A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 1 C o rs o d i Fond a m e n ti d i I n fo rm a tica 2 C dL Ing e gn e ri a In fo rm a tica Ing . F ra n c o Z a m bon e lli

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 1 C o rs o d i Fond a m e n ti d i I n fo rm a tica 2 C dL Ing e gn e ri a In fo rm a tica Ing . F ra n c o Z a m bon e lli

ARCH IT E TT URA D E G L I E L AB O RA T O R I: C O NC E TT I G E N E RA L I

Lu c id i R ea li zz a ti i n C o ll a bo ra z ion e c on :

P ro f. L e tiz ia L e on a rd i U n ive rs it à d i M od e n a

P ro f. A n ton io C o rr a d i U n ive rs it à d i B o logn a

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 2 ARCH IT E TT URA DE G L I E L AB O RA T O R I E L E TT R O N IC I D IGI T A L I

E labo ra z ione d i da ti m e m o rizz a ti i n fo rm a d ig ita le : • c a ra tt e ri a lfabe tic i, • v a lo ri nu m e ric i i n te ri o rea li, e cc ..

Il s is te m a d ig it a le un iv e rs a lm en te ado tt a to è il s is te m a b in a ri o ⇒ 0 e 1 - b it ( da B Ina ry d ig iT )

O pe ra z ion i e le m en ta ri: • ope ra z ion i a rit m e tic he • ope ra z ion i l og ic he

Ci rc u iti e le tt ron ic i ⇒ s e m p lic i e le m en ti c irc u ita li • fun z ion i a nd , o r e no t de ll'a lgeb ra boo leana

U n e labo ra to re è in g rado d i e s egu ire un a qu a ls ias i a tt iv it à ( pu rc hè c o m pu tab ile ) in ba s e a p rog ra mm i m e m o ri zz a ti

D a ti e is tr u z ion i • ris iedono in m e m o ri a • po ss ono e ss e re m od if ica ti

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 3 • un it à d i i ng ress o /u sc it a • m e m o ri a ⇒ ge ra rc h ia d

i m e m o rie • A L U (A rit h m e tic -L og ic a l U n it) - ope ra z ion i a rit m e tic he (s o mm e , s o tt ra z ion i, ... ) - ope ra z ion i l og ic he (and , o r, no t, ... ) - ope ra z ion i d i s po s ta m en to d i b it (s h ift, ro ta te , ... ) • un it à d i c on tr o ll o - in te rp re ta le is tr u z ion i de l p rog ra mm a - c on tr o lla l'e s e c u z ione de lle is tr u z ion i

C en tr a l P ro c e ss ing U n it (o p ro cess o re ) C P U = A L U + U n ità d i c on tr o llo + R eg is tr i + ...

B u s d i c o m un ica z ion e • in fo rm a z ion i (da ti e /o is tr u z ion i) • s egna li d i c on tr o llo linee e le tt ric he ≡ b it da tr a s fe rir e

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 4 M E MO R IA

P iù m e m o rie rea lizz a te c on d is po s iti v i m o lto d iv e rs i • s ia c o m e s tr u tt u ra fis ic a • s ia c o m e te c n ic a d i m e m o rizz a z ione im p iega ta

G e ra rc h ia d i m e m o rie : • da lle m e m o rie p iù v e lo c i, m a m o lto c o s to s e e c on ba ss a c apa c ità d i m e m o rizz a z ione • a lle m e m o rie p iù len te , m a m eno c o s to s e e c on a lta c apa c ità d i m e m o rizz a z ione .

V e lo c it à = te m po ne c e ss a rio pe r legge re o sc riv e re un 'in fo rm a z ione ne lla m e m o ria s te ss a (te m po d i a cc e ss o )

C a p ac it à d i m e m o ri zz a z ion e = nu m e ro d i b it (o b y te ) m e m o rizz ab ili

C o s to = c o s to g loba le de lla m e m o ria / c apa c ità

T ipo d i access o a i da ti • s equen z ia le • d ire tt o o c a s ua le (r ando m) • s e m i-d ire tt o o s e m i-c a s ua le (s e m i-r ando m)

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 5 ➊ R E GI S T R I M ACCH INA • c on tenu ti ne lla C P U • e s tr e m a m en te v e lo c i • a cc e ss o imm ed ia to : d ire tt a m en te u tili zz ab ili i n le tt u ra e sc ritt u ra da ll'A L U • c apa c ità d i po c h i b it (d i no rm a da 8 a 64 ) • m e m o rizz ano te m po ranea m en te da ti e /o is tr u z ion i

• re g is tr i g e n e ra li ( u tili zz ab ili i n ogn i i s tr u z ione ) • re g is tr i d e d ica ti (c on c o m p iti s pe c ifi c i)

➋ M E M O R IA CACH E • c on tenu ta ne lla C P U , oppu re e s te rna (II liv e llo ) • m e m o ria d i tr an s ito tr a reg is tr i e m e m o ria p rin c ipa le • rende p iù v e lo c e l'a cc e ss o a i da ti e /o a lle is tr u z ion i

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 6 ➌ M E M O R IA P R INC IP A L E (o ce n tr a le , o d i lav o ro ) • de v e c on tene re da ti e p rog ra mm i da e s egu ire • s u ff ic ien te m en te v e lo c e • buona c apa c ità d i m e m o rizz a z ione - s ino a c en tina ia d i M b • a cc e ss o d ire tt o a i s uo i e le m en ti

• c o s tit u ita da N e le m en ti, de tt i pa ro le (o lo c a z ion i, o c e lle ), c on N i n gene re po ten z a d i 2

• ogn i pa ro la : - c on tiene L b it, c on L in gene re m u lti p lo d i 8 - è d ire tt a m en te a cc e ss ib ile m ed ian te un ind iri zz o un iv o c o c o m p re s o tr a 0 e N -1 - può c on tene re ind iff e ren te m en te un da to o un 'is tr u z ione (o pa rte d i e ss i)

➍ M E M O R IE SE C O NDAR IE • m e m o rie pe rm anen ti • p iù len te de lla m e m o ria p rin c ipa le • a lta (o a lti ss im a ) c apa c ità d i m e m o rizz a z ione - s ino a de c ine d i G b - d isc h i m agne tic i - a cc e ss o s e m i-r ando m - na s tr i m agne tic i - a cc e ss o s equen z ia le

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 7 BUS ES T ERN I

C o llegano C P U - M e m o ria p rin c ipa le - Di s po s iti v i d i I/O

S c a m b io d i da ti tr a C P U e pe rif e ria m ed ian te tr e bu s : • bu s d e g li i nd ir izz i ( add re ss bu s ) - C P U → pe rif e ria • bu s d e i d a ti (da ta bu s ) - C P U ↔ pe rif e ria • bu s d i c on tr o ll o ( c on tr o l bu s ) - linee d i c on tr o llo

D u ran te il tr as fe ri m e n to d i un d a to : • bu s d e g li i nd ir izz i - ind iri zz o pa ro la d i m e m o ria o po rta d i I/O in te re ss a ta a l tr a s fe rim en to • bu s d e i d a ti - da to da tr a s fe rir e • bu s d i c on tr o ll o - s egna li d i c on tr o llo ne c e ss a ri a ga ran tir e la c o rr e tt a e s e c u z ione de l tr a s fe rim en to

D IM E N S IO NA M E N T O D E L BU S D E G L I I ND IR IZZ I

Ind iri zz a m en to d i • tu tt e le pa ro le d i m e m o ria p rin c ipa le • tu tt e le po rte d i I/O

P e r ind iri zz a re 2 20 = 1024 K pa ro le d i m e m o ria è ne c e ss a rio un bu s deg li i nd iri zz i d i 20 b it

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 8 D IM E N S IO NA M E N T O D E L BU S D E I DA T I

Di pende • da lla d im en s ione de lla pa ro la d i m e m o ria • da l tipo d i i s tr u z ion i c he la C P U può e s egu ire

P e r a cc ede re ad una m e m o ria c on pa ro le d i 8 b it: • bu s a 8 li n ee • an c he bu s a 16 , 32 o p iù li n ee

D IM E N S IO NA M E N T O D E L BU S D I C O N T R O LL O

Di pende da l nu m e ro d i s egna li d i c on tr o llo c he C P U e d is po s iti v i pe rif e ric i de v ono sc a m b ia rs i

I bu s s ono ri s o rse h a rd w a re c he • pe rm e tt ono la c o m un ic a z ione tr a un ità d iv e rs e • de v ono e ss e re ge s tit i i n m odo app rop ria to

• tr a s fe rim en ti da ti tr a m e m o ria p rin c ipa le e d is po s iti v i d i I/O s en z a c on tr o llo d ire tt o de lla C P U • e s is ten z a d i p iù p ro c e ss o ri c on bu s in c o m une : m ic rop ro c e ss o re + c op ro c e ss o re m a te m a tic o

N e c e ss ità d i un c on tr o ll o re d e i bu s ( o bu s a rb ite r) , in g rado d i c oo rd ina re l'u tili zz o de i bu s S u llo s te ss o c h ip de l µ P , oppu re s u c h ip s epa ra to

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 9 M E MO R IA PR INC IPA L E

S udd iv is a in p iù b a n c h i d i m e m o ri a O gn i s ingo lo ban c o può e ss e re una R A M , o una R O M N e lle R O M p rog ra mm i e /o da ti c he non de v ono e ss e re p iù m od ifi c a ti

O PE RA Z IO N I S U LL A M E M O R IA

• le tt u ra de l c on tenu to d i una lo c a z ione d i m e m o ria • sc ri tt u ra in una lo c a z ione d i m e m o ria

B u s deg li i nd iri zz i + bu s da ti + linee d i c on tr o llo M E M R EA D , M E M W R IT E e R EA D Y

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 10 L e tt u ra : ➊ C P U - bu s deg li i nd iri zz i ind iri zz o lo c a z ione da legge re ➋ C P U - r ic h iede una le tt u ra in m e m o ria ⇒ s egna le s u lla linea M E M R EA D ➌ b a n c o d i m e m o ri a - legge il da to c on tenu to ne lla lo c a z ione s e le z iona ta e lo c a ric a s u l bu s da ti ➍ b a n c o d i m e m o ri a - ind ic a la p re s en z a de l da to s u l bu s de i da ti ⇒ s egna le s u lla linea R EA D Y

S c ri tt u ra : ➊ C P U - bu s deg li i nd iri zz i ind iri zz o lo c a z ione in c u i sc riv e re ; bu s de i da ti da to da sc riv e re ➋ C P U - r ic h iede una sc ritt u ra in m e m o ria ⇒ s egna le s u lla linea M E M W R IT E ➌ b a n c o d i m e m o ri a - m e m o rizz a il da to c on tenu to ne l bu s de i da ti ne lla lo c a z ione s e le z iona ta ➍ b a n c o d i m e m o ri a - ind ic a la fine de ll'ope ra z ione (d is pon ib ili tà de i bu s) ⇒ s egna le s u lla linea R EA D Y

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 11 UN IT À L OGI C O- AR IT M E T ICA

O pe ra z ion i d i m an ipo la z ione de i da ti: • ope ra z ion i a rit m e tic he • ope ra z ion i l og ic he (and , o r, no t, ... ) • ope ra z ion i d i s po s ta m en to d i b it (s h ift, ro ta te , ... )

O ppo rtun i c o m and i, in v ia ti da ll'un ità d i c on tr o llo in ba s e a ll'i s tr u z ione c o rr en te , s e le z ionano : • il tipo d i ope ra z ione da e s egu ire • g li ope rand i (r eg is tr o e /o m e m o ria ) • la de s tina z ione de l ris u lta to (r eg is tr o e /o m e m o ria )

☞ La s o mm a d i du e in te ri d i n b it p rodu c e un ris u lta to d i n + 1 b it Il b it p iù s ign ifi c a tiv o de l ris u lta to , b it d i ri po rt o (ca rr y ), de v e e ss e re m e m o rizz a to in un oppo rtuno reg is tr o a 1 b it ☞ La m o lt ip li ca z ion e d i du e in te ri d i n b it p rodu c e un ris u lta to d i 2 n b it Il ris u lta to de v e e ss e re m e m o rizz a to in una c opp ia d i reg is tr i

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 12 UN IT À D I C O N T R O LL O

• in te rp re ta un 'is tr u z ione de l p rog ra mm a pe r v o lta • c o m a nd a l' esec u z ion e de ll'i s tr u z ione in v iando a lle a ltr e un ità app rop ria ti s egna li d i c on tr o llo

A cce n s ion e d e ll a m acc h in a - pa rten z a a fr eddo (boo ts tr ap ) • le tt u ra da u na lo c a z ione fiss a d i m e m o ria de ll'i nd iri zz o de lla p rim a is tr u z ione de l p rog ra mm a d i boo ts tr ap • c a ric a m en to de ll'i nd iri zz o le tt o ne l p rog ra m c oun te r (P C )

Il p rog ra m c oun te r c on tiene s e m p re l'i nd ir izz o d e ll a s u ccess iva is tr u z ion e d a ese gu ir e

O gn i i s tr u z ione de v e e ss e re : • re c upe ra ta da lla m e m o ria (f ase d i fe tc h ) e qu ind i • e s egu ita (f ase d i exec u te )

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 13 N e lla fase d i fe tc h , l'un ità d i c on tr o llo : • c a ric a ne ll'i n s tr u c tion reg is te r ( IR ) l'is tr u z ione le tt a in m e m o ria a ll'i nd iri zz o da to da P C • in c re m en ta P C , a ff in c hè pun ti a ll'i s tr u z ione s u cc e ss iv a

N e lla fase d i exec u te , l'un ità d i c on tr o llo : • de c od ifi c a l'is tr u z ione c on tenu ta in IR • gene ra i s egna li d i c on tr o llo ne c e ss a ri pe r l'e s e c u z ione de ll'i s tr u z ione : - tr a s fe rim en ti tr a reg is tr i e /o m e m o ria - ope ra z ion i c he c o in v o lgono l'A L U - ope ra z ion i d i i ng re ss o /u sc ita - m od ifi c a de l c on tenu to d i P C (is tr u z ion i d i s a lto )

R ip e tiz ion e d e l c ic lo d i fe tc h e d exec u te s ino a ll'e s e c u z ione d i una pa rti c o la re is tr u z ione (HA LT ) c he pone l'un ità d i c on tr o llo in uno s ta to d i a tt e s a d i un e v en to e s te rno

☞ Il c on tenu to d i una pa ro la d i m e m o ria può e ss e re c on s ide ra to : • un 'is tr u z ione • un da to La (c o rr e tt a ) in te rp re ta z ione d ipende da l c on te s to : • a cc e ss o ne lla fa s e d i fe tc h ⇒ is tr u z ione • a cc e ss o ne lla fa s e d i e x e c u te ⇒ d a to

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 14 S INCR O N IZZ A Z IO NE

Le a tt iv ità de lla C P U de v ono e ss e re s in c ron izz a te

S egna le d i te m po rizz a z ione (c lo ck ) • gene ra to da un appo s ito gene ra to re d i c lo ck • in v ia to a lle v a rie un ità c he c o m pongono la C P U

Il c lo ck • è un s egna le c ic lic o , s im ile a un ’onda quad ra • ha una fr equen z a p re fiss a ta e c o s tan te ne l te m po

• I s egna li d i c on tr o llo (gene ra ti da ll’ un ità d i c on tr o llo ) ind ic ano qua le a z ione o cc o rr e fa re • Il s egna le d i c lo ck ind ic a il m o m en to e s a tt o in c u i e s egu ire l’a z ione

O gn i a z ione è c on tr o lla ta da l c lo ck La du ra ta d i un 'a z ion e s i può e s p rim e re in • nu m e ro d i i m pu ls i d i c lo ck ne c e ss a ri pe r il c o m p le ta m en to de ll’ a z ione

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 15 P e r va lu ta re il te m po rea le o cc o rr en te pe r c o m p le ta re un ’a z ione è ne c e ss a rio c ono sc e re la fr e qu e n z a d e l se gn a le d i c lo ck de ll’ e labo ra to re

F re qu e n z a f de l c lo ck in H z (H e rz o c ic li a l s e c ondo ) P e ri odo T de l c lo ck in s e c ond i (in te rv a llo d i te m po tr a due im pu ls i s u cc e ss iv i d i c lo ck )

f = 1 / T

E se m p io

F requen z a d i 80 M H z ⇒ pe riodo d i 12 .5n s F requen z a d i 200 M H z ⇒ pe riodo d i 5n s F requen z a d i 333 M H z ⇒ pe riodo d i 3n s

P e r e s egu ire un ’is tr u z ione s ono ne c e ss a ri 10 im pu ls i d i c lo ck

T e m p i d i e s e c u z ione rea li: • 125n s s u un s is te m a a 80 M H z • 30n s s u un s is te m a a 333 M H z

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 16 IS T RU Z IO N I M ACCH INA

• s tr ing a d i 0 e d i 1 • s ign if ica to p a rt ic o la re p e r l’ un it à d i c on tr o ll o de ll’ e labo ra to re s u c u i v iene e s egu ita

O gn i C P U : • ha il p rop rio in s ie m e d i i s tr u z ion i m a cc h ina (in s tr u c tion se t) • è in g rado d i e s egu ire s o lo le is tr u z ion i appa rtenen ti a ta le in s ie m e

Le is tr u z ion i m a cc h ina d ipendono da lla rea lizz a z ione fis ic a de lla C P U ⇒ il l o ro nu m e ro e il l o ro fo rm a to v a riano a l v a ria re de ll'e labo ra to re (o de lla fa m ig lia d i e labo ra to ri)

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 17 P e r sc riv e re p rog ra mm i i n li ngu a gg io m acc h in a è ne c e ss a rio : • c ono sc e re l'a rc h ite tt u ra in te rna de l p ro c e ss o re c he s i u tili zz a • c ono sc e re i de tt ag li re la tiv i a lla sc ritt u ra de lle s ingo le is tr u z ion i: - c od ic i nu m e ric i de lle is tr u z ion i m a cc h ina - fo rm a to in te rno de lle is tr u z ion i m a cc h ina - rapp re s en ta z ione deg li ope rand i, ... • ge s tir e d ire tt a m en te g li i nd iri zz i i n m e m o ria pe r - rif e rim en ti a i da ti - s a lti a l c od ic e

L IN G UA GGIO ASSE M B L ER

P rog ra mm a sc ritt o in linguagg io a ss e m b le r ⇒ s equen z a d i i s tr u z ion i e le m en ta ri c o rr is ponden z a 1 :1 c on is tr u z ion i m a cc h ina

V a n ta gg io : u tili zz o d i no m i s im bo li c i a l po s to d i • c od ic i nu m e ric i (m ne m on ic i) • ind iri zz i d i m e m o ria (no m i d i v a riab ili e labe l)

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 18 C L ASS IF ICA Z IO NE DE LL E IS T RU Z IO N I

• is tr u z ion i p e r il tr as fe ri m e n to d a ti reg is tr o /m e m o ria ⇒ r eg is tr o /m e m o ria : - L O A D (da m e m o ria p rin c ipa le a reg is tr o ) - S T O R E (da reg is tr o a m e m o ria p rin c ipa le ) - M O VE (tr a s fe rim en to gene ric o ) • is tr u z ion i a ri tm e tic h e ope ra z ion i a rit m e tic he s u in te ri (e rea li) : - s o mm a (A DD ) e s o tt ra z ione (S U B ) - in c re m en to (INC ) e de c re m en to (D E C ) d i 1 - m o lti p lic a z ione (M U L ) e d iv is ione (D IV ) • is tr u z ion i p e r la m a n ipo la z ion e d i b it : - ope ra z ion i l og ic he (A ND , O R , X O R e N O T ) - ope ra z ion i d i sc o rr im en to (S H IFT ) e ro ta z ione (R O T A T E ) d i b it • is tr u z ion i p e r il tr as fe ri m e n to d e l c on tr o ll o : - s a lti i n c ond iz iona ti e c ond iz iona ti (J U M P , B R A NCH ) - c h ia m a te a s o tt op rog ra mm a (C A LL ) - rit o rno da s o tt op rog ra mm a (R E T ) ☞ un ic he is tr u z ion i c he m od ifi c ano P C ☞ s tr u tt u re d i c on tr o llo de i li nguagg i ad a lto liv e llo ⇒ s a lti i n c ond iz iona ti e c ond iz iona ti • is tr u z ion i p e r il c on tr o ll o d e l p ro cess o re : - H A L T • is tr u z ion i p e r l'i npu t/ou tpu t: - IN e O U T

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 19 F O R M A T O DE LL E IS T RU Z IO N I

• is tr u z ione d iv is a in v a rie s e z ion i • ogn i s e z ione ha un pa rti c o la re s ign ifi c a to pe r l'un ità d i c on tr o llo

P ri m a se z ion e : c od ice op e ra tiv o d e ll'i s tr u z ion e c od ic e nu m e ric o c he ind ic a a ll'un ità d i c on tr o llo qua le pa rti c o la re is tr u z ione de v e e ss e re e s egu ita

R es to d e ll'i s tr u z ion e : in fo rm a z ion i ne c e ss a rie pe r de te rm ina re la c o llo c a z ione deg li op e ra nd i d e ll'i s tr u z ion e

Il te rm ine op e ra ndo ind ic a ind is tin ta m en te : • un op e ra ndo s o rg e n te da legge re da un reg is tr o o da lla m e m o ria • un op e ra ndo d es tin a z ion e da m e m o rizz a re in un reg is tr o o in m e m o ria • l'i nd ir izz o d e ll'i s tr u z ion e a c u i tr a s fe rir e il c on tr o llo , ne l c a s o d i i s tr u z ion i d i s a lto

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 20 C lass if ica z ion e in ba s e a l nu m e ro d i op e ra nd i es p li c it i:

• is tr u z ion i a tr e op e ra nd i: ad e s e m p io , un 'is tr u z ione d i s o mm a

• is tr u z ion i a du e op e ra nd i: ad e s e m p io , un 'is tr u z ione d i tr a s fe rim en to

• is tr u z ion i a un op e ra ndo : ad e s e m p io , un 'is tr u z ione d i s a lto

• is tr u z ion i se n z a op e ra nd i: ad e s e m p io , un 'is tr u z ione H A L T

U tili zz o d i op e ra nd i i m p li c it i

U n 'is tr u z ione d i s o mm a può u tili zz a re il reg is tr o a cc u m u la to re c o m e s o rg e n te im p li c it a d i uno deg li addend i e d es tin a z ion e im p li c it a de l ris u lta to

U n 'is tr u z ione d i tr a s fe rim en to da lla m e m o ria a un reg is tr o m a cc h ina può u tili zz a re il reg is tr o a cc u m u la to re c o m e d es tin a z ion e im p li c it a

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 21 MO DA L IT À D I I ND IR IZZ A M EN T O

A cc e ss o a lla m e m o ria p rin c ipa le ⇒

ind ir izz o e ff e tt iv o ( I e ff )

de lla lo c a z ione d i m e m o ria p rin c ipa le c o in v o lta

Il c a lc o lo d i I e ff d ipende da lla m od a li tà d i i nd ir izz a m e n to u tili zz a ta ne ll'i s tr u z ione

C a s o p iù s e m p lic e - ind ir izz a m e n to d ir e tt o : l'ind iri zz o de ll'ope rando è c on tenu to ne ll'i s tr u z ione

T e c n ic he d iv e rs e pe r r itr o v a re g li ope rand i o ss ia pe r c a lc o la re I e ff

I e ff c a lc o la to in fun z ione d i: • c a m po ope rando de ll'i s tr u z ione • e v en tua li reg is tr i m a cc h ina • e v en tua li l o c a z ion i d i m e m o ria p rin c ipa le

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 22 SPA Z IO D I I ND IR IZZ A M EN T O

d im e n s ion e , in nu m e ro d i e le m en ti i nd iri zz ab ili , d i • una e n tit à c on c re ta : - m e m o ria p rin c ipa le - s is te m a d i I/O, ... • una e n tit à as tr a tt a : - m e m o ria u tili zz ab ile da un p rog ra mm a , ...

E n tit à c on c re ta ⇒ s pa z io d i i nd iri zz a m en to fis ic o E n tit à a s tr a tt a ⇒ s pa z io d i i nd iri zz a m en to log ic o

Lo s pa z io d i i nd iri zz a m en to (fi s ic o ) d i una m e m o ria p rin c ipa le è d i N pa ro le ⇒ la m e m o ria può c on tene re s ino a N pa ro le , c on ind iri zz i c he v anno da 0 a N -1

Lo s pa z io d i i nd iri zz a m en to de ll'I/O è d i K po rte ⇒ po ss ono e s is te re s ino a K d is po s iti v i d i I/O, c on ind iri zz i c he v anno da 0 a K -1

S pa z io d i i nd iri zz a m en to log ic o d i un p rog ra mm a • quan tit à d i m e m o ria a s tr a tt a ( o v irt ua le ) c he il p rog ra mm a può u tili zz a re • può esse re d ive rs o da llo s pa z io d i i nd iri zz a m en to fis ic o de lla m e m o ria p rin c ipa le s u c u i il p rog ra mm a do v rà e ss e re e s egu ito

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 23 L 'I e ff de ll'ope rando d i un 'is tr u z ione può e ss e re • un ind ir izz o fis ic o ( o ass o lu to ) • un ind ir izz o log ic o ( o re la tiv o )

S e le is tr u z ion i d i un p rog ra mm a c on tengono ind iri zz i fis ic i: • lo s pa z io d i i nd iri zz a m en to log ic o de l p rog ra mm a c o in c id e c on lo s pa z io d i i nd iri zz a m en to fis ic o de lla m e m o ria p rin c ipa le • il p rog ra mm a de v e e ss e re ca ri ca to in un a b e n p rec isa z on a d i m e m o ri a p rin c ipa le • il p rog ra mm a non può esse re s po s ta to

S e le is tr u z ion i d i un p rog ra mm a c on tengono s o lo ind iri zz i l og ic i: • lo s pa z io d i i nd iri zz a m en to de l p rog ra mm a può e ss e re in fe ri o re , ugu a le o m a gg io re de llo s pa z io d i ind iri zz a m en to fis ic o de lla m e m o ria p rin c ipa le • il p rog ra mm a (o una pa rte d i e ss o ) può e ss e re ca ri ca to in un a qu a ls ias i z on a d i m e m o ri a p rin c ipa le s u ff ic ien te m en te g rande pe r c on tene rlo • il p rog ra mm a può esse re s po s ta to ril o ca z ion e

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 24 D e v e e s is te re un m e cc an is m o in g rado d i c on v e rti re g li ind ir izz i l og ic i ( I l ) c on tenu ti ne lle is tr u z ion i de l p rog ra mm a , in c o rr is ponden ti ind ir izz i fis ic i ( I f )

P rog ra mm a c a ric a to c o m p le ta m en te in m e m o ria :

I f = I l + I b

I b è l'ind iri zz o fis ic o de lla lo c a z ione d i m e m o ria c he , dopo il c a ric a m en to , c on tiene la p rim a is tr u z ione (o da to ) de l p rog ra mm a (ind iri zz o ba s e o fa tt o re d i ril o c a z ione )

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 25 C on ve rs ion e s o ft w a re d e g li i nd ir izz i: • il loade r s o mm a ad ogn i i nd iri zz o log ic o il v a lo re d i I b • a l m o m en to de ll'e s e c u z ione , le is tr u z ion i de l p rog ra mm a c on tengono ind iri zz i a ss o lu ti e l'e v en tua le ril o c a z ione de l p rog ra mm a può a vv en ire s o lo s e ta li i nd iri zz i v engono ric a lc o la ti C on ve rs ion e h a rd w a re d e g li i nd ir izz i: • reg is tr o ded ic a to c he c on tiene il v a lo re d i I b de l p rog ra mm a in e s e c u z ione • il v a lo re c o rr en te de l reg is tr o ded ic a to v iene au to m a tic a m en te s o mm a to ag li i nd iri zz i l og ic i c on tenu ti ne lle is tr u z ion i c h e non ca m b ia no m a i • ril o c a z ione d ina m ic a a c o s to z e ro : è s u ff ic ien te m od ifi c a re il v a lo re de l reg is tr o ded ic a to

☞ E s e c u z ione in p re s en z a d i un s is te m a ope ra tiv o ⇒ le is tr u z ion i de v ono c on tene re ind iri zz i l og ic i c on po c he e cc e z ion i...

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 26 IND IR IZZ A M EN T O D IRE TT O

I e ff de ll'ope rando c on te nu to n e ll'i s tr u z ion e

IND IR IZZ A M EN T O I ND IRE TT O (o D IFF ER IT O)

I e ff de ll'ope rando c on te nu to n e ll a lo ca z ion e d i m e m o ri a ind ir izz a ta d a l ca m po op e ra ndo d e ll'i s tr u z ion e

L 'ind iri zz a m en to ind ire tt o c o s ta un c ic lo d i m e m o ria in p iù , ris pe tt o a ll'i nd iri zz a m en to d ire tt o : • s ono ne c e ss a ri du e access i a ll a m e m o ri a : - il p rim o pe r le gg e re l'i nd ir izz o d e ll' op e ra ndo - il s e c ondo pe r acce d e re a ll' op e ra ndo

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 27 IND IR IZZ A M EN T O M ED IAN T E RE GI S T R O (r e fe rr e d a dd ress ing o po in te r a dd ress ing ) I e ff v iene c a lc o la to in fun z ione d i uno o p iù reg is tr i

T e c n ic a p iù s e m p lic e : un reg is tr o c on tiene l'ind iri zz o de ll'ope rando de ll'i s tr u z ione

T e c n ic he p iù c o m p le ss e : I e ff = re g is tr o b ase + re g is tr o ind ice + s p ia zz a m e n to c o s tan te (d is p la c e m en t)

V a lo re de llo s p ia zz a m en to • se n z a se gno • c on se gno ( s p ia zz a m en to re la tiv o )

U n s o lo a cc e ss o a lla m e m o ria

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 28 IND IR IZZ A M E N T O M E D IAN T E R E GI S T R O BA SE

• un re g is tr o b ase c on tiene l'i nd ir izz o d i pa rten z a d i un 'a rea d i m e m o ria in c u i s ono m e m o rizz a ti da ti o is tr u z ion i • lo s p ia zz a m e n to ( d i no rm a s en z a s egno ) pe rm e tt e d i a cc ede re a i v a ri e le m en ti d i ta le a rea

I e ff = R eg is tr o B a s e + S p ia zz a m en to

D im e n s ion e d e ll' a rea ind ir izz a b il e d ipende da lla d im en s ione (in b it) de l c a m po in c u i v iene m e m o rizz a to lo s p ia zz a m en to

IND IR IZZ A M E N T O M E D IAN T E R E GI S T R O I ND IC E

• il c a m po re la tiv o a llo s p ia zz a m e n to c on tiene , in rea ltà , l'i nd ir izz o d i pa rten z a d i un 'a rea d i m e m o ria in c u i è m e m o rizz a ta una s tr u tt u ra da ti (v e tt o re ) • un re g is tr o ind ice pe rm e tt e d i a cc ede re a i v a ri e le m en ti de lla s tr u tt u ra (de l v e tt o re )

I e ff = Ind iri zz o B a s e + R eg is tr o Ind ic e

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 29 IND IR IZZ A M E N T O R E L A T IV O A L P R OG RA M C O UN T E R

Is tr u z ion i d i s a lto ⇒ ope rando = is tr u z ione a c u i pa ss a re il c on tr o llo

In gene re , il c a m po ope rando d i ta li i s tr u z ion i c on tiene • non l'ind iri zz o c u i s a lta re , ben s ì • uno s p ia zz a m e n to re la tiv o ( c ioè c on s egno ) ris pe tt o a l v a lo re c o rr en te de l p rog ra m c oun te r

I e ff = P C + S p ia zz a m en to R e la tiv o

P C g ià in c re m en ta to ⇒ c on tiene l'ind iri zz o de ll'i s tr u z ione s u cc e ss iv a a que lla in e s e c u z ione

O pe rand i de lle is tr u z ion i d i s a lto ind ip e nd e n ti d a ll a po s iz ion e de l p rog ra mm a in m e m o ria

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 30 IND IR IZZ A M EN T O IMM ED IA T O

O pe rando (v a lo re c o s tan te ) ne ll'i s tr u z ione

A DD A R , 120 ; A R ← A R + 120

• 120 in una lo c a z ione d i m e m o ria + ind iri zz o d i ta le lo c a z ione ne ll'i s tr u z ione A DD • 120 in s e rit o d ire tt a m en te ne ll'i s tr u z ione A DD

V a n ta gg io il reg is tr o IR c on tiene il v a lo re de ll'ope rando e qu ind i non è ne c e ss a rio un u lte rio re a cc e ss o a lla m e m o ria

• la c o s tan te può e ss e re c on tenu ta ne ll'i s tr u z ione? • c od ic i ope ra tiv i d iv e rs i: - A DD A R , V a r ; ind iri zz o - A DD A R , 120 ; c o s tan te

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 31 ARCH IT E TT URE A RE GI S T R I G ENERA L I

C P U in s ta to d i a tt esa se op e ra ndo s o rg e n te in m e m o ri a p ri n c ip a le

V e lo c ità d i e labo ra z ione de lla C P U li m ita ta da lla v e lo c ità de lla m e m o ria p rin c ipa le

Lo s te ss o tipo d i i s tr u z ione v iene e s egu ita • p iù v e lo c e m en te s e c o in v o lge s o lo reg is tr i m a cc h ina • p iù len ta m en te s e c o in v o lge una o p iù lo c a z ion i d i m e m o ria p rin c ipa le

T e m po d i esec u z ion e de ll’i s tr u z ione d ire tt a m en te p ropo rz ion a le a l nu m e ro d i access i a ll a m e m o ri a

D ue te c n ic he pe r m ig lio ra re le p re s ta z ion i de lla C P U : • u tili zz a re m e m o ri a cac h e • a u m e n ta re il nu m e ro de i re g is tr i m a cc h ina

T e c n ic he ind ipenden ti e qu ind i u tili zz ab ili ne lla s te ss a C P U

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 32 M e m o ri a cac h e

• ne lla C P U , oppu re e s te rna • d e l tu tt o in v is ib il e a ll’ u tili zz a to re - non e s is tono is tr u z ion i pe r a cc ede re a lla m e m o ria c a c he

• c on tiene una c op ia d i una po rz ione c on tigua d i m e m o ria p rin c ipa le (c od ic e e /o da ti) • pe rm e tt e un a cc e ss o p iù v e lo c e a lle in fo rm a z ion i in e ss a m e m o rizz a te

In c re m e n to d e l nu m e ro d e i re g is tr i m acc h in a

• è e s te rna m en te v is ib il e - le is tr u z ion i m a cc h ina de v ono po te r a cc ede re a i v a ri reg is tr i e s is ten ti

R eg is tr i o rgan izz a ti i n una p icc o la m e m o ria , in te rna a lla C P U , i c u i e le m en ti (i reg is tr i) s ono • ind ir izz a b ili d ir e tt a m e n te • u tili zz a b ili i nd iff e re n te m e n te - qua lc he e cc e z ione

O gn i reg is tr o • può c on tene re un va lo re o un ind ir izz o • può e ss e re u tili zz a to c o m e re g is tr o b ase o c o m e re g is tr o ind ice

A rc h ite tt u ra a re g is tr i g e n e ra li E labo ra to ri c on 8 , 16 , o p iù reg is tr i gene ra li N u m e ro e ss en z ia lm en te lim ita to da l c o s to

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 33 C ISC e R ISC

E labo ra to ri a reg is tr i gene ra li d i due tip i: • C o m p lex In s tr u c tion -S e t C o m pu te r (C IS C ) • R e du ce d In s tr u c tion -S e t C o m pu te r (R IS C )

Di ff e ren z e : • nu m e ro e c o m p le ss ità de lle is tr u z ion i m a cc h ina • d iv e rs e s tr a teg ie pe r a cc ede re ag li ope rand i i n m e m o ria p rin c ipa le

Cl a ss ic o e s e m p io d i C IS C (In te l, M o to ro la ): • g rande v a rie tà d i tip i d i da ti e d i m oda lit à d i ind iri zz a m en to • in s ie m e e s te s o d i i s tr u z ion i • po ss ib ili tà d i a cc ede re a p iù ope rand i i n m e m o ria ne lla s te ss a is tr u z ione (un 'un ic a is tr u z ione pe rm e tt e d i s o mm a re due ope rand i i n m e m o ria e d i m e m o rizz a re il ris u lta to in m e m o ria - 3 a cc e ss i)

M agg io re c o m p le ss ità ne lla rea lizz a z ione de ll'un ità d i c on tr o llo E s e c u z ione de lle is tr u z ion i m a cc h ina c o m anda ta da m ic ro c od ic e e de te rm ina ta d i v o lta in v o lta e in ba s e a l tipo d i ope rand i c o in v o lti M agg io re fle ss ib ili tà (m od ifi c a de lle m ic ro is tr u z ion i) M ino ri p re s ta z ion i g loba li

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 34 U n R IS C non pe rm e tt e a lle is tr u z ion i m a cc h ina c he ag isc ono s u ll'A L U o s u lla F P U (F loa ting P o in t U n it) d i a cc ede re d ire tt a m en te a lla m e m o ria

Le is tr u z ion i po ss ono a cc ede re s o lo a i reg is tr i

L 'a cc e ss o a lla m e m o ria a vv iene e sc lu s iv a m en te m ed ian te is tr u z ion i d i lo a d e s to re

S e m p lif ic a z ione de l p roge tt o de ll'un ità d i c on tr o llo (non p iù m ic ro p ro g ra mm a ta ) A u m en to de lle p re s ta z ion i g loba li

A tt ua lm en te , nono s tan te i v an tagg i o ff e rti da i R IS C , è p redo m inan te il nu m e ro d i C IS C s u l m e rc a to (g li In te l 80 x 86 s ono C IS C )

La tenden z a è que lla d i p roge tt a re nuo v i C IS C , c o m pa tib ili c on i p re c eden ti, c he in c ludono tip ic he sc e lte R IS C ad e s e m p io , a lc une is tr u z ion i m a cc h ina de l 486 e de l P en tiu m v engono e s egu ite s en z a m ic ro c od ic e

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 35 D ISP O S IT IV I D I IN G RESS O / USC IT A

E s te rn i a lla C P U P a rte de l c on tr o llo de ll'I/O può e ss e re ne lla C P U

• d is po s it iv i d i i ng ress o : t a s tie re , m ou s e , sc anne r, d is po s iti v i pe r inpu t v o c a le • d is po s it iv i d i u sc it a : sc he rm i a lfanu m e ric i e /o g ra fic i, s ta m pan ti, d is po s iti v i pe r ou tpu t v o c a le • d is po s it iv i d i i ng ress o e u sc it a : re ti d i c o m un ic a z ione • d is po s it iv i d i m e m o ri zz a z ion e : na s tr i, d isc h i m agne tic i e o tt ic i - ( le m e m o rie s e c onda rie s ono c on s ide ra te a tu tt i g li e ff e tt i d is po s iti v i d i I/O e c o m e ta li v engono ge s tit e )

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 36 T e c n ic he d i c o m un ic a z ione tr a C P U e d is po s iti v i:

• I/O m a pp a to in m e m o ri a - lo c a z ion i d i m e m o ria p rin c ipa le , d i i nd iri zz i fiss i, a ss egna te pe rm anen te m en te a l d is po s iti v o d i I/O le tt u re e /o sc ritt u re s u ta li l o c a z ion i hanno au to m a tic a m en te e ff e tt o s u l d is po s iti v o d i I/O

• I/O non m a pp a to in m e m o ri a - s pe c ia li i s tr u z ion i d i I/O pe r la le tt u ra (IN pu t) e la sc ritt u ra (O U T pu t) s p a z io d i i nd ir izz a m e n to d e ll'I/O a l d is po s iti v o d i I/O v engono a ss egna te 1 + po rt e

N e l p rim o c a s o : • tu tt e le is tr u z ion i ( c he a cc e tt ano c o m e ope rando un ind iri zz o d i m e m o ria ) po ss ono esse re u tili zz a te p e r ese gu ir e d e ll'I/O • de v e e s is te re una g es tion e h a rd w a re de lle lo c a z ion i d i m e m o ria ris e rv a te a i d is po s iti v i d i I/O

VAX - s o lo I/O m appa to in m e m o ria ⇒ non es is tono is tr u z ion i d e d ica te d i I/O

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 37 E s is tono d is po s iti v i d i I/O in c u i • pe r a lc une fun z ion i s i u tili zz ano ind iri zz i d i m e m o ria • pe r a ltr e fun z ion i s i u tili zz ano ind iri zz i d i I/O

E s e m p io : a d a tt a to re v id e o • v is ua lizz a z ione da ti s u llo sc he rm o m appa to in m e m o ria : b it m ap ( a rr a y d i b y te c he de sc riv e i pun ti, o p ix e l, v is ua lizz a ti s u llo sc he rm o ) può o cc upa re 16 k , 32 k , 256 k o p iù b y te d i m e m o ria p rin c ipa le • m od ifi c a de lla m oda lit à g ra fic a c on is tr u z ion i d i I/O

V ideo a lfanu m e ric o 24 ∗ 80 c a ra tt e ri

b /w ➨ 1920 b y te

V ideo g ra fic o 480 ∗ 640 p ix e l

b /w ➨ 38400 b y te 256 c o lo ri ➨ 307200 b y te 16 M c o lo ri ➨ 921600 b y te

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 38 O PE RA Z IO N I S U I D ISP O S IT IV I D I I/O

O pe ra z ion i l og ic he s u d is po s iti v o d i I/O: • le tt u ra d i un d a to da una po rta d i i npu t; • le tt u ra d e ll o s ta to de l d is po s iti v o da una po rta d i c on tr o llo ; • in v io d i un d a to s u una po rta d i ou tpu t; • in v io d i un c o m a ndo s u una po rta d i c on tr o llo .

E se m p io - S ta m pan te c on una po rta d i ou tpu t e una po rta d i c on tr o llo • i da ti i n v ia ti a lla po rta d i ou tpu t v engono s ta m pa ti • i c o m and i i n v ia ti a lla po rta d i c on tr o llo v engono e s egu iti M ed ian te c o m and i l a C P U può • c h iede re lo s ta to de l d is po s iti v o • a tt iv a re o d is a tt iv a re il d is po s iti v o • in iz ia re un 'ope ra z ione d i tr a s fe rim en to da ti

In p ra tic a : • ope ra z ion i d i inpu t - da to o s ta to de l d is po s iti v o • ope ra z ion i d i ou tpu t - da to o c o m ando

B u s deg li i nd iri zz i + bu s da ti + linee d i c on tr o llo I/ O R EA D , I/ O W R IT E e R EA D Y

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 39 Inpu t: ➊ C P U - bu s deg li i nd iri zz i

ind iri zz o po rta d i I/O ➋ C P U - r ic h iede un 'ope ra z ione d i i npu t ⇒ s egna le s u lla linea I/ O R EA D ➌ d is po s it iv o d i I/O - c a ric a l'in fo rm a z ione ric h ie s ta s u l bu s de i da ti ➍ d is po s it iv o d i I/O - ind ic a c he l'in fo rm a z ione è s u l bu s de i da ti ⇒ s egna le s u lla linea R EA D Y

O u tpu t: ➊ C P U - bu s deg li i nd iri zz i

ind iri zz o po rta d i I/O; bu s de i da ti

da to da in v ia re ➋ C P U - r ic h iede un 'ope ra z ione d i ou tpu t ⇒ s egna le s u lla linea I/ O W R IT E ➌ d is po s it iv o d i I/O - legge il da to c on tenu to ne l bu s de i da ti ➍ d is po s it iv o d i I/O - ind ic a la fine de ll'ope ra z ione (d is pon ib ili tà de i bu s ) ⇒ s egna le s u lla linea R EA D Y

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 40 G ES T IO N E D E I D ISP O S IT IV I D I I/O

C a ra tt e ris tic he de i d is po s iti v i d i I/O: • fun z ion a m e n to c o m p le ta m en te as in c rono r is pe tt o a que llo de ll'un ità c en tr a le • ve lo c it à in fe ri o re s ia a que lla de ll'un ità c en tr a le (s pe ss o d i a lc un i o rd in i d i g rande zz a ), s ia a que lla de lla m e m o ria p rin c ipa le • fo rm a to d e i d a ti, in gene re , d iff e re n te da que llo u tili zz a to ne ll'un ità c en tr a le

G e s tione de i d is po s iti v i d i I/O: • s o ft w a re - p rog ra m- d riv en • ha rd w a re - in te rr up t - D M A - Di re c t M e m o ry A cc e ss

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 41 G ES T IO N E S O FT W AR E - P O LL IN G

Il p rog ra mm a de v e c on tr o lla re pe riod ic a m en te lo s ta to d i ogn i d is po s iti v o (po lli ng ), a l fine d i a cc e rta rs i s e è po ss ib ile (o ne c e ss a rio ) e s egu ire un 'ope ra z ione d i I/O - s e rv ire il d is po s iti v o

P e r ogn i d is po s it iv o d i i npu t, la C P U de v e : ➊ ric h iede re lo s ta to de l d is po s iti v o ➋ v e rif ic a re s e s u l d is po s iti v o è d is pon ib ile un da to ➌ in c a s o a ff e rm a tiv o , e s egu ire l'inpu t de l da to

P e r ogn i d is po s it iv o d i ou tpu t, la C P U de v e : ➊ ric h iede re lo s ta to de l d is po s iti v o ➋ v e rif ic a re s e il d is po s iti v o è p ron to a ric e v e re un da to ➌ in c a s o a ff e rm a tiv o , in v ia re a l d is po s iti v o il da to e , s e ne c e ss a rio , il c o m ando d i e ff e tt ua re l'ou tpu t

P e r e ff e tt ua re l'inpu t o l'ou tpu t d i ogn i da to è ne c e ss a rio ese gu ir e un appo s ito s o tt op rog ra mm a

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 42 V a n ta gg i: • non è ric h ie s to ha rd w a re agg iun tiv o

S va n ta gg i: • no te v o le c on s u m o d i te m po d i c a lc o lo - ric h ie s ta e v e rif ic a pe riod ic a de llo s ta to d i tu tt i i d is po s iti v i, c o m p re s i que lli c he - non hanno b is ogno d i e ss e re s e rv iti - non s ono an c o ra p ron ti - in te rv a llo d i te m po tr a due c on tr o lli s u cc e ss iv i fun z ione de lla v e lo c ità de l d is po s iti v o da ge s tir e : p iù il d is po s iti v o è v e lo c e , p iù i c on tr o lli de v ono e ss e re fr equen ti - po ss ib ili tà d i pe rde re da ti i n ing re ss o

• s e s i agg iunge un d is po s iti v o d i I/O, è ne c e ss a rio m od ifi c a re il p rog ra mm a d i ge s tione de lle pe rif e ric he

P uò non ga ran tir e te m p i d i ris po s ta s u ff ic ien te m en te rap id i pe r il s e rv iz io de i d is po s iti v i m o lto v e lo c i (d isc h i m agne tic i), oppu re può a rr iv a re a m onopo lizz a re la C P U pe r tr oppo te m po

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 43 G ES T IO N E HARD W AR E - IN T E RRU Z IO N I

H a rd w a re d e d ica to s o v rappo s iz ione e labo ra z ion i C P U e I/O

La C P U in iz ia un 'op e ra z ion e d i I/O ( una le tt u ra ) e qu ind i ri p re nd e la s u a e la bo ra z ion e Q uando il da to da legge re è p ron to , il d is po s iti v o in v ia a lla C P U una ri c h ies ta d i se rv iz io ( in te rr up t) A que s to pun to , la C P U può tr a s fe rir e il da to da l d is po s iti v o a lla m e m o ria p rin c ipa le

Q uando ric e v e un in te rr up t la C P U de v e : • acc o rg e rs i c he e s is te una ri c h ies ta d i s e rv iz io in gene re , s o lo dopo la fase d i exec u te de ll'i s tr u z ione c o rr en te • id e n tif ica re il tipo d i s egna le d i in te rr up t e de c ide re s e s odd is fa re oppu re no la ric h ie s ta - po ss ib ili tà d i d is ab ili ta re il s is te m a d i i n te rr u z ione e s te rno • se rv ir e la ri c h ies ta - in te rr o m pendo , in m odo de l tu tt o tr a s pa ren te , il p rog ra mm a in e s e c u z ione e pa ss ando il c on tr o llo ad una oppo rtuna rou tin e d i se rv iz io ( ge s to re ) de ll'i n te rr up t

Tu tt o in ha rd w a re

A rc h ite tt u ra deg li E labo ra to ri - 44 A tt iva z ion e d e ll a rou tin e d i se rv iz io de ll'i n te rr up t d ipende da ll'a rc h ite tt u ra

C a s o p iù s e m p lic e : un ic o s o tt op rog ra mm a , in po s iz ione fiss a , c he • iden tif ic a il tipo d i s o rgen te e il tipo d i ric h ie s ta • c h ia m a la rou tine d i s e rv iz io oppo rtuna

T e c n ic a p iù s o fis tic a ta : ve tt o re , in po s iz ione fiss a , c on te n e n te g li i nd ir izz i d e ll e rou tin e d i se rv iz io S e la C P U a cc e tt a d i s e rv ire l'in te rr up t, il d is po s iti v o in te re ss a to in v ia s u l bu s de i da ti un ind ice c he pe rm e tt e d i s e le z iona re (in ha rd w a re ) un e le m en to de l v e tt o re (c ioè una rou tine d i s e rv iz io )

E labo ra to re ad in te rr up t ve tt o ri zz a ti