Arquitectura general de un microcomputador

1. Evolución de los
   microprocesadores Intel
2. Arquitectura del microprocesador
   8086
3. Características de las
   unidades del 8086
4. Modelo de software del
   8086
5. Puntero de instrucción
   (instruction pointer)
6. Dedicated register
   functions
7. Descripcion
   flags
8. Memoria
   interna
9. Tipos de
   datos

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 CPU :

Microprocesador 8088/8086 Intel

(Arquitectura de 16 bits –
Bus externo 8 bits)

Ejecuta instrucciones de un programa

Procesa datos

Operaciones aritméticas

Decisiones lógicas

• MEMORIA:

Secundaria: Floppy, CDs, DVD, Disco duro (write and
read)

Primaria: Memoria de Programa:
Instrucciones del OS y programas aplicativos

Memoria de Datos: Información a procesar por
los programas.

ROM (Read Only Memory) No volátil

RAM (Read and Write Memory) Volátil

 EVOLUCION DE LOS MICROPROCESADORES INTEL

Jerarquía: Número de bits (Longitud de
palabra)

4-bit, 8-bit, 16 bit, 32 bit y 64-bit.

• 1972: Primera Generación

Procesador: 4004

No Transistores: 10.000

Longitud de palabra: 4 bits (nibble)

Aplicaciones: Calculadoras electrónicas.

• 1974: Segunda generación

Procesadores: 8008,8080 y 8085.

No Transistores: 12.000 – 20.000

Longitud de palabra: 8 bits (1 byte)

Aplicaciones: Instrumentos electrónicos registradoras,
impresoras.

• 1975 – 1981: Tercera generación

Procesadores: 8086,8088,80286,80186,80188

No Transistores: 30.000 –140.000

Longitud de palabra: 16 bits

Aplicaciones: Microcomputadores (Instrucciones)

• 1985 – 1990: Cuarta Generación

Procesadores: 80386DX,80386SX,80486DX,80486SX, Pentium.

No Transistores: 275.000-3.000.000

Longitud de palabra: 32 bits

Aplicaciones: Microcomputadores.

ARQUITECTURA DEL
MICROPROCESADOR 8086

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CARACTERÍSTICAS DE LAS
UNIDADES DEL 8086

BIU:

• Operaciones de bus externas
• Adquisición de datos
• Bus de datos bidireccional de 16 bits
• Bus de direcciones de 20 bits
• Señales de control
• Instrucciones de apilamiento
• Generación de direcciones.
• Apilamiento de 6 bytes de códigos de
  instrucción

EX:

• Decodificar y ejecutar instrucciones
• Toma instrucciones de pila y datos de los registros de propósito
  general o la memoria

MODELO DE SOFTWARE DEL 8086

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 PUNTERO DE INSTRUCCIÓN
(INSTRUCTION POINTER)

• Registro de 16 bits
• Proporciona la dirección relativa en
  el segmento de código donde se
  encuentra localizada la instrucción del programa que se va
  a ejecutar.
• Similar a un contador de programa
• CS:IP para direccionar la memoria (20 bits)
• Incrementado en 2
• REGISTROS DE DATOS
• Registros de propósito general (16 Bits )
• Usados para guardar valores temporales
• Fuente o destino del resultado de una operación
  aritmética o lógica
• Transferencia de datos memoria-registro
• Acceso más rápido que la memoria

DEDICATED REGISTER
FUNCTIONS

REGISTROS DE PILA (POINTER REGISTERS)

• Base Pointer – Stack Pointer
• Proporcionan direcciones relativas dentro del segmento
  de pila.
• SP proporciona la situación de la cabecera de la
  pila, es análogo al registro IP.
• BP se utiliza para indicar, partiendo de la
  posición inicial de la pila, dónde se encuentra
  determinada información. Este registro es importante para
  crear rutinas de interfaz en lenguaje
  ensamblador.

REGISTROS INDICE (INDEX REGISTERS)

• Source Index – Destination Index
• Se utilizan con otros registros (AX, BX, CX, DX) o con
  ciertas instrucciones que proporcionan la dirección
  relativa del lugar inicial de un campo de datos que esté
  comprendido en el interior de un segmento de datos.
• Se utilizan cuando se van a transferir grandes listas de
  datos.

REGISTRO DE ESTADO (STATUS
REGISTER)

• Flag register
• 16 bit register
• Sólo se usan 9 bits.
• Status Flags: CF, PF,AF,ZF,SF,OF
• El estado de estas flags indican el resultado de una
  operación ejecutada por la ALU..
• Control Flags: DF,IF,TF. sirven para programar el uP en
  determinada modalidad.

DESCRIPCION
FLAGS

OF: Overflow. El resultado no cabe
en el rango definido para los operandos.

SF: Sign. El resultado es negativo.

ZF: Zero. El resultado es cero.

AF: Auxiliar carry. Acarreo de nibble.

PF: Parity. Cantidad de unos es impar.

CF: Carry. Resultado generó acarreo.

DF: Direction. Acceso a cadenas.

IF: Interrupt. Atender interrupciones.

TF: Trap. Fija el uP en el modo paso a paso.

MEMORIA INTERNA

Los microprocesadores poseen dos tipos de memorias de memoria interna:
memoria de acceso aleatorio (RAM) y memoria de solo lectura (ROM).

Los bytes en memoria se enumeran de forma consecutiva
iniciando en cero, de modo que cada localidad tiene un
número de dirección único.

ROM: En ella la información viene grabada
permanentemente y no puede ser modificada, sólo leída.
Útiles para guardar programas y/o datos que no necesitan
cambiarse. Se divide en ROM BOOT y ROM BIOS.

RAM: La información se puede leer y también
sobrescribir información nueva sobre la anterior. En
ella se ubican los programas que se cargan en el computador y los datos que se
desarrollan al activar tales programas.

MAPA DE LA MEMORIA

SEGMENTACION DE MEMORIA

El uP 8086 ve la memoria como si estuviera formada de
bloques llamados segmentos. Un segmento tiene un tamaño de
64 Kbytes y la memoria total direccionable es de 1MB.

Un segmento puede empezar en cualquier posición que
sea múltiplo de 16 (10H):}

TIPOS DE DATOS

Formatos:

Nibble: 4 bits

Byte: 8 bits

Word: 16 bits

Double: 32 bits(2 Words)

Párrafo: 16 bytes

Página: 256 bytes

Segmento: 64 Kbytes

Tipos:

• INTEGER:

Unsigned byte: 0-255

Unsigned word: 0-65535

Signed byte: +127,-128

Signed Word: +32767,-32768

• BINARY CODED DECIMAL (BCD)

No empaquetado: 4 bits

Empaquetado: 8 bits

MSB LSB

BCD Digit 1 BCD Digit 2

• ASCII (American Standars Code for Information
  Interchange)

Decimal Octal Hex Binary Value
——- —– —- —— —–
000 000 000 00000000 NUL (Null char.)
001 001 001 00000001 SOH (Start of Header)
002 002 002 00000010 STX (Start of Text)
003 003 003 00000011 ETX (End of Text)

Ruddy Armando Muñoz Ortega