação será realizada?
ISA: instruction set architecture ou arquitetura do conjunto de instruções. É a interface entre o hardware e o software (e
os compiladores). Computadores de uso geral: possui um conjunto básico de instruções primitivas. Um programador pode
combinar essas instruções de diferentes modos, obtendo diferentes resultados. O computador, como conhecemos hoje, é capaz
de executar diversos tipos diferentes de programas. Exemplo: Notepad e AutoCAD. A “inteligência” e a versatilidade do sistema
computacional estão na combinação das instruções primitivas visto que o hardware é imutável. Computadores devem ser capazes
de executar programas em diversas linguagens.
Quando uma máquina nova é desenvolvida, surgem as seguintes perguntas: A nova máquina é compatível com a
antecessora? A nova máquina pode executar meu sistema operacional? A nova máquina executará todos os meus programas de
aplicação existentes sem modificação? Ninguém quer jogar fora seus programas antigos e começar do zero novamente! Isto faz
parte do projeto do ISA. DESAFIO: construir máquinas melhores sujeitas às limitações da compatibilidade.
2. OPERAÇÕES PRIMITIVAS MAIS COMUNS
Transferencia de uma palavra de dados de uma célula para outra;
Somar dois operandos, guardando o resultado em um deles ou em um terceiro operando;
Desviar para outro endereço fora da sequencia;
Testar uma condição. Se o teste resultar em verdadeiro, desvia para outro endereço;
Realizar operação lógica AND entre dois valores;
Parar a execução de um programa;
Adicionar 1 a um valor de operando;
Transferencia de byte da porta de E/S para a MP e vice-versa;
Substituição do operando por seu valor absoluto.
3. PROJETO DO CONJUNTO DE INSTRUÇÕES
Quais são os elemetos requeridos para a execução de uma operação? Qual o formato binário da instrução de máquina?
Quais tipos de dados serão manipulados? No projeto então é definido: Quais operações o processador realizará? Como as
operações são identificadas? Como as operações são executadas: necessário especificar a sequencia de microoperações que de
fato realizarão a tarefa? Formato básico de uma instrução:
Código da operação Operandos
2. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
3.1 Código da Operação
Indica ao processador o que fazer e como fazer – Operation Code ou OpCode. Este código é único para cada operação.
Indica qual é a operação a ser executada. É o nome da instrução propriamente dita. Sinaliza para a unidade de controle o
procedimento a ser seguido para execuação da operação. É a instrução em si. Linguagem simbólica de máquina = linguagem
assembly = representação dos bits da instrução.
A quantidade de bits por campo é definida pelo projetista. A quantidade no C.OP. define o limite máximo de instruções
que o processador poderá executar: Se OpCode com 7 bits, então, 27 = 128 instruções; Se OpCode com 8 bits, então, 28 = 256
instruções. A quantidade de bits no OpCode pode ser definido de duas formas pelo projetista: Tamanho fixo ou Tamanho
variável.
Tamanho fixo:
Quantidade definida de bits. Típico de arquiteturas RISC. Se sabe, exatamente, quantas instruções o processador pode
executar. Mais simples de implementar e manipular durante a execução. Conforme a tecnologia avança, são necessárias mais
instruções e o tamanho de OpCode cresce com isso, pois precisa acomodar todos os códigos necessários, o que afeta diretamente
a memória principal (mais endereçamento é necessário). A memória principal é um dos componentesmais caros de um
computador, o ideal é que seu espaço não seja desperdiçado mas sim usado com eficiência. Exemplos: Intel 8080 e 8085 – 8 bits
de OpCode.
Tamanho variável:
Quantidade indefinida de bits, podendo variar conforme a operação a ser realizada. Típico de arquiteturas CISC.
Codifica uma quantidade maior de instruções com menor quantidade de bits. Permite campos de operandos com tamanhos
diferentes. Mais instruções com quantidades diferentes de operandos. Permite aumentar o tamanho total da instrução, o que
também acarreta problemas com a memória principal. Exemplos: Intel 8086, 8088 e 80286 – 1 byte de OpCode; Intel 386, 486
e Pentium – varia entre 1 e 2 bytes de OpCode
A decisão sobre a quantidade de bits a ser adotada no OpCode afeta o projeto como um todo. Se o projeto tem muitas
instruções: Maior flexibilidade; Compilação mais rápida; Instruções de máquina mais complexas são mais completas, o que
acarreta um código de programa compilado mais simples de ser traduzido de uma linguagem de alto nível para baixo nível;
Hardware do processador é mais complexo, portanto, aumenta o custo de fabricação, visto que mais circuitos integrados serão
necessários; O decodificador de instruções também sérá mais complexo e levará mais tempo para decodificar as instruções, o
que afeta o desempenho do sistema como um todo;
3.2 Operando
Indica ao processador qual dado ou dados a operação se realizará, ou seja, o endereço do dado. Pode haver instruções
com mais de um campo operando e este campo também pode indicar o próprio valor do dado.
É o dado que se deseja manipular; Pode estar armazenado em uma posição da memória ou registrador ou ainda explicito
no campo; O endereço do local onde está armazenado o dado se encontra neste campo; Modo de endereçamento: é a diversidade
de apresentação do dado na instrução – formas diferentes do dado aparecer na instrução; Dois aspectos importantes sobre os
operandos: Quantidade de operandos; Modo de endereçamento;
Ambos os campos são formados por uma quantidade de bits. Formato de instruções, largura dos campos e conteúdo
variam de acordo com a arquitetura.
3. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
4. FORMATOS DE INSTRUÇÕES
4.1 Instruções com quatro operandos
Opcode Operando 1 Operando 2 Operando 3 Endereço Da Próxima
Instrução
Código da operação Registrador Destino
(registrador que
armazenará o
resultado da operação)
Registrador Fonte Registrador Fonte IP – próxima instrução
Exemplo: ADD X, Y, Z, P ; X = Y + Z
Vantagem: Esse formato de instrução é completa pois possui todos os operandos necessários de uma operação
aritmética;
Desvantagem: Precisa de mais espaço na memória principal e desperdiça espaço em outros tipos de operações; (nem
todas as operações precisam de quatro operandos!)
Atualmente nenhuma máquina utiliza instruções com 4 operandos. A próxima instrução a ser executada sempre estará
armazenada no PC – Contador de Programa/Programm Counter ou IP – Instruction Pointer/Ponteiro de Instrução. São necessários
5 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 4 para cada operando.
4.2. Instruções Com Três Operandos
Opcode Operando 1 Operando 2 Operando 3
Código da operação Registrador Destino Registrador Fonte Registrador Fonte
Exemplo: ADD X, Y, Z ; X = Y + Z
São necessários 4 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 3 para cada operando.
4.3. Instruções Com Dois Operandos
Opcode Operando 1 Operando 2
Código da operação Registrador Destino Registrador Fonte
Exemplo: ADD X, Y ; X = X + Y
São necessários 3 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 2 para cada operando.
4.4. Instruções Com Um Operandos
Opcode Operando 1
Código da operação Registrador Destino e Fonte
Exemplo: ADD X ; ACC = ACC + X
4. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
ACC – Registrador Acumulador. Ele é um operando implícito. Armazena o valor de um dos dados. Armazena o
resultado da operação. Duas instruções fazem a transferencia de dados entre a memória principal e o registrador ACC:
LDA X ;ACC = X
STA X ;Op = X
LDA = instrução de carga. Carrega um valor de um registrador. STA: instrução de armazenamento. Armazea um valor
em um registrador. Em instruções de um operando é necessário sempre carregar e armazenar valores para não perde-los. São
necessários 2 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 1 para cada operando.
4.5. EXEMPLO
Dado o código em linguagem de alto nível X = A * ( B + C * D – E / F ), converta-o em instruções de:
a) quatro operandos;
b) três operando;
c) dois operandos;
d) um operandos.
Suponha que cada campo, de cada formato de instrução, suporte 5 bits. Responda às perguntas abaixo.
1) Quantas linhas de código são geradas para cada formato de instrução? Qual formato possui menos linhas e, qual
formato possui mais linhas?
2) Quantos acessos à memória são necessários para cada formato de instrução? Qual formato possui menos acessos e,
qual formato possui mais?
3) Quantas instruções de adição, subtração, multiplicação, divisão e de transferência de dados existem em cada código
gerado?
4) Qual a quantidade de bits total de cada formato de instrução? Qual formato tem menos bits e, qual formato tem mais
bits?
5) Qual a quantidade de bits total para cada código gerado? Qual formato tem menos bits e, qual formato tem mais bits?
6) Qual a quantidade total de acessos à memória para cada código gerado? Qual formato tem menos acessos e, qual
formato tem mais acessos?
7) De acordo com os cálculos realizados nas questões anteriores, uma instrução com um operando é mais vantajosa que
uma instrução de três operandos? Explique.
SOLUÇÃO
Primeiro você deve se perguntar qual operação tem prioridade de resolução. Lembram-se das prioridades de operadores?
Precisam também resolver a expressão de dois em dois operandos. Lembrem-se, o processador só manipula operações com dois
operandos, mesmo que o formato da instrução tenha mais de dois operandos. Devemos nos lembrar aqui da matemática básica:
X = A * ( B + C * D – E / F ) 1.º Fazemos a multiplicação C * D
X = A * ( B + T1 – E / F ) O resultado da multiplicação fica armazenado em uma variável temporária T1
X = A * ( B + T1 – E / F ) 2.º Fazemos da divisão E / F
5. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
X = A * ( B + T1 – T2 ) O resultado da divisão fica armazenado em uma variável temporária T2
X = A * ( B + T1 – T2 ) 3.º Fazemos a soma B + T1
X = A * ( T3 – T2 ) O resultado da soma fica armazenado em uma variável temporária T3
X = A * ( T3 – T2 ) 4.º Fazemos a subtração T3 – T2
X = A * ( T4 ) O resultado da subtração fica armazenado em uma variável temporária T4
X = A * ( T4 ) 5.º Fazemos a multiplicação A * T4
X = X O resultado da multiplicação precisa ser armazenado em X
a) MPY T1, C, D, P
DIV T2, E, F, P
ADD T3, B, T1, P
SUB T4, T3, T2, P
MPY X, A, T4, P
b) MPY T1, C, D ; T1 = C * D
DIV T2, E, F ; T2 = E / F
ADD T3, B, T1 ; T3 = B * T1
SUB T4, T3, T2 ; T4 = T3 * T2
MPY X, A, T4 ; X = A * T4
c) MOV X, C ; X = C
MPY X, D ; X = X * D
MOV T1, E ; T1 = E
DIV T1, E ; T1 = T1 / E
ADD X, B ; X = X + B
SUB X, T1 ; X= X – T1
MPY X, A ; X = X * A
d) LDA C ; ACC = C
MPY D ; ACC = ACC * D
STA X ; X = ACC
LDA E ; ACC = E
DIV F ; ACC = ACC / F
STA T1 ; T1 = ACC
LDA B ; ACC = B
ADD X ; ACC = ACC + X
SUB T1 ; ACC = ACC – T1
MPY A ; ACC = ACC * A
STA A ; A = ACC
6. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
1) Para o formato de instrução de quatro operandos existem 5 linhas de código assembly. Para o formato de instrução de três
operandos existem 5 linhas de código assembly. Para o formato de instrução de dois operandos existem 7 linhas de código
assembly. Para o formato de instrução de um operando existe 11 linhas de código assembly.
2) Para o formato de instrução de quatro operandos são necessários 5 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 4 para
cada operando. Este é o formato que tem o maior número de acessos à memória. Para o formato de instrução de três operandos
são necessários 4 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 3 para cada operando. Para o formato de instrução de dois
operandos são necessários 3 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 2 para cada operando. Para o formato de
instrução de um operando são necessários 2 acessos a memória: 1 para buscar a instrução e mais 1 para cada operando. Este é o
formato que possui menos acessos à memória.
3) Quantas instruções de adição, subtração, multiplicação, divisão e de transferência de dados existem em cada código gerado?
Adição Subtração Multiplicação Divisão Transferência
Quatro operandos 1 1 2 1 0
Três operandos 1 1 2 1 0
Dois operandos 1 1 2 1 2
Um operando 1 1 2 1 6
4) Considerando que cada campo possui 5 bits, cada formato de instrução terá:
5 bits 5 bits 5 bits 5 bits 5 bits Total
Quatro Operandos OpCode Op1 Op2 Op3 P.I. 5 campos * 5 bits = 25 bits (maior)
Três Operandos OpCode Op1 Op2 Op3 - 4 campos * 5 bits = 20 bits
Dois Operandos OpCode Op1 Op2 - - 3 campos * 5 bits = 20 bits
Um Operando OpCode Op1 - - - 2 campos * 5 bits = 10 bits (menor)
5) Para encontrarmos a resposta precisamos multiplicar a quantidade de linhas do código assembly pela quantidade de bits de
cada formato, como a seguir:
Operandos Quantidade de Linhas Quantidade de Bits por Linha Total
Quatro 5 25 5 * 25 = 125 bits
Três 5 20 5 * 20 = 100 bits (menor)
Dois 7 20 7 * 20 = 140 bits (maior)
Um 11 10 11 * 10 = 110 bits
6) Para encontrarmos a resposta precisamos multiplicar a quantidade de linhas do código assembly pela quantidade de acessos
de cada formato, como a seguir:
Operandos Quantidade de Linhas Quantidade de Acessos Total
Quatro 5 5 5 * 5 = 25 acessos (maior)
7. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
Três 5 4 5 * 4 = 20 acessos (menor)
Dois 7 3 7 * 3 = 21 acessos
Um 11 2 11 * 2 = 22 acessos
Aqui não há muitas diferenças na quantidade de acessos para cada código gerado. Em um programa maior,
provavelmente essas diferenças influenciarão de forma significativa no desempenho da máquina.
5. MODOS DE ENDEREÇAMENTO
5.1 Imediato
Método simples e rápido. Indica o valor do dado no próprio campo operando. Não busca o dado do campo operando na
memória. Curto tempo de execução da instrução. O dado é transferido da memória junto com a instrução. Utilizado em:
Inicialização de contadores (valor fixo); Operação com constantes (valor fixo) matemáticas; Armazenamento de ponteiros;
Deslocamento de bits. Intel Pentium e AMD Athlon usam algumas instruções de modo imediato: desvio, movimentação,
operações aritméticas com constantes, entre outras. Exemplos:
MOV R, Op
MOV AL, 22H ;Copia o valor hexadecimal 22 para o registrador AL – 1 byte de tamanho;
MOV EBX, 33445566H ;Copia o valor hexadecimal 33445566 para o registrador EBX – 32 bits;
5.1 Direto
O campo operando indica o endereço de memória onde está o dado. Requer apenas uma referência à memória principal
para buscar o dado. O dado deve ser transferido do dispositivo de entrada para a memória principal. Variável de programa:
quando um dado varia de valor a cada execução do programa. Representa simbolicamente o endereço do dado.
Exemplo: MOV AX, B4
5.2 Indireto
O campo operando representa o endereço de uma célula de memória. O conteúdo da célula de memória NÃO É um
dado, mas sim OUTRO endereço de memória. Usa mais ciclos de memória para buscar o dado. PONTEIRO: é o endereço
intermediário, indica ou aponta para a localização do dado.
Exemplo: MOV AX, 3B
5.3 Por Registrador
Usa-se registradores no lugar da memória principal. Execução rápida pois o dado encontra-se no registrador. Exemplo:
Escrever, em linguagem assembly, no modo de endereçamento direto, as instruções do seguinte trecho de programa em
linguagem de médio nível.
Dois modos de endereçamento por registrador: DIRETO (contém o dado a ser manipulado) e INDIRETO (contém o
endereço de uma célula de memória onde o dado se encontra).
8. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
VANTAGENS: Execução rápida. Economia de espaço. Só é vantajoso se o modo proporcionar redução de ciclos de
memória. As vantagens nem sempre são aplicáveis e por isso podem se tornar desvantagens.
DESVANTAGEM: Em arquiteturas CISC: Dificuldade em definir quais dados serão armazenados no registrador e quais
na memória principal: quem faz isso é o compilador e ocorre devido aos poucos registradores existentes e aos muitos dados que
devem ser manipulados. Exemplos: ADD registrador, registrador; ADD registrador, memória; ADD registrador, registrador,
registrador.
5.4 Indexado
Manipulação de endereços de acesso a elementos de tipos especiais de dados. Os endereços são ponteiros para os
elementos. Exemplo: vetores e outras estruturas de dados. Indexado: obtém-se o endereço do dado de um elemento por meio de
seu índice. Endereço = campo operando + valor contido no registrador de índice.
6. ASSEMBLY X86
É linguagem de montagem. É utilizada para programar um computador de baixo nível. O programa é montado dentro
do processador. Não é uma linguagem de máquina. Linguagem de máquina: Utilizada por um MICROPROCESSADOR para
controlar funções de um computador digital. MICROPROCESSADOR: É um circuito que possui a capacidade de executar
diversos tipos de funções distintas. É usado em um computador.
Linguagem de máquina: Só aceita e manipula informações numéricas expressas em notação de códigos binários.
Assembly: Linguagem de programação que surgiu entre a década de 40 e 50. Objetivo: facilitar o trabalho de codificação de um
programa de computador. É composta por códigos alfabéticos muito mais fáceis de se utilizar que códigos binários ou
hexadecimais.
Mnemônicos: São as instruções da linguagem Assembly. ASSEMBLER: É o nome dado ao programa montador. É o
programa utilizado para compilar um programa escrito em linguagem de montagem, tornando-o executável. É o ambiente de
programação. É responsável por traduzir o programa-fonte para o programa-objeto. PORTANTO: assembler é diferente de
assembly!
Compiladores disponíveis para a linguagem Assembly: MASM (microsoft), MASM (ibm), TASM (borland), EMU8086
(http://www.emu8086.com/)
Saber programar em linguagem Assembly significa conhecer e saber usar melhor os requisitos mais íntimos de um
microprocessador, e por conseguinte, saber controlar melhor as funções de um computador digital. É usada na criação e
desenvolvimento de rotinas escritas nas formas de DLLs, drivers, programas embutidos (computadores de bordo), etc. Algumas
linguagens de alto nível possuem algum tipo de interação com rotinas de programas escritos em Assembly. Códigos Assembly
são rápidos e pequenos (compilado) mas o código-fonte é extenso.
Assembly é totalmente dependente de hardware. Um código Assembly para INTEL não é o mesmo que um para a AMD.
Portanto, não é portável. EMU8086: Ambiente de programação. Programa de simulação do modo de operação interna de um
microprocessador padrão 8086. Modo gráfico.
9. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
6.1 Organização de Dados
Nibble: É um conjunto numérico de 4 bits. Representa-se até 16 valores diferentes. É a menor estrutura numérica manipulada
internamente em um computador digital. Usa-se nibble para facilitar a representação de valores binários em formato
hexadecimal.
3 2 1 0
MSB LSB
Bytes: É um conjunto de oito bits. Representa-se numericamente até 256 valores diferentes. Um byte é formado pelo conjunto
de dois nibbles.
7 6 5 4 3 2 1 0
MSB LSB
Word: Representa um conjunto de 16 bits. Representa-se numericamente até 65.356 valores diferentes (de 0 a 65.356). É
formado por dois bytes. É formado por quatro nibbles. Também pode ser representado valores numéricos entre -32.766 até
32.767. Representação de numeros inteiros. Representação de deslocamento de segmento.
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
MSB LSB
Double Word: É um conjunto de dois words. Um conjunto de 32 bits. Formada por um conjunto de quatro bytes ou oito nibbles.
Representa-se 4.294.967.296 valores numéricos diferentes. Representa-se também numeros entre -2.147.483.648 e
2.147.483.647. Utilizado para representar: Valores inteiros de 32 bits, Valores de ponto flutuante de 32 bits; Endereços
segmentados.
Quad Word: É um conjunto de dois double words. É um conjunto de 64 bits. É formado por dois double words, ou quatro
words, ou oito bytes ou ainda dezesseis nibbles. Representa-se 18.446.744.073.709.551.616 valores numéricos diferentes.
Representa-se -9.223.372.036.854.7756.808 à -9.223.372.036.854.7756.808. Usado em microprocessadores de 64 bits.
6.2 Registradores
Utilizados para armazenar os valores que serão manipulados por um programa. A arquitetura X86 da Intel é formada
por 14 registradores. Cada um manipula 16 bits. São divididos em quatro grupos funcionais:
Registradores gerais: AX, BX, CX, DX;
Registradores de segmento: CS, DS, ES, SS
Registradores de ponteiros: SI, DI, SP, BP, IP
Registradores de estado: F
Registradores Gerais
Cada registrador tem 16 bits de dados. Cada registrador pode ser dividido em 2 duas partes com 8 bits cada um.
10. Arquitetura de Computadores
Engenharia de Computação
Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
AX (accumulator extended, AH – AL): pode ser utilizado em: operações aritméticas, Acessos de portas de entrada e
saída; Chamadas de interrupções, Transferência de dados, Etc.
BX (base extended, BH-BL): Pode ser utilizado como ponteiro para acessar a memória no sentido de obter algum valor
de retorno ou mesmo definir valores que serão usados para auxiliar operações aritméticas efetuadas com o registrador
ah.
CX (counter extended, CH-CL): Usado para receber alguns valores de interrupções. Principal finalidade: servir como
contador de laços de repetição e operações de deslocamento registradas em CL.
DX (data extended, DH-DL): Operações aritméticas. Acessos de portas de entrada e saída. Algumas chamadas de
interrupções.
Registradores de Segmento
Tem 16 bits. Usados para acessar uma determinada área de memória (OFFSET). São utilizados para auxiliar o
microprocessador a encontrar o caminho pela memória do computador. Não podem ser divididos em grupos de 8 bits.
CS (Code Segment): Usado para apontar para uma área de memória que contém o segmento de código de programa
que se encontra em execução. Obs.: a mudança do valor existente nesse registrador pode resultar em travamento do
computador
DS (Data Segment): usado para apontar para a área de memória que estiver sendo utilizada no armazenamento dos
dados do programa em execução. A mudança no valor existente nesse registrador de segmento pode ocasionar a
obtenção de dados incorretos.
ES (Extra Data Segment): Usado para determinar um segmento extra de endereço de dados distante da área em que se
está operando. Por exemplo: necessário quando é preciso acessar a memória do vídeo.
SS (Stack Segment): Usado para identificar a área de memória que será usada como pilha, com o objetivo de armazenar
dados temporários para a execução de um determinado programa. Algumas vezes pode conter o mesmo valor
encontrado no registrador de segmento DS. A mudança do valor pode trazer resultados imprevisíveis relacionados aos
dados.
Registradores de Deslocamento
Registradores de apontamento. Registradores de deslocamento. Registradores de índice. Associados ao acesso de uma
determinada posição de memória previamente conhecida. Não podem ser divididos em grupos de 8 bits. Quatro registradores
são manipuláveis, apenas o IP não é.
IP (instruction pointer): Apontador da próxima instrução. Possui o valor de deslocamento do código da próxima
instrução a ser executada. É de uso interno do microprocessador. Guarda o deslocamento da próxima instrução de um
programa. O valor só pode ser lido.
SI e DI: Utilizados para manipular índices de uma tabela.
SI (Source Index): usado para a leitura dos dados de tipo string de uma tabela.
DI (Destination Index): usado para a escrita de dados do tipo string em uma tabela. Usado na definição de
endereçamento distante associado ao registrador de segmento ES.
11. Arquitetura de Computadores
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Resumo Conjunto de Instruções e Assembly X86
SP e BP: Permitem acesso à pilha de programa. Pilha de programa: memória para armazenamento de dados. Possibilita
armazenar dados em memória, sem utilizar registradores gerais. É um mecanismo que armazena dados de cima para baixo.
BP (Base Pointer): armazena o endereço da base da pilha.
SP (Stack Pointer): armazena o endereço do topo da pilha.
6.3 Interrupções
Interrupções tornam possível controlar vários dispositivos associados ao computador. O funcionamento da interrupção
ocorre pela comunicação entre dispositivos externos e o microprocessador. INT: instrução utilizada para interrupções. Faixa de
valores de INT: 00h – FFh (número hexadecimal). Total de 256 interrupções possíveis. Tabela de interrupções: Fica armazenada
nos primeiros 1024 bytes da memória (endereço físico de 0 a 1023). É um conjunto de vetores indexados aos registradores CS e
IP. Cada vetor ocupa 4 bytes (2 bytes para cada registrador).
ISR: Interrupt Service Routine – outro nome para a tabela de interrupções. Possui o endereço das funções de cada uma
das interrupções existentes. Três categorias: Interrupção por hardware, Interrupção por exceção, Interrupção por software.
Interrupção por Hardware
Possibilita acionar periféricos externos. Faixa de valores: 08h a 0Fh. IRQ: Interrupt request. Linha pela qual a
interrupção se conecta com o microprocessador. São controladas por rotinas do S.O. ou da ROM-BIOS. Máximo de dispositivos
externos: oito (se for um microprocessador intel 8086. processadores mais atuais manipulam mais dispositivos). Este tipo de
interrupção é gerenciada pelo próprio comptuador. Não é possível mudar seu estado de comportamento.
08h: IRQ0. Opera o chip temporizador do sistema.
09h: IRQ1. Opera o teclado.
0Ah: IRQ2. Interrupção reservada.
0Bh: IRQ3. Opera as portas de comunicação COM2.
0Ch: IRQ4. Opera as portas de comunicação COM1
0Dh: IRQ5. Opera uma unidade de disco.
0Eh: IRQ6. Opera unidade de discos flexíveis.
0Fh: IRQ7. Opera porta LPT1 para impressora do tipo paralela
Interrupção por Exceção
Possibilita fazer o controle condicional interno do microprocessador, retornando algum tipo de erro. Exemplo: divisão
por zero. Faixa de valores: 0 a 7. Oito tipos de interrupções.
00h: falha de divisão quando o divisor é igual a zero
01h: execução passo a passo num processo de debug quando FLAG TF é setado
02h: interrupção reservada para a condição de operação para NMI (Non Maskable Interrupt)
03h: ocorre na definição da execução de um ponto de parada (Breakpoint) sobre a execução da instrução INT3
04h: ocorre quando há estouro registrado no FLAG OF quando da execução da instrução INTO
Interrupção por Software
Efetua o acionamento de determinadas interrupções desejas por intermédio de um programa em execução, podendo
interferir na ação de algum periférico conectado ao microcomputador. As interrupções mais utilizadas são as da ROM-BIOS.
10h: escrita de caractere no monitor de vídeo
12. Arquitetura de Computadores
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13h: operações de leitura e escrita em disco
14h: comunicação com porta serial
16h: leitura de caractere no teclado
17h: operações com impressora
19h: ação de reset
1Ah: retorna a hora do sistema
20h: finaliza a operação do sistema
21h: operações de leitura e escrita nos periféricos padrão conectados ao sistema
33h: utilização do mouse
6.4 Linguagem Assembly
Denominações semelhantes: ASM86, X86, ASM8086. Todos os microprocessadores da família INTEL possuem
basicamente o mesmo conjunto de instruções existentes no padrão do microprocessador 8086 e 8088. Assembly 8086 possui 116
instruções (mnemonicos) diferentes destinadas ao controle do microprocessadores. Os outros microprocessadores INTEL
possuem novas, e mais, instruções a cada novo lançamento. Seis grupos funcionais: Transferência de dados, Aritméticas,
Manipulação de bits, Manipulação de strings, Controle de programa, Controle do microprocessadores.
Transferência de dados: Instruções destinadas à movimentação de dados. Podem ser movimentados: Entre registradores,
Entre registradores e posições de memória, Entre registradores e unidades de entrada e saída.
Aritméticas: Instruções destinadas aos cálculos matemáticos básicos: Adição, Subtração, Multiplicação, Divisão.
Manipulação de bits: Instruções que fazem o deslocamento de bits em um registrador ou posição de memória. As
funções de operações lógicas de conjunção (ou), disjunção (e) e negação são incluídas neste grupo.
Manipulação de strings: Fazem o controle de grupos de sequencias de caracteres. Comparação. Análise. Movimentação.
Controle de programa: Instruções que controlam a execução do código de programa. Pode ser: Execução sequencial,
Com laços
Sub-rotinas, Subprogramas. Podem manipular as interrupções de um programa em execução. A interrupção ocorre por
vários motivos. Exemplo: Aceitar uma entrada de dados via teclado. É necessário fazer uma interrupção no programa,
para que o dado possa ser digitado, e após aceitar o dado continua sua execução.
Controle de microprocessador: Instruções que possibilitam o acesso dos registradores de controle do microprocessador
com o objetivo de mudar seu estado de comportamento.
6.5 DEBUG
Para executar o debug em arquiteturas 32 bits:
Entrar no programa CMD.EXE
Digitar CD.. e apertar enter
Digitar novamente CD.. e apertar enter
Digitar DEBUG e apertar enter
Para executar o debug em arquiteturas 64 bits:
13. Arquitetura de Computadores
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Comandos básicos
R: mostra o estado dos registradores
Q: sai do debug
T: executa a operação
E: permite inserir o código da operação no deslocamento indicado
IP: permite alterar o deslocamento da próxima instrução
A: permite inserir código assembly
G: usado para executar operações com caracteres
U: lista o código do programa criado
Operações
ADIÇÃO
OpCode Registradores Gerais Operação Assembly
00D8 AL, BL AL AL + BL ADD AL, BL
01D8 AX, BX AX AX + BX ADD AX, BX
02D8 BL, AL BL BL + AL ADD BL, AL
03D8 BX, AX BX BX + AX ADD BX, AX
SUBTRAÇÃO
OpCode Registradores Gerais Operação Assembly
28D8 AL, BL AL AL - BL SUB AL, BL
29D8 AX, BX AX AX - BX SUB AX, BX
2AD8 BL, AL BL BL - AL SUB BL, AL
2BD8 BX, AX BX BX - AX SUB BX, AX
MULTIPLICAÇÃO
OpCode Registradores Gerais Operação
F6E3 BL AX AL * BL (MPY AL, BL)
F7E3 BX DX:AX AX – BX (dx armazena parte do resultado quando este
ultrapassa os 16 bits) [MPY AX, BX]
DIVISÃO
OpCode Registradores Gerais Operação
F6F3 BL AX AL / BL (AL = quociente. AH = resto) [DIV AL, BL]
F7F3 BX DX:AX AX / BX (AX = quociente. DX = resto) [DIV, AX, BX]
Exemplo
Dados os números decimais 1.500 (AX) e 500 (BX), efetue as quatro operações básicas aritméticas no Debug para todos
os códigos de cada uma delas. Anote os valores iniciais e finais de todos os registradores.
15. Arquitetura de Computadores
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01D8
Neste exemplo setamos IP para 0102 pois o primeiro OPCODE ficou armazenado em 0100 e 0101. O OPCODE 01D8
ficará armazenado em 0102 e 0103.
02D8
03D8