Estructura de computadores

Asignación 1

Desarrolle los siguientes ejercicios; explicándolos conceptos usados y el proceso ejecutado. Si lo prefiere, puede separar el desarrollo de la asignación en dos partes: una con la explicación teórica de los conceptos usados para resolver los problemas y otra para la resolución de los ejercicios y su explicación

1.  Convierta los siguientes pares de números decimales a números de 5 bits en complemento a-2, luego de ello, súmelos. Determine si ocurre o no un desbordamiento.

Teoría;

Si quieres pasar de decimal a binario es tan sencillo como ir dividiendo el número entre dos (sucesivamente hasta que ya no podemos hacer más divisiones)  y anotar en una columna, a la derecha, el resto. En esa columna debes anotar un 0 si el resultado de la división es par, y un 1 si el resultado muestra un número impar. El resultado que te permitirá conocer el número binario es leer de abajo hacia arriba la lista de ceros y unos que nos haya salido, empezando por el ultimo cociente y seguidamente todos los restos.

Números de cinco bits en complemento a-2 :  Número de cinco bits, el primer bit pertenecerá al signo de la magnitud (0 es + y 1 es -) y los cuatro siguientes al número que nos den en el ejercicio. Para pasar este número a formato a-2 tendremos que partiendo del número en formato binario inicial, cambiar todos los 1 a 0 y los 0 a 1 a partir del primer 1 empezando por la derecha,   mantener ese 1 y los bits anteriores  a su derecha como estaban.

Suma de binarios: La suma y resta cumplen estas tablas:

Desbordamiento: Cuando se suman dos números y el número de bits requerido para representar la suma excede al número de bits de los dos números, se produce un desbordamiento que se indica mediante un bit de signo incorrecto. Un desbordamiento se puede producir sólo cuando ambos números son positivos o negativos

Resolución:

1. 4 y 11 Pasaremos a binario, luego a complemento a 2  y finalmente a cinco bits.  Por lo visto en teoría:

4  =  0100 (binario) / Complemento a2 =1100  / En 5 bits=11100 (esto representa el -4)

11= 1011(binario) / Complemento a2=0101 /En 5 bits=10101 (esto representa el -11)

Suma=10001 Por tanto no se produce desbordamiento ya que no supera la cantidad de -15

1. 6 y 13 Pasaremos a binario, luego a complemento a 2  y finalmente a cinco bits.  Por lo visto en teoría:

6=0110(binario) / Complemento a2=1010 / En 5 bits=11010 (esto representa el -6)

13=1101(binario)/Complemento a2=0011/ En 5 bits=10011 (esto representa el -13)

Suma=01101 Por tanto se produce desbordamiento supera la cantidad de -15

1. -13 y 12 Pasaremos a binario, luego a complemento a 2  y finalmente a cinco bits.  Por lo visto en teoría: recordemos que para poner en binario un número negativo primero tendremos que crearlo en positivo y luego pasarlo a a2, de esa forma tendremos el valor negativo.

13= 1101(binario) pasamos a negativo -13=0011 / Complemento a2= 1101/ En 5 bits= 01101(esto representa el 13)

12= 1100(binario)/Complemento a2=0100 / En 5 bits= 10100(esto representa el -12)

Suma= 00001 Por tanto no se produce desbordamiento ya que no supera la cantidad de 15

1.  Escriba la siguiente cadena de texto usando codificación ASCII. Luego de ello, muestre cómo pueden ser almacenadas en una memoria direccionable por byte sobre una máquina big-edian, empezando en la dirección de memoria 0x1000100C. Use un diagrama de memoria similar al de la Figura 8 (página 22) del manual de la asignatura. Claramente indicar la dirección de memoria para cada byte.

Teoría; buscaremos en las tablas de ASCII y podremos encontrar que:

C=43, O=4F, M=4D, P=50, U=55, T=54, A=41, D=44,O=4F, R=52, A=41

Maquina Big-edian: La asignación del byte dentro de la palabra en big-edian se realiza  teniendo en cuenta el byte inferior de memoria direccionado y es usado para los bytes más significativos de la palabra  

Resolución:

COMPUTADORA corresponderá con 0X434F4D50555441444F5241

Asignación Big-Edian:

1.  Para la siguiente declaración en C, ¿cuál es el código de ensamblador MIPS correspondiente? Asuma que las variables f,g,h e i son dadas y podrían ser consideradas enteros de 32 bits como se declara en un programa C. Use el número mínimo de instrucciones ensamblador.

[pic 14]

Teoría:

Código ensamblador MIPS

[pic 15]

[pic 16]

Cabe indicar que una instrucción en lenguaje ensamblador equivale a una instrucción en lenguaje de máquina. Dado que las operaciones aritméticas y lógicas trabajan solo con tres operandos, no podemos ejecutar esta instrucción en su totalidad, el compilador debe fraccionarla en varias instrucciones, dado que MIPS ejecuta una instrucción a la vez. Lo primero que se debe hacer es restar h-5 introducirlo en una primera variable y posteriormente sumar el valor de esta variable con g e introducirlo en una segunda variable, guardando su resultado en un registro temporal.

...