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Tipo documento: Trabalho de Conclusão de Curso
Título: MIPSim software simulador da microarquitetura MIPS de processador multi-ciclos
Autor(es): Luz, Pablo Franco
Orientador(a): Jardim, Sandino Barros
Membro da Banca: Jardim, Sandino Barros
Membro da Banca: Santos, Ivairton Monteiro
Membro da Banca: Silva, Thiago Pereira da
Resumo : Este Trabalho apresenta o desenvolvimento e a implementação do MIPSim, um simulador da microarquitetura MIPS de processador multi-ciclos. O objetivo principal deste projeto é criar uma ferramenta educacional que auxilie estudantes e pesquisadores na compreensão e análise das operações internas de um processador MIPS, especificamente na configuração de multi-ciclos. Inicialmente, revisou-se os conceitos fundamentais da arquitetura MIPS, destacando suas características e funcionamento. Em seguida, detalhou-se a microarquitetura de processador multi-ciclos, explicando como as instruções são processadas em etapas distintas. Logo após, foi explicado como se deu o desenvolvimento do simulador e sua arquitetura de classes e demais aspectos. Por fim, os resultados foram apresentados e discutidos. O MIPSim foi desenvolvido utilizando a linguagem de programação JAVA e os pacotes ControlsFX e JMetro. A linguagem JAVA foi escolhida por ser uma linguagem popular no meio acadêmico e por ser uma linguagem orientada a objetos mais familiar quando o assunto é estruturar classes. O simulador permite ao usuário visualizar o ciclo de execução das instruções e seus respectivos estados da FSM (Finite State Machine), podendo visualizar os dados nos segmentos de memória, no conjunto de registradores e nos módulos internos em tempo real. Com isso, pretende-se mostrar utilizando uma abordagem paralela e sequencial, como funciona a interação entre os diferentes componentes do microprocessador. Os resultados obtidos com a utilização do MIPSim sugerem sua potencial eficácia como ferramenta de ensino, proporcionando uma visão detalhada do funcionamento interno do processador de multi-ciclos. Além disso, o simulador oferece um ambiente interativo onde os usuários podem experimentar diferentes elementos gráficos e efeitos para maior acessibilidade. Conclui-se que o MIPSim é uma contribuição valiosa para o ensino de arquitetura de computadores, facilitando a aprendizagem e promovendo uma melhor compreensão dos conceitos complexos envolvidos na execução de instruções em processadores multi-ciclos.
Resumo em lingua estrangeira: This paper presents the development and implementation of MIPSim, a simulator of the MIPS microarchitecture of a multi-cycle processor. The main objective of this project is to create an educational tool that helps students and researchers understand and analyze the internal operations of a MIPS processor, specifically in the multi-cycle configuration. Initially, the fundamental concepts of the MIPS architecture were reviewed, highlighting its characteristics and operation. Next, the microarchitecture of a multi-cycle processor was detailed, explaining how instructions are processed in distinct stages. Then, the development of the simulator and its class architecture and other aspects were explained. Finally, the results were presented and discussed. MIPSim was developed using the JAVA programming language and the ControlsFX and JMetro packages. The JAVA language was chosen because it is a popular language in academia, and because it is an object-oriented language that is more familiar when it comes to structuring classes. The simulator allows users to visualize the instruction execution cycle and their respective states of the FSM (Finite State Machine), and can view data in memory segments, in the register set and in internal modules in real time. The aim is to demonstrate, using a sequential and parallel approach, how the interaction between the different components of the microprocessor works. The results obtained using MIPSim suggest its potential effectiveness as a teaching tool, providing a detailed view of the internal functioning of the multi-cycle processor. In addition, the simulator offers an interactive environment where users can experiment with different graphic elements and effects for greater accessibility. It is concluded that MIPSim is a valuable contribution to the teaching of computer architecture, facilitating learning and promoting a better understanding of the complex concepts involved in the execution of instructions in multi-cycle processors.
Palavra-chave: arquitetura de computadores
simulador MIPS
microarquitetura de processador multi-ciclos
educação em computação
software educativo
Palavra-chave em lingua estrangeira: computer architecture
MIPS simulator
multi-cycle processor microarchitecture
computer education
educational software
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::CIENCIA DA COMPUTACAO
Idioma: por
País: Brasil
Instituição: Universidade Federal de Mato Grosso
Sigla da instituição: UFMT CUA - Araguaia
Departamento: Instituto de Ciências Exatas e da Terra (ICET) – Araguaia
Programa: Ciência da Computação - CUA
Referência: LUZ, Pablo Franco. MIPSim software simulador da microarquitetura MIPS de processador multi-ciclos. 2024. 70 f. Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Ciência da Computação) - Instituto de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal de Mato Grosso, Barra do Garças, 2024.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://bdm.ufmt.br/handle/1/4246
Data defesa documento: 16-Oct-2024
Aparece na(s) coleção(ções):Ciência da Computação - Araguaia

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