Arquitetura de Computadores

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Arquitetura de Computadores

• Ricardo de Sousa Britto
• Nível da Linguagem de Montagem

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Introdução

• Tradução Converte um programa fonte em um
  programa objeto
• Duas etapas Geração de programa em linguagem
  alvo Execução do programa.
• Dois tipos Compilador e Montador
• Compilador Linguagem fonte Alto nível
• Montador Linguagem fonte representação
  simbólica da linguagem de montagem (Assembly)

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Vantagens

• Código mais eficiente
• Algumas máquinas podem não ter um compilador
• Acesso direto aos recursos de nível ISA
• Uma linha de programa Uma linha de programa
  objeto

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Desvantagens

• Maior complexidade de programação
• Custo maior de desenvolvimento
• Código não portável

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Formato de um comando em Assembly
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Campos de uma instrução Assembly

• Label Nome simbólico atribuído a um endereço.
• Operação Abreviação simbólica do OPCODE. Ex ADD
  soma.
• Operando especifica simbolicamente os endereços,
  registradores ou constantes.
• Comentários Documenta o programa. Ignorado pelo
  montador.

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Processo de montagem

• Montagem tradução de programa fonte em programa
  objeto.
• Problema da referência futura Desvios para
  posições representadas por símbolos ainda
  indefinidos
• Solução Tradução em Dois passos

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Passo 1

• Analisa-se as instruções, até encontrar uma
  pseudo-instrução END.
• Usando uma tabela de códigos de operação, o
  montador constrói uma tabela de símbolos.
• Tabela de símbolos é utilizada no Passo 2 da
  montagem.

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Tabela de Símbolos

• O contador de localização de instrução (ILC),
  zerado no início do passo 1, é incrementado do
  comprimento da instrução corrente.
• O ILC provê o endereço de execução da instrução
  montada.
• A tabela de símbolos é com base no ILC

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Formato de uma entrada da TS
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Passo 2

• Gera o programa objeto. Produz a expansão binária
  da instrução a partir das tabelas.
• Produz informações necessárias ao procedimento de
  ligação.
• Gera mensagens de erro caso estes existam no
  programa fonte.

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Ligação e Carga

• Programas podem ser constituídos de vários
  procedimentos.
• Todos os procedimentos devem ser ligados em um
  único programa a ser executado.
• O software que faz a ligação dos procedimentos é
  chamado de ligador.
• É produzido um único programa, o Módulo Absoluto
  de carga, a partir de vários módulos objetos

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Ligação e Carga

• Módulos objetos são obtidos a partir da tradução
  dos vários procedimentos.
• Um software denominado carregador carrega o
  Módulo de carga na memória principal para
  posterior execução.

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Ligação e Carga
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Ligação e Carga

• O ligador une todos os modelos objetos em um
  único espaço de endereçamento.
• As referências a endereços devem ser atualizadas
  (Problema de realocação)
• Quando um procedimento A chama um B, o endereço
  absoluto de B só conhecido após a ligação
  (Problema da referência externa)

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Tarefas do Ligador

• Construir uma tabela com todos os módulos objeto
  e seus respectivos comprimentos.
• Atribuir um endereço de carga.
• Adicionar uma constante de relocação ao endereço
  inicial de cada módulo.
• Encontrar todas as instruções que referenciam
  outros procedimentos e inserir nelas endereço
  absoluto dos mesmo

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Módulos objeto
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Módulo de carga
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Funcionamento do Ligador

• A maioria dos ligadores requer 2 passos
• Ler todos os módulos objeto, construir uma tabela
  de nomes e comprimentos de módulos e uma tabela
  global de símbolos internos e externos
• Ler os módulos objeto, relocá-los e ligá-los para
  formar um único módulo

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Estrutura de um módulo objeto
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Tabela de módulos objeto
Módulo Comprimento Endereço
A 400 100
B 600 500
C 500 1100
D 300 1600
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Ligação Dinâmica

• Ligação de procedimentos compilados separadamente
  no momento em que esses são chamados pela
  primeira vez.
• Procedimentos raramente utilizados são ligados só
  se necessários.
• Melhor aproveitamento da memória virtual.