Arquitetura de Computadores - Modos de Endereçamento, Montadores, Compiladores e Linguagens

UNIVERSIDADE FEDERAL RURAL DO SEMIÁRIDO 1 Sobre o modo de endereçamento direto responda a Como ele funciona b Em quais aspectos ele é melhorpior que o modo de endereçamento imediato justifique 2 Sobre o modo de endereçamento via registrador responda a Como ele funciona b Faça um comparativo desse modo de endereçamento com o modo de endereçamento direto em termos de velocidade no acesso aos operandos e tamanho do campo de endereços justifique sua resposta 3 Quais etapas são efetuadas pelo Montador durante a tradução de programas escritos em linguagem de montagem programasfonte para seus equivalentes em linguagem de máquina programasobjeto Descreva o objetivo de cada uma dessas etapas 4 O que são compiladores e montadores Quais as diferenças e semelhanças existentes entre eles 5 Faça um comparativo entre linguagens de altonível e de máquina dissertando sobre a O nível de complexidade de cada uma delas b A correspondência entre a quantidade de instruções em linguagem de máquina necessárias para implementar uma instrução em linguagem de altonível 6 Disserte acerca do tamanho do campo de endereços presente nas instruções do nível ISA destacando aspectos como espaço ocupado pelos programas armazenados na memória principal desempenho da execução dos programas e resolução no acesso as informações armazenadas na memória 7 Disserte acerca da relação entre a quantidade de bits que compõe o código de operação e a quantidade de instruções definidas no nível ISA 1 Sobre o modo de endereçamento direto responda a Como ele funciona Ele funciona a partir da transferência de um byte ou uma palavra entre uma posição de memória e um registrador ou seja o operando é o conteúdo de um registrador especificado na instrução b Em quais aspectos ele é melhorpior que o modo de endereçamento imediato justifique Podemos dizer que o método imediato é mais simples e rápido de obter um dado é indicar seu próprio valor no campo operando da instrução em vez de buscálo na memória assim é o modo de endereçamento imediato 2 Sobre o modo de endereçamento via registrador responda a Como ele funciona Na instrução temos um campo de endereço que se refere à um registrador ao invés de um endereço de memória b Faça um comparativo desse modo de endereçamento com o modo de endereçamento direto em termos de velocidade no acesso aos operandos e tamanho do campo de endereços justifique sua resposta Os registradores são endereções de memória que respondem muito mais rápido do que a memória principal o fato de utilizar registrador para armazenar o operando vai fazer com que a operação seja transcorrida de maneira mais rápida 3 Quais etapas são efetuadas pelo Montador durante a tradução de programas escritos em linguagem de montagem programasfonte para seus equivalentes em linguagem de máquina programasobjeto Descreva o objetivo de cada uma dessas etapas A tradução é feita em duas etapas as quais são realizadas em sequência geração de um programa em linguagem alvo programa objeto Execução do programa gerado Aseembly representação simbólica da linguagem de máquina linguagem objeto linguagem de máquina a geração de um programa na linguagem alvo é dada como um o programa é escrito é denominada de linguagem fonte e a linguagem para a qual o programa é convertido é denominada de linguagem alvo O objetivo dos tradutores é disponibilizar o programa em uma linguagem aceita pelo processador hardware ou um interpretador e a execução de um programa gerado é Um programa de computador é primeiramente carregado na memória do computador usualmente pelo sistema operacional O sistema operacional organiza três blocos de memória também chamados segmentos O primeiro é o segmento de código que é estático em tamanho e em conteúdo 4 O que são compiladores e montadores Quais as diferenças e semelhanças existentes entre eles Um compilador pode ser dito como um programa de sistema que traduz um programa descrito em uma linguagem de alto nível para um programa equivalente em código de máquina para um processador já um montador é uma ferramenta que converte código em linguagem de montagem assembly para código em linguagem de máquina e produz o código objeto como saída O código objeto é um arquivo binário que representa o mapa de memória que será utilizado em um simulador da CPU Montador e compilador tem a semelhança de serem programas usador para converter código legível ao código que pode ser entendido por um computador Podese dizer que a diferença entre eles é que compilador analisa o códigofonte e o converte para um códigoassembly versão mnemônica da linguagem de máquina O montador traduz o código assembly para código de máquina código objeto Porém esta forma é intermediária não podendo ser lida pelo programador nem executada pelo computador 5 Faça um comparativo entre linguagens de altonível e de máquina dissertando sobre a O nível de complexidade de cada uma delas Linguagens de alto nível são aquelas que sintaxe é voltada para o entendimento humano Isso significa que esse tipo de linguagem é muito mais intuitivo Para que isso seja possível as linguagens de alto nível abstraem conceitos voltados para a máquina e sintetizam comandos Por exemplo print e delete são instruções comuns nessas linguagens que como os termos sugerem servem para mostrar uma informação na tela ou deletar algum dado respectivamente Linguagem de máquina é a linguagem de mais baixo nível de entendimento pelo ser humano e a única na verdade entendida pelo processador UCP É constituído inteiramente de números o que torna praticamente impossível entendêla diretamente b A correspondência entre a quantidade de instruções em linguagem de máquina necessárias para implementar uma instrução em linguagem de alto nível Linguagem assembly é dependente da máquina porém utiliza palavras reservadas para codificar instruções mnemônicos sendo assim outros níveis são independentes de máquina e facilitam leitura e escrita dos programas por parte do ser humano a complexidade atual de programas exigem cada vez mais o emprego destas linguagens 6 Disserte acerca do tamanho do campo de endereços presente nas instruções do nível ISA destacando aspectos como espaço ocupado pelos programas armazenados na memória principal desempenho da execução dos programas e resolução no acesso as informações armazenadas na memória As instruções de nível ISA são aquelas para as quais o compilador deve gerar um código executável que por sua vez gera chamadas adicionais ao Sistema Operacional para gerar um programa executável Assim sendo um projetista deve conhecer o conjunto de informações que definem o nível ISA Antes de o programa ser executado em linguagem de máquina ele é armazenado na memória principal A memoria é dividida em células referenciadas por endereções consecutivos onde cada células pode ter qualquer tamanho O acesso a memorias alinhadas são mais eficientes porem a leitura de um endereço arbitrário requer um hardware mais sofisticado e mais caro Mesmo quando alinhadas os acessos a memória podem ser não alinhados devido a manutenção de compatibilidade com arquiteturas antigas 7 Disserte acerca da relação entre a quantidade de bits que compõe o código de operação e a quantidade de instruções definidas no nível ISA Podese dizer que os programas em diversas linguagens são traduzidos para uma linguagem intermediária comum da mesma forma que Java converte para Bytecode O hardware deve ser capaz de executar programas de nível ISA diretamente O Nível ISA Define a interface entre os compiladores e o hardware sendo assim é uma linguagem que ambos devem entender Os compiladores devem saber transformar de uma linguagem alto nível para uma linguagem do nível ISA Os níveis ISA dependem de uma negociação entre os projetistas de compiladores e os engenheiros de Hardware Engenheiros de Hardware felizes e desenvolvedores de Software contentes logo as novas máquinas devem ser compatíveis com antigos Sistemas Operacionais com aplicações já desenvolvidas então o desafio é construir máquinas melhores e compatíveis com as anteriores