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UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUSTIN DE AREQUIPA
FACULTAD DE INGENIERIA DE PRODUCCION Y SERVICIOS
ESCUELA PROFESIONAL DE INGENIERIA ELECTRONICA
GUIA DE PRÁCTICASARQUITECTURA DE COMPUTADORAS
LABORATORIOAutor:
Ing. Erasmo Sulla Espinoza
AREQUIPA PERU
2015
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LABORATORIO DE ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS2015-A
Los laboratorios del curso de Arquitectura de Computadoras están
compuestos de lassiguientes prácticas:Trabajo Preliminar De!arrollo
Ca"# 1$ S%o&& M'eller Cone%&i(i)a)
In&erne&PROPUESTA DE PRO*ECTO +I,AL CURSO1#- ar).are
Com"'&a)ora Per!onal PC /T 0 - 0 $PLA,TEAMIE,TO PRO*ECTO +I,AL
2)a !emana2#- Si!&ema O"era&i(o MS DOS in)o.!3#-
En!ambla)or 0 4 0 $ )ire%%ionamien&o 6 "ro7rama%i8n j'e7o
)e
in!&r'%%ione! man'al I,TEL9#- C8)i7o Ma:'ina )eb'7 EMU 0 $
"ro7rama! !'ma or)enamien&o1ER A;A,CE PRO*ECTO +I,AL5#-
Ca"i&'lo Ti"o! )e Pro%e!a)or 6 E!"e%i$#- ar).are PC
+abri%an&e! 6 Com"a&ibili)a) )e "eri
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PE0)!EA /!)A A1. ard'are Computadora Personal PC 2 5955 5953
CH 2! 0%H1. /istemas que componen la computadora 2
$. Características del procesador 5955I5953(. Funcionamiento en
general. /istema descrito por bloques # por circuitos. !squemático
del sistema completo /istema de Aplicaci*n.
3. )uestra de una )ainboard 2 con identificaci*n de
dispositi7os!tiquetado # accesorios Primera semana clases-.
4. Eegistros del 59555. )odos de direccionamiento8. /et de
instrucciones del 595519. Lengua+e maquina, macroensamblador del
595511. %ebuger, # simuladores del 5955
2EA!E %0AGEA)A !/J?!)A20CH CH)PL!2H CH 2H%H/ LH/ P!E0F!E0CH/
%0@? A%H CH)H F?! 2! ! 0)PE!/H A(
$. /istema Hperati7o )/ %H/ K indo's
(. !nsamblador 5955I5953, direccionamiento # programaci*n, +uego
deinstrucciones manual 0 2!L
Re7i!&ro! )el 0 A Acumulador@ Eegistro baseC Eegistro
contador% Eegistro de datos%/ Eegistro del segmento de datos!/
Eegistro del segmento e6tra// Eegistro del segmento de pilaC/
Eegistro del segmento de c*digo@P Eegistro de apuntadores base/0
Eegistro índice fuente%0 Eegistro índice destino/P Eegistro del
apuntador de la pila0P Eegistro de apuntador de siguiente
instrucci*nF Eegistro de banderas
Mo)o! )e )ire%%ionamien&o!stos procesadores tienen $4 modos
de direccionamiento una cantidad bastante másgrande que los
microprocesadores anteriores- o reglas para localiBar un operando
de unainstrucci*n. 2res de ellos son comunes a microprocesadores
anteriores:Dire%%ionamien&o inme)ia&oel operando es un
nDmero que se encuentra en la
mismainstrucci*n-,)ire%%ionamien&o a re7i!&roel operando es
un registro del microprocesador- #La base se almacena en el
registro base @ o @P-. !l índice se almacena en elregistroíndice /0
o %0-. Cualquiera de estas dos cantidades, la suma de las dos o
ninguna,pueden utiliBarse para calcular la direcci*n real, pero no
pueden sumarse dos bases odos índices.Los registros restantes A , C
, % # /P- no pueden utiliBarse para direccionamientoindirecto. !l
programador puede utiliBar tanto la base como el índice para
gestionar ciertascosas, tales como matrices de dos dimensiones, o
estructuras internas a otras
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estructuras, esquemas que se utiliBan en las prácticas comunes
de programaci*n. Labase # el índice son 7ariables o dinámicas, #a
que están almacenadas en registros de laCP?. !s decir,
puedenmodificarse fácilmente mientras se e+ecuta un programa.
Además del segmento, base e índice, se usa un desplaBamiento de 13
bits, 5 bits o 9 bits
sin desplaBamiento-. Msta es una cantidad estática que se fi+a
al tiempo de ensambladopaso de c*digo fuente a c*digo de máquina- #
no puede cambiarse durante la e+ecuci*n
del programa a menos que el programa se escriba sobre sí mismo,
lo que constitu#e unapráctica no aconse+ada-.
2odo esto genera los $ modos de direccionamiento a memoria que
se 7en acontinuaci*n:
Re7i!&ro in)ire%&o:1- N@ O,$- N%0O.(- N/0O.
Ba!a)o :- desp5N@ O,- desp5N@PO,
3- desp13N@ O,4- desp13N@PO.
In)eFa)o :5- desp5N/0O,8- desp5N%0O,19- desp13N/0O,11-
desp13N%0O.
Ba!a)o-in)eFa)o :1$- N@ /0O,1(- N@ %0O,
1 - N@P /0O,1 - N@ %0O.Ba!a)o-in)eFa)o %on )e!"la amien&o
:
13- desp5N@ /0O,14- desp5N@ %0O,15- desp5N@P /0O,18- desp5N@
%0O,$9- desp13N@ /0O,$1- desp13N@ %0O,$$- desp13N@P /0O,$(-
desp13N@ %0O.
Dire%&o:
$ - Ndesp13O. Aquí desp5 indica desplaBamiento de 5 bits #
desp13 indica desplaBamiento de 13 bits.Htras combinaciones no
están implementadas en la CP? # generarán error al querer
ensamblar, por e+emplo, A%% CL,N% /0O.!l ensamblador genera el tipo
de desplaBamiento más apropiado 9, 5 * 13 bits-dependiendo del
7alor que tenga la constante: si 7ale cero se utiliBa el primer
caso, si 7aleentre 1$5 # 1$4 se utiliBa el segundo, # en otro caso
se utiliBa el tercero. *tese que N@POsin desplaBamiento no e6iste.
Al ensamblar una instrucci*n como, por e+emplo,MOV AL,[BP] , se
generará un desplaBamiento de 5 bits con 7alor cero. !sta
instrucci*n ocuparegistros sean: !/ Q ($99&, @ Q $99&, /0 Q
(5&. Como se apunt* más arriba la direcci*nreal de memoria
será:
!/ R 19& @ /0 3 Q ($99& R 19& $99& (5& 3 Q
($$(!&
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E!&r'%&'ra )e memoria )e !e7men&a%i8n Como se &a
mencionado anteriormente, el5953I5955 usa un esquema ingenioso
llamado segmentaci*n, para acceder correctamente a un megab#te
completo de memoria, con referencias de direcciones des*lo 13
bits.>eamos c*mo funciona. Cualquier direcci*n tiene dos partes,
cada una de las cuales esuna cantidad de 13 bits. ?na parte es la
direcci*n de segmento # la otra es el offset. A su7eB el offset se
compone de 7arias partes: un desplaBamiento un nDmero fi+o-, una
base
almacenada en el registro base- # un índice almacenado en el
registro índice-. Ladirecci*n de segmento se almacena en uno de los
cuatro registros de segmento C/, %/,!/, //-. !l procesador usa
estas dos cantidades de 13 bits para calcular la direcci*n realde$9
bits, segDn la siguiente f*rmula:
%irecci*n real Q 13 R direcci*n del segmento- offset
2al como 7eíamos antes, dado que 13 en decimal es 19 en
&e6adecimal, multiplicar por ese 7alor es lo mismo que correr
el nDmero &e6adecimal a la iBquierda una posici*n.
a# dos registros de segmento que tienen usos especiales: el
microprocesador utiliBa elregistro C/ con el offset almacenado en
el puntero de instrucci*n 0P- cada 7eB que sedebe acceder a un b#te
de instrucci*n de programa, mientras que las instrucciones
queutiliBan la pila llamados a procedimientos, retornos,
interrupciones # las instruccionesP?/ # PHP- siempre utiliBan el
registro de segmento // con el offset almacenado en elregistro
puntero de pila /P-. %e a&í los nombres que toman: C/ es el
segmento de c*digomientras que // es el registro segmento de
pila.Para acceder a datos en la memoria se puede utiliBar
cualquiera de los cuatro registros desegmento, pero uno de ellos
pro7oca que la instrucci*n ocupe un b#te menos dememoria: es el
llamado segmento por defecto, por lo que en lo posible &a# que
tratar deusar dic&o segmento para direccionar datos. !ste
segmento es el %/ registro desegmento de datos- para todos los
casos e6cepto cuando se utiliBa el registro base @P.
!n este caso el segmento por defecto es //. %/, !/ # // se
cargan mediante lasinstrucciones )H> # PHP, mientras que C/ se
carga mediante transferencias de controlsaltos, llamadas, retornos,
interrupciones- intersegmento.
%ebug
C:ST Deb'7 N!nterO
!n la siguiente linea aparecera un gui*n, "ste es el indicador
del %ebug, en estemomento se pueden introducir las instrucciones
del %ebug. ?tiliBando el comando:
r N!nterO
/e desplegaran todos los contenidos de los registros internos de
la ?CP= una formaalternati7a de mostrarlos es usar el comando UrU
utiliBando como parametro el nombre delregistro cu#o 7alor se
quiera 7isualiBar. Por e+emplo:
rbF
!sta instrucci*n desplegará unicamente el contenido del registro
@ # cambia el indicador del %ebug de G - G a G G
!stando así el prompt es posible cambiar el 7alor del registro
que se 7isualiB* tecleandoel nue7o 7alor # a continuaci*n N!nterO,
o se puede de+ar el 7alor anterior presionandoN!nterO sin telclear
ningDn 7alor.
!s posible cambiar el 7alor del registro de banderas, así como
utiliBarlo como estructurade control en nuestros programas como se
7erá mas adelante. Cada bit del registro tiene
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un nombre # significado especial, la lista dada a continuaci*n
describe el 7alor de cadabit, tanto apagado como prendido # su
relaci*n con las operaciones del procesador:H7erflo'
> Q no &a# desbordamiento=H> Q sí lo &a#
%irection?P Q &acia adelante=% Q &acia atras=
0nterrupts%0 Q desacti7adas=!0 Q acti7adas
/ignPL Q positi7o=
G Q negati7oVero
V Q no es cero=VE Q sí lo es
Au6iliar# Carr#A Q no &a# acarreo au6iliar= AC Q &a#
acarreo au6iliar
Parit#PH Q paridad non=P! Q paridad par=
Carr#C Q no &a# acarreo=
C; Q /í lo &a#
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. C*digo )aquina, debug,!)?5953 programas suma, ordenamiento
. Capitulo @0H/ Cap. 1 Puertos de 0IH e6ternos /cott
)uellerEesumen -
3. ard'are PC, Fabricantes # Compatibilidad de perif"ricos.0 .
202?LH : E!CH HC0)0! 2H %! )A0 @HAE%, @?/!/ ; /LH2/ !
G! !EAL.00 . H@ !20>H: !studiar # conocer los diferentes
tipos de mainboard segDn la
tecnología. Conocer sus buses # los terminales de los slots.
Conocer la arquitectura, dispositi7os # accesorios PC # el
)ainboard000 . 0 FHE)! PE!>0H:
1. !numere los dispositi7os # accesorios perif"ricos- que pueden
conectarse en lospuertos de entrada # salida de una computadora
personal.
$. %escribir los tipos de case que podemos &acer uso en el
ensambla+e de una
computadora.(. !numere # e6plique las tecnologías que se &an
usado &asta la actualidad describa
las características mas importantes de las mainboard 2, A2
$53,(53, 53, 53,Pentium, Pentium 00, Pentium 000 # Pentium 0>
e6istentes.
. !numerar los tipos de ranuras de slot en los diferentes
mainboard. 0/A, PC0, etc-describir sus características.
. %escribir los bloques más importantes que componen un
mainboard pentium.2raer esquemas.
3. %escriba los pines de todos los tipos de ranuras de slot que
tenemos en los)ainboard mas comunes. !+emplo: %1 %1 , >CC,
etc-
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4. !numere # e6plique Los puertos usados en una PC, sus tar+etas
controladoras,los diferentes tipos de conectores usados, la
configuraci*n mas comDn usada
0EJ, %irecci*n base, canal de %)A etc.-.5. %escribir la
configuraci*n PnP en computadoras # como son usadas.8. %escriba los
+umpers o configuraciones que debemos realiBar en una
)ainboard.
Como son multiplicador, clocW, # Alimentaci*n.19. Como es
realiBado el cone6ionado de los F%%, %%, LP21, CH)1, CH)$,
Fuentes 20PH/-, )onitor 20PH/-, etc. Jue se. )A2!E0AL ;
!J?0PH:91 C% con /istema Hperati7o.91 Yit de &erramientas para
uso informático.91 )ultimetro digital para realiBar mediciones.91
)ainboard o PC Pentium 0> para pruebas trae alumno-.
>. PEHC!%0)0! 2H1. Eecordar las consideraciones de seguridad
que deben tenerse en cuenta al iniciar
una tarea de mantenimiento informático.
$. Preparar las &erramientas # accesorios en la mesa de
traba+o .(. ?na 7eB tomado las precauciones del caso iniciar el
desarmado del CP?,colocando adecuadamente los elementos sacados
para e7itar daH : Conocer programaci*n residente en memoria # la
configuraci*n del relo+
de tiempo real de la PC leer # escribir el C)H/ EA)-. Conocer la
maneraen que se configura las interrupciones tanto por &ard'are
como por soft'are.
000 . 0 FHE)! PE!>0H:1. 2raer programas residentes tipeados
de los te6tos especialiBados en algDn
lengua+e peque
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(. Como podemos programar alarmas de acuerdo al uso del relo+ de
tiempo real de laPC. 2raer programa de alarmas.
. %escribir las interrupciones por &ard'are usadas en la PC
cuales están ocupadas# cuales disponibles.
. %escribir el procedimiento para acceder a una interrupci*n.3.
%escribir las interrupciones por soft'are usadas en la PC cuales
están ocupadas #
cuales disponibles.4. EealiBar el dise. )A2!E0AL ; !J?0PH PHE
GE?PH:91 Programa fuente # compilado residente.91 Programa fuente #
compilado de lectura # escritura del setup del bios9( Programas de
diagnostico de PCs91 C% con /istema Hperati7o.91 C% con lengua+e de
programaci*n portable.91 Yit de &erramientas para uso
informático.91 )ultimetro digital para realiBar mediciones.91
Computadora para prueba.
>. PEHC!%0)0! 2H1. !n una computadora 53 o más re7isar el
setup del @0H/ de la computadora #
las diferentes opciones de configuraci*n que tengamos, &ora
# fec&a del sistema,parámetros de discos duros, #
&abilitaci*n de disWeteras, tama
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4. %eterminar el uso de los slots de !6pansi*n 0/A # PC05.
Lengua+es de Programaci*n con las instrucciones de lectura #
escritura de
puertos.8. Programas Aplicati7os para uso de puertos
0>. )A2!E0AL ; !J?0PH:91 C% con /istema Hperati7o.91 C% con
algDn lengua+e para programar peque. PEHC!%0)0! 2H1. EealiBar el
dise
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2EA@A H/IPEAC20CA/P? 2?AL0%A% ; )A2!E0AL!/ P? 2H/0 FHE)!
PE!>0H %! PEAC20CA 3 P? 2H/PEHC!%0)0! 2H PEAC20CA ! CLA/! 4 P?
2H/C?!/20H AE0H F0 AL ( P? 2H/
2H2AL $9 P? 2H/FHE)A2H %! 0 FHE)!/:1. CAEA2?LA:
? 0>!E/0%A%FAC?L2A%!/C?!LAC?E/H2?E H: ZA[ L? !/ 1 13 HEA/
?)!EH %! GE?PH: 3202?LH %! PEAC20CA, 2EA@A H H A>A C!
PEH;!C2H
?)!EH %! PEAC20CA AP!LL0%H/ ; H)@E!/ HE%! ALFA@!20CH-, C?0 ;
F0E)A,F!C A,
$. PAE2!/ %!L 0 FHE)!: PAG0 A/ ! ?)!EA%A/CAEA2?LA /!G FHE)A2H0
%0C! CH PAG0 A0 FHE)! E!/AL2A %H E!/P?!/2A P? 2?AL@0@L0HGEAF0A
%!2ALLA%A ! .: PAG 3, 2itulo de Articulo, ombre de Libro # Autor H
%irecci*n de internet
@0@L0HGEAF0A1. @AEE; @E!;. )0CEHPEHC!/A%HE!/$. 0LL0A) /2ALL0 G/,
AEJ?02!C2?EA %! CH)P?2A%HEA/(. )HEE0/ )A H, AEJ?02!C2?EA %!
CH)P?2A%HEA/
. 2!EE; GH%FE!;, L! G?A ! ! /A)@LA%HE
. )A ?AL!/ %! 0@) PC 2, A2
3. )A ?AL!/ H2EH/ FA@E0CA 2!/.4. CH)? 0CAC0H !/ ! 2E! PC. H/!
CAE@ALLAE5. 0 2!E !28. /CH22 )?!LL!E ?PGEA%0 G A % E!PA0E0 G PC/ 1
,14, 18 # $1 !%19. %A2A / !!2 ?/@11. %A2A / !!2 15F$ 9I15F 9
H2A:1. !s necesario tener presente que en 0nternet &a#
informaci*n del desarrollo de estas
practicas de fuentes no confiables # mal solucionadas. Además
que contamos conesas fuentes detectadas, si se diera el caso de
copia tendrán la nota más ba+adisponible.
$. /e atenderá consultas sobre la presente guía de prácticas en
la ?ni7ersidad, la 'eb o
por correo electr*nico.(. Las e7aluaciones de los grupos A,@ # C
se realiBaran los días lunes 4:99am.. Los grupos son de ( personas,
solo se acepta &asta $ inasistencias +ustificadas de lo
contrario se considera abandonado.. Puntualidad con tolerancia
de 19 minutos.
3. 1 semanas con lista oficial, 1( prácticas # de
e7aluaciones.4. Hbligatorio matricula aula 7irtual, material, guías
# e7aluaciones se publicaran en al
misma.0ng. !rasmo /ulla !spinoBaerasmose\&otmail.com
12
12
mailto:[email protected]:[email protected]
