REPRESENTACIÓN DE DATOS, TRANSFERENCIA DE REGISTROS Y MICRO OPERACIONES, ORGANIZACIÓN BÁSICA Y PROGRAMACIÓN
Objetivo general
Analizar la representación de datos, como efectúa micro-operaciones, como está organizado y
programado el computador para su funcionamiento.
Objetivo especifico
- Analizar los tipos de datos de uso frecuente en la computadora.
- Estudiar las funciones que ejecutan las instrucciones en el modo de operación de la computadora.
- Conocer el uso de la transferencia de registros.
- Diferenciar algunos conceptos en el proceso de programación básica del computador.
Representación de Datos
Tipos de datos.
Son bits (valores 0 y 1) en bajo nivel.
La unidad más pequeña que se pude direccionar de datos es un byte (8 bits).
La unidad de proceso por instrucción de código es una palabra de 32 o 64 bits.
Las instrucciones toman el nombre de palabra como un número binario, o como una palabra de 32
bits y puede representar valores enteros desde:
Primitivos
Los datos de un lenguaje de programación, originados por el lenguaje y con los que se puede hacer
datos y estructuras de datos. Como son:
Chur (carácter).
Int (entero).
String (cadena de caracteres).
Puntero (dirección de memoria).
Float (real (coma flotante).
booleanos (lógico: Verdadero, Falso)
Simples:
Ordinal (Dato carácter, lógico, enumerado, sud rango, Dato entero,)
No ordinal (cronológico, puntero, real).
Compuestos:
Cadena de caracteres, estructura de datos, puntero, referencia, algebraicos, objeto, programación
orientada a objeto, clase, función, tupla, vector.
Complementos
Son estructuras o formas que representan a algunos sistemas binarios de bajo nivel.
El complemento a dos de un número N dado por n dígitos, se deduce como:
N = Numero
n = Numero de bits
Ejemplo:
N = 10002
N = 810
n = 4 bits
6 dígitos
Complemento a 2 de -45= 11010011 con 8 bit
El 19 en binario 00010011
En 16 bits = 1111111111010011, 0000000000010011
Técnica del complemento a 2 para números negativos
1. Se representa el número decimal dado como positivo.
2. Se representa en binario positivo
3. Se le saca el complemento 1 del número binario obtenido en el paso anterior cambiando los unos por ceros y viceversa.
4. Al complemento 1 se suma 1 y el resultado es el complemento 2.
Representación de punto fijo.
Se utiliza para los números enteros con signo o fracciones con signo, las cantidades se representan en
binario con complemento a 1, 2 con 8,16 o 32 bits.
Representación de punto flotante.
Se utiliza para representar números no enteros, muy grandes o muy pequeños.
Un número en punto flotante se expresa:
M.r a
M= Mantisa, un número de punto fijo
a= Exponente o característica, entero de punto fijo
r = La base, base 2.
La mantisa es la magnitud del número.
El exponente número de lugares a desplazar el punto decimal o binario.
Códigos de detección de error.
Dígito verificador
Reed-Solomon
Código Binario de Golay
Bit de paridad
Código Hamming
FEC (Forward Error Correction)
Ejercicios del tema 1: Representación de datos.
a-Que son complementos
b- Que significa punto fijo
c- Cual es el desempeño de la ALU.
d- Como funciona el bus.
Transferencia de registro y micro operaciones
Lenguaje de transferencia de registros.
La instrucción es una operación elemental efectuada en información guardada en varios registros
llamados flip-flop.
La respuesta puede reemplazar la información binaria del registro o pasarla a otro. Pueden ser:
Contar, desplazar, cargar, borrar.
La organización interna del hardware de una computadora digital se define mejor al especificar:
- El conjunto de registros que contienen y sus funciones.
- La secuencia de micro operaciones que se realizan sobre la información binaria almacenada en los registros.
- El control que inicia la secuencia de micro operaciones.
Transferencia de registros.
Modo para representar con símbolos la secuencia de micro operaciones entre los registros de un
módulo para diseñar sistemas digitales:
Registro de contador de programa.
Registro de instrucción
Registro de procesador.
Registro de dirección de memoria
“La transferencia de información de un registro a otro se representa con un símbolo usando un
operador de sustitución R1<--R0
Expresa, que el contenido de R0 se transfiere a R1.
Los registros de computadora están representados por letras mayúsculas (seguidas de números),
para denotar la función del registro.
Por ejemplo:
MAR (Memory address register) : registro que contiene una dirección para la unidad de
memoria
PC : contador de programa
IR : registro de instrucción
R1 : registro de procesador
Los flip-flops individuales en un registro de n bits están numerados en una secuencia de 0 hasta n-1, comenzando desde 0 en la posición de la extrema derecha y aumentando los números hacia la
izquierda. La manera más común de representar un registro es mediante una caja rectangular con
el nombre del registro dentro.
La transferencia de información de un registro a otro se representa en forma simbólica mediante
un operador de sustitución. El enunciado R2 <- R1 denota una transferencia del contenido del
registro R1 al registro R2. Por definición, el contenido del registro fuente R1 no cambia después de
la transferencia.
Normalmente queremos que la transferencia ocurra sólo bajo una condición de control
predeterminada. Esto puede mostrarse mediante un enunciado si, entonces: Si (P=1) entonces (R2 <- R1), donde P es la señal de control que se genera en la sección de control.
En ocasiones es conveniente separar las variables de control de la operación de transferencia de
registros al especificar una función de control. Una función de control es una variable booleana,
que es igual a 0 o a 1. La función de control se incluye en el enunciado como sigue: P : R2 <- R1. La
condición de control se termina con un signo de dos puntos. Una función de control es una
variable booleana, que es igual a 0 a 1. La condición de control se termina con un signo de dos
puntos. La operación de transferencia se ejecuta por el hardware sólo si P=1.
Se usan paréntesis para señalar una parte de un registro al especificar el rango de los bits o al
otorgar un nombre simbólico a una parte de un registro. Se usan coman para separar dos o más
operaciones que se ejecutan al mismo tiempo.” Tomado del link:
http://sites.google.com/site/ycmario/home/cursos-fiis/st-314-arquitectura-del-
computador/transferenciaderegistroymicrooperaciones
Micro operaciones aritméticas, lógicas y de desplazamiento.
Corresponde a las operaciones básicas en binario efectuadas entre los registros del procesador
como:
Suma, resta, multiplicación y división
(http://www.monografias.com/trabajos14/sistemanumeracion/sistemanumeracion.shtml#op)
Binarias.
Que requieren de algoritmos de bajo nivel en un lenguaje adecuado como:
Lenguaje de máquina o lenguaje ensamblador
(http://homepage.mac.com/eravila/asmix862.html#II.2 ) y junto con la unidad de desplazamiento
lógico aritmético se encuentra el set de módulos dispuestos para tal fin dentro del sistema.
Ejercicios del Tema 2: Transferencia de registro y micro operaciones
a- Explique el funcionamiento de los registros
b- Como se realiza una micro-operación o micro-instrucción.
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