Downloaded 232 times
Uploaded byNazak Rehman
Von neumann architecture
This is a slide made to help people understand the basic structure of computer..(it was a forward mail by my teacher)
![(2014-10-27) [SETI-UFLA-MG] AudioLazy](https://cdn.slidesharecdn.com/ss_thumbnails/20141027audiolazyuflacorrigido-141130131827-conversion-gate01-thumbnail.jpg?width=640&height=640&fit=bounds)
Von neumann architecture
- 1. TThhee VVoonn NNeeuummaannnnAArrcchhiitteeccttuurree VVoonn NNeeuummaannnn AArrcchhiitteeccttuurree
- 2. DDeessiiggnniinngg CCoommppuutteerrss •AAllll ccoommppuutteerrss mmoorree oorr lleessss bbaasseedd oonn tthhee ssaammee bbaassiicc ddeessiiggnn,, tthhee VVoonn NNeeuummaannnn AArrcchhiitteeccttuurree!! SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 2 Execute Cycle
- 3. TThhee VVoonn NNeeuummaannnnAArrcchhiitteeccttuurree • MMooddeell ffoorr ddeessiiggnniinngg aanndd bbuuiillddiinngg ccoommppuutteerrss,, bbaasseedd oonn tthhee ffoolllloowwiinngg tthhrreeee cchhaarraacctteerriissttiiccss:: 11)) TThhee ccoommppuutteerr ccoonnssiissttss ooff ffoouurr mmaaiinn ssuubb--ssyysstteemmss:: • MMeemmoorryy • AALLUU ((AArriitthhmmeettiicc//LLooggiicc UUnniitt)) • CCoonnttrrooll UUnniitt • IInnppuutt//OOuuttppuutt SSyysstteemm ((II//OO)) 11)) PPrrooggrraamm iiss ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy dduurriinngg eexxeeccuuttiioonn.. 22)) PPrrooggrraamm iinnssttrruuccttiioonnss aarree eexxeeccuutteedd sseeqquueennttiiaallllyy.. SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 3 Execute Cycle
- 4. TThhee VVoonn NNeeuummaannnnAArrcchhiitteeccttuurree Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle Memory Processor (CPU) Bus Input-Output Control Unit ALU SSttoorree ddaattaa aanndd pprrooggrraamm EExxeeccuuttee pprrooggrraamm DDoo aarriitthhmmeettiicc//llooggiicc ooppeerraattiioonnss rreeqquueesstteedd bbyy pprrooggrraamm CCoommmmuunniiccaattee wwiitthh ""oouuttssiiddee wwoorrlldd"",, ee..gg.. • SSccrreeeenn • KKeeyybbooaarrdd • SSttoorraaggee ddeevviicceess • ...... SYED ZARYAB HUSSAIN 4
- 5. MMeemmoorryy SSuubbssyysstteemm •MMeemmoorryy,, aallssoo ccaalllleedd RRAAMM ((RRaannddoomm AAcccceessss MMeemmoorryy)),, – CCoonnssiissttss ooff mmaannyy mmeemmoorryy cceellllss ((ssttoorraaggee uunniittss)) ooff aa ffiixxeedd ssiizzee.. EEaacchh cceellll hhaass aann aaddddrreessss aassssoocciiaatteedd wwiitthh iitt:: 00,, 11,, …… – AAllll aacccceesssseess ttoo mmeemmoorryy aarree ttoo aa ssppeecciiffiieedd aaddddrreessss.. AA cceellll iiss tthhee mmiinniimmuumm uunniitt ooff aacccceessss ((ffeettcchh//ssttoorree aa ccoommpplleettee cceellll)).. – TThhee ttiimmee iitt ttaakkeess ttoo ffeettcchh//ssttoorree aa cceellll iiss tthhee ssaammee ffoorr aallll cceellllss.. • WWhheenn tthhee ccoommppuutteerr iiss rruunnnniinngg,, bbootthh – PPrrooggrraamm – DDaattaa ((vvaarriiaabblleess)) aaSrrYEeeD ZssARttYooABrr HeeUSddSA INiinn tthhee mmeemmoorryy.. Computer Architectures & Fetch- 5 Execute Cycle
- 6. RRAAMM 00000000000000000000000000000011 ComputerArchitectures & Fetch- Execute Cycle • NNeeeedd ttoo ddiissttiinngguuiisshh bbeettwweeeenn – tthhee aaddddrreessss ooff aa mmeemmoorryy cceellll aanndd tthhee ccoonntteenntt ooff aa mmeemmoorryy cceellll • MMeemmoorryy wwiiddtthh ((WW)):: – HHooww mmaannyy bbiittss iiss eeaacchh mmeemmoorryy cceellll,, ttyyppiiccaallllyy oonnee bbyyttee ((==88 bbiittss)) • AAddddrreessss wwiiddtthh ((NN)):: – HHooww mmaannyy bbiittss uusseedd ttoo rreepprreesseenntt eeaacchh aaddddrreessss,, ddeetteerrmmiinneess tthhee mmaaxxiimmuumm mmeemmoorryy ssiizzee == aaddddrreessss ssppaaccee – IIff aaddddrreessss wwiiddtthh iiss NN--bbiittss,, tthheenn aaddddrreessss ssppaaccee iiss 22NN ((00,,11,,......,,22NN--11)) ... 00 11 22 22NN--11 11 bbiitt WW NN 22NN 6 SYED ZARYAB HUSSAIN
- 7. MMeemmoorryy SSiizzee //SSppeeeedd • TTyyppiiccaall mmeemmoorryy iinn aa ppeerrssoonnaall ccoommppuutteerr ((PPCC)):: Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle – 6644MMBB -- 225566MMBB • MMeemmoorryy ssiizzeess:: – KKiilloobbyyttee ((KKBB)) == 221100 == 11,,002244 bbyytteess ~~ 11 tthhoouussaanndd – MMeeggaabbyyttee((MMBB)) == 222200 == 11,,004488,,557766 bbyytteess ~~ 11 mmiilllliioonn – GGiiggaabbyyttee ((GGBB)) == 223300 == 11,,007733,,774411,,882244 bbyytteess ~~ 11 bbiilllliioonn • MMeemmoorryy AAcccceessss TTiimmee ((rreeaadd ffrroomm// wwrriittee ttoo mmeemmoorryy)) – 5500--7755 nnaannoosseeccoonnddss ((11 nnsseecc.. == 00..000000000000000011 sseecc..)) • RRAAMM iiss – vvoollaattiillee ((ccaann oonnllyy ssttoorree wwhheenn ppoowweerr iiss oonn)) – rreellaattiivveellyy eexxppeennssiivvee SYED ZARYAB HUSSAIN 7
- 8. OOppeerraattiioonnss oonn MMeemmoorryy Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle • FFeettcchh ((aaddddrreessss)):: – FFeettcchh aa ccooppyy ooff tthhee ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy cceellll wwiitthh tthhee ssppeecciiffiieedd aaddddrreessss.. – NNoonn--ddeessttrruuccttiivvee,, ccooppiieess vvaalluuee iinn mmeemmoorryy cceellll.. • SSttoorree ((aaddddrreessss,, vvaalluuee)):: – SSttoorree tthhee ssppeecciiffiieedd vvaalluuee iinnttoo tthhee mmeemmoorryy cceellll ssppeecciiffiieedd bbyy aaddddrreessss.. – DDeessttrruuccttiivvee,, oovveerrwwrriitteess tthhee pprreevviioouuss vvaalluuee ooff tthhee mmeemmoorryy cceellll.. • TThhee mmeemmoorryy ssyysstteemm iiss iinntteerrffaacceedd vviiaa:: – MMeemmoorryy AAddddrreessss RReeggiisstteerr ((MMAARR)) – MMeemmoorryy DDaattaa RReeggiisstteerr ((MMDDRR)) – FFeettcchh//SSttoorree ssiiggnnaall SYED ZARYAB HUSSAIN 8
- 9. Structure ooff tthheeMMeemmoorryy SSuubbssyysstteemm • FFeettcchh((aaddddrreessss)) – LLooaadd aaddddrreessss iinnttoo MMAARR.. – DDeeccooddee tthhee aaddddrreessss iinn MMAARR.. – CCooppyy tthhee ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy cceellll wwiitthh ssppeecciiffiieedd aaddddrreessss iinnttoo MMDDRR.. • SSttoorree((aaddddrreessss,, vvaalluuee)) – LLooaadd tthhee aaddddrreessss iinnttoo MMAARR.. – LLooaadd tthhee vvaalluuee iinnttoo MMDDRR.. – DDeeccooddee tthhee aaddddrreessss iinn MMAARR – CCooppyy tthhee ccoonntteenntt ooff MMDDRR iinnttoo mmeemmoorryy cceellll wwiitthh tthhee ssppeecciiffiieedd aaddddrreessss.. Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle MAR MDR F/S ... Memory decoder circuit Fetch/Store controller SYED ZARYAB HUSSAIN 9
- 10. IInnppuutt//OOuuttppuutt SSuubbssyysstteemm •HHaannddlleess ddeevviicceess tthhaatt aallllooww tthhee ccoommppuutteerr ssyysstteemm ttoo:: – CCoommmmuunniiccaattee aanndd iinntteerraacctt wwiitthh tthhee oouuttssiiddee wwoorrlldd • SSccrreeeenn,, kkeeyybbooaarrdd,, pprriinntteerr,, ...... – SSttoorree iinnffoorrmmaattiioonn ((mmaassss--ssttoorraaggee)) • HHaarrdd--ddrriivveess,, ffllooppppiieess,, CCDD,, ttaappeess,, …… • MMaassss--SSttoorraaggee DDeevviiccee AAcccceessss MMeetthhooddss:: – DDiirreecctt AAcccceessss SSttoorraaggee DDeevviicceess ((DDAASSDDss)) • HHaarrdd--ddrriivveess,, ffllooppppyy--ddiisskkss,, CCDD--RROOMMss,, ...... – SSeeqquueennttiiaall AAcccceessss SSttoorraaggee DDeevviicceess ((SSAASSDDss)) • TTaappeess ((ffoorr eexxaammppllee,, uusseedd aass bbaacckkuupp ddeevviicceess)) SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 10 Execute Cycle
- 11. II//OO CCoonnttrroolllleerrss •SSppeeeedd ooff II//OO ddeevviicceess iiss ssllooww ccoommppaarreedd ttoo RRAAMM – RRAAMM ~~ 5500 nnsseecc.. – HHaarrdd--DDrriivvee ~~ 1100mmsseecc.. = ((1100,,000000,,000000 nnsseecc)) • SSoolluuttiioonn:: – II//OO CCoonnttrroolllleerr,, aa ssppeecciiaall ppuurrppoossee pprroocceessssoorr:: • HHaass aa ssmmaallll mmeemmoorryy bbuuffffeerr,, aanndd aa ccoonnttrrooll llooggiicc ttoo ccoonnttrrooll II//OO ddeevviiccee ((ee..gg.. mmoovvee ddiisskk aarrmm)).. • SSeennddss aann iinntteerrrruupptt ssiiggnnaall ttoo CCPPUU wwhheenn ddoonnee rreeaadd//wwrriittee.. – DDaattaa ttrraannssffeerrrreedd bbeettwweeeenn RRAAMM aanndd mmeemmoorryy bbuuffffeerr.. – PPrroocceessssoorr ffrreeee ttoo ddoo ssoommeetthhiinngg eellssee wwhhiillee II//OO ccoonnttrroolllleerr rreeaaddss//wwrriitteess ddaattaa ffrroomm//ttoo ddeevviiccee iinnttoo II//OO bbuuffffeerr.. SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 11 Execute Cycle
- 12. SSttrruuccttuurree ooff tthheeII//OO SSuubbssyysstteemm I/O controller I/O Buffer Control/Logic I/O device Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle Data from/to memory Interrupt signal (to processor) SYED ZARYAB HUSSAIN 12
- 13. TThhee AALLUU SSuubbssyysstteemm • TThhee AALLUU ((AArriitthhmmeettiicc//LLooggiicc UUnniitt)) ppeerrffoorrmmss – mmaatthheemmaattiiccaall ooppeerraattiioonnss ((++,, --,, xx,, //,, ……)) – llooggiicc ooppeerraattiioonnss ((=,, <<,, >>,, aanndd,, oorr,, nnoott,, ......)) • IInn ttooddaayy''ss ccoommppuutteerrss iinntteeggrraatteedd iinnttoo tthhee CCPPUU • CCoonnssiissttss ooff:: – CCiirrccuuiittss ttoo ddoo tthhee aarriitthhmmeettiicc//llooggiicc ooppeerraattiioonnss.. – RReeggiisstteerrss ((ffaasstt ssttoorraaggee uunniittss)) ttoo ssttoorree iinntteerrmmeeddiiaattee Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle ccoommppuuttaattiioonnaall rreessuullttss.. – BBuuss tthhaatt ccoonnnneeccttss tthhee ttwwoo.. SYED ZARYAB HUSSAIN 13
- 14. SSttrruuccttuurree ooff tthheeAALLUU Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle • RReeggiisstteerrss:: – VVeerryy ffaasstt llooccaall mmeemmoorryy cceellllss,, tthhaatt ssttoorree ooppeerraannddss ooff ooppeerraattiioonnss aanndd iinntteerrmmeeddiiaattee rreessuullttss.. – CCCCRR ((ccoonnddiittiioonn ccooddee rreeggiisstteerr)),, aa ssppeecciiaall ppuurrppoossee rreeggiisstteerr tthhaatt ssttoorreess tthhee rreessuulltt ooff <<,, = ,, >> ooppeerraattiioonnss • AALLUU cciirrccuuiittrryy:: – CCoonnttaaiinnss aann aarrrraayy ooff cciirrccuuiittss ttoo ddoo mmaatthheemmaattiiccaall//llooggiicc ooppeerraattiioonnss.. • BBuuss:: – DDaattaa ppaatthh iinntteerrccoonnnneeccttiinngg tthhee rreeggiisstteerrss ttoo tthhee AALLUU cciirrccuuiittrryy.. ALU circuitry GT EQ LT R0 R1 R2 Rn SYED ZARYAB HUSSAIN 14
- 15. TThhee CCoonnttrrooll UUnniitt • PPrrooggrraamm iiss ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy – aass mmaacchhiinnee llaanngguuaaggee iinnssttrruuccttiioonnss,, iinn bbiinnaarryy • TThhee ttaasskk ooff tthhee ccoonnttrrooll uunniitt iiss ttoo eexxeeccuuttee pprrooggrraammss bbyy rreeppeeaatteeddllyy:: – FFeettcchh ffrroomm mmeemmoorryy tthhee nneexxtt iinnssttrruuccttiioonn ttoo bbee eexxeeccuutteedd.. – DDeeccooddee iitt,, tthhaatt iiss,, ddeetteerrmmiinnee wwhhaatt iiss ttoo bbee ddoonnee.. – EExxeeccuuttee iitt bbyy iissssuuiinngg tthhee aapppprroopprriiaattee ssiiggnnaallss ttoo tthhee AALLUU,, mmeemmoorryy,, aanndd II//OO ssuubbssyysstteemmss.. – CCoonnttiinnuueess uunnttiill tthhee HHAALLTT iinnssttrruuccttiioonn SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 15 Execute Cycle
- 16. MMaacchhiinnee LLaanngguuaaggee IInnssttrruuccttiioonnss • AA mmaacchhiinnee llaanngguuaaggee iinnssttrruuccttiioonn ccoonnssiissttss ooff:: – OOppeerraattiioonn ccooddee,, tteelllliinngg wwhhiicchh ooppeerraattiioonn ttoo ppeerrffoorrmm – AAddddrreessss ffiieelldd((ss)),, tteelllliinngg tthhee mmeemmoorryy aaddddrreesssseess ooff tthhee vvaalluueess oonn wwhhiicchh tthhee ooppeerraattiioonn wwoorrkkss.. • EExxaammppllee:: AADDDD XX,, YY ((AAdddd ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy llooccaattiioonnss XX aanndd YY,, aanndd ssttoorree bbaacckk iinn mmeemmoorryy llooccaattiioonn YY)).. • AAssssuummee:: ooppccooddee ffoorr AADDDD iiss 99,, aanndd aaddddrreesssseess XX==9999,, YY==110000 OOppccooddee ((88 bbiittss)) AAddddrreessss 11 ((1166 bbiittss)) AAddddrreessss 22 ((1166 bbiittss)) 00001001 0000000001100011 0000000001100100 SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 16 Execute Cycle
- 17. IInnssttrruuccttiioonn SSeett DDeessiiggnn • TTwwoo ddiiffffeerreenntt aapppprrooaacchheess:: – RReedduucceedd IInnssttrruuccttiioonn SSeett CCoommppuutteerrss ((RRIISSCC)) • IInnssttrruuccttiioonn sseett aass ssmmaallll aanndd ssiimmppllee aass ppoossssiibbllee.. • MMiinniimmiizzeess aammoouunntt ooff cciirrccuuiittrryy ---->> ffaasstteerr ccoommppuutteerrss – CCoommpplleexx IInnssttrruuccttiioonn SSeett CCoommppuutteerrss ((CCIISSCC)) • MMoorree iinnssttrruuccttiioonnss,, mmaannyy vveerryy ccoommpplleexx • EEaacchh iinnssttrruuccttiioonn ccaann ddoo mmoorree wwoorrkk,, bbuutt rreeqquuiirree mmoorree cciirrccuuiittrryy.. SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 17 Execute Cycle
- 18. TTyyppiiccaall MMaacchhiinnee IInnssttrruuccttiioonnss • NNoottaattiioonn:: – WWee uussee XX,, YY,, ZZ ttoo ddeennoottee RRAAMM cceellllss – AAssssuummee oonnllyy oonnee rreeggiisstteerr RR ((ffoorr ssiimmpplliicciittyy)) – UUssee EEnngglliisshh--lliikkee ddeessccrriippttiioonnss ((sshhoouulldd bbee bbiinnaarryy)) • DDaattaa TTrraannssffeerr IInnssttrruuccttiioonnss – LLOOAADD XX LLooaadd ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy llooccaattiioonn XX ttoo RR – SSTTOORREE XX LLooaadd ccoonntteenntt ooff RR ttoo mmeemmoorryy llooccaattiioonn XX – MMOOVVEE XX,, YY CCooppyy ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy llooccaattiioonn XX ttoo lloocc.. YY ((nnoott aabbssoolluutteellyy nneecceessssaarryy)) SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 18 Execute Cycle
- 19. MMaacchhiinnee IInnssttrruuccttiioonnss ((ccoonntt..)) Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle • AArriitthhmmeettiicc – AADDDD XX,, YY,, ZZ CCOONN((ZZ)) == CCOONN((XX)) ++ CCOONN((YY)) – AADDDD XX,, YY CCOONN((YY)) == CCOONN((XX)) ++ CCOONN((YY)) – AADDDD XX RR == CCOONN((XX)) ++ RR – ssiimmiillaarr iinnssttrruuccttiioonnss ffoorr ootthheerr ooppeerraattoorrss,, ee..gg.. SSUUBBTTRR,,OORR,, ...... • CCoommppaarree – CCOOMMPPAARREE XX,, YY CCoommppaarree tthhee ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy cceellll XX ttoo tthhee ccoonntteenntt ooff mmeemmoorryy cceellll YY aanndd sseett tthhee ccoonnddiittiioonn ccooddeess ((CCCCRR)) aaccccoorrddiinnggllyy.. – EE..gg.. IIff CCOONN((XX)) == RR tthheenn sseett EEQQ==11,, GTT==00,, LLTT==00 SYED ZARYAB HUSSAIN 19
- 20. MMaacchhiinnee IInnssttrruuccttiioonnss ((ccoonntt..)) • BBrraanncchh – JJUUMMPP XX LLooaadd nneexxtt iinnssttrruuccttiioonn ffrroomm mmeemmoorryy lloocc.. XX – JJUUMMPPGTT XX LLooaadd nneexxtt iinnssttrruuccttiioonn ffrroomm mmeemmoorryy lloocc.. XX oonnllyy iiff GTT ffllaagg iinn CCCCRR iiss sseett,, ootthheerrwwiissee llooaadd ssttaatteemmeenntt ffrroomm nneexxtt sseeqquueennccee lloocc.. aass uussuuaall.. • JJUUMMPPEEQQ,, JJUUMMPPLLTT,, JJUUMMPPGEE,, JJUUMMPPLLEE,,JJUUMMPPNNEEQQ • CCoonnttrrooll – HHAALLTT SSttoopp pprrooggrraamm eexxeeccuuttiioonn.. SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 20 Execute Cycle
- 21. EExxaammppllee • PPsseeuuddoo--ccooddee::SSeett AA ttoo BB ++ CC • AAssssuummiinngg vvaarriiaabbllee:: – AA ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy cceellll 110000,, BB ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy cceellll 115500,, CC ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy cceellll 115511 • MMaacchhiinnee llaanngguuaaggee ((rreeaallllyy iinn bbiinnaarryy)) Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle – LLOOAADD 115500 – AADDDD 115511 – SSTTOORREE 110000 – oorr – ((AADDDD 115500,, 115511,, 110000)) SYED ZARYAB HUSSAIN 21
- 22. SSttrruuccttuurree ooff tthheeCCoonnttrrooll UUnniitt IR Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle • PPCC ((PPrrooggrraamm CCoouunntteerr)):: – ssttoorreess tthhee aaddddrreessss ooff nneexxtt iinnssttrruuccttiioonn ttoo ffeettcchh • IIRR ((IInnssttrruuccttiioonn RReeggiisstteerr)):: – ssttoorreess tthhee iinnssttrruuccttiioonn ffeettcchheedd ffrroomm mmeemmoorryy • IInnssttrruuccttiioonn DDeeccooddeerr:: – DDeeccooddeess iinnssttrruuccttiioonn aanndd aaccttiivvaatteess nneecceessssaarryy cciirrccuuiittrryy Instruction Decoder +1 PC SYED ZARYAB HUSSAIN 22
- 23. Computer Architectures &Fetch- Execute Cycle vvoonn NNeeuummaannnn AArrcchhiitteeccttuurree SYED ZARYAB HUSSAIN 23
- 24. HHooww ddooeess tthhiissaallll wwoorrkk ttooggeetthheerr?? • PPrrooggrraamm EExxeeccuuttiioonn:: – PPCC iiss sseett ttoo tthhee aaddddrreessss wwhheerree tthhee ffiirrsstt pprrooggrraamm iinnssttrruuccttiioonn iiss ssttoorreedd iinn mmeemmoorryy.. – RReeppeeaatt uunnttiill HHAALLTT iinnssttrruuccttiioonn oorr ffaattaall eerrrroorr Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle FFeettcchh iinnssttrruuccttiioonn DDeeccooddee iinnssttrruuccttiioonn EExxeeccuuttee iinnssttrruuccttiioonn EEnndd ooff lloooopp SYED ZARYAB HUSSAIN 24
- 25. PPrrooggrraamm EExxeeccuuttiioonn ((ccoonntt..)) • FFeettcchh pphhaassee – PPCC ---->> MMAARR ((ppuutt aaddddrreessss iinn PPCC iinnttoo MMAARR)) – FFeettcchh ssiiggnnaall ((ssiiggnnaall mmeemmoorryy ttoo ffeettcchh vvaalluuee iinnttoo MMDDRR)) – MMDDRR ---->> IIRR ((mmoovvee vvaalluuee ttoo IInnssttrruuccttiioonn RReeggiisstteerr)) – PPCC ++ 11 ---->> PPCC ((IInnccrreeaassee aaddddrreessss iinn pprrooggrraamm ccoouunntteerr)) • DDeeccooddee PPhhaassee – IIRR -->> IInnssttrruuccttiioonn ddeeccooddeerr ((ddeeccooddee iinnssttrruuccttiioonn iinn IIRR)) – IInnssttrruuccttiioonn ddeeccooddeerr wwiillll tthheenn ggeenneerraattee tthhee ssiiggnnaallss ttoo aaccttiivvaattee tthhee cciirrccuuiittrryy ttoo ccaarrrryy oouutt tthhee iinnssttrruuccttiioonn SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 25 Execute Cycle
- 26. PPrrooggrraamm EExxeeccuuttiioonn ((ccoonntt..)) • EExxeeccuuttee PPhhaassee – DDiiffffeerrss ffrroomm oonnee iinnssttrruuccttiioonn ttoo tthhee nneexxtt.. • EExxaammppllee:: – LLOOAADD XX ((llooaadd vvaalluuee iinn aaddddrr.. XX iinnttoo rreeggiisstteerr)) Computer Architectures & Fetch- Execute Cycle • IIRR__aaddddrreessss -->> MMAARR • FFeettcchh ssiiggnnaall • MMDDRR ---->> RR – AADDDD XX • lleefftt aass aann eexxeerrcciissee SYED ZARYAB HUSSAIN 26
- 27. Instruction Set ffoorrOOuurr VVoonn NNeeuummaannnn MMaacchhiinnee OOppccooddee OOppeerraattiioonn MMeeaanniinngg 0000 LOAD X CON(X) --> R 0001 STORE X R --> CON(X) 0010 CLEAR X 0 --> CON(X) 0011 ADD X R + CON(X) --> R 0100 INCREMENT X CON(X) + 1 --> CON(X) 0101 SUBTRACT X R - CON(X) --> R 0101 DECREMENT X CON(X) - 1 --> CON(X) COMPARE X If CON(X) > R then GT = 1 else 0 0111 If CON(X) = R then EQ = 1 else 0 If CON(X) < R then LT = 1 else 0 1000 JUMP X Get next instruction from memory location X 1001 JUMPGT X Get next instruction from memory loc. X if GT=1 ... JUMPxx X xx = LT / EQ / NEQ 1101 IN X Input an integer value and store in X 1110 OUT X Output, in decimal notation, content of mem. loc. X 1111 HALT Stop program execution SYED ZARYAB HUSSAIN Computer Architectures & Fetch- 27 Execute Cycle