Ciclo Fetch 39374h

Infraestructura Tecnológica

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CICLO FETCH INTRODUCCIÓN ¿QUÉ ES UN CICLO FETCH? Un ciclo de instrucción (también llamado ciclo de fetch-and-execute o ciclo de fetch-decodeexecute en inglés) es el periodo de tiempo que tarda la unidad central de proceso (U) en ejecutar una instrucción de lenguaje máquina. Comprende una secuencia de acciones determinada que debe llevar a cabo la U para ejecutar cada instrucción en un programa. Cada instrucción del juego de instrucciones de una U puede requerir diferente número de ciclos de instrucción para su ejecución. Un ciclo de instrucción está formado por uno o más ciclos máquina. Para que cualquier sistema de proceso de datos basado en microprocesador (por ejemplo una computadora) o microcontrolador (por ejemplo un reproductor de MP3) realice una tarea (programa) primero debe buscar cada instrucción en la memoria principal y luego ejecutarla.

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DESARROLLO i

Definición. Conjunto de acciones que se llevan a cabo en la realización de una instrucción.

Se compone de las dos siguientes fases: Fase de búsqueda. En esta fase se transfiere la instrucción que corresponde ejecutar desde la memoria central a la unidad de control. Fase de ejecución. Consiste en la realización de todas las acciones que conlleva la propia instrucción. TIPOS DE INSTRUCCIONES. Las instrucciones de acuerdo a su función se clasifican en: 

Instrucciones de cálculo (aritmético y lógico).



Instrucciones de transferencia de datos.



Instrucciones de ruptura de secuencia.

De acuerdo a su formato y número de operandos se clasifican en: 

Instrucciones de tres operandos.



Instrucciones de dos operandos.



Instrucciones de un operando.



Instrucciones sin operandos.

INSTRUCCIONES DE TRES OPERANDOS. También denominadas instrucciones de tres direcciones. Constan en primer lugar del código de operación al que siguen tres operandos, de los cuales, los dos primeros son las direcciones de los argumentos que hay que operar y el tercero es la dirección donde se depositará el resultado. INSTRUCCIONES DE DOS OPERANDOS. Contiene el código de operación y dos operandos, de los cuales uno de ellos actúa, además, como receptor del resultado de la operación. 2

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INSTRUCCIONES DE UN OPERANDO. Se utiliza en computadoras cuya arquitectura funciona con filosofía de acumulador. El acumulador contiene previamente el primer argumento de la operación, el segundo es el contenido en la propia instrucción, y después de ser operado ambos, el resultado queda depositado de nuevo en el acumulador. MÉTODOS DE DIRECCIONAMIENTO. El método de direccionamiento de una instrucción es el modo que se utiliza en la misma para indicar la posición de memoria en que está situado el dato o datos que constituyen los operandos que intervienen en la instrucción. Los principales métodos son: 

Direccionamiento inmediato.



Direccionamiento directo.



Direccionamiento indirecto.



Direccionamiento relativo.

Direccionamiento inmediato. En este método el dato que hay que utilizar forma parte de la propia instrucción, no siendo necesario ningún a memoria para la realización de la misma. Direccionamiento directo. En este caso la instrucción contiene la dirección de la memoria donde se encuentra almacenado el dato. Esto hace necesario un a la memoria para trasladar el dato hasta la unidad aritmético-lógica. Direccionamiento indirecto. Aquí la dirección contenida en la instrucción no es la del dato implicado sino la de una posición de memoria que contiene la dirección de ese dato. Esta posición se denomina dirección intermedia e implica en las instrucciones que utilizan este método de direccionamiento la necesidad de un ciclo de memoria mas para acceder al dato. Direccionamiento relativo. En él, la dirección de memoria donde se encuentra el dato, se consigue sumando la dirección contenida en la propia instrucción con una magnitud fija contenida en un registro especial. De esta manera se posibilita el a un conjunto de posiciones

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determinadas, normalmente consecutivas, a partir de una posición considerada como posición de referencia. Por ejemplo, veamos un simple programa en lenguaje C que suma dos números a y b, deja el resultado en una variable c, e imprime el resultado en pantalla: #include <stdio.h> int a, b, c; main() { c = a + b; printf("%d",c); }

El compilador tomará este programa, y lo traducirá a lenguaje de máquina creando un programa ejecutable. El programa en lenguaje assembler es el siguiente: ld

a

add b str c call printf,c end CONCLUSIONES ii

Entonces para concluir un ciclo fetch es un conjunto de etapas que utiliza el procesador

para ejecutar una instrucción de máquina. Cada instrucción es ejecutada siguiendo este mismo ciclo repetitivo. Las etapas que conforman el ciclo de instrucción, son las siguientes: 1. Fetch de Instrucción. Realiza la búsqueda de la instrucción en memoria. El procesador extrae la dirección desde el contador de programa, PC, para conocer la ubicación de esa instrucción. Luego se realiza la lectura de la instrucción, quedando

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ésta en el registro de datos. El contador de programa es incrementado en 1, para contener la dirección de la siguiente instrucción. 2. Decodificación. El código de operación de la instrucción que se encuentra en el DR, se deposita en el registro de instrucciones IR. Luego, los circuitos de control interpretan ese código de operación para determinar qué operación se va a ejecutar. 3. Fetch de Operando. Realiza la búsqueda de un operando en memoria, si es necesario. Generalmente es la misma instrucción quien proporciona la dirección del operando al procesador. 4. Ejecución de la Operación. Una vez conocida la naturaleza de la instrucción, y el operando ha sido extraído desde memoria, el procesador ejecuta la operación indicada por el código contenida en la instrucción.

i ii

http://iteso.mx/~snaval/materiales_didacticos/ http://www.face.ubiobio.cl/~prodrigu/scici/apunte/node25.html

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