5.21.4.3 Organización de Máquina a Nivel de Ensamblador (20 horas) [Habilidades AG-C03,AG-C09]

Referencias Bibliográficas: [Patterson and Hennessy, 2020,Harris and Harris, 2012]

Temas

1. Arquitectura de máquina von Neumann
2. Unidad de control: captación, decodificación y ejecución de instrucciones
3. Introducción a SIMD vs MIMD y la taxonomía de Flynn
4. Organización de multiprocesadores/multinúcleo de memoria compartida
5. Arquitectura del conjunto de instrucciones (ISA) (por ejemplo, x86, ARM y RISC-V):
   1. Conjuntos de instrucciones de ancho fijo vs variable
   2. Formatos de instrucción
   3. Manipulación de datos, control, E/S
   4. Modos de direccionamiento
   5. Programación en lenguaje de máquina
   6. Programación en lenguaje ensamblador
6. Mecanismos de llamada y retorno de subrutinas
7. E/S e interrupciones
8. Segmentos de montículo, estáticos, pila y código

Aprendizaje esperado (Learning Outcomes)

1. Discutir cómo las unidades funcionales clásicas de von Neumann se implementan en sistemas embebidos, particularmente en memoria dentro y fuera del chip [Debatir]
2. Describir cómo se ejecutan las instrucciones en una máquina von Neumann clásica, con extensiones para hilos, sincronización de multiprocesadores y ejecución SIMD [Describir]
3. Evaluar un diagrama de ejemplo con paralelismo a nivel de instrucción y riesgos para describir cómo se manejan en las canalizaciones de procesadores típicos [Evaluar (valorar)]
4. Discutir cómo se representan las instrucciones a nivel de máquina y en el contexto de un ensamblador simbólico [Debatir]
5. Mapear un ejemplo de patrones de lenguaje de alto nivel a notaciones de lenguaje ensamblador/máquina [Mapear/Mapa conceptual]
6. Contrastar diferentes formatos de instrucción considerando aspectos como direcciones por instrucción y formatos de longitud variable vs longitud fija [Contrastar]
7. Analizar un diagrama de subrutina para comentar cómo se manejan las llamadas de subrutina a nivel de ensamblador [Analizar]
8. Describir conceptos básicos de interrupciones y operaciones de E/S [Describir]
9. Escribir un programa simple en lenguaje ensamblador para procesamiento y manipulación de cadenas/arreglos [Escribir]