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Unidad 2: Ciclo de la Tarea 2 - Explicar métodos de conversión y los registros de un procesador 8086

Presentado por: Carlos Hernán Lara Molina Código: 1117507881 John Jairo López Sánchez Código: 18158341 Luis Hernan Robles Alvis Código: 3133876

Grupo: 301302_25

Tutor: Jhon Manuel Soto

Universidad Nacional Abierta y a Distancia UNAD Ingeniería de sistemas (ECBTI) Arquitectura de computadores Noviembre 2020 INTRODUCCIÓN En este documento se resuelven métodos de conversión entre los tres sistemas numéricos computacionales más importantes y explica adecuadamente 3

los registros que conforman un procesador 8086 así como las características de las arquitecturas CISC y RISC con el propósito de identificar claramente la arquitectura predominante en los sistemas computacionales. En el presente trabajo encontraremos un cuadro sinóptico con una serie de definiciones que nos ayudan a identificar los diferentes sistemas numéricos que se utilizan en programación, como lo son los sistemas binario, hexadecimal y decimal, además, de una breve explicación de cada uno de ellos también se realizará la explicación de las conversiones entre estos sistemas. También encontraremos las definiciones de las operaciones matemáticas y lógicas en base dos, que son utilizadas en programación, y entenderemos la importancia de tener claros estos temas fundamentales en la estructura y funcionamiento adecuado de una computadora. Encontraremos una descripción de los registros que presente el procesador 8086, sus cualidades, sus funciones y la importancia que estos presentan para el correcto funcionamiento de este importante procesador. Finalmente, mediante la creación de un cuadro comparativo, se realiza una descripción de las principales diferencias entre las arquitecturas CISC y RISC, donde dejaremos claro de que trata cada arquitectura y cuál es la mejor para el funcionamiento de una computadora.

OBJETIVOS 

Identificar los conceptos de los sistemas numéricos y como se realiza la conversión entre ellos mediante un mapa sinóptico.



Reconocer los registros de un procesador 8086 mediante una infografía.

3



Definir las características de las arquitecturas CISC y RICS mediante un cuadro comparativo.

3

Utiliza 10 dígitos que van del 0 al 9 Sistema Decimal

Sistema Binario

Sistema Hexadecimal

SISTEMAS NUMERICOS

Se caracteriza por ser un sistema decimal y posicional

Es un sistema de numeración que utiliza 2 símbolos 0 (cero) y 1 (uno), denominados dígitos binarios.

Se usa para representar números binarios de manera más legible, compuesto por signos alfanuméricos.

Porque el valor de cada cifra en un número depende del lugar que ocupa.

Es usado para la representación de textos, datos y programas ejecutables en dispositivos informáticos.

Es el sistema de numeración posicional de base 16 Utiliza 16 símbolos, del 0 al 9 y de la “A” a la “F”, donde la A equivale al 10 sucesivamente hasta la F al 15

Decimal a Binario

Se realizan divisiones sucesivas entre 2 y se escriben los residuos obtenidos en cada división en orden inverso al que han sido obtenidos.

Esta división se hace hasta que el resultado sea 1

Decimal a

Se divide entre 16 el número decimal, los resultados se toman en enteros, hasta conseguir un cociente entre 1 y 15.

Logrando una secuencia de numero decimales con los restos de cada división y el cociente final, que se sustituye por el equivalente hexadecimal

Se numeran los dígitos de derecha a izquierda comenzando desde "0", y a cada número se le asigna la correspondiente potencia base 2 y al final se suman las potencias.

Involucra conocer la posición y por consecuencia el valor del bit binario.

Hexadecimal

Conversión entre los Sistemas Binario a Decimal

Binario a Hexadecimal

Se separan los números binarios en bloques de 4 dígitos de derecha a izquierda, en el último bloque se coloca un cero al final en el caso que haga falta un digito

Se agrupan de 10 en 10 en orden cada vez mayor, como unidades, decenas, centenas... En el número 1.000 el 1 equivale a 1 mil unidades o 100 décadas.

CUADRO SINOPTICO

En informática, el sistema binario es un lenguaje que utiliza 2 dígitos binarios, el 0 y el 1. Cada símbolo constituye un bit, denominado en inglés comobinary bito bit binario. 8 bits constituyen un byte y cada byte contiene un carácter, letra o número. Dos dígitos hexadecimales corresponden a 1 byte.

0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, A, B, C, D, E, F. Siendo A=10, B=11, C=12, D=13, E=14 y F=15.

Se anota un “0” si el resultado de cada división es par o “1” si el resultado es impar

Si la posición comienza de derecha a izquierda, el número se conoce como un arreglo big-endian. Por el contrario en un arreglo little-endian, el acomodo es opuesto.

Al tener ordenado los bloques de 4 dígitos, se comparan las tablas de los números binarios con la hexadecimal y se ordenan de izquierda a derecha.

20/2=10 (0) 10/2=5 (1) 5/2=2 (0) 2/2=1 (1) Por lo tanto, 20 = 10102

7.000 / 16 = 437 437 / 16 = 27 27 / 16 = 1 7.000 =1B58

|| 0.5 * 16 = 8 || 0.3125 * 16 = 5 || 0.6875 * 16 =11

1010011 = 101 0011 1*2^0= 1 1*2^1= 2 0*2^2= 0 0*2^3= 0 1*2^4= 16 0*2^5= 0 1*2^6= 64 1010011 = 83

1010011 = 0101 0011 0011 = 3 0101 = 5 1010011 = 53

Hexadecimal a Decimal

Conversión entre los Sistemas

Hexadecimal a

Binario

Se basa en ir reemplazando cada dígito del número hexadecimal por el equivalente número decimal según la posición de dicho dígito hexadecimal en el número, multiplicar este por la potencia de (16) correspondiente a cada uno de ellos y sumar todo.

Se debe separar los dígitos (letras y números) individualmente, luego, se busca el equivalente de cada letra en decimal, y finalmente se busca el equivalente en binario para cada número.

 El primer paso que debemos hacer es, escribir debajo de cada dígito hexadecimal el número decimal equivalente  Multiplicaremos ahora cada valor decimal por la potencia de DIECISÉIS (16) correspondiente a cada posición, anotaremos el producto de todas las multiplicaciones y cuando terminemos este proceso sumaremos los resultados.

También se puede realizar mediante la comparación de las tablas de cada sistema, es decir, que se toma cada tabla, la hexadecimal, la decimal y la binaria y se realiza la conversión de manera más ágil.

Al igual que las reglas para sumar en base 10, tendremos que hay situaciones en las que el resultado ya no se puede expresar con sólo un Suma símbolo (ej: 1 + 9 = 10). En tal caso existirá un "carry" (denominación en inglés) ó transporte a la posición izquierda inmediata.

SISTEMAS NUMERICOS

Operaciones Matemáticas Básicas en base dos

La intención de poder tratar con números es la de realizar operaciones que lleven al resultado requerido, las operaciones matemáticas son la suma, resta, multiplicación y división.

Resta

Multiplicación

División

Al igual que en el caso de números decimales, cuando el minuendo es menor que el sustraendo, en la resta se genera un transporte hacia la posición de la izquierda, el cual se debe restar a los dígitos de esa posición. Esta operación se realiza de igual manera que con los números en base 10, es decir, dados dos números A de n dígitos y B de m dígitos, se procede a multiplicar cada dígito de B (empezando de derecha a izquierda) con los n dígitos de A, donde los resultados parciales de cada multiplicación se deben ir poniendo en fila, pero corriendo la posición de los mismos en cada operación.

En este caso se deben realizar operaciones de multiplicación y de resta también como en el caso de números decimales.

HEXADECIMAL B 8 C F = 11 8 12 15 DECIMAL BINARIO B (11) = 1011 8 = 1000 C (12) = 1100 F (15) = 1111 B8CF = 1011100011001111

En el caso binario el carry siempre se produce cuando se suma 1+1, dando un "0" en dicha posición y trasportándose un "1" en la posición del próximo símbolo más significativo. El resultado de 1+1 será10, que es igual a 2 en decimal.

En el caso en que el minuendo sea de menor módulo que el sustraendo, la operación sólo puede realizarse restando al de mayor módulo el de menor módulo y luego colocando un bit más para el signo que corresponda.

Posteriormente se debe realizar la suma de las m filas resultantes.

Por ejemplo, si deseamos hacer 14 dividido 2 en binario, tendremos:

Función OR

SISTEMAS NUMERICOS

Operaciones Lógicas en Base dos

La lógica binaria trata de las operaciones lógicas con variables que adoptan sólo dos valores posibles (0,1), tomando como referencia que el valor “0” corresponde a un valor que se puede denominar “NO”, “Falso”, “Bajo”, “Abierto”, etc., y el valor “1” como “SI”, “Verdadero”, “Alto”, ‘Cerrado”, etc., en dependencia del sistema a que se aplique. Por tanto, los factores que intervienen en una operación lógica sólo pueden tomar dos valores, verdadero o falso, y el resultado de dicha operación lógica sólo puede tener un valor verdadero o falso.

Es equivalente a la conjunción "O" de nuestra lengua, también denominada suma lógica.

Función AND

Es equivalente a la conjunción "Y" de nuestra lengua, denominada también multiplicación lógica.

Función EQUAL

el resultado será verdadero si la variable A es verdadera, de lo contrario será falso.

Función NOT

El resultado de esta función es similar a la función EQUAL pero negada.

Función NAND

Es equivalente a la función AND negada

Función NOR

Función OREX

Función NOREX

Es equivalente a la a la función OR negada. La función OREX (OR exclusiva) El resultado será verdadero si una de las dos variables tiene un valor verdadero.

Es equivalente a la función OREX negada 

Al aplicar esta función sobre dos variables (A y B), el resultado (S) será el siguiente: Si al menos una de las dos variables tiene un valor verdadero (1), entonces el resultado será verdadero. Al aplicar esta función sobre dos variables (A y B), el resultado (S) será el siguiente: El resultado será verdadero si y sólo si, A y B son verdaderos.

Las combinaciones posibles son 

Si la variable A es verdadera, el resultado será falso y viceversa.

El resultado será falso si ambas variables son verdaderas, de lo contrario, si al menos una es falsa, el resultado será verdadero. El resultado será verdadero si ambas variables son falsas, de lo contrario, si al menos una es verdadera, el resultado será falso.

El resultado será falso si ambas tienen un valor falso o ambas un valor verdadero.

El resultado será falso si una de las dos variables tiene un valor falso, pero el resultado será verdadero si ambas tienen un valor falso o ambas un valor verdadero.

INFOGRAFIA

CUADRO COMPARATIVO CATEGORIAS Tipos De Instrucciones

ARQUITECTURA CISC Multiciclo

ARQUITECTURA RISC Un ciclo

Relación Con La Memoria Tipo De Ejecución

Tipo De Formato

Cantidad De Instrucciones Modos De Direccionamiento

Tipos De Modos De Direccionamiento

Conjunto De Registros

memoria a memoria Lenta, por software Los primeros 4 bits contienen el código de la operación, los 6 bits siguientes definen el modo de direccionamiento, los 6 bits últimos hacen lo propio respecto al origen. Gran cantidad de instrucciones, complejas y potentes. Múltiples modos de direccionamiento. * Inmediato * Directo absoluto corto. * Directo absoluto largo. * Relativo al PC con desplazamiento. * Relativo al PC indexado con despot. * Directo en registro de datos. * Directo en registro de direcciones. * Indirecto relativo a registro con post-inc. * Indirecto relativo a registro con pre-decr. * Indirecto relativo a registro con despot. * Indirecto relativo a registro indexado con desplazamiento. * Indirecto a registro. Número limitado de registros de propósito general, tienen mucho almacenamiento temporal en memoria.

Registro a registro, menor acceso a la memoria Rápidas, por hardware. Todas las instrucciones inician con un código de operación de 2 bits. Para ciertas instrucciones este código puede ampliarse. Reducida, 30 o 40 instrucciones en promedio. Sistema de direcciones no destructivas en RAM.

* Inmediato. * Directo por registro. * Indexado.

Conjunto de registros homogéneo, un número elevado de registros, permitiendo que cualquier registro sea utilizado en cualquier contexto y así simplificar el diseño del compilador.

Canalización

Tipos De Complejidad En Cuanto Al Compilador Y Microprogramas

Formas De Llevarse A Cabo Los Saltos Condicionales

El procesador comienza a leer la siguiente instrucción inmediatamente que No se ajustan muchos a termina la última las arquitecturas pipeline instrucción, quiere decir ya que por su forma de que hay dos ejecutarse necesita que instrucciones trabajando las instrucciones tengan al mismo tiempo, similitudes entre sí en mientras una se lee la cuanto a términos de la otra se decodifica, y en el complejidad relativa de la siguiente siclo habrá tres instrucción. instrucciones. Este sistema se conoce como segmentación de cause o pipeline. Las instrucciones compuestas son decodificadas El compilador genera un internamente y mayor número de ejecutadas con una serie instrucciones maquina de microinstrucciones por ende se necesitan almacenadas en una varias instrucciones para ROM interna. Se ejecutar las instrucciones requieren de varios ciclos de alto nivel. de reloj, al menos uno por microinstrucción. La unidad de predicción de saltos revisa las Los saltos condicionales instrucciones durante la inmediatos (BEQI, BNEI, fase de premezcla, y si la BLTI, BGTI) proceden a lógica de predicción de realizar una comparación bifurcaciones predice de los registros y su salto que tomará na en un ciclo del reloj. La bifurcación, señalará dirección de salto es de inmediatamente a la 12 bits, con esto logran unidad de premezcla saltos relativos en una para iniciar con el ventana de 4K hacía mezclado de adelante y atrás de la instrucciones de la posición actual del dirección de destino registro contador de prevista para la programa. bifurcación.

CONCLUSIONES Comprendimos la importancia que presentan las operaciones matemáticas y lógicas en los sistemas numéricos y la importancia que estos tienen en la transmisión y conversión de datos en un ordenador. Reconocimos la funcionalidad de los registros de un procesador 8086, pues estos registros son básicamente la operatividad del procesador y por ende la del ordenador que preside, es decir, que este procesador cuanta con unas cualidades en sus registros muy usados útiles hoy en día. En las arquitecturas CICS y RICS podemos decir que la arquitectura RICS de seguro reemplazara a su antecesora, pues sus características funcionales son mucho más eficaces y prácticas en funcionamiento, brinda mas rendimiento, menos procesos y menos consumo de recursos del ordenador. Se estableció la importancia de la estructura y funcionamiento de la CPU en cuanto a los registros, ciclos de instrucción, segmentación de instrucciones y manejo de interrupciones. Se establecieron los procesos y pasos a seguir para las conversiones de binario a decimal y hexadecimal para validar procesos de trasmisión de información y ejecución de procesadores. Tras verificas las características de las arquitecturas CISC y RISC se determinaron diferencias claras en los procesos, lenguajes, arquitecturas entre otras de los procesadores vitales para el funcionamiento de los computadores.

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