La struttura dell’elaboratore: il ciclo macchina e l’architettura x86

Competenze Ciclo del processore (fetch, decode, execute), il set istruzioni della CPU, esecuzione in memoria di programmi, tipologie di istruzioni, architettura x86, BIU, EU
Abilità saper descrivere l’architettura x86 e lo svolgimento di un ciclo del processore, e descrivere l’esecuzione di un semplicissimo programma mediante un pseudo linguaggio Assembly
Conoscenze fetch, decode, execute, registri x86, BIU, EU, set istruzini, semplici istruzioni x86
Ore teo Ore lab Titolo Attività classe Attività laboratorio
2 Il ciclo del processore Simulazione (lavagna) dell’esecuzione di un programma che effettua la somma di due numeri in memoria
2 L’architettura x86: panoramica Presentazione dell’architettura x86, EU e BIU, registri
2 L’indirizzamentoCS:IP Il meccanismo di indirizzamento per segmento:offset. Esempi di calcolo dell’indirizzo fisico a partire dall’indirizzo logico
2  I registri x86 Presentazione dei registri dell’8086 ed esempi di indirizzamento (con istruzione MOV) tra registri, immediato, diretto, diretto con indice, diretto con segmento e offset, diretto con segmento, offset e indice
2 cenni di assembly x86 presentazione di istruzioni esemplificative: MOV, ADD, ADC, JMP, JLE ed esempio  di programma assembly risultante dalla compilazione di un un programma C con opsione di salvataggio del listato ASM
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1 Verifica

Materiali di studio:

  1. ) Architettura x86,
  2. CPU e ciclo di funzionamento del processore
  3. ) Lezioni 5 – 11: l’architettura degli elaboratori x86
  4. ) Lezioni 12 – 15: i processori della famiglia x86
  5. ) Lezione 17: cosa avviene all’accensione del computer
  6. ) Lezioni 18 – 22: i registri x86
  7. ) Lezioni 23 – 24: uno schema dell’architettura x86
  8. ) Lezioni 27 – 28: Assembly e indirizzamento 

Capito tutto?

Per controllare la vostra preparazione, provate a rispondere alle seguenti domande (sono simili a quelle che potreste trovare sulla verifica o sentirvi chiedere in una interrogazione)

  1. per quali ragioni la memoria è indispensabile al funzionamento del computer?
  2. dove, in quale parte del sistema, hanno origine i BUS
  3. quali sono i tre tipi di BUS che si incontrano in tutte le architetture
  4. cosa si intende con l’espressione “processore a 32 bit”? A quale bus ci si riferisce?
  5. che dimensione ha il bus indirizzi nel caso di un processore 8086, sia nel caso degli indirizzi verso la memoria che verso le periferiche
  6. in che modo si riesce a distinguere se un certo indirizzo è riferito alla memoria o ad una periferica?
  7. a cosa serve, di solito, l’istruzione MOV e in che modo viene utilizzata
  8. a cosa serve, di solito, l’istruzione OUT e in che modo viene utilizzata
  9. indicate alcune delle linee presenti sul bus di controllo
  10. quanti pin (“piedini”) aveva il microprocessore 8086 e cosa sono stati costretti a fare i progettisti visto che il numero dei pin era inferiore a quello necessario per gestire tutti i bus?
  11. quali sono le caratteristiche principali con cui valutare una CPU
  12. cosa è il “bootstrap”
  13. quali sono i registri “generali” dell’8086 e in che modo vengono utilizzati
  14. cosa sono i registri di segmento
  15. che cosa si intende con indirizzo logico di memoria e in che modo si passa da questo  all’indirizzo fisico
  16. in che modo viene gestito l’indirizzo dell’istruzione che deve essere prelevata nella prossima fase di fetch
  17. descrivete il contenuto del registro dei FLAG
  18. quali azioni compie la BIU durante la fase di pre-fetch
  19. cosa significa “indirizzamento fra registri? fare un esempio
  20. cosa significa “indirizzamento diretto”? fare un esempio
  21. cosa significa “indirizzamento con segmento e offset”? fare un esempio
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