Interrupciones precisas e imprecisas, microprogramación, salto retardado y TLB

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Resumen

El texto recoge conceptos clave de arquitectura de computadores: interrupciones precisas e imprecisas, registros de microdirecciones y microinstrucciones, saltos retardados, la TLB como caché de traducción de direcciones y la política de ubicación en escritura. Sirve como repaso rápido de estos temas.

Puntos clave

  • En las interrupciones imprecisas no es fácil determinar qué instrucciones se han ejecutado; por ello se guarda mucha información de estado en la pila.
  • En las interrupciones precisas el contador de programa se guarda en un lugar conocido y todas las instrucciones anteriores se completan, mientras que las posteriores no han empezado (o sus cambios se deshacen).
  • El registro de microdirecciones convierte el código de operación en la dirección de la memoria de control donde empieza el microprograma.
  • Con un salto retardado, una o más instrucciones posteriores al salto siempre se ejecutan, y se rellenan con instrucciones útiles en lugar de NOP.
  • La TLB es una caché gestionada por la MMU que contiene partes de la tabla de páginas; si no hay entrada, hay que consultar la tabla de páginas.
  • En la ubicación en escritura, ante un fallo de escritura el bloque se carga en la caché y después se escribe sobre él.

Ponte a prueba

Procesadores con Interrupciones imprecisas: Cuando ocurren este tipo de interrupciones no es fácil determinar que instrucciones ya se han ejecutado y cuales aún no se han ejecutado cuando se produce la interrupción. Se suelen arrojar gran cantidad de información de estado interna a la pila para que el sistema operativo tenga la posibilidad de dilucidar que está sucediendo.
Procesadores con Interrupciones Precisas: Una interrupción que deja a la máquina en un estado bien definido:
- El contador de Programa se guarda en un lugar bien conocido y se conoce el estado de ejecución de la instrucción.
- Todas las instrucciones previas a la que apunta CP ya se ejecutaron por completo y tampoco se ha empezado a ejecutar ninguna posterior (si ha empezado alguna, cualquier cambio en los registros o memoria debe deshacerse).
Registro de microdirecciones: Registro necesario en el microsecuenciamiento implícito para hacer corresponder a cada instrucción de máquina su microprograma, o lo que es lo mismo, ha de tener un procedimiento para convertir el código de operación de la instrucción en la dirección de la memoria de control donde empieza su microprograma.
Registro de microinstruciones: Contiene la microinstrucción que se está ejecutando en ese momento. Se encuentra dentro de las unidades de control microprogramadas.
Salto retardado: Con un salto retardado, una o más instrucciones después del salto siempre se ejecutan. Se trata de buscar instrucciones de relleno útiles que se ejecuten en lugar del NOP. En el caso de rellenar con una instrucción de continuación, si el salto no se hace efectivo, la instrucción elegida es útil. En cambio si resulta que lo es, se ha garantizado que aunque la ejecución de la instrucción de relleno no es útil, no perjudica los resultados.
TLB: Es una caché administrada por la MMU que contiene partes de la tabla de páginas (relaciones entre direcciones virtuales y reales). Posee un número fijo de entradas y se utiliza para obtener la traducción rápida de direcciones. Si no existe una entrada buscada, se deberá revisar la tabla de páginas.
Ubicación en escritura: Cuando se produce un fallo en escritura, el bloque se carga en la caché y a continuación se escribe sobre él.

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Preguntas frecuentes

¿Qué es una interrupción precisa?

Es una interrupción que deja la máquina en un estado bien definido: el contador de programa se guarda en un lugar conocido y todas las instrucciones previas se han ejecutado por completo, sin que se haya iniciado ninguna posterior.

¿Qué es la TLB?

Es una caché administrada por la MMU que contiene partes de la tabla de páginas y permite obtener rápidamente la traducción de direcciones virtuales a reales. Tiene un número fijo de entradas.

¿Para qué sirve el registro de microdirecciones?

Sirve para hacer corresponder a cada instrucción de máquina su microprograma, convirtiendo el código de operación en la dirección de la memoria de control donde empieza dicho microprograma.

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Tarjetas de repaso

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Test

1. ¿Qué caracteriza a una interrupción imprecisa?
2. ¿Qué ocurre con una instrucción posterior al salto en un salto retardado?
3. ¿Qué es la TLB?
4. ¿Qué hace el registro de microdirecciones?
5. ¿Qué sucede ante un fallo en escritura con ubicación en escritura?

Preguntas generadas con IA a partir del documento: comprueba las respuestas con el texto.