Important
Si encuentran algun link roto o tienen alguna duda, no duden en decirme por mail fabianmartinezrincon.123@gmail.com
Literal Estan todas las practicas resueltas y corregidas
- Pila, Subrutinas y Parametros
- Interrupciones
- Risc
- Ejercicios_Random
- Practica 2
- Practica 3
- Practica 4
- Practica 5
- Practica 6
- Teoria (Para el Primer Parcial)
- Teoria Apuntes
- Parciales
- Copiar Pegar
- Resumen Assembly
Link de donde me mire todas las clases Drive
Esto ya es lo ultimo para el final (Me queda este y el de concurrente y termino el Analista Programador Universitario). A meterle!!!
@carolina
1) Que métodos como pasaje de parametros podemos utilizar en una computadora?
Via registros:
Para pasar los parametros se usan los registros del procesador. Su principal limitación son los registros disponibles, es importante documentar cuales son los registros que estamos usando para evitar conflictos
Via Memoria
Los parametros se almacenan en un area difinida en la memoria RAM, es util cuando se deben pasar grandes cantidades de datos, pero es dificil de estandarizar.
Via PILA/STACK
Los parametros se colocan en la pila. Es el metodo mas utilizado, no depende ni de la memoria ni de los registros, hay que saber bien como utilizarlo ya que la pila es usada tanto por el sistema como por los programas del usuario.
Tambien puede tocar la siguiente pregunta: Explique los métodos de pasaje de argumentos a procedimientos o funciones.
2) Explique características y tratamiento de interrupciones múltiples.
Las interrupciones multiples es cuando se reciben varias interrupciones al mismo tiempo. Son 3 caracteristicas
Prioridad de interrupciones:
Las interrupciones suelen tener una prioridad. Esto permite que el sistema decidir cual interrupcion debe manejar primero en caso de que ocurran multiples interrupciones.
Mascara de Interrupciones:
Algunos sistemas permiten desactivar temporalmente interrupciones (GENERALMENTE LAS DE MENOR PRIORIDAD) Utilizando las mascaras de interrupciones, esto ayuda a que las interrupciones de mayor prioridad no sean interrumpidad con las de mayor prioridad.
Gerarquia de interrupciones: Enmascarables y no Enmascarables, Enmascarables pueden ser ignoradas (de baja prioridad) y las no Enmascarables no se pueden ignorar y son de alta prioridad
Nivel de anidación:
El sistema debe ser capa de manejar nivel de anidación. Si esta atendiendo una interrupcion y ocurre otra de mayor prioridad la interrupcion actual se suspende temporalmente, el sistema atiende la nueva interrupcion y al finalizar regresan para continuar con la interrupcion inicial.
- Tratamiento: Se puede atender una interrupcion e inhabilitar a las demas con el uso de mascaras de interrupciones, de esta manera las interrupciones se maneja de forma secuencial. (Esto no me quedo claro 😕)
- Tambien Es posible asignar prioridades a las interrupciones. Dependiendo del nivel de prioridad el sistema debe respetar su atención.
- Si se esta manejado una interrupcion de menor prioridad y llega una de mayor prioridad se debe atender primero la de mayor prioridad. Una vez finalizada el procesador retoma la atención de la interrupcion previa.
3) Describir el mecanismo de interrupciones
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- Generar la interrupción: Un disposito del sistema detecta un evento que requiere atención, por lo que se genera una señal de interrupción.
-
- Interrupcion del procesador: Cuando se genera una interrupción, el procesador suspende temporalmente su ejecución
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- Guardado de contexto: Antes de manejar la interrupción el procesador guarda el estado actual del programa en ejecución, el contador de programa, registros y otros datos relevantes.
-
- Rutina de manejo de interrupciones: El controlador de interrupciones (PIC) determina cual es la interrupción y proporciona un puntero al procesador para buscar en la tabla de vectores la dirección en donde se encuentra la rutina de la interrupción.
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- Ejecución de la rutina de manejo: El procesador comienza a ejecutar la rutina de manejo de interrupcion que corresponde, una vez finalizada la rutina el control es devuelto al punto del programa en donde se detuvo inicialmente.
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- Restauración del estado/contexto: Despues de que se maneja la interrupción el procesador restaura el estado previo/guardado (Los registros y la dirección del programa (PC)), permitiendo que el programa restaure su estado original/inicial antes de que ocurra la interrupción.
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- Continuación de la ejecución: Con el contexto restaurado, el programa original continuo su ejecución en el punto en donde se interrumpio
4) Describa como se realiza el reconocimiento de interrupciones vectorizadas mediante el pic.
- Se genera una interrupción de un dispositivo externo o una señal de sofware, el pic recibe esa interrupción y la clasifica segun la prioridad que tenga, le avisa al procesador/CPU que hay una interrupción que tiene que se atendida, por la linea (IntR).
- La CPU al finalizar la instrucción actual, responde al PIC que acepta la interrupción por la linea (INTA), Solicitando el puntero para acceder a la tabla de vectores.
- El PIC le manda al puntero que corresponde a esa interrupción y la CPU lo usa para acceder a la tabla de interrupciones que tiene la dirección donde se encuentra la rutina de servicio de esa interrupción.
- La CPU guarda su contexto actual (Contador de programa, registros, etc). Ejecuta la rutina del manejo de la interrupción y una vez finalizada, se le manda un señal al PIC de fin de interrupción (EOI) el PIC actualiza sus registros y puede anteder otras interrupciones.
- La CPU restaura el contexto previo que tenia antes de anteder a la interrupcion y continua la ejecución
5) Cual son las diferencias entre la terminación de una subrutina y un gestor de interrupciones?
- Formas de finalización
- Subritina: finalizan con la instrucción de retorno RET
- Gestor de interrupciones: Finaliza con la instrucción IRET
- Contexto de finalización:
- Subrutina: El contexto (Dirección de retorno, en algunos casos registros). Es gestionado por el programador y almacenado en la pila antes de la llamada a la subrutina. Al finalizar Se restaura manualmente desde la pila para volver al programa principal.
- Gestión de interrupciones: El contexto completo del programa interrumpido (contador del programa, registros, etc) es automaticamente guardado y restaurado por el hardware al inicio y al final del gestor de interrupciones respectivamente.
- Continuación del flujo de la interrupción:
- Subrutina: Al retornar el programa principal continua su ejecución en la linea posterior a la instrucción de llamada.
- El gestor de interrupciones: Una vez restaurado el contexto, la CPU reanuda automaticamente la ejecución del programa interrumpido desde el punto exacto en donde ocurrio la interrupción.
6) Esquematice y describa la estructura interna de un PIC.
- EOI: Fin de interrupción
- IMR: Mascara de interrupciones, Permite habilitar o deshabilitar ciertas interrupciones
- IRR: Petición de interrupción, identifica que interrupción tiene una solicitud de petición para ser antendida.
- ISR: Interrupción de servicio, indica cual es la interrupción que esta siendo atendida.
- INT0..INT7: Registros relacionados con el vector de interrupciones
1) A que se entiende por segmentación de cause (pipeline)
Es la forma de organizar el hardware de la CPU para realizar mas de una operacion al mismo tiempo. Divide el proceso de ejecución de las instrucciones en etapas, permitiendo que se ejecuten de manera simultanea.
2) Cual es el rendimiento de segmentación de cause
El rendimiento es la mejora de eficiencia del procesador al ejecutar varias interrupciones al mismo tiempo, dividiendo el proceso en varias etapas. Cada etapa trabaja en una parte diferente de una instrucción, lo que permite que varias instrucción se ejecuten de manera concurrente. Esto reduce el nro de ciclos de reloj necesarios para ejecutar instrucciones y aumentar el rendimiento.
Sin enbargo existen riesgos como la dependencia de datos o saltos condicionales que pueden interrumpir el flujo y reducir la eficiencia. El rendimiento mejora cuando el procesador maneja bien estos riesgos, pudiendo manejar mas interrupciones en menos tiempo.
Se podria consultar
3) Describa el problema y posibles soluciones ante el riego por transferencia de control de programa
Problema: Los riesgos por transferencia de control ocurren cuando el flujo del programa se ve alterado por las instrucciones de salto (Condicionales o incondicionales). Esto genera insertidumbre sobre que instrucción se tiene que seguir. Si ya se cargaron instrucciones incorrectas, debe descartarse lo que causa desperdicios de ciclos y penalización de rendimiento, Posibles soluciones:
Salto retardado: En la tecnica del salto retardado, el compilador reorganiza las instrucciones para que siempre alla algo que ejecutar despues del salto. Si no es posible agrega la instrucción NOP
Detención del cause: Cuando se encuentra una interrupción de salto el procesador detiene temporalmente la ejecución hasta que se resuelva si se toma o no el salto. Esto evita que se ejecuten instrucciones incorrectas pero genera un retraso en el flujo de instrucciones
Adelantar la resolución de los saltos a la etapa de codificación. En la etapa de codificación se identifica si la instrucción corresponde a un salto, la condición del salto se evalua mediante un restador y la dirección de destino de salto se calcula usando un sumador. Esto se debe a la toma de desiciones sobre el flujo de ejecución.
Predicción de salto: El procesador intenta predecir si el salto sera tomado o no, para seguir ejecutando instrucciones mientras se confirma la condición del salto. Hay dos tipos de predicciones, estan las estaticas y las dinamicas
- Estaticas: La predicción es fija, por ejemplo siempre se decide si se toman los saltos o no se toman
- Dinamica: Se basa en el historial de ejecuciones anteriores de la misma instrucción de salto. Ejemplo: Tabla de historias de salto o buffer de destino (Branch Target Buffer)
4) Ventajas de la segmentación de Cause
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- Mejora el rendimiento: La ejecución en paralelo acelera la velocidad de la ejecución de las instrucciones.
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- Aprovechamiento de recurso: mientras una unidad de ejecución realiza una operación, las etapas anteriores y posteriores pueden estar ocupadas con otras instrucciones, permitiendo un uso mas completo de las unidades funcionales.
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- Mayor paralelismo: Como varias instrucciones se ejecutan al mismo tiempo, la segmentación de Causa aumenta el nivel de paralelismo a nivel de instrucciones en el procesador.
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- Reducción del ciclo de reloj por instrucción: Reduce el tiempo necesario para ejecutar una instrucción completa al dividirla en etapas mas pequeñas.
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- Mejora de la predicción de salto: Tecnica que usa el procesador para anticipar si una instrucción de salto condicional se va a tomar o no, antes de que se evalue dicha condición. Esto ayuda a que el procesador siga trabajando sin detenerse mientras espera esa respuesta, evitante retrasos en el flujo de ejecución del programa.
6) Describa la dependencia de datos que puede afectar un cause segmentado
- RAW: Una instrucción necesita leer que aun no ha sido escrita por una instrucción.
- WAW: Dos instrucciones intantan escribir en el mismo lugar, pero deben hacerlo en orden distintos.
- WAR: Una instrucción quiere escribir en un dato que otra esta leyendo.
7) Describa 3 motivos de retardo de cause en la segmentación de cause
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- Dependencia de datos: Cuando una instrucción depende del resultado de la instrucción anterior que todavia no ha completado su etapa de ejecución. Tipos: RAW, WAW, WAR
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- Dependencias Estructurales: Cuando dos o mas instrucciones compiten por el mismo recurso en una etapa especifica del cause.
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- Dependencia de Control (Saltos): Ocurre cuando hay instrucciones de salto y el procesador no sabe que instrucción ejecutar hasta que no termina de evaluar la condición de salto. Esto podria insterrumpir el flujo del cause porque el procesador debe esperar el resultado de la condición para poder seguir.
7.2) ¿Que retardo produce cada una?
NO SABEMOS QUE RETARDO EN CUANTO A TIMPO | SIN CONTESTAR
1) Describa las 4 variantes de arquitectura de la Taxonomia Flynn
Las 4 principales variantes de taxonomia flynn son:
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- SISD (Single Instruction Single Data): Una sola unidad de procesamiento que ejecuta una secuencia de instrucciones, opera sobre un unico conjunto de datos en cada ciclo de reloj
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- SIMD (Single Instruction Multiple Data) Una unica instrucción se aplica simultaneamente a multiples conjuntos de datos. Esto permite que varias unidades de procesamiento ejecutan la misma operación en paralelo sobre diferentes datos al mismo tiempo.
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- MISD (Multiple Instruction Single Data): Multiples secuencias de instrucciones se ejecutan en paralelo en un solo conjunto de datos.
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- MIMD (Multiple Instruction Multiple Data): Multiples unidades de procesamientos que ejecutan diferentes instrucciones sobre diferentes conjuntos de datos al mismo tiempo.
2) Describa las características que diferencian un SMP con respecto a los Clusters/ Compare los sistemas SMP y Clusters
Los SMP se caracterizan por su arquitectura de memoria compartida, donde multiples procesadores comparten el mismo espacio de memoria y recursos, esto permite que todos los procesadores accedan a la memoria y a los recursos de manera igualitaria, la comunicación entre los procesadores es directa a traves de la memoria compartida, facilitando el intercambio de datos. La ventajas de los SMP es que son mas faciles de configurar, necesitan menos espacio fisico, necesitan menos energia y son plataformas estables y bien establecidas.
Los Cluster estan compuestos por nodos independietes interconectados por una red, cada uno tiene su memoria y recurso, la comunicación se comunica mediante la red lo que puede generar latencia. Los Cluster ofrecen escalabilidad horizontal al permitir añadir mas nodos para aumentar la capacidad de procesamiento.
3) Que son los MIMD de la taxonomia Flynn
MIMD: Multiples unidades de procesamientos que ejecutan diferentes instrucciones sobre diferentes conjuntos de datos al mismo tiempo. FIN
1) Que caracteristicas tienen los procesadores superEscalares
- 1. Captación simultánea de múltiples instrucciones: Se buscan varias instrucciones al mismo tiempo para mejorar el rendimiento mediante el paralelismo.
- 2. Gestión de dependencias de datos: Se usan técnicas como el renombre de registros para evitar conflictos entre instrucciones que dependen de resultados previos.
- 3. Ejecución paralela de múltiples instrucciones: Se inician múltiples instrucciones a la vez, usando diferentes unidades funcionales para ejecutarlas simultáneamente.
- 4. Recursos adecuados para ejecución en paralelo: Tienen múltiples unidades de ejecución, para manejar múltiples instrucciones en paralelo.
- 5. Entrega de resultados en orden: Aunque las instrucciones se ejecutan fuera de orden, los resultados se entregan en el orden correcto para mantener la coherencia del programa.
2) Compare las politicas de emisión de instrucciones
Políticas:
- 1. Emisión y finalización en orden: Las instrucciones se emiten y ejecutan en el mismo orden en que aparecen en el programa. Si una instrucción no puede ejecutarse porque espera un operando, el procesador se detiene hasta que pueda continuar.
- 2. Emisión en orden y finalización desordenado: Las instrucciones se emiten en el mismo orden en que aparecen en el programa, pero pueden ejecutarse en cualquier orden si no tienen dependencias entre sí. Si una instrucción no puede ejecutarse aún, el procesador busca otras instrucciones posteriores que sí puedan ejecutarse antes, optimizando el uso de los recursos.
- 3. Emisión y Ejecución desordenada: El procesador puede emitir y ejecutar instrucciones en cualquier orden, garantizando que el resultado final sea el mismo que en una ejecución secuencial. Para evitar los problemas de dependencias, se usa la técnica de renombre de registros que evitar los conflictos con los registros intermedios.
3) Elegir una de las 3 politicas emisión/finalización y justifique su elección.
ACA ELEGI UNA DE LAS 3 QUE MAS TE CONVENGA Y JUSTIFICALA (CHAT GPT :v )
4) De que depende el paralelismo de una maquina super escalar
-
- Dependecia de datos verdadera: Cuando una instrucción necesita el resultado de una instrucción previa antes de poder ejecutarse.
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- Dependencia relativa del procesamiento: Se refiere a las restricciones impuestas por el orden en que se deben emitir y ejecutar las instrucciones en un procesador.
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- Conflicto en los recursos: Cuando múltiples instrucciones compiten por un mismo recurso al mismo tiempo.
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- Dependencia de salida: Cuando dos instrucciones intentan escribir en el mismo registro.
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- Antidependencia: Cuando una instrucción quiere escribir en un registro que todavía está siendo usada por otra instrucción previa.
5) Cual es el objetivo de usar la tecnica de renombre de registros en un procesador super escalar
Es resolver problemas de dependencia entre instrucciones que intentan usar los mismos registros. Esto permite una ejecucion más eficiente y paralela de instrucciones.
6) Que es el paralelismo y de que depende el paralelismo de una maquina
El paralelismo es la capacidad de un sistema para ejecutar múltiples operaciones al mismo tiempo, en lugar de procesarlas de manera secuencial.
El paralelismo de una maquina depende:
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- Numero de instrucciones captadas por ciclo: Cuantas más instrucciones se puedan decodificar y enviar al procesador en cada ciclo de reloj , mayor va a ser el aprovechamiento del paralelismo a nivel de instrucción.
-
- Número de unidades funcionales: A mayor número de unidades funcionales logra que más instrucciones se procesen en paralelo, siempre que sean independientes entre sí.
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- Mecanismo de localización de instrucciones independientes: El procesador detecta las instrucciones que puedan ejecutarse en paralelo sin violar dependencias de datos o de control. Usando técnicas como el renombre de registros, predicción de saltos y la ejecución fuera de orden.
1) Por que funciona un sistema de memoria basado en la jerarquia.
Funciona gracias al principio de localidad de referencia basado en 2 tipos de acceso a memoria:
- Localidad Temporal: hace referencia a que los elementos de memoria que fueron recientemente referenciados (como datos e instrucciones) se vuelvan a referenciar en el futuro cercano.
- Localidad Espacial: hace referencia a que si un elemento de memoria fue referenciado, es probable que otros elementos cuyas direcciones están cercanas también sean referenciados.
2) Analice las politicas de escritura desde el punto de vista de la coerencia de datos
- Escritura inmediata (write-through): Cada escritura en caché se refleja inmediatamente en la memoria principal, por lo que se mantiene la coherencia de datos en todo momento, suele combinarse con la técnica no-write-allocate.
- Postescritura (write-back): Las actualizaciones se hacen en la cache y se marca un bit de “actualizar o sucio”. Cuando el bloque se saca de la cache se chequea ese bit si está activo, se escribe ese bloque en la memoria principal. Esto puede producir que la memoria principal tenga informacion errónea durante un tiempo. Suele combinarse con la técnica write-allocate.
- Write Allocate: la informacion se lleva de memoria principal a la cache y se sobrescribe sobre ella , por lo que se puede alterar la coherencia de datos hasta que haya un remplazo de memoria principal.
- No write Allocate: El bloque no se lleva a la memoria cache ,se escribe directamente en memoria principal.
3) Analice cuales son las ventajas y desventajas de tener varios niveles de cache
Tener varios niveles de caché (L1, L2, L3) mejora el rendimiento al reducir la latencia y aprovechar la localidad temporal y espacial, optimizando el acceso. Además, permite un balance entre capacidad y velocidad. Sin embargo, aumenta la complejidad del diseño, incrementa los costos y el consumo de energía, y requiere mecanismos de coherencia entre niveles que pueden afectar el rendimiento.
4) Compare la correspondencia entre la memoria principal y la memoria cache.
- 1. DIRECTA: cada bloque de la memoria principal se mapea a una única línea en la caché. la dirección de memoria se divide en 3 campos para determinar en qué línea de caché se almacena el bloque de datos correspondiente.
- 2. ASOCIATIVA: cada bloque de memoria principal puede cargarse en cualquier línea de la cache. La lógica del control de la cache interpreta una dirección de memoria como una etiqueta y un campo de palabras.
- 3. ASOCIATIVA POR CONJUNTO: la cache se divide en v conjuntos, cada uno con k líneas. La lógica de control de la cache interpreta una dirección de memoria como 3 campos: etiqueta, conjunto y palabra.
5) Describe las funciones de correspondencia entre la cache y la memoria principal
- DIRECTA: cada bloque de la memoria principal se mapea a una única línea en la caché.
- ASOCIATIVA: cada bloque de memoria principal puede cargarse en cualquier línea de la cache.
- ASOCIATIVA POR CONJUNTO: Un bloque puede almacenarse en un conjunto restringido de la cache.
6) Cuales son los elementos a tener en cuenta en el diseño de una memoria cache
No se puede determinar un tamaño fijo optimo, pero a mayor tamaño se necesitas más circuitos para su gestión, las caches más grandes suelen ser un poco más lentas y su tamaño está limitado por el espacio disponible en el chip y las tarjetas.
Define cómo se asignan los bloques de memoria en la caché.
- DIRECTA: cada bloque puede ir solo a una línea especifica.
- ASOCIATIVA: cualquier bloque puede ir a cualquier línea.
- ASOCIATIVA POR CONJUNTO: los bloques se asignas a un conjunto de líneas específicas.
Decide qué bloque se reemplaza cuando la caché está llena.
- LRU: se remplaza el bloque menos usado recientemente.
- LFU: se remplaza el bloque menos accedido.
- FIFO: se remplaza el bloque más antiguo.
- ALEATORIA: Se reemplaza un bloque al azar.
Cuando se debe reemplazar un bloque de la caché, si se ha realizado algún cambio en una línea de caché, es necesario escribir esos datos modificados en la memoria principal antes de hacer el reemplazo.
- Escritura inmediata: Cada escritura en caché se refleja inmediatamente en la memoria principal.
- Postescritura: Las actualizaciones se hacen en la cache y luego se sobrescriben en la memoria principal cuando el bloque se remplaza.
A Líneas más grandes se reducen la cantidad de accesos a la memoria principal, pero pueden generar desperdicio de almacenamiento si los datos no se utilizan completamente.
El diseño de caché en un sistema de cómputo puede abordarse desde dos perspectivas:'
1.Número de niveles de caché (caché multinivel vs. caché de un solo nivel)
- Caché de un solo nivel (L1 única):Es la primera y única caché entre el procesador y la memoria principal. Su acceso es rápido, pero si la información no está en caché, se debe ir directamente a la RAM, aumentando la latencia.
- Caché multinivel (L1, L2, L3): Divide la caché en varios niveles, cada uno con diferentes tamaños y velocidades.
- L1: Más rápida pero pequeña (cercana al procesador).
- L2: Más grande que L1, pero más lenta.
- L3: Mayor capacidad, compartida entre núcleos del procesador en muchos casos. Reduce la cantidad de accesos a la memoria RAM, mejorando el rendimiento.
2.Organización de la caché (unificada vs. separada):
- Caché unificada: Almacena tanto instrucciones como datos en una única caché.
- Cache separada: Se divide en caché de instrucciones y caché de datos. Evita conflictos cuando el procesador necesita acceder a instrucciones y datos simultáneamente. Mejora el rendimiento en procesadores con segmentación de instrucciones.
7) Si se pretende el tiempo de acceso mediante la memoria cache sobre que parametro sera necesario trabajar y que propone como medidas para hacerlo.
Para mejorar el tiempo de acceso medio en la memoria caché, es necesario optimizar los siguientes parámetros:
- 1.Tamaño de la caché: Aumentarlo puede reducir fallos, pero si es demasiado grande, puede volverse más lenta. Se debe encontrar un equilibrio.
- 2.Función de correspondencia: Usar asociatividad por conjuntos en lugar de mapeo directo reduce colisiones y mejora la tasa de aciertos.
- 3.Tamaño de bloque: Un tamaño adecuado minimiza reemplazos innecesarios y mejora la localidad espacial.
- 4.Algoritmo de reemplazo: LRU (menos recientemente usado) es eficiente, pero puede ser costoso en hardware. Alternativas como FIFO o reemplazo aleatorio pueden simplificar la implementación.
- 5.Política de escritura: Write-back en lugar de write-through reduce accesos innecesarios a la memoria principal.
- 6.Cachés multinivel: Usar una caché L2 o L3 de mayor tamaño y menor velocidad que L1 ayuda a reducir la frecuencia de accesos a la RAM.
- 7.Separación de instrucciones y datos: Evita competencia por el acceso y mejora el rendimiento en arquitecturas segmentadas.
1) Como es la estructura de un modulo de entrada y salida, esquematice y describa
- Conexión del sistema: el módulo de E/S se conecta con el resto del computador a través de las líneas del bus del sistema (datos, dirección, control).
- Registro de Datos y estados:
- Registro de datos: almacena temporalmente los datos que entran o salen de los dispositivos.
- Registro de estado: indica el estado actual del dispositivo ( listo, ocupado, error). Puede funcionar también como registro de control para recibir instrucciones del procesador.
- Interacción con CPU: La CPU utiliza las líneas de control para enviar ordenes al módulo E/S por ejemplo leer datos o escribir en un dispositivo.
- Reconocimiento de direcciones: el módulo reconoce una dirección única para identificar que dispositivo controla. Si controla varios tiene un conjunto único de direcciones.
- Interfaz específica para dispositivos: Contiene la lógica necesaria para comunicarse directamente con cada uno de los dispositivos conectados.
2) La coerencia de un sistema jerarquico se ve afectado por el uso del DMA
Puede verse afectado, ya que si se realizan operaciones sobre un dato, este se actualiza en cache y si no se vacía la memoria antes de que un dispositivo intente accederlo, se podría estar usando un valor erróneo y viceversa.
3) Describa las caracteristicas funcionales del acceso directo a memoria
El Acceso Directo a Memoria permite que un dispositivo periférico acceda a memoria principal (RAM) directamente sin la intervención de la CPU. El DMA acelera la transferencia de datos entre la memoria y los dispositivos periféricos, lo que libera recursos de la CPU para otras tareas. Las características funcionales del DMA incluyen varias etapas de transferencia:
Solicitud
La primera etapa implica que un dispositivo periférico envíe una solicitud de acceso a la memoria al controlador DMA. Esta solicitud incluye información sobre la dirección de memoria de origen y destino, la cantidad de datos a transferir y el sentido de la transferencia. Selección del Canal DMA: Los sistemas informáticos pueden tener múltiples canales, cada uno dedicado a un tipo específico de dispositivo o función. En esta etapa, el sistema debe asignar el canal DMA a la solicitud entrante.
Configuración
Una vez seleccionado el canal DMA, se configura para que coincida con los requisitos de la transferencia de datos. Esto incluye la configuración de las direcciones de inicio y finalización en la memoria, el tamaño de la transferencia y otras características relevantes.
Acceso Directo:
El controlador DMA se comunica directamente con la memoria principal y el dispositivo periférico para iniciar la transferencia de datos. La CPU no participa en la transferencia en sí, lo que permite que la CPU realice otras tareas mientras se lleva a cabo la transferencia.
Transferencia de Datos:
El controlador DMA transfiere datos entre la memoria y el dispositivo periférico utilizando el canal DMA configurado previamente. La transferencia puede ser en una dirección o bidireccional.
Finalización
Cuando se completa la transferencia, el controlador DMA notifica al dispositivo periférico y actualiza cualquier estado relevante. La CPU puede ser notificada de la finalización de la transferencia mediante una interrupción o un mecanismo similar.
Liberación del Canal DMA
Después de completar la transferencia, el canal DMA se libera para su uso posterior. Esto permite que otros dispositivos o solicitudes utilicen el canal DMA según sea necesario.
4) Describa el funcionamiento de gestion de entrada y salida programada con espera de respuesta
inicia una operación de E/S (como leer o escribir datos en un dispositivo de almacenamiento, por ejemplo), y luego espera a que el dispositivo de E/S termine la operación antes de continuar con su ejecución. En este modelo, el procesador se "bloquea" o "espera" mientras la operación de E/S se lleva a cabo.
Funcionamiento paso a paso:
- Iniciar la operación de E/S: El procesador envía una solicitud al dispositivo de E/S para realizar una operación específica (por ejemplo, leer un bloque de datos de un disco duro o escribir datos en una impresora).
- Espera de respuesta: Una vez que el procesador emite la solicitud de E/S, espera que el dispositivo termine la operación. Durante este tiempo, el procesador no realiza ninguna otra tarea, ya que está esperando que se complete la operación solicitada.
- Polling: El procesador revisa periódicamente el estado del dispositivo de E/S para determinar si la operación ha finalizado. Esto es menos eficiente que el uso de interrupciones.
- Procesamiento de los datos: Después de que el dispositivo ha terminado la operación, y el procesador ha recibido la respuesta el procesador puede procesar los datos que fueron leídos o verificar que los datos fueron escritos correctamente.
5) Desarrolle el funcionamiento del DMA y a los usos que de el se hacen.
El controlador de DMA recibe el control del sistema cedido por el procesador, para transferir datos a y desde memoria a través del bus del sistema.
Para hacerlo, el DMAC debe utilizarlo sólo cuando el procesador no lo necesita, o forzar al procesador a que suspenda temporalmente su funcionamiento, a esto se lo conoce como robo de ciclo.
Cuando el procesador desea leer o escribir un bloque de datos, envía una orden al módulo de DMA, incluyendo:
- Si se solicita una lectura o una escritura.
- La dirección del dispositivo de E/S en cuestión, indicada a través de las líneas de datos.
- La posición inicial de memoria a partir de donde se lee o se escribe, indicada a través del bus de datos y almacenada por el DMAC en su registro de direcciones.
- El número de palabras a leer o escribir, indicado a través de las líneas de datos y almacenado en el registro de cuenta de datos.
El procesador continúa su trabajo y el DMAC transfiere el bloque completo de datos, palabra a palabra, directamente desde o hacia la memoria. Cuando la transferencia ha terminado, el DMAC envía una señal de interrupción al procesador.
1) Que elementos caracteristicos describen un bus
1) Tipos de buses
- Dedicado: El bus esta permanentemente asignado a una función o a un subconjunto especifico de componentes dentro del sistemas.
- Multiplexado: Utiliza las mismas lineas de comunicación para diferentes funciones o componentes en diferentes momentos
2) Metodo de arbitraje
- Centralizado: Un dispositivo o unidad de control se encarga de gestionar el acceso al buss, asignado el tiempo de uso a cada componente
- Distribuido: Cada modulo o componente tiene su propia logica para acceder al buss y los modulos colaboran para compartir los recursos
3) Temporización
- Sincronica: El funcionamiento del bus esta cordinado por un reloj y todos los elementos del bus dependen de este.
- Asincronica: Los eventos del buss no dependen de un reloj central sino que son impulsadas por eventos previos y señales de control
4) Anchura de buss
La anchura de bus se refiere al nro de lineas que tiene el bus, lo que determina la cantidad de información que puede tranmitirse simultaneamente.
- En el buss de datos, la anchura indica cuantos bits se pueden transferir de manera paralela
- En el bus de direcciones la anchura determina el tamaño de memoria que se puede direccionar.
5) Tipo de transferencia de datos
- Transferencia de escritura: El bus permite que el maestro envie datos al exclavo
- Transferencia de lectura: El esclavo envia datos al maestro.
Algunos buses permiten operaciones combinadas como:
-
- Lectura-Modificación-Lectura: Una lectura seguida de una escritura en la misma dirección
-
- Lectura-Despues-Escritura: Una escritura seguida de una lectura en la misma dirección
Ademas, algunos buses permiten transferencias de bloques de datos donde multiples datos se transfieren en un solo ciclo
1) Que elementos caracteristicos describen un bus
- Que elementos componen una maquina con arquitectura Von Newman descrir funcion de cada componente
Unidad Central de Procesamiento (CPU):
Es el componente principal encargado de ejecutar las instrucciones del programa. Se divide en:
- Unidad de Control (CU): Coordina la ejecución de instrucciones, decodificándolas y enviando señales de control a los demás componentes.
- Unidad Aritmético-Lógica (ALU): Realiza operaciones matemáticas y lógicas.
- Registros: Pequeñas unidades de almacenamiento dentro de la CPU que guardan datos temporales y direcciones.
Memoria Principal:
Almacena datos e instrucciones de los programas en ejecución. Es de acceso aleatorio (RAM), lo que permite una lectura y escritura rápida por parte del procesador.
Bus de Datos, Dirección y Control:
Permiten la comunicación entre los componentes de la máquina.
- Bus de Datos: Transporta los datos entre la memoria, la CPU y los dispositivos de entrada/salida.
- Bus de Direcciones: Indica la ubicación de los datos en la memoria.
- Bus de Control: Transporta señales de control que coordinan el funcionamiento de los demás buses y dispositivos.
Unidad de Entrada/Salida (E/S):
Permite la interacción entre la computadora y el usuario o dispositivos externos. Incluye teclados, pantallas, discos duros, impresoras, entre otros.
1 ) Implementar un programa en el lenguaje assembler que muestre en la pantalla de comandos un mensaje previamente almacenado en memoria de datos, aplicando la interrupción por software INT 7 Resolucion
2 ) Escribir un programa que muestre en pantalla todos los caracteres disponibles, comenzando con el caracter cuyo código es el número 01H Resolucion
3 ) Escribir un programa que muestre en pantalla las letras del abecedario, sin espacios, intercalandolo mayúsculas y minúsculas (AaBb...), sin incluir texto en la memoria de datos del programa. Tener en cuenta que el código de "A" es 41H, el de "a" es 61H y que el resto de los codigos son correlativos según el abecedario Resolucion
4 ) Escribir un programa que solicite el ingreso de un número (de un digito) por teclado e inmediatamente lo muestre en la pantalla de comandos, haciendo uso de las interrupciones por software INT 6 e INT 7. Resolucion
5 ) Modificar el programa anterior agregando una subrutina llamada ES_NUM que verifique si el caracter ingresado es realmente un número. De no serlo, el programa debe mostrar el mensaje “CARACTER NO VALIDO”. La subrutina debe recibir el código del caracter por referencia desde el programa principal y debe devolver vía registro el valor 0FFH en caso de tratarse de un número o el valor 00H en caso contrario. Tener en cuenta que el código del “0” es 30H y el del “9” es 39H. Resolucion
6 ) Escribir un programa que solicite el ingreso de un número (de un dígito) por teclado y muestre en pantalla dicho número expresado en letras. Luego que solicite el ingreso de otro y así sucesivamente. Se debe finalizar la ejecución al ingresarse en dos vueltas consecutivas el número cero. Resolución
7 ) Escribir un programa que efectúe la suma de dos números (de un dígito cada uno) ingresados por teclado y muestre el resultado en la pantalla de comandos. Recordar que el código de cada caracter ingresado no coincide con el número que representa y que el resultado puede necesitar ser expresado con 2 dígitos. Resolución
8 ) Escribir un programa que efectúe la resta de dos números (de un dígito cada uno) ingresados por teclado y muestre el resultado en la pantalla de comandos. Antes de visualizarlo el programa debe verificar si el resultado es positivo o negativo y anteponer al valor el signo correspondiente. Resolución
9 ) Escribir un programa que aguarde el ingreso de una clave de cuatro caracteres por teclado sin visualizarla en pantalla. En caso de coincidir con una clave predefinida (y guardada en memoria) que muestre el mensaje "Acceso permitido", caso contrario el mensaje "Acceso denegado". Resolución
10 ) Escribir un programa que, mientras ejecuta un lazo infinito, cuente el número de veces que se presiona la tecla F10 y acumule este valor en el registro DX. Resolución
11 ) Escribir un programa que permita seleccionar una letra del abecedario al azar. El código de la letra debe generarse en un registro que incremente su valor desde el código de A hasta el de Z continuamente. La letra debe quedar seleccionada al presionarse la tecla F10 y debe mostrarse de inmediato en la pantalla de comandos. Resolución
12 ) Implementar a través de un programa un reloj segundero que muestre en pantalla los segundos transcurridos (00-59 seg) desde el inicio de la ejecución. Resolución
15 ) Escribir un programa que implemente un conteo regresivo a partir de un valor ingresado desde el teclado. El conteo debe comenzar al presionarse la tecla F10. El tiempo transcurrido debe mostrarse en pantalla, actualizándose el valor cada segundo. Resolución
ORG 1000H
MENSAJE DB "ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS-"
DB "FACULTAD DE INFORMATICA-"
DB 55H
DB 4EH
DB 4CH
DB 50H
FIN DB ?
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MENSAJE
MOV AL, OFFSET FIN - OFFSET MENSAJE
INT 7
INT 0
ENDORG 1000H
MENSAJE DB 01H
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MENSAJE
MOV AL, 1 ;Solo voy a imprimir un caracter
REPETIR: INT 7
INC BYTE PTR [BX]
CMP BYTE PTR [BX], 7FH
JNZ REPETIR
INT 0
ENDORG 1000H
MAY DB 41H ; "A"
MIN DB 61H ; "a"
; La letra "Z" (mayuscula) tiene el codigo 5A
ORG 2000H
MOV AL, 2 ; SE IMPRIME EN PANTALLA DE A 2 CARACTERES
MOV BX, OFFSET MAY ; A PARTIR DE LA DIRECCION MAY
PROX: INT 7
INC MIN ;PASO AL SIGUIENTE CARACTER
INC MAY ;PASO AL SIGUIENTE CARACTER
CMP MAY, 5BH ;CARACTER SIGUIENTE A LA Z (ASI TOMO LA Z)
JNZ PROX ;MIENTRAS NO LLEGUE AL CARACTER, AVANZO
INT 0
ENDORG 1000H
MSJ DB "INGRESE UN NUMERO:"
FIN DB ?
ORG 1500H
NUM DB ?
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MSJ ;PARA IMPRIMIR SIEMPRE TIENE SER EL REGISTRO BX
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
INT 7 ;IMPRIMO EL MENSAJE NORMAL
MOV BX, OFFSET NUM ;PARA TOMAR EL VALOR PUEDE SER CUALQUIER REGISTRO
INT 6 ;INGRESO UN VALOR POR TECLADO Y LO CARGO A NUM
MOV AL, 1 ;AL INDICA LA CANTIDAD DE CARACTERES
INT 7
MOV CL, NUM
INT 0
ENDResponder brevemente:
a ) Con referencia a la interrupción INT 7, ¿Qué se almacena en los registros BX y AL?
En BX se almacena la direccion de memoria en donde comienza el string, y en AL se almacena la cantidad de caracteres que voy a imprimir.
b ) Con referencia a la interrupción INT 6, ¿Qué se almacena en BX?
En BX se tiene la dirección de memoria donde se va a guardar el carácter el caracter leido.
c ) En el programa anterior, ¿Qué hace la segunda interrupción INT 7? ¿Qué queda almacenado en el registro CL?
Como en bx, quedo guardado la direccion del numero que ingresamos, luego a AL, mando 1 para que solo me imprima el caracter leido. En el registro CL queda el codigo ASCII del caracter leido.
ORG 1000H
MENSAJE DB "INGRESE UN NUMERO: "
FIN DB ?
MENSAJE2 DB "CARACTER NO VALIDO"
FIN2 DB ?
NUEVE DB 39H
ORG 1500H ;ESTA PUEDE SER CUALQUIER DIRECCION, LO PONEMOS POR COMODIDAD
NUM DB ?
ORG 3000H
ES_NUM:INT 6
CMP NUM,30H
JS NO_ES ;SI EL VALOR ES MENOR AL 0, NO ES VALIDO
CMP NUM,40H ;SI EL VALOR ES MAYOR A 9, TAMPOCO ES VALIDO
JNS NO_ES
MOV DX,0FFH ;MANDO ESTE VALOR PARA INDICAR QUE ES CORRECTO
MOV AL, 1 ;IMPRIMO SOLO 1 CARACTER
INT 7
JMP TERMINO ;TERMINO NORMAL
NO_ES: MOV DX, 00H ;MANDO EL VALOR E IMPRIMO EL MENSAJE
MOV BX, OFFSET MENSAJE2
MOV AL, OFFSET FIN2-OFFSET MENSAJE2
INT 7
TERMINO: RET
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MENSAJE
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MENSAJE
INT 7
MOV BX, OFFSET NUM
CALL ES_NUM
MOV CL, NUM ;MANDO EL CARACTER/NUMERO INGRESADO
INT 0
ENDORG 1000H
CERO DB "CERO " ; Todos los nombres tienen 6 caracteres para
DB "UNO " ; facilitar posicionarnos al imprimir el nombre del numero
DB "DOS "
DB "TRES "
DB "CUATRO"
DB "CINCO "
DB "SEIS "
DB "SIETE "
DB "OCHO "
DB "NUEVE "
MSJ DB "INGRESE UN NUMERO:"
FIN DB ?
ORG 1500H
NUM DB ?
ORG 2000H
MOV CL, 0 ; CONT 0 DE FORMA CONSECUTIVA
OTRO: MOV BX, OFFSET MSJ
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
INT 7 ; IMPRIMO EL MENSAJE
MOV BX, OFFSET NUM
INT 6 ; LEO UN CARACTER
CMP NUM, 30H ; COMPARO CON 0
JNZ NO_CERO
INC CL ; VOY A NRO 1
JMP SEGUIR
NO_CERO:MOV CL, 0 ;REINICIO EL CONTADOR DE 0 CONSECUTIVOS
SEGUIR: MOV BX, OFFSET CERO
MOV AL, 6 ;IMPRIMO SIEMPRE 6 CARACTERES
LOOP: CMP NUM, 30H
JZ IMPRIME ;SI ENCONTRE EL NOMBRE, IMPRIMO
ADD BX, 6 ;AVANZO DE NOMBRE
DEC NUM ;AL LLEGAR AL NUMERO 0, ESTARA POSICIONADO
JMP LOOP
IMPRIME:INT 7
CMP CL, 2
JNZ OTRO ; HASTA QUE SE INGRESE DOS VECES SEGUIDAS EL "0" CERO
INT 0
ENDORG 1000H
MSJ DB "INGRESE UN NUMERO:"
FIN DB ?
ORG 1500H
NUM1 DB ?
NUM2 DB ?
RES_D DB "0" ; DOCENA DEL RESULTADO
RES_U DB ? ; UNIDAD DEL RESULTADO
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MSJ
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
INT 7 ;IMPRIMO EL MENSAJE
MOV BX, OFFSET NUM1
INT 6 ;LEO EL NUM1
MOV BX, OFFSET MSJ
INT 7 ;PIDO OTRO NUMERO
MOV BX, OFFSET NUM2
INT 6 ;LEO EL NUM2
MOV AL, NUM2
SUB AL, 30H ; PARA QUEDARME CON EL ENTERO
ADD AL, NUM1 ; SUMO EL PRIMER NUMERO
CMP AL, 3AH ; SI NO SUPERO 9, IMPRIMO
JS NUM_OK ; SI ES MENOR QUE 9
SUB AL, 10 ; ME QUEDO CON LA UNIDAD
INC RES_D ;PASA DE SER "0" A "1"
NUM_OK: MOV RES_U, AL ;COPIO EL VALOR EN RES U
MOV BX, OFFSET RES_D ; IMPRIMO 2 CARACTERES
MOV AL, 2
INT 7
INT 0
ENDORG 1000H
MSJ DB "INGRESE UN NUMERO:"
FIN DB ?
ORG 1500H
NUM1 DB ?
NUM2 DB ?
RES_D DB "0" ; DOCENA DEL RESULTADO
RES_U DB ? ; UNIDAD DEL RESULTADO
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MSJ
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
INT 7 ;IMPRIMO EL MENSAJE
MOV BX, OFFSET NUM1
INT 6 ;LEO EL NUM1
MOV BX, OFFSET MSJ
INT 7 ;PIDO OTRO NUMERO
MOV BX, OFFSET NUM2
INT 6 ;LEO EL NUM2
MOV AL, NUM1
CMP AL, NUM2 ;SI EL RESULTADO DA NEGATIVO
JS NUM_NO_OK
SUB AL, NUM2 ;SINO, ES UNA RESTA NORMAL
JMP NUM_OK ;IMPRIMO EL NUMERO
NUM_NO_OK: MOV AL, NUM2
SUB AL, NUM1
MOV RES_D, 2DH ;PASA DE SER "0" A "-"
NUM_OK: ADD AL, 30H
MOV RES_U, AL
MOV BX, OFFSET RES_D ; IMPRIMO 2 CARACTERES
MOV AL, 2
INT 7
INT 0
END
ORG 1000H
MSJ DB "INGRESE UN NUMERO:"
FIN DB ?
CONTRA DB "AB"
CONTRA_PARTE2 DB "CZ"
CANT DB 4H
MENSAJE DB "CORRECTA"
FIN_MENSAJE DB ?
MENSAJE2 DB "INCORRECTA"
FIN_MENSAJE2 DB ?
ORG 3000H
LEER_CONTRA:MOV BX, SP
ADD BX,2
BUCLE: MOV CL,[BX]
MOV DX, BX
MOV BX, OFFSET NUM
INT 6
MOV AL, 1
INT 7
CMP CL,NUM
JNZ INCORRECTO
MOV BX, DX
INC BX
DEC CANT
JNZ BUCLE
CMP CANT,0
JZ CUMPLE
INCORRECTO: MOV BX, OFFSET MENSAJE2
MOV AL, OFFSET FIN_MENSAJE2 - OFFSET MENSAJE2
INT 7
JMP TERMINAR
CUMPLE:MOV BX, OFFSET MENSAJE
MOV AL, OFFSET FIN_MENSAJE - OFFSET MENSAJE
INT 7
JMP TERMINAR
TERMINAR: RET
ORG 1500H
NUM DB ?
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MSJ
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
INT 7
MOV BX, CONTRA_PARTE2
PUSH BX
MOV BX, CONTRA
PUSH BX
CALL LEER_CONTRA
INT 0
ENDPIC EQU 20H
EOI EQU 20H
N_F10 EQU 10
ORG 40
IP_F10 DW RUT_F10
ORG 2000H
CLI
MOV AL, 0FEH ; 11111110
OUT PIC+1, AL ; PIC: IMR, ACTIVO F10
MOV AL, N_F10 ; ELEGIMOS ID
OUT PIC+4, AL ; PIC: INT0, GUARDAMOS LA ID
MOV DX, 0
STI
LAZO: JMP LAZO
ORG 3000H
RUT_F10: PUSH AX
INC DX
MOV AL, EOI
OUT EOI, AL ; PIC: EOI
POP AX
IRET
ENDExplicar detalladamente:
a) La función de los registros del PIC: ISR, IRR, IMR, INT0-INT7, EOI. Indicar la dirección de cada uno.
ISR: Sus bits indican si se está atendiendo la interrupción de algún dispositivo. Sólo importan los 4 bits menos significativos.
IRR: Sus bits indican qué dispositivos están solicitando una interrupción. Si el bit N vale 1, entonces el dispositivo conectado a la línea INTN está haciendo una solicitud. Sólo importan los 4 bits menos significativos.
IMR: sus bits indican qué líneas de interrupción están habilitadas. Si el bit N vale 1, las interrupciones del dispositivo conectado a la línea INTN serán ignoradas. Si vale 0, las interrupciones del dispositivo serán atendidas en algún momento. Sólo importan los 4 bits menos significativos
INT0
b) Cuáles de estos registros son programables y cómo trabaja la instrucción OUT.
c) Qué hacen y para qué se usan las instrucciones CLI y STI.
ORG 3000H
CONTAR: INT 7
MOV AL, 20H
OUT 20H, AL
IRET
ORG 1000H
CARACTER DB "A"
ORG 2000H
;CONFIGURO EL VECTOR DE INTERRUPCIONES
MOV AX, CONTAR
MOV BX, 40
MOV [BX], AX
CLI
MOV AL, 11111110B ;ACTIVO EL F10
OUT 21H, AL ;MANDO AL SMR LOS DATOS
MOV AL, 10 ;ID 10
OUT 24H, AL ;MANDO LA ID A INT0
STI
MOV BX, OFFSET CARACTER
REINICIAR: MOV BYTE PTR [BX],40H
LOOP: INC BYTE PTR [BX];AUMENTO EL CARACTER
MOV AL,1
MOV AH,0
CMP BYTE PTR [BX],5AH ;SI LLEGO A LA Z, REINICIO
JZ REINICIAR
JMP LOOP
INT 0
ENDORG 1000H
SEG DB 30H
DB 30H
FIN DB ?
ORG 3000H
RUT_CLK: PUSH AX
;VAMOS SUMANDO DEL 00 AL 09
MOV BX, OFFSET SEG
INC BX
INC BYTE PTR [BX]
CMP BYTE PTR [BX], 3AH
JNZ RESET
;VAMOS SUMANDO DEL 00 AL 60 (En la direccion que le sigue a segundo)
;COMIENZO EN EL SEGUNDO DIGITO
MOV BYTE PTR [BX], 30H ;iniciamos en 0
DEC BX ;SEG
INC BYTE PTR [BX]
CMP BYTE PTR [BX], 36H ;Hasta el 60
JNZ RESET
MOV BYTE PTR [BX], 30H
RESET: MOV BX, OFFSET SEG ;REINICIAMOS EL ESTADO DE SEGUNDOS
MOV AL, OFFSET FIN-OFFSET SEG ;PORQUE LO USAMOS MAS ARRIBA
INT 7
MOV AL, 0
OUT 10H, AL
MOV AL, 20H
OUT 20H, AL
POP AX
IRET
ORG 2000H
;ID 10 PARA EL TIMER
;CONFIGURAMOS EL VECTOR DE INTERRUPCIONES
MOV AX, RUT_CLK
MOV BX, 40
MOV [BX], AX
;CONFIGURAMOS EL PIC
CLI
MOV AL, 11111101b ;Activamos el timer
OUT 21H, AL ; PIC: registro IMR
MOV AL, 10
OUT 25H, AL ; PIC: registro INT1 (Timer)
MOV AL, 1
OUT 11H, AL ; TIMER: registro COMP
MOV AL, 0
OUT 10H, AL ; TIMER: registro CONT
STI
LAZO: JMP LAZO
ENDORG 3000H
;Subrutina que atiende a la F10
CONTAR: INT 6
MOV AL, 1
MOV DX, LEIDO
DECREMENTAR: INT 7
DEC LEIDO
CMP LEIDO, 30H
JNZ DECREMENTAR
MOV AL, 0
;AVISAR AL PIC QUE TERMINAMOS!
OUT 10H, AL
MOV AL, 20H
OUT 20H, AL
;VOLVEMOS
IRET
ORG 1000H
LEIDO DB ?
FIN DB ?
ORG 2000H
;SELECCIONAR ID 10 PARA EL F10
;CONFIGURAMOS EL VECTOR DE INTERRUPCIONES
MOV AX, CONTAR ;AX = Dir de CONTAR(3000H)
MOV BX, 40 ;10 * 4 en el Vec. de Int.
MOV [BX], AX ;EN LA POSICION 40 PONE EL 3000H
;CONFIGURAMOS EL PIC
CLI
MOV AL, 11111100B ;Configuramos solo el INT0 (F10) Y EL TIMER (F11)
OUT 21H, AL ;IMR
MOV AL, 10
OUT 24H, AL ;ID 10(PUEDE SER CUALQUIERA)
INC AL ;MANDAMOS LA ID 11 PARA EL TIMER
OUT 25H, AL
MOV AL, 10 ;ES 10, POR SI LO CAMBIO
OUT 11H, AL ; TIMER: registro COMP
MOV AL, 0
OUT 10H, AL ; TIMER: registro CONT
STI
MOV BX, OFFSET LEIDO
LOOP: JMP LOOP ;LOOP INFINITO
INT 0
END1 ) Uso de las luces y las llaves a través del PIO. Ejecutar los programas bajo la configuración P1 C0 del simulador, que conecta las llaves al puerto PA del PIO y a las luces al puerto PB.
a ) Escribir un programa que encienda las luces con el patrón 11000011, o sea, solo las primeras y las últimas dos luces deben prenderse, y el resto deben apagarse. Resolución
b ) Escribir un programa que verifique si la llave de más a la izquierda está prendida. Si es así, mostrar en pantalla el mensaje “Llave prendida”, y de lo contrario mostrar “Llave apagada”. Solo importa el valor de la llave de más a la izquierda (bit más significativo). Recordar que las llaves se manejan con las teclas 0-7. Resolucion
c ) Escribir un programa que permite encender y apagar las luces mediante las llaves. El programa no deberá terminar nunca, y continuamente revisar el estado de las llaves, y actualizar de forma consecuente el estado de las luces. La actualización se realiza simplemente prendiendo la luz i si la llave i correspondiente está encendida (valor 1), y apagándola en caso contrario. Por ejemplo, si solo la primera llave está encendida, entonces solo la primera luz se debe quedar encendida. Resolución
d ) Escribir un programa que implemente un encendido y apagado sincronizado de las luces. Un contador, que inicializa en cero, se incrementa en uno una vez por segundo. Por cada incremento, se muestra a través de las luces, prendiendo solo aquellas luces donde el valor de las llaves es 1. Entonces, primero se enciende solo la luz de más a la derecha, correspondiente al patrón 00000001. Luego se continúa con los patrones 00000010, 00000011, y así sucesivamente. El programa termina al llegar al patrón 11111111. Resolución
e ) Escribir un programa que encienda una luz a la vez, de las ocho conectadas al puerto paralelo del microprocesador a través de la PIO, en el siguiente orden de bits: 0-1-2-3-4-5-6-7-6-5-4-3-2-1-0-1-2-3-4-5-6-7-6-5-4-3-2-1-0-1-..., es decir, 00000001, 00000010, 00000100, etc. Cada luz debe estar encendida durante un segundo. El programa nunca termina. Resolución
2 ) Ejecutar los programas en la configuración P1 C1 del simulador. En esta configuración, el puerto de datos de la impresora se conecta al puerto PB del PIO, y los bits de busy y strobe de la misma se conectan a los bits 0 y 1 respectivamente del puerto PA. Presionar F5 para mostrar la salida en papel. El papel se puede blanquear ingresando el comando BI.
a ) Escribir un programa para imprimir la letra “A” utilizando la impresora a través de la PIO. Resolución
b ) Escribir un programa para imprimir el mensaje “ORGANIZACION Y ARQUITECTURA DE COMPUTADORAS” utilizando la impresora a través de la PIO. Resolución
c ) Escribir un programa que solicita el ingreso de cinco caracteres por teclado y los envía de a uno por vez a la impresora a través de la PIO a medida que se van ingresando. No es necesario mostrar los caracteres en la pantalla. Resolución
d ) Escribir un programa que solicite ingresar caracteres por teclado y que recién al presionar la tecla F10 los envíe a la impresora a través de la PIO. No es necesario mostrar los caracteres en la pantalla. Resolución
3 ) Uso de la impresora a través del HAND-SHAKE. Ejecutar los programas en configuración P1 C2
a ) Escribir un programa que imprime “INGENIERIA E INFORMATICA” en la impresora a través del HAND-SHAKE. La comunicación se establece por consulta de estado (polling). ¿Qué diferencias encuentra con el ejercicio 2b? Resolución
b ) ¿Cuál es la ventaja en utilizar el HAND-SHAKE con respecto al PIO para comunicarse con la impresora? Sacando eso de lado, ¿Qué ventajas tiene el PIO, en general, con respecto al HANDSHAKE? Resolución
c ) Escribir un programa que imprime “UNIVERSIDAD NACIONAL DE LA PLATA” en la impresora a través del HAND-SHAKE. La comunicación se establece por interrupciones emitidas desde el HANDSHAKE cada vez que la impresora se desocupa. Resolución
d) Escribir un programa que solicite el ingreso de cinco caracteres por teclado y los almacene en memoria. Una vez ingresados, que los envíe a la impresora a través del HAND-SHAKE, en primer lugar tal cual fueron ingresados y a continuación en sentido inverso. Utilizar el HAND-SHAKE en modo consulta de estado. ¿Qué diferencias encuentra con el ejercicio 2c? Resolución
e ) Idem d ) , pero ahora utilizar el HAND-SHAKE en modo interrupciones. Resolución
CB EQU 33h
PB EQU 31h
ORG 1000H
PATRON db 0C3h;1100 0011b
ORG 2000H
MOV AL, 0
OUT CB, AL ;CONFIGURO TODOS DE SALIDA
MOV AL, PATRON
OUT PB, AL ;IMPRIMO PATRON
INT 0
ENDCA EQU 32h
PA EQU 30h
ORG 1000H
PRENDIDA DB "Llave prendida"
APAGADA DB "Llave apagada"
FIN_APAGADA DB ?
ORG 2000H
MOV AL, 0FFh
OUT CA, AL ;TODO SALIDA
IN AL, PA
; poner en 0 todos los bits menos el más sig
AND AL, 80h;1000 0000
; si es 0
CMP AL, 0
JZ ESTA_APAGADA
; esta prendida
MOV BX, OFFSET PRENDIDA
MOV AL,OFFSET APAGADA - OFFSET prendida
JMP FIN
ESTA_APAGADA: MOV BX, OFFSET APAGADA
MOV AL, OFFSET FIN_APAGADA - OFFSET APAGADA
FIN: INT 7 ; imprimir
HLT
ENDPA EQU 30H
PB EQU 31H
CA EQU 32H
CB EQU 33H
ORG 2000H
MOV AL, 0FFH
OUT CA, AL ; CONFIGURO PA COMO ENTRADAS (LLAVES)
MOV AL, 0
OUT CB, AL ; CONFIGURO PB COMO SALIDAS (LUCES)
POLL: IN AL, PA ; MIRO COMO ESTAN LAS LLAVES
OUT PB, AL ; MUESTRO EL VALOR DE LAS LLAVES EN LAS LUCES
JMP POLL ; LOOP INFINITO
ENDPIC EQU 20H
TIMER EQU 10H
PIO EQU 30H
N_CLK EQU 10
ORG 40
IP_CLK DW RUT_CLK
ORG 1000H
PATRON DB 0
FINAL DB 0
ORG 3000H
RUT_CLK: INC PATRON
CMP PATRON, 0FFH ;COMPARO CON 11111111B
JNZ LUCES ;MIENTRAS NO LLEGUE AL ULTIMO, SALTO
MOV FINAL, 1
MOV AL, 0FFH
OUT PIC+1, AL ;DESHABILITO TODAS LAS INTERRUPCIONES
JMP FIN
LUCES: MOV AL, PATRON
OUT PIO+1, AL ; PB IMPRIME EL PATRON DE LAS LUCES
MOV AL, 0
OUT TIMER, AL ; REINICIO LOS SEGUNDOS
FIN: MOV AL, 20H ; VUELVO NORMAL
OUT PIC, AL
IRET
ORG 2000H
CLI
MOV AL, 0FDH
OUT PIC+1, AL ;ACTIVO EL TIMER EN ISMR
MOV AL, N_CLK ;PASO LA ID 10
OUT PIC+5, AL ;PONGO LA ID EN INT1: TIMER
MOV AL, 1
OUT TIMER+1, AL ;PONGO UN 1 EN EL COMP (SEGUNDOS)
MOV AL, 0
OUT PIO+3, AL ;CONFIGURO PB PARA QUE SEAN TODAS DE SALIDA (LUCES)
OUT PIO+1, AL ;INICIO LAS LUCES EN 0
OUT TIMER, AL ; INICIO EL CONTADOR EN 0
STI
LAZO: CMP FINAL, 1
JNZ LAZO
INT 0
END
PIC EQU 20H
TIMER EQU 10H
PIO EQU 30H
N_CLK EQU 10
ORG 40
IP_CLK DW RUT_CLK
ORG 1000H
PATRON DB 1
FINAL DB 0
REVERSO DB 0
VALOR DB 0
ORG 1500H
TABLA DB 1,2,4,8,16,32,64,128
ORG 3000H
RUT_CLK: CMP REVERSO, 1
JZ MODO_REVERSO
MOV CL, BYTE PTR [BX]
INC BX
CMP BYTE PTR [BX], 128 ;COMPARO CON 10000000B
JNZ LUCES ;MIENTRAS NO LLEGUE AL ULTIMO, SALTO
MOV REVERSO, 1
JMP LUCES
MODO_REVERSO: MOV CL, BYTE PTR [BX]
DEC BX
CMP BYTE PTR [BX], 1 ;CUANDO LLEGO A 1, DESACTIVO EL REVERSO
JNZ LUCES
MOV REVERSO, 0
LUCES: MOV AL, CL
OUT PIO+1, AL ; PB IMPRIME EL PATRON DE LAS LUCES
MOV AL, 0
OUT TIMER, AL ; REINICIO LOS SEGUNDOS
MOV AL, 20H ; VUELVO NORMAL
OUT PIC, AL
IRET
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET TABLA
CLI
MOV AL, 0FDH
OUT PIC+1, AL ;ACTIVO EL TIMER EN ISMR
MOV AL, N_CLK ;PASO LA ID 10
OUT PIC+5, AL ;PONGO LA ID EN INT1: TIMER
MOV AL, 1
OUT TIMER+1, AL ;PONGO UN 1 EN EL COMP (SEGUNDOS)
MOV AL, 0
OUT PIO+3, AL ;CONFIGURO PB PARA QUE SEAN TODAS DE SALIDA (LUCES)
OUT PIO+1, AL ; INICIO LAS LUCES EN 0
OUT TIMER, AL ; INICIO EL CONTADOR EN 0
STI
LAZO: JMP LAZO
INT 0
ENDPA EQU 30h
PB EQU 31h
CA EQU 32h
CB EQU 33h
ORG 1000H
CHAR DB "A"
ORG 2000H
MOV AL, 01h; ; STROBE SALIDA (0), BUSY ENTRADA (1), RESTO EN 0
OUT CA, AL
MOV AL, 0 ;PUERTO DE DATOS, TODO SALIDA
OUT CB, AL
; inicializo strobe en 0
IN AL, PA
AND AL, 0FDh ; 1111 1101b
OUT PA, AL
; espero que busy=0
POLL: IN AL, PA
AND AL, 01h ;0000 0001b
JNZ POLL
; se que busy es 0, mandar carácter
MOV AL, CHAR
OUT PB, AL
; mandar flanco ascendente de strobe
IN AL, PA
OR AL, 02h; 00000010b
OUT PA, AL
INT 0
ENDPIO EQU 30H
ORG 1000H
MSJ DB "CONCEPTOS DE "
DB "ARQUITECTURA DE "
DB "COMPUTADORAS"
FIN DB ?
ORG 2000H
; INICIALIZACION PIO PARA IMPRESORA
; CA
MOV AL, 0FDH ;1111 1101B
OUT PIO+2, AL ;STROBE DE SALIDA, BUSY DE ENTRADA
; CB
MOV AL, 0
OUT PIO+3, AL ;TODOS DE SALIDA
; Strobe
IN AL, PIO
AND AL, 0FDH
OUT PIO, AL ; PONGO EN 0 EL STROBE
; FIN INICIALIZACION
MOV BX, OFFSET MSJ
MOV CL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
POLL: IN AL, PIO
AND AL, 1
JNZ POLL
; Enviar carácter
MOV AL, [BX]
OUT PIO+1, AL
; Pulso STROBE
IN AL, PIO
OR AL, 02H ;ACTIVO EL STROBE
OUT PIO, AL ;MUESTRO EL STROBE
; Reiniciar STROBE
IN AL, PIO
AND AL, 0FDH
OUT PIO, AL
INC BX ;Mover el puntero de la cadena
DEC CL
JNZ POLL ; Verificar fin de la cadena
INT 0
ENDPIO EQU 30H
ORG 1000H
NUM_CAR DB 5
CAR DB ?
; SUBRUTINA DE INICIALIZACION
; PIO PARA IMPRESORA
ORG 3000H
INI_IMP: MOV AL, 0FDH
OUT PIO+2, AL ;CA TROBE DE SALIDA, BUSY DE ENTRADA
MOV AL, 0
OUT PIO+3, AL ;CB TODOS DE SALIDA
IN AL, PIO ; PONEMOS EL STROBE EN 0 PARA EMPEZAR
AND AL, 0FDH
OUT PIO, AL
RET
; SUBRUTINA DE GENERACIÓN DE PULSO "STROBE"
ORG 4000H
PULSO: IN AL, PIO
OR AL, 02H ; PONGO EL STROBE EN 1
OUT PIO, AL
IN AL, PIO
AND AL, 0FDH ; PONGO EL STROBE EN 0
OUT PIO, AL
RET
; PROGRAMA PRINCIPAL
ORG 2000H
PUSH AX
CALL INI_IMP
POP AX
MOV BX, OFFSET CAR
MOV CL, NUM_CAR
LAZO: INT 6 ; INGRESO UN CARACTER
POLL: IN AL, PIO ; CHEQUEAMOS EL ULTIMO BIT DE PA
AND AL, 1
JNZ POLL ; MIENTRAS NO ESTE LIBRE, SIGO EJECUTANDO
MOV AL, [BX] ; MANDO EL DIGITO QUE LEI
OUT PIO+1, AL
PUSH AX
CALL PULSO ; LO IMPRIMO
POP AX
DEC CL
JNZ LAZO ; ASI CON LOS 5 CARACTERES
INT 0
ENDEOI EQU 20h
IMR EQU 21h
INT0 EQU 24h
IDINT0 EQU 10
PA EQU 30h
PB EQU 31h
CA EQU 32h
CB EQU 33h
ORG 1000H
FLAG db 0
LONGITUD db 0
CADENA db ?
ORG 40
dir_rut dw rut_f10
ORG 3000h
; cancelar interrupciones futuras (DESACTIVAR)
rut_f10: MOV AL,0FFH
OUT IMR, AL
;indicamos al programa que no lea más
MOV FLAG, 1
MOV AL, 24h
OUT EOI, AL
IRET
ORG 2000H
cli
; INICIALIZACION PIO PARA IMPRESORA
MOV AL, 0FDH ; EL STROBE COMO SALIDA Y EL STROBE COMO SALIDA
OUT CA, AL
MOV AL, 0
OUT CB, AL ; TODOS COMO SALIDA
IN AL, PA
AND AL, 0FDH ;PONEMOS EL STROBE EN 0
OUT PA, AL
;INICIALIZACIÓN DEL PIC
MOV AL, 0FEh ; FE = 1111 1110
OUT IMR, AL ; ACTIVAMOS EL F10
MOV AL, IDINT0
OUT INT0, AL ; MANDAMOS LA ID AL F10
STI
; LECTURA DE CADENA
MOV BX, OFFSET CADENA
LOOP: INT 6 ; leer char
INC BX
INC LONGITUD
CMP FLAG, 0 ; verifico si presionaron f10
JZ LOOP
; IMPRESIÓN DE LOS CARACTERES LEIDOS
MOV BX, OFFSET CADENA ; VAMOS AL INICIO DE LA CADENA
POLL: NOP ; NOP: LITERALMENTE NO HACE NADA
IN AL, PA ; VERIFICAMOS QUE LA IMPRESORA ESTE LIBRE PARA IMPRIMIR
AND AL, 1
JNZ POLL
; ENVIAMOS EL CARACTER
MOV AL, [BX]
OUT PB, AL
; Pulso STROBE PARA IMPRIMIR
IN AL, PA
OR AL, 02H
OUT PA, AL
; Reiniciar STROBE
IN AL, PA
AND AL, 0FDH
OUT PA, AL
; pasar al siguiente char
INC BX
DEC LONGITUD
JNZ POLL
INT 0
ENDHAND EQU 40H
ORG 1000H
MSJ DB "INGENIERIA E "
DB "INFORMATICA"
FIN DB ?
ORG 2000H
IN AL, HAND+1
AND AL, 7FH
OUT HAND+1, AL
MOV BX, OFFSET MSJ
MOV CL, OFFSET FIN-OFFSET MSJ
POLL: IN AL, HAND+1
AND AL, 1
JNZ POLL
MOV AL, [BX]
OUT HAND, AL
INC BX
DEC CL
JNZ POLL
INT 0
ENDEl handshake con respecto al pio:
El hanshake sabe hacer algunas funciones que no sabe hacer el pio (La cpu no necesita realizar algunas tareas). Con el hanshake puedo trabajar por interrupciones tambien, cosa que no puedo con el pio.
El pio con respecto al handshake:
El pio sirve para varios dispositivos (No con la impresora nada mas), es como un modulo general, en cambio en el handshake solo puedo usar la impresora, es como un modulo dedicado a la impresora. La pio es mas general. Si solo pienso en la impresora, no tengo ventajas con respecto al handshake, ya que este tiene funciones extras.
PIC EQU 20H
HAND EQU 40H
N_HND EQU 10
ORG 1000H
MENSAJE DB "UNIVERSIDAD "
DB "NACIONAL DE LA PLATA"
FIN DB ?
ORG 40
IP_HND DW RUT_HND
ORG 3000H
RUT_HND: PUSH AX
MOV AL, [BX]
OUT HAND, AL
INC BX
DEC CL
JNZ FINAL
MOV AL, 0FFH
OUT PIC+1, AL
FINAL: MOV AL, 20H
OUT PIC, AL
POP AX
IRET
ORG 2000H
MOV BX, OFFSET MENSAJE
MOV CL, OFFSET FIN - OFFSET MENSAJE
CLI
MOV AL, 0FBH
OUT PIC+1, AL
MOV AL, N_HND
OUT PIC+6, AL
MOV AL, 80H
OUT HAND+1, AL
STI
LAZO: CMP CL, 0
JNZ LAZO
IN AL, HAND+1
AND AL, 7FH
OUT HAND+1, AL
INT 0
ENDHAND_DATO EQU 40H
HAND_ESTADO EQU 41H
ORG 1000H
FIN DB 5
MENSAJE DB ""
ORG 2000H
;CONFIGURO EL HANDSHAKE PARA EL POOLING
IN AL, HAND_ESTADO
AND AL, 01111111B ;7FH MODIFICO SOLO EL ULTIMO BIT
OUT HAND_ESTADO, AL ;ESTADO = 0XXXXXXX
;RECORREMOS EL MENSAJE Y LO ENVIAMOS POR CARACTER A LA IMPRESORA
MOV BX, OFFSET MENSAJE ;PARA RECORRER EL MENSAJE
MOV DL, FIN
LAZO: INT 6 ; INGRESO UN CARACTER
INC BX
DEC DL
CMP DL, 0
JNZ LAZO
;CONTADOR
MOV BX, OFFSET MENSAJE ;PARA COMENZAR EL CONTEO
MOV DL, FIN
;DESOCUPO LA IMPRESORA
POLL: IN AL, HAND_ESTADO ;TOMO EL ESTADO ACTUAL
AND AL, 1 ;CHEQUEO EL PRIMER BIT
JNZ POLL ;MIENTRAS SEA 1 SIGO EN EL LOOP
; IMPRIMO
MOV AL, [BX] ;TOMO EL CARACTER
OUT HAND_DATO, AL ;LO ENVIO AL REGISTRO DE DATOS
; AVANZO
INC BX ;AVANZO A LA SIGUIENTE POSICION
DEC DL
CMP DL, 0 ;CHEQUEO SI LLEGUE AL FINAL
JNZ POLL
INT 0
ENDORG 1000H
FIN DB 5
MENSAJE DB ?
ORG 3000H
;RECORREMOS EL MENSAJE Y LO ENVIAMOS POR CARACTER
IMPRIMIR: PUSH AX
MOV AL, [BX]
OUT 40H, AL
;AVISO AL PIC Y VUELVO
INC BX
DEC DL
JNZ CONTINUAR
;DESACTIVO HANDSHAKE POR INTERRUPCION
MOV AL, 01111111B
OUT 21H, AL
;___________________________________
CONTINUAR: MOV AL, 20H
OUT 20H, AL
POP AX
IRET
ORG 2000H
;CONFIGURO EL VECTOR DE INTERRUPCIONES. ID = 9
MOV AX, IMPRIMIR
MOV BX, 36 ;9*4 = 36
MOV [BX], AX
;CONTADOR
MOV BX, OFFSET MENSAJE ;PARA COMENZAR EL CONTEO
MOV DL, FIN
LAZO: INT 6 ; INGRESO UN CARACTER
INC BX
DEC DL
CMP DL, 0
JNZ LAZO
;CONTADOR
MOV BX, OFFSET MENSAJE ;PARA COMENZAR EL CONTEO
MOV DL, FIN
;CONFIGURO PIC
CLI
MOV AL, 11111011B ;SOLO HANDSHAKE HABILITADO (0FBH)
OUT 21H, AL ; IRM
MOV AL, 9 ; ID = 9
OUT 26H, AL ; MANDO LA ID AL INT2 (HANDSHAKE)
;CONFIGURO EL HANDSHAKE PARA LA INTERRUPCION
OR AL, 10000000B ; MANDO UN 1 AL MENOS SIGNIFICATIVO
OUT 41H, AL ; ACTIVO EL HANDSHAKE COMO INTERRUPCION
STI
;SIMULAMOS UN PROGRAMA EN EJECUCION
POLL: CMP DL, 0 ; CHEQUEO QUE SE TERMINO EL CONTADOR
JNZ POLL
IN AL, 41H
AND AL, 7FH ; 0111 1111
OUT 41H, AL ; DESACTIVO EL HANSHAKE COMO INTERRUPCION
INT 0
END1 ) Muchas instrucciones comunes en procesadores con arquitectura CISC no forman parte del repertorio de instrucciones del MIPS64, pero pueden implementarse haciendo uso de una única instrucción. Evaluar las siguientes instrucciones, indicar qué tarea realizan y cuál seria su equivalente en el lenguaje assembly del x86. Resolución
a) dadd r1, r2, r0
b) daddi r3, r0, 5
c) dsub r4, r4, r4
d) daddi r5, r5, -1
e) xori r6, r6, 0xffffffffffffffff2 ) El siguiente programa intercambia el contenido de dos palabras de la memoria de datos, etiquetadas A y B.
.data
A: .word 1
B: .word 2
.code
ld r1, A(r0)
ld r2, B(r0)
sd r2, A(r0)
sd r1, B(r0)
halta ) Ejecutarlo en el simulador con la opción Configure/Enable Forwarding deshabilitada. Analizar paso a paso su funcionamiento, examinar las distintas ventanas que se muestran en el simulador y responder: Resolución
- ¿Qué instrucción está generando atascos (stalls) en el cause (ó pipeline) y por qué?
- ¿Qué tipo de
stalles el que aparece? - ¿Cuál es el promedio de Ciclor por instrucciones (CPI) en la ejecución de este programa bajo esta configuración?
b ) Una forma de solucionar los atascos por dependencia de datos es utilizando el Adelantamiento de Operandos o Forwarding. Resolución
Ejecutar nuevamente el programa anterior con la opción Enable Forwarding habilitada y responder:
- ¿Por que no se presenta ningún atasco en este caso? Explicar la mejora.
- ¿Qué indica el color de los registros en la ventana Register durante la ejecución?
- ¿Cuál es el promedio de Ciclos Por Instruccion (CPI) en este caso? Comparar con el anterior
3 ) Analizar el siguiente programa con el simulador MIPS64:
.data
A: .word 1
B: .word 3
.code
ld r1, A(r0)
ld r2, B(r0)
loop: dsll r1, r1, 1
daddi r2, r2, -1
bnez r2, loop
halta ) Ejecutar el programa con Forwarding habilitado y responder: Resolución
- ¿Por qué se presentan atascos tipo RAW?
- Branch Taken es otro tipo de atasco que aparece. ¿Qué significa? ¿Por qué se produce?
- ¿Cuántos CPI tiene la ejecución de este programa? Tomar nota del número de ciclos, cantidad de instrucciones y CPI.
b ) Ejecutar ahora el programa deshabilitando el Forwarding y responder: Resolución
- ¿Qué instrucciones generan los atascos tipo RAW y por qué? ¿En qué etapa del cauce se produce el atasco en cada caso y durante cuántos ciclos?
- Los Branch Taken Stalls se siguen generando. ¿Qué cantidad de ciclos dura este atasco en cada vuelta del lazo loop?
Comparar con la ejecución con Forwarding y explicar la diferencia.
- ¿Cuántos CPI tiene la ejecución del programa en este caso? Comparar número de ciclos, cantidad de instrucciones y CPI con el caso con Forwarding.
c ) Reordenar las instrucciones para que la cantidad de RAW sea „0‟ en la ejecución del programa (Forwarding habilitado) Resolución
d ) Modificar el programa para que almacene en un arreglo en memoria de datos los contenidos parciales del registro r1 ¿Qué significado tienen los elementos de la tabla que se genera? Resolución
4 ) Dado el siguiente programa
.data
tabla: .word 20, 1, 14, 3, 2, 58, 18, 7, 12, 11
num: .word 7
long: .word 10
.code
ld R1, long(R0) ; R1 = 10
ld R2, num(R0) ; R2 = 7
dadd R3, R0, R0 ; R3 = R0 + R0 (INICIALIZO R3)
dadd R10, R0, R0 ; R10 = R0 + R0 (INICIALIZO R10)
loop: ld R4, tabla(R3) ; R4 = TABLA + R3(POS) RECORRO LA TABLA
beq R4, R2, listo ; SI EL NRO DE LA TABLA ACTUAL ES IGUAL AL NRO QUE ESTOY BUSCANDO, TERMINO
daddi R1, R1, -1 ; DECREMENTO EL CONTADOR DE TABLA
daddi R3, R3, 8 ; R3 = R3 + 8 (CADA NRO EN LA TABLA OCUPA 1 BYTE QUE SON 8 BITS)
bnez R1, loop ; MIENTRAS NO LLEGUE AL FINAL, CONTINUO
j fin ; TERMINO
listo: daddi R10, R0, 1 ; R10 = 0 + 1 ; QUIERO ENTENDER QUE ES PARA AVISAR QUE ENCONTRE EL NRO
fin: halta ) Ejecutar en simulador con Forwarding habilitado. ¿Qué tarea realiza? ¿Cuál es el resultado y dónde queda indicado? Resolución
b) Re-Ejecutar el programa con la opción Configure/Enable Branch Target Buffer habilitada. Explicar la ventaja de usar este método y cómo trabaja. Resolución
c) Confeccionar una tabla que compare número de ciclos, CPI, RAWs y Branch Taken Stalls para los dos casos anteriores. Resolución
5 ) El siguiente programa multiplica por 2 los elementos de un arreglo llamado datos y genera un nuevo arreglo llamado res. Ejecutar el programa en el simulador winmips64 con la opción Delay Slot habilitada. Resolución
.data
cant: .word 8
datos: .word 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8
res: .word 0
.code
dadd R1, R0, R0 ;INICIALIZO R1
ld R2, cant(R0) ; R2 = 8
loop: ld R3, datos(R1) ; R3 = ELEMENTO DE TABLA EN X POSICION
daddi R2, R2, -1 ; DECREMENTO EL CONTADOR DE TABLA
dsll R3, R3, 1 ; MUEVO LOS BITS UNA POSICION A LA IZQUIERDA QUE SERIA EL EQUIVALENTE A MULTIPLICARLOS X2
sd R3, res(R1) ; R3 = REMPLAZO EL VALOR NUEVO EN LA TABLA
daddi R1, R1, 8 ; ME MUEVO AL SIGUIENTE ELEMENTO DE LA TABLA
bnez R2, loop ; MIENTRAS NO TERMINE DE RECORRER LA TABLA, CONTINUO
nop
halta ) ¿Qué efecto tiene habilitar la opción Delay Slot (salto retardado)?.
b ) ¿Con qué fin se incluye la instrucción NOP? ¿Qué sucedería si no estuviera?.
c ) Tomar nota de la cantidad de ciclos, la cantidad de instrucciones y los CPI luego de ejecutar el programa.
d ) Modificar el programa para aprovechar el „Delay Slot‟ ejecutando una instrucción útil. Simular y comparar número de ciclos, instrucciones y CPI obtenidos con los de la versión anterior.
6 ) Escribir un programa que lea tres números enteros A, B y C de la memoria de datos y determine cuántos de ellos son iguales entre sí (0, 2 o 3). El resultado debe quedar almacenado en la dirección de memoria D. Resolución
7 ) Escribir un programa que recorra una TABLA de diez números enteros y determine cuántos elementos son mayores que X. Resolución
El resultado debe almacenarse en una dirección etiquetada CANT. El programa debe generar además otro arreglo llamado RES cuyos elementos sean ceros y unos. Un „1‟ indicará que el entero correspondiente en el arreglo TABLA es mayor que X, mientras que un „0‟ indicará que es menor o igual.
8 ) Escribir un programa que multiplique dos números enteros utilizando sumas repetidas (similar a Ejercicio 6 o 7 de la Práctica 1). El programa debe estar optimizado para su ejecución con la opción Delay Slot habilitada. Resolución
# dadd r1, r2, r0 R1 = R2 + R0
# daddi r3, r0, 5 R3 = R0 + 5
# dsub r4, r4, r4 R4 = R4 - R4
# daddi r5, r5, -1 R5 = R5 + -1
# xori r6, r6, 0xffffffffffffffff R6 = R6 XOR 0xffffffffffffffff- ¿Qué instrucción está generando atascos (stalls) en el cause (ó pipeline) y por qué?
La instrucción SD R2, A(r0) almacena en la dirección de memoria A el valor contenido en el registro R2, mientras que la instrucción anterior LD R2, B(r0) carga desde la dirección de memoria B el contenido de esa posición en el registro R2.
Cuando fordwarding no está habilitado la instrucción SD R2, A(r0) que en la etapa ID trata de leer el contenido de R2, pero dicho contenido no estará disponible hasta que la instrucción anterior LD R2, B(r0) llegue a la etapa WB.
Y debido a esto se genera un atasco en la etapa ID donde se procesa la instrucción SD R2, A(r0) retrasando la salida de la etapa (con RAWs) a la espera del contenido del registro. Esto además genera que la instrucción posterior SD R1, B(r0) deba permanecer en la etapa IF sin poder avanzar a la etapa ID (el pipeline se detuvo) como se puede ver en la imagen.
Tener en cuenta que en la primera mitad de la etapa WB se escribe el contenido en R2 y en el segundo RAW se lee el contenido de dicho registro.
- Branch Taken es otro tipo de atasco que aparece. ¿Qué significa? ¿Por qué se produce?
Aparecen atascos de tipo RAW (Read After Write) causado por una dependencia de datos, en este caso intenta leer un dato antes que esté guardado en el registro. Serán dos atascos, equivalentes a dos ciclos hasta que LD R2, B(r0) salga de la estapa WB.
- ¿Cuántos CPI tiene la ejecución de este programa? Tomar nota del número de ciclos, cantidad de instrucciones y CPI.
El CPI de la ejecución de este programa es de 2.2
| Ejecución | Funciones |
|
|
Ciclos por instrucción (CPI) = 2,2 Espera por dependencia de datos (RAW) = 2 |
Con la opción forwarding habilitada el dato contenido en el registro R2 podrá ser leído por la instrucción SD R2, A(r0) cuando la instrucción LD R2, B(r0) se encuentra finalizando la etapa MEM. La instrucción SD R2, A(r0) no tiene que esperar a que la instrucción LD R2, B(r0) salga de la etapa WB. De esta manera no aparecen atascos del tipo RAW.
- ¿Por qué se presentan atascos tipo RAW?
Se presentan atasco por dependencia de datos de tipo RAW causado por la instrucción BNEZ R2, loop al procesarse en la etapa ID. Esta instrucción necesita del contenido del registro R2 que está siendo utilizado por la instrucción DADDI R2,R2, -1 en la etapa EX sin salir aún de esta.
- Branch Taken es otro tipo de atasco que aparece. ¿Qué significa? ¿Por qué se produce?
El atasco de tipo Branch Taken Stalls (BTS), ocurre como concecuencia de la ejecución incorrecta de la instrucción siguiente a una instrucción condicional. Esto se debe a que la condición a evaluar tarda algunos ciclos en ser ejecutada, mientras que durante esos ciclos siguen entrando nuevas instrucciones al pipeline. Luego de evaluada la condición si la instrucción posterior a ésta que se ejecutó no es la que debía ser ejecutada, su ejecución se trunca y se ejecuta la que está en el lugar de memoria indicada por la etiqueta en la instrucción condicional.
- ¿Cuántos CPI tiene la ejecución de este programa? Tomar nota del número de ciclos, cantidad de instrucciones y CPI.
Se ejecutan 12 instrucciones en 21 ciclos dando un CPI de 1.750
- ¿Qué instrucciones generan los atascos tipo RAW y por qué? ¿En qué etapa del cauce se produce el atasco en cada caso y durante cuántos ciclos?
Las instrucciones que generan atascos RAW son:
la instrucción DSLL R1,R1,1 (ver registro R1 coloreado en gris), que trata de leer el contenido del registro R1, mientras que la instrucción LD R1,A(r0) todavía no copio el contenido de la dirección de memoria A en R1 y permanece aún en la etapa WB (RAW durante 1 ciclo).
Y la instrucción BNEZ R2,loop (ver registro R2 coloreado en gris), que trata de leer el contenido del registro R2, mientras que DADDI R2,R2,-1 está buscando copiar el resultado de la operación en dicho registro, permaneciendo en la etapa MEM y posteriormente en la etapa WB (RAW durante 2 ciclos).
- Los Branch Taken Stalls se siguen generando. ¿Qué cantidad de ciclos dura este atasco en cada vuelta del lazo ‘loop’? Comparar con la ejecución con Forwarding y explicar la diferencia.
Con forwarding deshabilitada, Los atascos por Branch Taken Stalls duran 2 ciclos en cada vuelta del lazo loop, mientras que con dicha opción habilitada se reducen a 1 ciclo por vuelta de lazo.
Esta diferencia tiene su causa en la instrucción condicional que es la que está generando los atascos RAW; entonces al disminuir la cantidad de RAWs producidos por esta, también disminuyen los ciclos de espera de la instrucción siguiente, que además se dejara de ejecutar si la condicional así se lo indica al procesador.
- ¿Cuántos CPI tiene la ejecución del programa en este caso? Comparar número de ciclos, cantidad de instrucciones y CPI con el caso con Forwarding.
a completar
Con la opción forwarding habilitada aún siguen apareciendo atascos RAW. Existe la posibilidad de tratar de eliminarlos reordenando las instrucciones en el programa y Dicho reordenamiento no debe afectar la lógica de este. El resultado de este método puede observarse en la imagen siguiente.
Completar
El programa busca en TABLA un elemento igual al contenido en la dirección de memoria NUM. En este caso dicha coincidencia se produce cuando el contenido del registro R4 es igual al contenido del registro R2 (R4=R2), razón por la cual luego de evaluada esta condición y de resultar verdadera se salta a la posición de memoria indicada por la etiqueta “listo”. Cuando hay coincidencia la línea de programa en listo suma al registro R10 un 1, caso contrario el contenido del registro R10 queda en 0. Este es el resultado y queda almacenado en el registro R10. El registro R3 se utiliza como índice para recorrer la TABLA. El contenido del registro R3 se incrementa de a 8 porque cada elemento de tabla es del tamaño word, es decir de 64 bits (8 bytes).
Habilitando la opción Branch Target Buffer (BTB) logramos reducir los atascos Branch Taken stalls a la mitad.
Tener en cuenta que esta opción es útil cuando aumenta la cantidad de iteraciones de un lazo. Como vemos también esta opción no actúa sobre los atascos por dependencia de datos (RAW en este caso) que no se modifican.
.data
NROA: .word 1
NROB: .word 2
NROC: .word 1
NROD: .word 0
.code
ld R1, NROA(R0)
ld R2, NROB(R0)
ld R3, NROC(R0)
ld R4, NROD(R0)
bne R1, R2, continuar
DADDI R4, R4, 2
bne R1, R3, continuar2
DADDI R4, R4, 1
j TERMINAR
continuar: bne R1, R3, TERMINAR
DADDI R4, R4, 2
bne R3, R2, TERMINAR
DADDI R4, R4, 1
j TERMINAR
continuar2: bne R2, R3, TERMINAR
DADDI R4, R4, 2
TERMINAR: sd R4, NROD(R0)
FIN: HALT
.data
TABLA: .word 1,2,3,4,5,6,7,8,9,10
X: .word 6
CANT: .word 0
RES: .word 0
.code
DADDI R10, R0, -8
DADDI R11, R0, 80
LD R1, X(R0)
DADDI R4, R0, 1
LD R5, CANT(R0)
LOOP: DADDI R10, R10, 8
BEQ R10, R11, FIN
LD R2, TABLA(R10)
SLT R3, R1, R2
BNE R3, R4, LOOP
DADDI R5, R5, 1
SD R4, RES(R10)
j LOOP
FIN: SD R5, CANT(R0)
HALT.data
NUM1: .word 3
NUM2: .word 5
RES: .word 0
.code
ld R1, NUM1(r0) ; 3
ld R2, NUM2(r0) ; 8
dadd R3, R0, R0
loop: dadd R3, R3, R1
daddi R2,R2, -1
bnez R2, loop
sd R3, RES(r0)
haltcon delay slot activado
.data
num1: .word 3
num2: .word 5
res: .word 0
.code
LD r1, num1(r0)
LD r2, num2(r0)
DADD r10, r0, r0
LOOP: DADDI r2, r2, -1
BNEZ r2, LOOP
DADD r10, r10, r1
SD r10, res(r0)
HALT1) Simular el siguiente programa de suma de números en punto flotante y analizar minuciosamente la ejecución paso a paso. Inhabilitar Delay Slot y mantener habilitado Forwarding. Resolución
.data
n1: .double 9.13
n2: .double 6.58
res1: .double 0.0
res2: .double 0.0
.code
l.d f1, n1(r0)
l.d f2, n2(r0)
add.d f3, f2, f1
mul.d f4, f2, f1
s.d f3, res1(r0)
s.d f4, res2(r0)
halta) Tomar nota de la cantidad de ciclos, instrucciones y CPI luego de la ejecución del programa.
b) ¿Cuántos atascos por dependencia de datos se generan? Observar en cada caso cuál es el dato en conflicto y las instrucciones involucradas.
c) ¿Por qué se producen los atascos estructurales? Observar cuales son las instrucciones que los generan y en qué etapas del pipeline aparecen.
d) Modificar el programa agregando la instrucción mul.d f1, f2, f1 entre las instrucciones add.d y mul.d. Repetir la ejecución y observar los resultados. ¿Por qué aparece un atasco tipo WAR?
e) Explicar por qué colocando un NOP antes de la suma, se soluciona el RAW de la instrucción ADD y como consecuencia se elimina el WAR.
2) Es posible convertir valores enteros almacenados en alguno de los registros r1-r31 a su representación equivalente en punto flotante y viceversa. Describa la funcionalidad de las instrucciones mtc1, cvt.1.d, cvt.d.1 y mfc1. Resolución
3) Escribir un programa que calcule la superficie de un triángulo rectángulo de base 5,85 cm y altura 13,47 cm. Resolución
Pista: la superficie de un triángulo se calcula como:
Superficie = (base x altura) / 2
4) El índice de masa corporal (IMC) es una medida de asociación entre el peso y la talla de un individuo. Resolución
Se calcula a partir del peso (expresado en kilogramos, por ejemplo: 75,7 kg) y la estatura (expresada en metros, por ejemplo 1,73 m), usando la fórmula:
IMG = PESO / (ESTATURA)^2
De acuerdo al valor calculado con este índice, puede clasificarse el estado nutricional de una persona en:
Infrapeso (IMC < 18,5), Normal (18,5 ≤ IMC < 25), Sobrepeso (25 ≤ IMC < 30) y Obeso (IMC ≥ 30).
Escriba un programa que dado el peso y la estatura de una persona calcule su IMC y lo guarde en la dirección etiquetada IMC. También deberá guardar en la dirección etiquetada estado un valor según la siguiente tabla:
| IMC | Clasificación | Valor guardado |
|---|---|---|
| < 18,5 | Infrapeso | 1 |
| < 25 | Normal | 2 |
| < 30 | Sobrepeso | 3 |
| >=30 | Obeso | 4 |
5) El procesador MIPS64 posee 32 registros, de 64 bits cada uno, llamados r0 a r31 (también conocidos como $0 a $31). Resolución
Sin embargo, resulta más conveniente para los programadores darles nombres más significativos a esos registros.
La siguiente tabla muestra la convención empleada para nombrar a los 32 registros mencionados:
| Registros | Nombres | ¿Para que se los utiliza? | ¿Preservado? |
|---|---|---|---|
| r0 | $zero | 1 | |
| r1 | $at | 2 | |
| r2-r3 | $v0-$v1 | 3 | |
| r4-r7 | $a0-$a3 | 4 | |
| r8-r15 | $t0-$t7 | 4 | |
| r16-r23 | $s0-$s7 | 4 | |
| r24-r25 | $t8-$t9 | 4 | |
| r26-r27 | $k0-$k1 | 4 | |
| R28 | $gp | 4 | |
| R29 | $sp | 4 | |
| R30 | $fp | 4 | |
| R31 | $ra | 4 |
Complete la tabla anterior explicando el uso que normalmente se le da cada uno de los registros nombrados. Marque en la columna “¿Preservado?” si el valor de cada grupo de registros debe ser preservado luego de realizada una llamada a una subrutina. Puede encontrar información útil en el apunte Programando sobre MIPS64
6) Como ya se observó anteriormente, muchas instrucciones que normalmente forman parte del repertorio de un procesador con arquitectura CISC no existen en el MIPS64. En particular, el soporte para la invocación a subrutinas es mucho más simple que el provisto en la arquitectura x86 (pero no por ello menos potente). El siguiente programa muestra un ejemplo de invocación a una subrutina. Resolución
.data
valor1: .word 16
valor2: .word 4
result: .word 0
.text
ld $a0, valor1($zero)
ld $a1, valor2($zero)
jal a_la_potencia
sd $v0, result($zero)
halt
a_la_potencia: daddi $v0, $zero, 1
lazo: slt $t1, $a1, $zero
bnez $t1, terminar
daddi $a1, $a1, -1
dmul $v0, $v0, $a0
j lazo
terminar: jr $raa) ¿Qué hace el programa? ¿Cómo está estructurado el código del mismo?
b) ¿Qué acciones produce la instrucción jal? ¿Y la instrucción jr?
c) ¿Qué valor se almacena en el registro $ra? ¿Qué función cumplen los registros $a0 y $a1? ¿Y el registro $v0?
d) ¿Qué sucedería si la subrutina a_la_potencia necesitara invocar a otra subrutina para realizar la multiplicación, por ejemplo, en lugar de usar la instrucción dmul? ¿Cómo sabría cada una de las subrutinas a que dirección de memoria deben retornar?
7) Escriba una subrutina que reciba como parámetros un número positivo M de 64 bits, la dirección del comienzo de una tabla que contenga valores numéricos de 64 bits sin signo y la cantidad de valores almacenados en dicha tabla. La subrutina debe retornar la cantidad de valores mayores que M contenidos en la tabla. Resolución
8) Escriba una subrutina que reciba como parámetros las direcciones del comienzo de dos cadenas terminadas en cero y retorne la posición en la que las dos cadenas difieren. En caso de que las dos cadenas sean idénticas, debe retornar -1. Resolución
9) Escriba la subrutina ES_VOCAL, que determina si un carácter es vocal o no, ya sea mayúscula o minúscula. La rutina debe recibir el carácter y debe retornar el valor 1 si el carácter es una vocal, o 0 en caso contrario. Resolución
10) Usando la subrutina escrita en el ejercicio anterior, escribir la subrutina CONTAR_VOC, que recibe una cadena terminada en cero , y devuelve la cantidad de vocales que tiene esa cadena. Resolución
11) Escribir una subrutina que reciba como argumento una tabla de números terminada en 0. La subrutina debe contar la cantidad de números que son impares en la tabla, esta condición se debe verificar usando una subrutina es_impar. La subrutina es_impar debe devolver 1 si el número es impar y 0 si no lo es. Resolución
12) El siguiente programa espera usar una subrutina que calcule en forma recursiva el factorial de un número entero: Resolución
data
valor: .word 10
result: .word 0
.text
daddi $sp, $zero, 0x400 ; Inicializa puntero al tope de la pila
(1)
ld $a0, valor($zero)
jal factorial
sd $v0, result($zero)
halt
factorial: ...
...(1) La configuración inicial de la arquitectura del WinMIPS64 establece que el procesador posee un bus de direcciones de 10 bits para la memoria de datos. Por lo tanto, la mayor dirección dentro de la memoria de datos será de 2^10 = 1024 = 400 sub 16
a) Implemente la subrutina factorial definida en forma recursiva. Tenga presente que el factorial de un número entero n se calcula como el producto de los números enteros entre 1 y n inclusive:
factorial(n) = n! = n * (n - 1) * (n - 2) * ... * 3 * 2 * 1
b) ¿Es posible escribir la subrutina factorial sin utilizar una pila? Justifique.
a) 16 ciclos, 7 instrucciones y 2,286 Ciclos por Instrucción (CPI)
b) Se generan dos atascos por dependencia de datos
- mtc1 Rx, Fx: Copia los 64 bits del registro entero Rx al registro Fx de punto flotante
- cvt.1.d Fx, Fy: Convierte a entero el valor en punto flotante contenido en Fy, dejándolo en Fx
- cvt.d.1 Fx, Fy: Convierte a punto flotante el valor entero copiado al registro Fy, dejándolo en Fx
- mfc1 Rx, Fx: Copia los 64 bits del registro Fx de punto flotante al registro Rx entero
Resultado 39,39975 exa 3C 1E87
| Registros | Nombres | ¿Para que se los utiliza? | ¿Preservado? |
|---|---|---|---|
| r0 | $zero | Siempre tiene el valor 0 y no se puede cambiar | |
| r1 | $at | Return Address- Dir. de retorno de subrutina. Debe ser salvado | |
| r2-r3 | $v0-$v1 | Valores de retorno de la subrutina llamada | |
| r4-r7 | $a0-$a3 | Argumentos pasados a la subrutina llamada | |
| r8-r15 | $t0-$t7 | Registros temporarios | |
| r16-r23 | $s0-$s7 | Registros que deben ser salvados | |
| r24-r25 | $t8-$t9 | Registros temporarios | |
| r26-r27 | $k0-$k1 | Para uso del kernel del sistema operativo | |
| R28 | $gp | Global pointer - puntero a zona de memoria estástica. Debe ser salvado | |
| R29 | $sp | Stack Pointer - Puntero de pila. Debe ser salvado | |
| R30 | $fp | Frame Pointer - Puntero de pila. Debe ser salvado | |
| R31 | $ra | Return Addres - Dir. de retorno de subrutina. Debe ser salvado |
.data
VALOR1: .word 2
VALOR2: .word 4
RES: .word 0
.text
ld $a0, VALOR1($zero) ; a = 16
ld $a1, VALOR2($zero) ; a1 = 4
jal a_la_potencia ; Salta y guarda la dir en R31
sd $v0, RES($zero) ; Muesto el valor de retorno de la subrutina
halt
a_la_potencia: daddi $v0, $zero, 1 ; Incremento v0
lazo: slt $t1, $a1, $zero ; si a1 < 0 deja un 1 en t1
bnez $t1, terminar ; cuando t1 llega a 0 termino
daddi $a1, $a1, -1 ; decremento a1
dmul $v0, $v0, $a0 ; v0 = v0 * a0
j lazo
terminar: jr $ra
; El programa saca la potencia de un nro, el programa hace VALOR2 ^ VALOR1
; jal Salta a la dirección rotulada offN y copia en r31 la dirección de retorno
; Salta a la dirección contenida en el registro rd.data
M: .word 3
TABLA: .word 1,2,3,4,5
RESULTADO: .word 0
.code
ld $a0, M(r0) ; a0 = 14
daddi $a1, $0, 5 ; a1 = cantidad de elementos
daddi $a2, $0, TABLA ; a2 = paso la direccion de TABLA
jal VALORES ; salto a la rutina y guardo la direccion de retorno
nop ; pinto
sd $v0, RESULTADO($0) ; VALORES de retorno de la subrutina, lo guardo en RESULTADO
halt
VALORES: dadd $t0, $a1, $0 ; guardo 5 en el registro temporal
dadd $v0, $0, $0 ; inicializo v0
LOOP: ld $t4, 0($a2) ; copia en el registro temporal el primer elemento de la TABLA
slt $t2, $t4, $a0 ; si t4 es menor que a0, entonces dejo 1 en t2
bnez $t2 ,NO_INCREMENTAR ; si t2 <> 0 entonces salto a NO_INCREMENTAR
beq $t4, $a0, NO_INCREMENTAR ; Si es igual, no incremento
daddi $v0, $v0, 1 ; aumento el contador
NO_INCREMENTAR: daddi $a2, $a2, 8 ; avanzo en la tabla
daddi $t0, $t0, -1 ; decremento el contador de elementos de tabla
bnez $t0, LOOP ; si t0 <> 0 salto a loop
jr $ra ; vuelve al programa principal.data
CADENA1: .asciiz "hola"
CADENA2: .asciiz "holaa"
result: .word 0
.code
daddi $a0, $0, CADENA1 ; a0 = CADENA1
daddi $a1, $0, CADENA2 ; a1 = CADENA2
jal compara ; Llamo a la subrutina
sd $v0, result($zero) ; guardo el valor
halt
compara: dadd $v0, $0, $0 ; inicializo V0
LOOP: lbu $t0, 0($a0) ; COPIA LA DIRECCION DE CADENA1
lbu $t1, 0($a1) ; COPIA LA DIRECCION DE CADENA2
beqz $t0, FIN_CAD1 ; SI LLEGO AL FINAL DE CADENA1, SALTO
beqz $t1, FIN ; SI LLEGO AL FINAL DE CADENA2, SALTO
bne $t0, $t1, FIN ; SI EL CARACTER ACTUAL DE CADENA1 <> CARACTER ACTUAL CADENA2, TERMINO
daddi $v0, $v0, 1 ; INCREMENTO
daddi $a0, $a0, 1 ; INCREMENTO
daddi $a1, $a1, 1 ; INCREMENTO
j LOOP
FIN_CAD1: bnez $t1, FIN ; SI T1 <> 0, TERMINO
daddi $v0, $0, -1
FIN: jr $ra.data
LETRA: .ascii '1'
VOCALES: .asciiz 'AEIOUaeiou'
RESULTADO: .word 0
.code
lbu $a0, LETRA($0) ; paso el CARACTER
jal ES_VOCAL ; llamo a la subrutina
sd $v0, RESULTADO($zero) ; guardo el resultado
halt
ES_VOCAL: dadd $v0, $0, $0 ; inicializo v0
daddi $t0, $0, 0 ; inicializo t0
LOOP: lbu $t1, VOCALES($t0) ; copia el caracter en t1
beqz $t1, FIN_VOCAL ; si t1 = 0, no se encontro VOCALES
beq $a0, $t1, ENCONTRO ; si LETRA = caracterActual, salto
daddi $t0, $t0, 1 ; continuo con el siguiente caracter
j LOOP
ENCONTRO: daddi $v0, $0, 1 ; si es vocal, retorno 1
FIN_VOCAL: jr $ra ;vuelvo al programa principal.data
CADENA: .asciiz "CazaAAA"
VOCALES: .asciiz 'AEIOUaeiou'
CANT: .word 0
.code
; La pila comienza en el tope de la memoria de datos
DADDI $sp, $0, 0x400 ; bus 10 bits 🡪 2^10 = 1024 = 0x400
; Guarda como primer argumento para CONT_VOCALES
; la dirección de CADENA
DADDI $a0, $0, CADENA
dadd $v0, $0, $0
JAL CONT_VOCALES
sd $v0, CANT($0) ; Cantidad de caracteres
HALT
CONT_VOCALES: DADDI $sp, $sp, -16 ; Reserva lugar en pila -> 2 x 8
SD $ra, 0 ($sp) ; Guarda en pila $ra
SD $s0, 8 ($sp) ; Guarda en pila $s0
DADD $s0, $a0, $0 ; Copia la dirección de inicio de la CADENA
LOOP: LBU $a0, 0 ($s0) ; Toma car. actual
BEQ $a0, $zero, FIN ; Si es el fin, termina
JAL ES_VOCAL
DADDI $s0, $s0, 1 ; Avanza al siguiente caracter
J LOOP
; Recupera los datos salvados en la pila
FIN: LD $ra, 0 ($sp)
LD $s0, 8 ($sp)
DADDI $sp, $sp, 16
JR $ra
ES_VOCAL: daddi $t0, $0, 0 ; inicializo t0
LOOP2: lbu $t1, VOCALES($t0) ; copia el caracter en t1
beqz $t1, FINVOCAL ; si t1 = 0, no se encontro VOCALES
beq $a0, $t1, ENCONTRO ; si LETRA = caracterActual, salto
daddi $t0, $t0, 1 ; continuo con el siguiente caracter
j LOOP2
ENCONTRO: daddi $v0, $v0, 1 ; si es vocal, aumento 1 el contador
FINVOCAL: jr $ra ;vuelvo al programa principal
.data
TABLA: .word 1,2,3,4,5,0
IMPARES: .word 0
MASCARA: .byte 00000001
.code
DADDI $sp, $0, 0x400
DADDI $a0, $0, TABLA
DADD $v0, $0, $0
JAL CONT_IMPAR
sd $v0,IMPARES($0)
HALT
CONT_IMPAR: DADDI $sp, $sp, -16
SD $ra, 0 ($sp)
SD $s0, 8 ($sp)
DADD $s0, $a0, $0
LOOP: LD $a0, 0 ($s0) ; Toma nro. actual
BEQ $a0, $0, FIN ; Si es el fin, termina
JAL ESIMPAR
dadd $v0,$v0,$v1
DADDI $s0, $s0, 8 ; Avanza al siguiente nro
J LOOP
FIN: LD $ra, 0 ($sp)
LD $s0, 8 ($sp)
DADDI $sp, $sp, 16
JR $ra
ESIMPAR: LD $s1,MASCARA($0) ;inicializo la mascara(como constante)
AND $t1, $a0, $s1 ;valor actual and mascara
BEQZ $t1 ,PAR
DADDI $v1,$0, 1
J TERMINO
PAR: DADDI $v1, $0, 0
TERMINO: JR $ra .data
NRO: .word 10
RESULTADO: .word 0
.code
daddi $sp, $0, 0x400 ; Inicializa el puntero al tope de la pila
ld $a0, NRO($0) ; a0 = NRO
jal FACTORIAL ; Llamo a la subrutina
sd $v0, RESULTADO($0) ; Guardo el dato
halt
FACTORIAL: daddi $sp, $sp, -16 ; PUSH
sd $ra, 0($sp)
sd $s0, 8($sp)
beqz $a0, FIN_RECURSIVO ; Si nro - 1 = 0, termino
dadd $s0, $0, $a0 ; Tomo el valor actual
daddi $a0, $a0, -1 ; nro = nro - 1
jal FACTORIAL ; RECURSIVO
dmul $v0, $v0, $s0 ; v0 * nro actual
j FIN ; termino
FIN_RECURSIVO: daddi $v0, $0, 1
FIN: ld $s0, 8($sp) ; POP
ld $ra, 0($sp)
daddi $sp, $sp, 16
jr $ra 1) El siguiente programa produce la salida de un mensaje predefinido en la ventana Terminal del simulador WinMIPS64. Resolución
Teniendo en cuenta las condiciones de control del puerto de E/S (en el resumen anterior), modifique el programa de modo que el mensaje a mostrar sea ingresado por teclado en lugar de ser un mensaje fijo.
.data
texto: .asciiz "Hola, Mundo!" ; El mensaje a mostrar
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
.text
lwu $s0, DATA($zero) ; $s0 = dirección de DATA
daddi $t0, $zero, texto ; $t0 = dirección del mensaje a mostrar
sd $t0, 0($s0) ; DATA recibe el puntero al comienzo del mensaje
lwu $s1, CONTROL($zero) ; $s1 = dirección de CONTROL
daddi $t0, $zero, 6 ; $t0 = 6 -> función 6: limpiar pantalla alfanumérica
sd $t0, 0($s1) ; CONTROL recibe 6 y limpia la pantalla
daddi $t0, $zero, 4 ; $t0 = 4 -> función 4: salida de una cadena ASCII
sd $t0, 0($s1) ; CONTROL recibe 4 y produce la salida del mensaje
halt2) Escriba un programa que utilice sucesivamente dos subrutinas: La primera, denominada ingreso, debe solicitar el ingreso por teclado de un número entero (de un dígito), verificando que el valor ingresado realmente sea un dígito. La segunda, denominada muestra, deberá mostrar en la salida estándar del simulador (ventana Terminal) el valor del número ingresado expresado en letras (es decir, si se ingresa un ‘4’, deberá mostrar ‘CUATRO’). Establezca el pasaje de parámetros entre subrutinas respetando las convenciones para el uso de los registros y minimice las detenciones del cauce (ejercicio similar al ejercicio 6 de Práctica 2). Resolución
3) Escriba un programa que realice la suma de dos números enteros (de un dígito cada uno) utilizando dos subrutinas: La denominada ingreso del ejercicio anterior (ingreso por teclado de un dígito numérico) y otra denominada resultado, que muestre en la salida estándar del simulador (ventana Terminal) el resultado numérico de la suma de los dos números ingresados (ejercicio similar al ejercicio 7 de Práctica 2). Resolución
4) Escriba un programa que solicite el ingreso por teclado de una clave (sucesión de cuatro caracteres) utilizando la subrutina char de ingreso de un carácter. Luego, debe comparar la secuencia ingresada con una cadena almacenada en la variable clave. Si las dos cadenas son iguales entre si, la subrutina llamada respuesta mostrará el texto “Bienvenido” en la salida estándar del simulador (ventana Terminal). En cambio, si las cadenas no son iguales, la subrutina deberá mostrar “ERROR” y solicitar nuevamente el ingreso de la clave. Resolución
5) Escriba un programa que calcule el resultado de elevar un valor en punto flotante a la potencia indicada por un exponente que es un número entero positivo. Para ello, en el programa principal se solicitará el ingreso de la base (un número en punto flotante) y del exponente (un número entero sin signo) y se deberá utilizar la subrutina a_la_potencia para calcular el resultado pedido (que será un valor en punto flotante). Tenga en cuenta que cualquier base elevada a la 0 da como resultado 1. Muestre el resultado numérico de la operación en la salida estándar del simulador (ventana Terminal). Resolución
6) El siguiente programa produce una salida estableciendo el color de un punto de la pantalla gráfica (en la ventana Terminal del simulador WinMIPS64). Modifique el programa de modo que las coordenadas y color del punto sean ingresados por teclado. Resolución
data
coorX: .byte 24 ; coordenada X de un punto
coorY: .byte 24 ; coordenada Y de un punto
color: .byte 255, 0, 255, 0 ; color: máximo rojo + máximo azul => magenta
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
.text
lwu $s6, CONTROL($zero) ; $s6 = dirección de CONTROL
lwu $s7, DATA($zero) ; $s7 = dirección de DATA
daddi $t0, $zero, 7 ; $t0 = 7 -> función 7: limpiar pantalla gráfica
sd $t0, 0($s6) ; CONTROL recibe 7 y limpia la pantalla gráfica
lbu $s0, coorX($zero) ; $s0 = valor de coordenada X
sb $s0, 5($s7) ; DATA+5 recibe el valor de coordenada X
lbu $s1, coorY($zero) ; $s1 = valor de coordenada Y
sb $s1, 4($s7) ; DATA+4 recibe el valor de coordenada Y
lwu $s2, color($zero) ; $s2 = valor de color a pintar
sw $s2, 0($s7) ; DATA recibe el valor del color a pintar
daddi $t0, $zero, 5 ; $t0 = 5 -> función 5: salida gráfica
sd $t0, 0($s6) ; CONTROL recibe 5 y produce el dibujo del punto
halt7) Se desea realizar la demostración de la transformación de un carácter codificado en ASCII a su visualización en una matriz de puntos con 7 columnas y 9 filas. Escriba un programa que realice tal demostración, solicitando el ingreso por teclado de un carácter para luego mostrarlo en la pantalla gráfica de la terminal. Resolución
El "8" se representa como:
8) El siguiente programa implementa una animación de una pelotita rebotando por la pantalla. Modifíquelo para que en lugar de una pelotita, se muestren simultáneamente varias pelotitas (cinco, por ejemplo), cada una con su posición, dirección y color particular. Resolución
.data
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
color_pelota: .word32 0x00FF0000 ; Azul
color_fondo: .word32 0x00FFFFFF ; Blanco
.text
lwu $s6, CONTROL($zero)
lwu $s7, DATA($zero)
lwu $v0, color_pelota($zero)
lwu $v1, color_fondo($zero)
daddi $s0, $zero, 23 ; Coordenada X de la pelota
daddi $s1, $zero, 1 ; Coordenada Y de la pelota
daddi $s2, $zero, 1 ; Dirección X de la pelota
daddi $s3, $zero, 1 ; Dirección Y de la pelota
daddi $s4, $zero, 5 ; Comando para dibujar un punto
loop: sw $v1, 0($s7) ; Borra la pelota
sb $s0, 4($s7)
sb $s1, 5($s7)
sd $s4, 0($s6)
dadd $s0, $s0, $s2 ;Mueve la pelota en la dirección actual
dadd $s1, $s1, $s3
daddi $t1, $zero, 48 ; Comprueba que la pelota no esté en la columna de más
slt $t0, $t1, $s0 ; a la derecha. Si es así, cambia la dirección en X.
dsll $t0, $t0, 1
dsub $s2, $s2, $t0
slt $t0, $t1, $s1 ; Comprueba que la pelota no esté en la fila de más arriba.
dsll $t0, $t0, 1 ; Si es así, cambia la dirección en Y.
dsub $s3, $s3, $t0
slti $t0, $s0, 1 ; Comprueba que la pelota no esté en la columna de más
dsll $t0, $t0, 1 ; a la izquierda. Si es así, cambia la dirección en X.
dadd $s2, $s2, $t0
slti $t0, $s1, 1 ; Comprueba que la pelota no esté en la fila de más abajo.
dsll $t0, $t0, 1 ; Si es así, cambia la dirección en Y.
dadd $s3, $s3, $t0
sw $v0, 0($s7) ; Dibuja la pelota.
sb $s0, 4($s7)
sb $s1, 5($s7)
sd $s4, 0($s6)
daddi $t0, $zero, 500 ; Hace una demora para que el rebote no sea tan rápido.
demora: daddi $t0, $t0, -1 ; Esto genera una infinidad de RAW y BTS pero...
bnez $t0, demora ; ¡hay que hacer tiempo igualmente!
j loop9) Escriba un programa que le permita dibujar en la pantalla gráfica de la terminal. Deberá mostrar un cursor (representado por un punto de un color particular) que pueda desplazarse por la pantalla usando las teclas ‘a’, ‘s’, ‘d’ y ‘w’ para ir a la izquierda, abajo, a la derecha y arriba respectivamente. Usando la barra espaciadora se alternará entre modo desplazamiento (el cursor pasa por arriba de lo dibujado sin alterarlo) y modo dibujo (cada punto por el que el cursor pasa quedará pintado del color seleccionado). Las teclas del ‘1’ al ‘8’ se usarán para elegir uno entre los ocho colores disponibles para pintar. Resolución
Observaciones: Para poder implementar este programa, se necesitará almacenar en la memoria la imagen completa de la
pantalla gráfica.
Si cada punto está representado por un byte, se necesitarán 50x50x1 = 2500 bytes. El simulador WinMIPS64 viene configurado para usar un bus de datos de 10 bits, por lo que la memoria disponible estará acotada a 2^10=1024 bytes. Para poder almacenar la imagen, será necesario configurar el simulador para usar un bus de datos de 12 bits, ya que 2^12=4096 bytes, los que si resultarán suficientes. La configuración se logra yendo al menú “Configure -> Architecture” y poniendo “Data Address Bus” en 12 bits en lugar de los 10 bits que trae por defecto.
.data
CONTROL: .word 0x10000
DATA: .word 0x10008
CARACTER: .byte 0
.code
LWU $s0, CONTROL($0)
LWU $s1, DATA($0)
DADDI $s4, $0, 13 ; 13 el ascii del enter pá
LOOP: DADDI $t1, $0, 9
SD $t1,0 ($s0) ; CONTROL = 9
; *PRESIONA UNA TECLA*
; LA CPU GUARDA EL CARACTER EN DATA
LBU $t1,0 ($s1)
; COMPARO CON EL ENTER
BEQ $t1, $s4, FIN
; GUARDO LA VARIABLE
SB $t1, CARACTER($0)
;TOMO LA DIR DE CARACTER
DADDI $s3, $0, CARACTER
; MANDO DIR DE CARACTER
SD $s3, 0 ($s1)
; IMPRIMIR CARACTER
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s0) ; CONTROL 4
J LOOP
FIN: HALT.data ;leer desde teclado
CONTROL: .word 0x10000
DATA: .word 0x10008
MENSAJE: .asciiz " INGRESE UN CARACTER: "
MENSAJEMAL: .asciiz " EL CARACTER NO ES UN DIGITO. "
CERO: .asciiz " CERO "
UNO: .asciiz " UNO "
DOS: .asciiz " DOS "
TRES: .asciiz " TRES "
CUATRO: .asciiz " CUATRO"
CINCO: .asciiz " CINCO "
SEIS: .asciiz " SEIS "
SIETE: .asciiz " SIETE "
OCHO: .asciiz " OCHO "
NUEVE: .asciiz " NUEVE "
CARACTER: .byte 0
.code
LWU $s0, CONTROL ($0) ; $s0 = CONTROL
LWU $s1, DATA ($0) ; $s1 = DATA
;_______________________________ IMPRIME MENSAJE
DADDI $t0, $0, MENSAJE
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
;_______________________________
DADDI $sp, $0, 0x400 ; INICIALIZO EL PUNTERO A TOPE DE PILA
JAL INGRESO
LD $t0, CARACTER($0)
SLTI $t1, $t0, 0x30 ; un 1 si es menor
DADDI $t3, $t3, 0x39
SLT $t1, $t3, $t0 ; un 1 si me paso
DADDI $t4, $t4 ,1
BEQ $t1, $t4 , MALO
DADDI $a1, $0, CERO
JAL MUESTRA
J TERMINO
MALO: DADDI $t0, $0, MENSAJEMAL
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
TERMINO: HALT
INGRESO: DADDI $sp, $sp, -8
SD $t7, 0 ($sp)
;______________________________
DADDI $t1, $0, 9 ; LEE UN CARACTER
SD $t1,0 ($s0)
LBU $t1,0 ($s1)
SB $t1, CARACTER($0)
; IMPRIME
DADDI $s3, $0, CARACTER
SD $s3, 0 ($s1)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s0)
;_______________________________ LEE E IMPRIME EL CARACTER
LD $t7, 0 ($sp)
DADDI $sp, $sp, 8
JR $ra
MUESTRA: daddi $t7,$0,0x30
LOOP: BEQ $t0, $t7, IMPRIMIR
DADDI $t0, $t0, -1
DADDI $a1, $a1, 8
J LOOP
IMPRIMIR: SD $a1, 0($s1)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0($s0)
JR $ra.data ;leer desde teclado
CONTROL: .word 0x10000
DATA: .word 0x10008
MENSAJE: .asciiz "INGRESE UN NRO: "
MENSAJE2: .asciiz "EL RESULTADO ES: "
RES: .word 0
NRO: .byte 0
.code
LWU $s0, CONTROL ($0) ; $s0 = CONTROL
LWU $s1, DATA ($0) ; $s1 = DATA
;_______________________________ IMPRIME MENSAJE
DADDI $t0, $0, MENSAJE
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
;_______________________________
DADDI $sp, $0, 0x400 ; INICIALIZO EL PUNTERO A TOPE DE PILA
JAL INGRESO
LD $t6, NRO($0)
DADDI $t0, $0, MENSAJE
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
JAL INGRESO
LD $t7, NRO($0)
DADD $t6, $t6, $t7
JAL RESULTADO
HALT
INGRESO: DADDI $sp, $sp, -8
SD $t7, 0 ($sp)
;______________________________
DADDI $t1, $0, 8 ; LEE UN NRO
SD $t1,0 ($s0)
LBU $t1,0 ($s1)
SB $t1, NRO($0)
; IMPRIME
DADDI $s3, $0, NRO
SD $s3, 0 ($s1)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s0)
;_______________________________ LEE E IMPRIME EL NRO
LD $t7, 0 ($sp)
DADDI $sp, $sp, 8
JR $ra
RESULTADO: DADDI $t0, $0, MENSAJE2
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
DADDI $t6, $t6 , 0x30 ; PARA IMPRIMIR EL ASCII DEL NRO
SD $t6, RES ($0)
DADDI $s3, $0, RES
SD $s3, 0 ($s1)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s0)
JR $ra.data
CONTROL: .word 0x10000
DATA: .word 0x10008
CONTRA: .asciiz 'VAMOO'
ERROR: .asciiz ' ERROR!'
CORRECTO: .asciiz ' BIENVENIDO'
MENSAJE: .asciiz 'INGRESE UNA CONTRA: '
CARACTER: .byte 0
.code
LWU $s0, CONTROL($0)
LWU $s1, DATA($0)
DADDI $t0, $0, MENSAJE
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
DADDI $sp, $0, 0x400
JAL CHAR
HALT
CHAR: daddi $t6, $0, 0 ;CONTADOR PARA CARACTERES
LOOP: DADDI $t1, $0, 9
SD $t1,0 ($s0) ; CONTROL = 9
; *PRESIONA UNA TECLA*
; LA CPU GUARDA EL CARACTER EN DATA
LBU $t1,0 ($s1)
DADD $t7, $0, $t1 ;MANDO MI CARACTER A UN REGISTRO PARA COMPARAR
; GUARDO LA VARIABLE
SB $t1, CARACTER($0)
;TOMO LA DIR DE CARACTER
DADDI $s3, $0, CARACTER
; MANDO DIR DE CARACTER
SD $s3, 0 ($s1)
lbu $t5, CONTRA($t6) ;GUARDO EN T5 EL CARACTER ACTUAL DE CONTRA
beqz $t5, FIN_BIEN ; INDICA QUE TERMINO LA CONTRA (QUE TERMINO BIEN)
BNE $t1, $t5, FIN_MAL
; IMPRIMIR CARACTER
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s0) ; CONTROL 4
daddi $t6, $t6, 1 ;AVANZO AL SIGUIENTE CARACTER DE MI CONTRA
J LOOP
FIN_BIEN: DADDI $t0, $0, CORRECTO ;IMPRIMO CORRECTO
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
J FIN
FIN_MAL: DADDI $t0, $0, ERROR ;IMPRIMO CORRECTO
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
J FIN
FIN: JR $ra.data ;leer desde teclado
CONTROL: .word 0x10000
DATA: .word 0x10008
BASE: .double 0.0
EXPONENTE: .word 0
MENSAJE: .asciiz "BASE (FLOTANTE): "
MENSAJE2: .asciiz "EXPONENTE (ENTERO): "
RES: .double 0
UNO: .double 1.0
.code
LWU $s0, CONTROL ($zero) ; $s0 = CONTROL
LWU $s1, DATA ($zero) ; $s1 = DATA
DADDI $t0, $0, MENSAJE
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
DADDI $t0, $zero, 8
SD $t0, 0 ($s0) ; CONTROL = 8
L.D f1, 0 ($s1) ; Tomo número en f1
S.D f1, BASE ($zero) ; Guardo en variable
DADDI $t0, $0, MENSAJE2
SD $t0, 0($s1)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($s0)
DADDI $t0, $zero, 8
SD $t0, 0 ($s0) ; CONTROL = 8
LD $t1, 0 ($s1) ; Tomo número en t0
SD $t1, EXPONENTE ($zero) ; Guardo en variable
JAL POTENCIA
S.D f2, RES($0)
S.D f2, 0 ($s1)
; Control 3
DADDI $t0, $0, 3
SD $t0, 0 ($s0)
HALT
POTENCIA: L.D f2, UNO($0)
LOOP: BEQZ $t1, FIN
mul.d f2, f2, f1
DADDI $t1, $t1, -1
J LOOP
FIN: jr $ra.data
coorX: .byte 0
coorY: .byte 0
color: .byte 0, 0, 0, 0;
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
MENSAJE1: .asciiz "INGRESE X: "
MENSAJE2: .asciiz "INGRESE Y: "
MENSAJE3: .asciiz "INGRESE (R,G,B,TRANSPARENCIA) : "
.code
LWU $s6, CONTROL($zero)
LWU $s7, DATA($zero)
;__________________________________
DADDI $t0, $0, MENSAJE1
SD $t0, 0 ($s7)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s6)
DADDI $t1, $0, 8
SB $t1, 0($s6)
LBU $t2, 0($s7)
SB $t2, coorX($0)
;__________________________________
DADDI $t0, $0, MENSAJE2
SD $t0, 0 ($s7)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s6)
DADDI $t1, $0, 8
SB $t1, 0($s6)
LBU $t3, 0($s7)
SB $t3, coorY($0)
;__________________________________
DADDI $t0, $0, MENSAJE3
SD $t0, 0 ($s7)
DADDI $t1, $0, 4
SD $t1, 0 ($s6)
DADDI $a0, $0, 0 ;CONTADORES PARA LEER
DADDI $a1, $0, 3
LOOP: DADDI $t1, $0, 8
SB $t1, 0($s6)
LBU $t3, 0($s7)
SB $t3, color($a0)
DADDI $a0, $a0, 1 ;AVANZO AL SIGUIENTE BYTE
bne $a0, $a1 ,LOOP
;__________________________________
DADDI $t0, $zero, 7
SD $t0, 0($s6)
LBU $s0, coorX($zero)
SB $s0, 5($s7)
LBU $s1, coorY($zero)
SB $s1, 4($s7)
LWU $s2, color($zero)
sw $s2, 0($s7)
DADDI $t0, $zero, 5
SD $t0, 0($s6)
HALT.data
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
fondo: .word32 0x00FFFFFF ; Blanco
pelota1: .word32 0x00FF0000 ; Azul
.byte 23 ; Pos X
.byte 1 ; Pos Y
.word 1 ; Direccion X
.word 1 ; Direccion Y
pelota2: .word32 0x0000FF00
.byte 27 ; Pos X
.byte 21 ; Pos Y
.word -1 ; Direccion X
.word -1 ; Direccion Y
pelota3: .word32 0x000000FF
.byte 1 ; Pos X
.byte 5 ; Pos Y
.word 1 ; Direccion X
.word 1 ; Direccion Y
pelota4: .word32 0x00FF00FF
.byte 35 ; Pos X
.byte 35 ; Pos Y
.word -1 ; Direccion X
.word 1 ; Direccion Y
pelota5: .word32 0x00FFFF00
.byte 1 ; Pos X
.byte 35 ; Pos Y
.word 1 ; Direccion X
.word 1 ; Direccion Y
pelota6: .word32 0x0000FFFF
.byte 35 ; Pos X
.byte 1 ; Pos Y
.word -1 ; Direccion X
.word 1 ; Direccion Y
.code
daddi $sp, $0, 0x400
loop: daddi $a0, $zero, pelota1
jal mostrar
daddi $a0, $zero, pelota2
jal mostrar
daddi $a0, $zero, pelota3
jal mostrar
daddi $a0, $zero, pelota4
jal mostrar
daddi $a0, $zero, pelota5
jal mostrar
daddi $a0, $zero, pelota6
jal mostrar
daddi $t0, $0, 500 ; Hace una demora para que el rebote no sea tan rápido.
demora: daddi $t0, $t0, -1 ; Esto genera una infinidad de RAW y BTS pero...
bnez $t0, demora ; hay que hacer tiempo igualmente!
j loop
;__________________________________
mostrar: daddi $sp, $sp, -16
sd $s0, 0($sp)
sd $s1, 8($sp)
lwu $s0, CONTROL($0)
lwu $s1, DATA($0)
lwu $t0, fondo($zero) ; Recupero fondo
lwu $t1, 0($a0) ; Recupero color
lbu $t2, 8($a0) ; Recupero Coordenada X de la pelota
lbu $t3, 16($a0) ; Recupero Coordenada Y de la pelota
ld $t4, 24($a0) ; Recupero Dirección X de la pelota
ld $t5, 32($a0) ; Recupero Dirección Y de la pelota
daddi $t6, $0, 5 ; Comando para dibujar un punto
; Borra la pelota
sw $t0, 0($s1) ; Color de Fondo
sb $t2, 4($s1) ; Pos X
sb $t3, 5($s1) ; Pos Y
sd $t6, 0($s0) ; Dibujar
dadd $t2, $t2, $t4 ; Mueve la pelota en la dirección actual
dadd $t3, $t3, $t5
daddi $t7, $0, 48 ; Comprueba que la pelota no está en la columna de más
slt $t8, $t7, $t2 ; a la derecha. Si es así, cambia la dirección en X.
dsll $t8, $t8, 1
dsub $t4, $t4, $t8
slt $t8, $t7, $t3 ; Comprueba que la pelota no está en la fila
; de más arriba.
dsll $t8, $t8, 1 ; Si es así, cambia la dirección en Y.
dsub $t5, $t5, $t8
slti $t8, $t2, 1 ; Comprueba que la pelota no está en la columna de más
dsll $t8, $t8, 1 ; a la izquierda. Si es así, cambia la dirección en X.
dadd $t4, $t4, $t8
slti $t8, $t3, 1 ; Comprueba que la pelota no está en la fila de más
dsll $t8, $t8, 1 ; abajo. Si es así, cambia la dirección en Y.
dadd $t5, $t5, $t8
sw $t1, 0($s1) ; Dibuja la pelota.
sb $t2, 4($s1)
sb $t3, 5($s1)
sd $t6, 0($s0)
sb $t2, 8($a0) ; Guardo Coordenada X de la pelota
sb $t3, 16($a0) ; Guardo Coordenada Y de la pelota
sd $t4, 24($a0) ; Guardo Dirección X de la pelota
sd $t5, 32($a0) ; Guardo Dirección Y de la pelota
ld $s0, 0($sp)
ld $s1, 8($sp)
daddi $sp, $sp, 16
jr $ra.data
CONTROL: .word32 0x10000
DATA: .word32 0x10008
MENU: .asciiz " Reset (0)\n NEGRO (1)\n AZUL (2)\n VERDE (3)\n CYAN (4)\n ROJO (5)\n VIOLETA (6)\n AMARILLO (7)\n BLANCO (8)\n ACTUAL: "
NEGRO: .byte 0, 0, 0, 0
AZUL: .byte 0, 0, 255,0
VERDE: .byte 0, 255,0, 0
CYAN: .byte 0, 255,255,0
ROJO: .byte 255,0, 0, 0
VIOLETA: .byte 255,0, 255,0
AMARILLO: .byte 255,255,0, 0
BLANCO: .byte 255,255,255,0
GRIS: .byte 150,150,150,0
NEGROCAR: .asciiz "NEGRO"
AZULCAR: .asciiz "AZUL"
VERDECAR: .asciiz "VERDE"
CYANCAR: .asciiz "CYAN"
ROJOCAR: .asciiz "ROJO"
VIOLETACAR: .asciiz "VIOLETA"
AMARILLOCAR: .asciiz "AMARILLO"
BLANCOCAR: .asciiz "BLANCO"
IMAGE: .space 2500
OFF: .space 1
.code
DADDI $sp, $0, 0x400
DADDI $v1, $0, 1
DADDI $s1, $0, 5
DADDI $s2, $0, 7
DADDI $s3, $0, 9
DADDI $s4, $0, 50 ;LIMITE
DADDI $s0, $0, GRIS
DADDI $s5, $0, NEGRO
DADDI $s6, $0, 24
DADDI $s7, $0, 24
DADDI $t2, $0, 24
DADDI $t3, $0, 24
LWU $t8, DATA($0)
LWU $t9, CONTROL($0)
LIMPIAR: DADDI $t0, $0, IMAGE
DADDI $t1, $0, OFF
DADDI $t3, $0, BLANCO
INICIAR: SB $t3, 0($t0)
DADDI $t0, $t0, 1
BNE $t0, $t1, INICIAR
JAL IMPRIMIRMENU
LEER: JAL DIBUJARPIXEL
JAL DIBUJARESQUINA
SD $s3, 0($t9)
LB $t0, 0($t8)
;____________________________________________________________
ARRIBA: DADDI $v0, $0, 0x57 ; W
BNE $t0, $v0, ARRIBA2
J MAXARRIBA
ARRIBA2: DADDI $v0, $0, 0x77 ; w
BNE $t0, $v0, DERECHA
J MAXARRIBA
DERECHA: DADDI $v0, $0, 0x44 ; D
BNE $t0, $v0, DERECHA2
J MAXDERECHA
DERECHA2: DADDI $v0, $0, 0x64 ; d
BNE $t0, $v0, IZQUIERDA
J MAXDERECHA
IZQUIERDA: DADDI $v0, $0, 0x41 ; A
BNE $t0, $v0, IZQUIERDA2
J MAXIZQUIRDA
IZQUIERDA2: DADDI $v0, $0, 0x61 ; a
BNE $t0, $v0, ABAJO
J MAXIZQUIRDA
ABAJO: DADDI $v0, $0, 0x53 ; S
BNE $t0, $v0, ABAJO2
J MAXABAJO
ABAJO2: DADDI $v0, $0, 0x73 ; s
BNE $t0, $v0, ESPACIO
J MAXABAJO
;____________________________________________________________
ESPACIO: DADDI $v0, $0, 0x20 ; ESPACIO
BNE $t0, $v0, REINICIAR ; t0 <>
BEQ $v1, $0, CONCEDIDO
DENEGAR: DADDI $v1, $0, 0
J LEER
CONCEDIDO: DADDI $v1, $0, 1
J LEER
REINICIAR: DADDI $v0, $0, 0x30 ; 0
BNE $t0, $v0, CONEGRO
DADDI $t0, $0, 7
SD $t0, 0($t9)
DADDI $v1, $0, 1
J LIMPIAR
;____________________________________________________________COLORES
CONEGRO: DADDI $v0, $0, 0x31 ; 1
BNE $t0, $v0, COAZUL
DADDI $s5, $0, NEGRO
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COAZUL: DADDI $v0, $0, 0x32 ; 2
BNE $t0, $v0, COVERDE
DADDI $s5, $0, AZUL
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COVERDE: DADDI $v0, $0, 0x33 ; 3
BNE $t0, $v0, COCYAN
DADDI $s5, $0, VERDE
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COCYAN: DADDI $v0, $0, 0x34 ; 4
BNE $t0, $v0, COROJO
DADDI $s5, $0, CYAN
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COROJO: DADDI $v0, $0, 0x35 ; 5
BNE $t0, $v0, COVIOLETA
DADDI $s5, $0, ROJO
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COVIOLETA: DADDI $v0, $0, 0x36 ; 6
BNE $t0, $v0, COAMARILLO
DADDI $s5, $0, VIOLETA
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COAMARILLO: DADDI $v0, $0, 0x37 ; 7
BNE $t0, $v0, COBLANCO
DADDI $s5, $0, AMARILLO
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
COBLANCO: DADDI $v0, $0, 0x38 ; 8
BNE $t0, $v0, LEER
DADDI $s5, $0, BLANCO
JAL IMPRIMIRMENU
J LEER
;____________________________________________________________
MAXARRIBA: BEQ $s7, $s4, LEER
DADD $t2, $s6, $0
DADD $t3, $s7, $0
DADDI $s7, $s7, 1
J LEER
MAXDERECHA: BEQ $s6, $s4, LEER
DADD $t2, $s6, $0
DADD $t3, $s7, $0
DADDI $s6, $s6, 1
J LEER
MAXABAJO: BEQZ $s7, LEER
DADD $t2, $s6, $0
DADD $t3, $s7, $0
DADDI $s7, $s7, -1
J LEER
MAXIZQUIRDA: BEQZ $s6, LEER
DADD $t2, $s6, $0
DADD $t3, $s7, $0
DADDI $s6, $s6, -1
J LEER
;____________________________________________________________
DIBUJARPIXEL: BNEZ $v1, PINCEL ; SI = 1 , VOY A PINCEL
LBU $t0, 0($s5)
SB $t2, 5($t8)
SB $t3, 4($t8)
DADDI $t0, $t0, -8
LWU $t0, 0($s0)
SW $t0, 0($t8)
SD $t1, 0($t9)
JR $ra
PINCEL: DMUL $t0, $t2, $s4
SB $t2, 5($t8)
SB $t3, 4($t8)
DADD $t0, $t0, $t3
DADDI $t0, $t0, IMAGE
LBU $t0, 0($t0)
DADDI $t0, $t0, -8
LWU $t0, 0($t0)
SW $t0, 0($t8)
SD $s1, 0($t9)
JR $ra
DIBUJARESQUINA: SB $s6, 5($t8)
SB $s7, 4($t8)
BEQZ $v1, COPINCEL
DADDI $t0, $0, CYAN ; QUE COLOR DE TROLO
J COCURSOR
COPINCEL: DMUL $t1, $s6, $s4
DADD $t0, $0, $s5
DADD $t1, $t1, $s7
DADDI $t1, $t1, IMAGE
SB $s5, 0($t1)
COCURSOR: DADDI $t0, $t0, -8
LWU $t0, 0($t0)
SW $t0, 0($t8)
SD $s1, 0($t9)
JR $ra
IMPRIMIRMENU: DADDI $t0, $0, 6
SD $t0, 0($t9)
DADDI $t0, $0, MENU
SD $t0, 0($t8)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($t9)
DADD $t0, $0, $s5
DADDI $t0, $t0, 64
SD $t0, 0($t8)
DADDI $t0, $0, 4
SD $t0, 0($t9)
JR $ra