Computer organisation -morris mano

22,969 views 178 slides Sep 30, 2017
Slide 1
Slide 1 of 178
Slide 1
1
Slide 2
2
Slide 3
3
Slide 4
4
Slide 5
5
Slide 6
6
Slide 7
7
Slide 8
8
Slide 9
9
Slide 10
10
Slide 11
11
Slide 12
12
Slide 13
13
Slide 14
14
Slide 15
15
Slide 16
16
Slide 17
17
Slide 18
18
Slide 19
19
Slide 20
20
Slide 21
21
Slide 22
22
Slide 23
23
Slide 24
24
Slide 25
25
Slide 26
26
Slide 27
27
Slide 28
28
Slide 29
29
Slide 30
30
Slide 31
31
Slide 32
32
Slide 33
33
Slide 34
34
Slide 35
35
Slide 36
36
Slide 37
37
Slide 38
38
Slide 39
39
Slide 40
40
Slide 41
41
Slide 42
42
Slide 43
43
Slide 44
44
Slide 45
45
Slide 46
46
Slide 47
47
Slide 48
48
Slide 49
49
Slide 50
50
Slide 51
51
Slide 52
52
Slide 53
53
Slide 54
54
Slide 55
55
Slide 56
56
Slide 57
57
Slide 58
58
Slide 59
59
Slide 60
60
Slide 61
61
Slide 62
62
Slide 63
63
Slide 64
64
Slide 65
65
Slide 66
66
Slide 67
67
Slide 68
68
Slide 69
69
Slide 70
70
Slide 71
71
Slide 72
72
Slide 73
73
Slide 74
74
Slide 75
75
Slide 76
76
Slide 77
77
Slide 78
78
Slide 79
79
Slide 80
80
Slide 81
81
Slide 82
82
Slide 83
83
Slide 84
84
Slide 85
85
Slide 86
86
Slide 87
87
Slide 88
88
Slide 89
89
Slide 90
90
Slide 91
91
Slide 92
92
Slide 93
93
Slide 94
94
Slide 95
95
Slide 96
96
Slide 97
97
Slide 98
98
Slide 99
99
Slide 100
100
Slide 101
101
Slide 102
102
Slide 103
103
Slide 104
104
Slide 105
105
Slide 106
106
Slide 107
107
Slide 108
108
Slide 109
109
Slide 110
110
Slide 111
111
Slide 112
112
Slide 113
113
Slide 114
114
Slide 115
115
Slide 116
116
Slide 117
117
Slide 118
118
Slide 119
119
Slide 120
120
Slide 121
121
Slide 122
122
Slide 123
123
Slide 124
124
Slide 125
125
Slide 126
126
Slide 127
127
Slide 128
128
Slide 129
129
Slide 130
130
Slide 131
131
Slide 132
132
Slide 133
133
Slide 134
134
Slide 135
135
Slide 136
136
Slide 137
137
Slide 138
138
Slide 139
139
Slide 140
140
Slide 141
141
Slide 142
142
Slide 143
143
Slide 144
144
Slide 145
145
Slide 146
146
Slide 147
147
Slide 148
148
Slide 149
149
Slide 150
150
Slide 151
151
Slide 152
152
Slide 153
153
Slide 154
154
Slide 155
155
Slide 156
156
Slide 157
157
Slide 158
158
Slide 159
159
Slide 160
160
Slide 161
161
Slide 162
162
Slide 163
163
Slide 164
164
Slide 165
165
Slide 166
166
Slide 167
167
Slide 168
168
Slide 169
169
Slide 170
170
Slide 171
171
Slide 172
172
Slide 173
173
Slide 174
174
Slide 175
175
Slide 176
176
Slide 177
177
Slide 178
178

About This Presentation

CAO TEXT BOOK BY MORRIS MANO


Slide Content

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
SYLLABUS 
 
1. Introduction to Computers 
 Magne tie ctpsdkI/O
ertoe CIdpMooe P/nUgkInkd/IOe mIoI/Mkgtoe tie ctpsdkI/Oe
cyMaagignMkgtoetiectpsdkI/aOehoak/dnkgtoeAuIndkgtoe
2. Register Transfer and Micro operations 
xIlgakI/eR/MoaiI/Oe daeMoDeSIpt/1eR/MoaiI/aOeR/II2WkMkIe dae diiI/aOeSIpt/1e
R/MoaiI/Oe Sgn/t20sI/MkgtoaOe xIlgakI/e R/MoaiI/e Sgn/t20sI/MkgtoaOe P/gkUpIkgne
Sgn/t20sI/MkgtoaOeftlgneSgn/t20sI/MkgtoaOeWUgikeSgn/t20sI/Mkgtoabe
3. Computer Arithmetic 
PDDgkgtoe PoDe WdHk/Mnkgtoe -gkUe WgloID2SMlogkdDIOe SdykgsygnMkgtoe Pylt/gkUpOe
 ttkUeSdykgsygnMkgtoePylt/gkUpOeP//M1eSdykgsygI/Oe9g5gagtoePylt/gkUpOe8M/DEM/Ie
Pylt/gkUpOe 9g5gDIe 05I/iytEOe FytMkgol2Gtgoke P/gkUpIkgne 0sI/MkgtoaOe  Magne
ctoagDI/MkgtoaOe xIlgakI/e ctoigld/MkgtoOe PDDgkgtoe PoDe WdHk/MnkgtoOe 9IngpMye
P/gkUpIkgne0sI/MkgtoaOe c9ePDDI/Oe c9eWdHk/Mnkgtobe
4. Programming the Basic Computer 
SMnUgoIe yMoldMlIOe PaaIpHy1e yMoldMlIOe PaaIpHyI/Oe Fg/ake sMaaOe WIntoDe sMaaOe
G/tl/MppgoleP/gkUpIkgneMoDeftlgnetsI/MkgtoaOeSdykgsygnMkgtoeG/tl/MpOe9tdHyI2
G/IngagtoePDDgkgtoOeftlgnetsI/MkgtoaOeWUgiketsI/Mkgtoabe
5. Organization of a Computer 
cIok/Mye G/tl/Iaagole 3ogke 4cG36Oe WkMnTe 0/lMog(MkgtoOe xIlgakI/e WkMnTOe SIpt/1e
WkMnTOe xI5I/aIe GtygaUe CtkMkgtobe hoak/dnkgtoe Ft/pMkaOe RU/II2e PDD/Iaae
hoak/dnkgtoaOe REte )e PDD/Iaae hoak/dnkgtoaOe 0oI2e PDD/Iaae hoak/dnkgtoaOe KI/t2
PDD/Iaae hoak/dnkgtoaOe xhWce hoak/dnkgtoaOe PDD/Iaagole StDIae xIDdnIDe
hoak/dnkgtoeWIkectpsdkI/OechWcecUM/MnkI/gakgnaexhWcecUM/MnkI/gakgnabe
6. Input-Output Organization 
StDIae0ieR/MoaiI/OeG/gt/gk1ehokI//dskOe9SPOehosdk20dksdkeG/tnIaat/e4h0G6OecG32
h0GectppdognMkgtobe
7. Memory Organization 
SIpt/1e 8gI/M/nU1Oe SMgoe SIpt/1Oe PdugygM/1e SIpt/1Oe cMnUIe SIpt/1Oe rg/kdMye
SIpt/1be PDD/Iaae WsMnIe MoDe SIpt/1e WsMnIOe PaatngMkg5Ie SIpt/1Oe GMlIe RMHyIOe
GMlIexIsyMnIpIokbe
8. Parallel Processing and Vector Processing 
GgsIygogolOe GM/MyyIye G/tnIaagolOe GgsIygogole mIoI/Mye ctoagDI/MkgtoOe P/gkUpIkgne
GgsIygoIehoak/dnkgtoeGgsIygoIOerInkt/e0sI/MkgtoaOeSMk/gueSdykgsygnMkgtoOeSIpt/1e
hokI/yIM5golbe
9. Multiprocessors 
cUM/MnkI/gakgnaetieSdykgs/tnIaat/aOehokI/ntooInkgtoeWk/dnkd/Ie
RgpI2WUM/IDe ctpptoe  daOe Sdykg2Gt/ke SIpt/1Oe c/taaHM/e WEgknUOe SdykgakMlIe
WEgknUgole CIkEt/TOe 81sI/ndHIe hokI/ntooInkgtoOe hokI/e G/tnIaat/e P/Hgk/MkgtoOe
cMnUIectUI/IonIe
 
References: - 
1. vctpsdkI/eW1akIpeP/nUgkInkd/IwOe7tUobeGbe8M1Iabe
2. vctpsdkI/eP/nUgkInkd/IeMoDesM/MyyIyeG/tnIaagolevOe8EMole8be /gllabe
3. vctpsdkI/eW1akIpeP/nUgkInkd/IwOeeSbSt//gaeSMotbe
e
SYLLABUS
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
Introduction to Computers 
 
Paper Nm :NCoutOgn
 iNz dOuCazz AgrcetOrtugOn hOzOgateNz fm :NCoutOgn : SappemerateNz 
fm :NCoutOgpn YzptgurteNz LBOruteNz3 
 
 
Register Transfer and Micro operations 
 
UO1eptOg tgazpmOgn Pup azI sOCNg2 .gazpmOgpn tgOORptatO 4up 4ummOgpn sOCNg2 tgazpmOgn 
sergNRfoOgateNzp  n  UO1eptOg  tgazpmOg  sergNRfoOgateNzpn  AgetcCOter  sergNRfoOgateNzp  n 
MN1er sergNRfoOgateNzpn Tcemt sergNRfoOgateNzp3 
 
 
Computer Arithmetic 
 
AIIeteNz  azI  pu4tgarteNz  yetc  pe1zOIRCa1zetuIOn  suSteoSerateNz  aS1NgetcCn  PNNtc 
CuSteoSerateNz  aS1NgetcCn  Agga2  CuSteoSeOgn  6e-epeNz  aS1NgetcCn  7agIyagO  aS1NgetcCn 
6e-eIO f-OgmSNy n 8SNatez1RoNezt AgetcCOter NoOgateNzpn 
Paper  rNzpeIOgateNzpn  UO1eptOg  rNzme1ugateNzn  AIIeteNz  azI  pu4tgarteNzn  6OreCaS 
AgetcCOter NoOgateNzpn P:6 aIIOgn P:6 pu4tgarteNz3 
 
 
Programming the Basic Computer 
 
sarcezO  Saz1ua1On  AppOC4S2  Saz1ua1On  AppOC4SOgn  8eg pt  oappn  TOrNzI  oappn 
lgN1gaCCez1  AgetcCOter  azI  MN1er  NoOgateNzpn  suSteoSerateNz  lgN1gaCn  6Nu4SOR
lgOrepeNz AIIeteNzn MN1er NoOgateNzpn Tcemt NoOgateNzpn3 
 
 
Organization of a Computer 
 
:OztgaS  lgN1gOppez1  Vzet  9:lVEn  TtarF  Ng1aze(ateNzn  UO1eptOg  ptarFn  sOCNg2  ptarFn 
UO-OgpO  oNSepc  zNtateNz  3YzptgurteNz  8NgCatpn  .cgOOR  aIIgOpp  YzptgurteNzpn  .yN  ) 
aIIgOpp  ezptgurteNzpn  fzOR  aIIgOpp  ezptgurteNzpn  0OgNRaIIgOpp  ezptgurteNzpn  UYT: 
YzptgurteNzpn  AIIgOppez1  sNIOp  UOIurOI  YzptgurteNz  TOt  :NCoutOgn  :YT: 
rcagartOgepterp UYT: rcagartOgepterp3 
 
 
Input-Output Organization 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
sNIOp  Nm  tgazpmOgn  lgeNget2  eztOgguotn  6sAn  YzoutRfutout  lgNrOppNg  9YflEn  :lVRYfl 
:NCCuzerateNz3 
 
 
Memory Organization 
sOCNg2  ceOgagrc2n  saez  COCNg2n  AuBeSeag2  COCNg2n  :arcO  COCNg2n  iegtuaS  COCNg23 
AIIgOpp ToarO azI sOCNg2 ToarOn AppNreate-O COCNg2  nla1O ta4SO 
la1O UOoSarOCOzt3 
 
 
Introduction to Parallel Processing 
 
leoOSezez1n  lagaSSOS  ogNrOppez1  n  leoOSezez1  1OzOgaS  rNzpeIOgateNzn  AgetcCOter  oeoOSezO 
YzptgurteNz oeoOSezO 3 
 
 
Vector Processing 
 
iOrtNg NoOgateNzpn satgeB CuSteoSerateNzn sOCNg2 eztOgSOa-ez13 
 
 
Multiprocessors 
 
:cagartOgepterp Nm CuSteogNrOppNgpn YztOgrNzzOrteNz ptgurtugO 
.eCORpcagOI  rNCCNz  4upn  suSteRoNgt  COCNg2  n:gNpp4ag  pyetrc  nsuStepta1O  pyetrcez1 
zOtyNgFn 72oOgru4O eztOgrNzzOrteNzn YztOg ogNrOppNg ag4etgateNz n :arcO rNcOgOzrO 
 
 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
TABLE OF CONTENTS 
 
 
 
Unit 1 : Introduction to Computers 
i evorflw)9iisti7tl)vCf(lDvtii
1.1 7tl)vCf(lDvtiii
1.2 'mEli7Nievorflw)i
1.3 uvtinwfoEttis)(mDlw(lf)wi
1.4 awtw)ElDvti#dievorflw)i
1.4.1 sOrcazeraS :NCoutOgp 9w”GKRwX“'E 
1.4.2 -EN(EADtwi
1.4.3 (Dddw)wt(wikt1Dtwi
1.4.4 stEA lD(EAikt1Dtwi
1.4.5 7ag-agI sagF Y AzI .cO Pu1 
1.4.6 ,D)Nliawtw)ElDvtievorflw)Niiiii/:?<A!:?@<0i
1.4.7 "w(vtCiawtw)ElDvtievorflw)Ni/:?@=!:?>;0i
1.4.8 bmD)Ciawtw)ElDvtievorflw)Niiii/:?><!:?A;0i
1.4.9 ,vf)lmiawtw)ElDvtievorflw)Nii/:?A;!:?B=0i
1.4.10 ,Ddlmiawtw)ElDvtievorflw)Niiiii/:?B=!:??C0i
1.4.11 $Elw)iawtw)ElDvtNiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii/:??Ci!0i
1.5 eAENNDdD(ElDvti#dievorflw)Ni
1.5.1 sergN :NCoutOg 
1.5.2 seze :NCoutOg 
1.5.3 saezmgaCO :NCoutOg 
1.5.4 "frw)ievorflw)i
Unit 2: Register Transfer and Micro operationsi
2.1 3w1DNlw)il)EtNdw)i
2.2 Pup azI sOCNg2 .gazpmOgp 
2.2.1 l)ww!NlElwi&fNi&fddw)Ni
2.2.2 sOCNg2 tgazpmOg 
2.3 sergNRfoOgateNzp  
2.3.1 UO1eptOg tgazpmOg sergNRfoOgateNzp 
2.3.2 AgetcCOter sergNRfoOgateNzp 
2.3.3 MN1er sergNRfoOgateNzp 
2.3.4 Tcemt sergNRfoOgateNzp 
Unit 3 : Programming elements 
<%:ii evorflw)is)DlmowlD(i
<%;ii sCCDlDvtiEtCiNf&l)E(lDvti+DlmiND1twC!oE1tDlfCwi
K3K   suSteoSerateNz aS1NgetcC 
<%:%:ii  vvlmiofAlDrAD(ElDvtiEA1v)Dlmoi
<%:%;ii s))E iofAlDrADw)i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
<%;%<ii (D)DNDvtiEA1v)Dlmoi
<%;%<%:i*E)C+E)wiEA1v)Dlmoi
<%;%<%;i(D)DCwi#)w)dAv+i
3.4 ,AvElDt1!rvDtlis)DlmowlD(ivrw)ElDvtNi
3.4.1  END(i(vtNDCw)ElDvtNi
3.4.2 3w1DNlw)i(vtdD1f)ElDvti
3.4.3 sCCDlDvtiEtCiNf&l)E(lDvti
3.5 i(w(DoEAis)DlmowlD(ivrw)ElDvtNi
3.5.1  e(iECCw)i
3.5.2  e(iNf&l)E(lDvti
Unit 4 : Programming the Basic Computer 
4.1 sarcezO Saz1ua1O 
4.2 sNNwo&A iAEt1fE1wi
4.3 sNNwo&Aw)i
4.3.1 ,D)NlirENNi
4.3.2 "w(vtCirENNi
4.4 -)v1)EooDt1is)DlmowlD(iEtCi$v1D(ivrw)ElDvtNi
4.4.1 suSteoSerateNz lgN1gaC 
4.4.2 (vf&Aw!-)w(DNDvtisCCDlDvti
4.4.3 $v1D(ivrw)ElDvtNi
4.4.4 "mDdlivrw)ElDvtNi
Unit 5  : Central Progressing Unit (CPU) 
5.1 "lE(1iv)1EtD2ElDvti
5.1.1 3w1DNlw)iNlE(1i
5.1.2 sOCNg2 ptarF 
5.1.3 3w)w)NwirvADNmitvlElDvti
5.2 7tNl)f(lDvti,v)oElNi
5.2.1 bm)ww!iECC)wNNi7tNl)f(lDvtNi
5.2.2 b+vi3iECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.3 #tw!iECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.4 4w)v!ECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.5 37"ei7tNl)f(lDvtNi
5.3 AIIgOppez1 sNIOp 
5.4 3wCf(wCi7tNl)f(lDvti"wlievorflw)i
5.4.1 e7"ei(mE)E(lw)DNlD(Ni
5.4.2 37"ei(mE)E(lw)DNlD(Ni
Unit 6: Input-Output Organization 
6.1 sNIOp Nm tgazpmOg 
6.1.1 -)v1)EoowCi7D#i
6.1.2 7tlw))frl!7tDlDElwCi7D#i
6.2 i-)Dv)Dl iDtlw))frli
6.2.1 (EDN !(mEDtDt1ir)Dv)Dl i
6.2.2 -E)EAAwAir)Dv)Dl iDtlw))frli
6.2.3 7tlw))frli( (Awi

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
6.3  6sA 
6.3.1 6sA :NztgNSSOg 
6.3.2 6sA .gazpmOg 
6.4 i7trfl!#flrfli-)v(wNNv)i/7#-0i
6.1.1 e-.!7#-ievooftD(ElDvti
6.1.2 "w)DEAievooftD(ElDvti
6.1.3 emE)E(lw)!#)DwtlwCi-)vlv(vAi
6.1.4  Dl!#)DwtlwCi-)vlv(vAi
6.5 sNIOp Nm tgazpmOg 
 
Unit-7 Memory Organization 
7.1  sOCNg2 ceOgagrc2 
7.2  saez COCNg2 
7.2.1 UAs azI Ufs rceop  
7.2.2 sOCNg2 AIIgOpp sao 
7.3  sfjDADE) iowov) i
7.3.1 sa1zOter IepFp 
7.3.2 sa1zOter .aoO 
7.4  eE(mwiowov) i
7.4.1 6egOrt saooez1 
7.4.2 AppNreate-O saooez1 
7.4.3 TOtR appNreate-O saooez1 
7.4.4 uD)lfEAiowov) i
7.4.5 sNNv(DElD)wiowov) i-E1wilE&Awi
7.4.6 -E1wi3wrAE(wowtli
UNIT 8 :  Introduction to Parallel Processing 
8.1  i -DrwADtDt1ii
8.1.1 -E)EAAwAir)v(wNNDt1i
8.1.2 -DrwADtDt1i1wtw)EAi(vtNDCw)ElDvti
8.1.3 s)DlmowlD(irDrwADtwi
8.1.4 7tNl)f(lDvtirDrwADtwi
Unit 9:  Victor Processing 
9.1  uw(lv)ivrw)ElDvtNi
9.2  satgeB CuSteoSerateNz 
9.3  sOCNg2 eztOgSOa-ez1 
 
UNIT 10 :  Multiprocess 
10.1 emE)E(lw)DNlD(NivdiofAlDr)v(wNNv)Ni
10.2 7tlw)(vttw(lDvtiNl)f(lf)wi
10.2.1 bDow!NmE)wCi(voovti&fNi
10.2.2 suSteRoNgt COCNg2 
10.2.3 e)vNN&E)iN+Dl(mi
10.2.4 suStepta1O pyetrcez1 zOtyNgF 
10.2.5 * rw)(f&wiDtlw)(vttw(lDvti

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
10.3 7tlw)ir)v(wNNv)iE)&Dl)ElDvti
10.4 eE(mwi(vmw)wt(wi
10.5 7tNl)f(lDvtikjw(flDvti
i
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 1   
 
INTRODUCTION TO COMPUTERS 
 
 
e ctpsdkI/9eePoehok/tDdnkgtoee
1.1 hok/tDdnkgtoeee
1.2 -UMkehaectpsdkI/e
1.3 rtoeCIdpMooeP/nUgkInkd/Ie
1.4 mIoI/Mkgtoe0iectpsdkI/e
1.4.1 SInUMognMyectpsdkI/ae4:>;<2:?=@6e
1.4.2 GManMygoIe
1.4.3 9giiI/IonIeAolgoIe
1.4.4 PoMy1kgnMyeAolgoIe
1.4.5 8M/5M/DeSM/TehePoDeRUIe dle
1.4.6 Fg/akemIoI/MkgtoectpsdkI/aeeeee4:?<A2:?@<6e
1.4.7 WIntoDemIoI/MkgtoectpsdkI/ae4:?@=2:?>;6e
1.4.8 RUg/DemIoI/MkgtoectpsdkI/aeeee4:?><2:?A;6e
1.4.9 Ftd/kUemIoI/MkgtoectpsdkI/aee4:?A;2:?B=6e
1.4.10 FgikUemIoI/MkgtoectpsdkI/aeeeee4:?B=2:??C6e
1.4.11 fMkI/emIoI/Mkgtoaeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeee4:??Ce26e
1.5 cyMaagignMkgtoe0iectpsdkI/ae
1.5.1 Sgn/tectpsdkI/e
1.5.2 SgogectpsdkI/e
1.5.3 SMgoi/MpIectpsdkI/e
1.5.4 WdsI/ectpsdkI/e
 
 
1.1 Introduction  
e
ctpsdkI/e gae toIe tie kUIe pMEt/e ntpstoIokae tie Moe hoit/pMkgtoe RInUotytl1e oIkEt/Te MoDe
lMgogolegon/IMagolestsdyM/gk1beRtDM1OentpsdkI/ekInUotytl1eUMaesI/pIMkIDeI5I/1easUI/Ie
tie IugakIonIe tie ptDI/oe pMobe hoe kUgae HytnTOe EIe Egyyegok/tDdnIe 1tde kte kUIe ntpsdkI/e
UM/DEM/Ie kInUotytl1Oe UtEe DtIae gke Et/Te MoDe EUMke gae gkFe hoe MDDgkgtoe EIe Egyye Myate k/1e kte
Dgandaae atpIe tie kUIe kI/pgotytl1e nytaIy1e ygoTIDe EgkUe hoit/pMkgtoe RInUotytl1e MoDe
ntpsdkI/abe
e
e
1.2 WHAT IS COMPUTER?   
 
ctpsdkI/egaeDIigoIDegoekUIe0uit/DeDgnkgtoM/1eMaevPoeMdktpMkgneIyInk/togneMssM/Mkdaeit/e
pMTgole nMyndyMkgtoae t/e ntok/tyygole tsI/Mkgtoae kUMkeM/Ie Ius/IaagHyIe goe odpI/gnMye t/e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ytlgnMye kI/pawe be Pe DI5gnIe kUMke MnnIskae DMkM:Oe s/tnIaaIae kUIe DMkMe Mnnt/Dgole kte kUIe
goak/dnkgtoae s/t5gDIDe H1e kUIe daI/Oe MoDe igoMyy1e /Ikd/oae kUIe /Iadykae kte kUIe daI/e MoDe
dadMyy1e ntoagakae tie gosdkOe tdksdkOe akt/MlIOe M/gkUpIkgnOe ytlgnOe MoDe ntok/tye dogkabe e RUIe
ntpsdkI/enMoeakt/IeMoDepMogsdyMkIeyM/lIeGdMokgkgIaetieDMkMeMke5I/1eUglUeasIIDe
e
RUIeHMagneidonkgtoesI/it/pIDeH1eMentpsdkI/egaekUIeIuIndkgtoetieMeprogrambePes/tl/Mpe
gae Me aIGdIonIe tie goak/dnkgtoaOe EUgnUe tsI/MkIae toe DMkMe kte sI/it/pe nI/kMgoe kMaTabe hoe
ptDI/oe DglgkMye ntpsdkI/ae DMkMe gae /Is/IaIokIDe goe HgoM/1e it/pe H1e dagole kEte a1pHtyae Ce
MoDe:OeEUgnUeM/IenMyyIDebinary digitset/eHgkabe dkekUIeDMkMeEUgnUeEIeDIMyeEgkUentoagakae
tie odpI/gne DMkMe MoDe nUM/MnkI/ae adnUe Mae DIngpMye Dglgkae Ce kte ?Oe MysUMHIkae Pe kte KOe
M/gkUpIkgnetsI/Mkt/ae4IblbeHOe2OeIknb6Oe/IyMkgtoaetsI/Mkt/ae4IblbeIOeJOeIknb6OeMoDepMo1etkUI/e
asIngMye nUM/MnkI/ae 4IblbKOLOMONOIknb6be RUdaOe ntyyInkgtoe tie IglUke Hgkae gae nMyyIDe Me H1kIbe RUdaOe
toIeH1kIegaedaIDekte/Is/IaIoketoIenUM/MnkI/egokI/oMyy1beStakentpsdkI/aedaIekEteH1kIaet/e
itd/eH1kIaekte/Is/IaIokeodpHI/ae4stagkg5IeMoDeoIlMkg5I6egokI/oMyy1bePotkUI/ekI/pOeEUgnUe
gae ntpptoy1e daIDe goe ntpsdkI/Oe gae MeWordbe Pe Et/De pM1e HIe DIigoIDe Mae Me dogke tie
goit/pMkgtoOeEUgnUeMentpsdkI/enMoes/tnIaaOet/ek/MoaiI/eMkeMekgpIbePeEt/DOelIoI/Myy1Oegae
IGdMye kte kUIe odpHI/e tie Hgkae k/MoaiI//IDe HIkEIIoe kUIe nIok/Mye s/tnIaagole dogke MoDe kUIe
pMgoe pIpt/1e goe Me agolyIe akIsbe hke pMe Myate HIe DIigoIDe Mae kUIe HMagne dogke tie akt/MlIe tie
gokIlI/eDMkMegoeMentpsdkI/beCt/pMyy1OeMeEt/DepM1eHIeIGdMyekteBOe:>Oe<;et/e>=eHgkaebRUIe
kI/paeygTIe<;eHgkentpsdkI/Oe>=eHgkentpsdkI/aeIknbeHMagnMyy1estgokaetdkekUIeEt/Deag(Ietie
kUIentpsdkI/be
e
e
1.3  VON NEUMANN ARCHITECTURE 
e
Stake tie ktDM1Oae ntpsdkI/e DIagloae M/Ie HMaIDe toe ntonIskae DI5IytsIDe H1e 7tUoe 5toe
CIdpMooe/IiI//IDekteMaekUIeVON NEUMANN ARCHITECTURE bertoeCIdpMooes/tstaIDe
kUMke kUI/Ie aUtdyDe HIe Me dogke sI/it/pgole M/gkUpIkgne MoDe ytlgnMye tsI/Mkgtoe toe kUIe DMkMbe
RUgaedogkegaekI/pIDeMaeP/gkUpIkgneftlgne4ALU6be0oIetiekUIeEM1aektes/t5gDIegoak/dnkgtoekte
adnUentpsdkI/eEgyyeHIeH1entooInkgole5M/gtdaeytlgnentpstoIokaegoeadnUeMeiMaUgtoOekUMke
kUI1e s/tDdnIe kUIe DIag/IDe tdksdke it/e Me lg5Ioe aIke tiegosdkabe RUIe s/tnIaae tie ntooInkgole
5M/gtdae ytlgne ntpstoIokae goe asIngigne ntoigld/Mkgtoekte MnUgI5Ie DIag/IDe /Iadykae gae nMyyIDe
Programmingbe RUgae s/tl/Mppgole agonIe gae MnUgI5IDe H1e s/t5gDgole goak/dnkgtoe EgkUgoe
UM/DEM/IeH1e5M/gtdaentooInkgtoaegaekI/pIDeMaeHardwiredbe dkekUgaegaeMe5I/1egoiyIugHyIe
s/tnIaaeties/tl/MppgolbefIkedaeUM5IeMelIoI/Myentoigld/Mkgtoeit/eM/gkUpIkgneMoDeytlgnMye
idonkgtoabehoeadnUeMenMaIekUI/IegaeMeoIIDetieMentok/tyeagloMyOeEUgnUeDg/InkaekUIePf3ekte
sI/it/pIDe Me asIngigne M/gkUpIkgne t/e ytlgne idonkgtoe toe kUIe DMkMbe RUI/Iit/IOe goe adnUe Me
a1akIpOeH1enUMolgolekUIentok/tyeagloMyekUIeDIag/IDeidonkgtoenMoeHIesI/it/pIDetoeDMkMbe
                                                
 
1
 Representation of facts, concepts, or instructions in a formalized manner suitable for 
communication,  interpretation,  or  processing  by  humans  or  by  automatic  means.  Any 
representations such as characters or analog quantities to which meaning is or might be 
assigned 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Az2  NoOgateNzn  ycerc  zOOIp  tN  4O  oOgmNgCOI  Nz  tcO  Iatan  tcOz  raz  4O  N4taezOI  42 
ogN-eIez1  a  pOt  Nm rNztgNS  pe1zaSp3  .cepn  mNg  a  zOy  NoOgateNz  NzO  NzS2  zOOIp tN rcaz1O 
tcO pOt Nm rNztgNS pe1zaSp3  
 
Putn  cNy  raz  tcOpO  rNztgNS  pe1zaSp  42  puooSeOI"  MOt  up  tg2  tN  azpyOg  tcep  mgNC  tcO 
IOmezeteNz Nm a ogN1gaC3 A ogN1gaC rNzpeptp Nm a pO/uOzrO Nm ptOop3 Larc Nm tcOpO ptOopn 
gO/uegO rOgtaez agetcCOter Ng SN1eraS Ng ezoutkNutout NoOgateNz tN 4O oOgmNgCOI Nz Iata3 
.cOgOmNgOn  Oarc  ptOo  Ca2  gO/uegO  a  zOy  pOt  Nm  rNztgNS  pe1zaSp3  Yp  et  oNppe4SO  mNg  up  tN 
ogN-eIO a uze/uO rNIO mNg Oarc pOt Nm rNztgNS pe1zaSp"  5OSS tcO azpyOg ep 2Op3 Put ycat 
IN yO IN yetc tcOpO rNIOp" 5cat a4Nut aIIez1  a cagIyagO pO1COztn ycerc  arrOotp a 
rNIO  azI  1OzOgatOp  tOgCOI  ap  :NztgNS  Vzet  9:VE3  .cepn  a  ogN1gaC  zNy  rNzpeptp  Nm  a 
pO/uOzrO  Nm  rNIOp3  .cep  CarcezO  ep  /uetO  mSOBe4SOn ap  yO  NzS2  zOOI  tN  ogN-eIO  a  zOy 
pO/uOzrO  Nm  rNIOp  mNg  a zOy  ogN1gaC3  Larc  rNIO  epn ez  OmmOrtn  azI  ezptgurteNzn  mNg  tcO 
rNCoutOg .cO cagIyagO eztOgogOtp Oarc Nm tcOpO ezptgurteNzp azI 1OzOgatOp gOpoOrte-O 
rNztgNS pe1zaSpn  
 
.cO AgetcCOter MN1er Vzet  9AMVE  azI tcO :NztgNS Vzet  9:VE tN1OtcOg agO tOgCOI ap tcO 
:OztgaS  lgNrOppez1  Vzet  9:lVE3  .cO  :lV  ep  tcO  CNept  eCoNgtazt  rNCoNzOzt  Nm  a 
rNCoutOgOp  cagIyagO3  .cO  AMV  oOgmNgCp  tcO  agetcCOter  NoOgateNzp  purc  ap  aIIeteNzn 
pu4tgarteNzn CuSteoSerateNz azI Ie-epeNzn azI tcO SN1eraS NoOgateNzp purc apb DYp A IP"W 
95cOgO A azI P agO 4Ntc zuCOger Ng aSocazuCOger IataEn DYp a 1e-Oz rcagartOg O/uaS tN 
s 9mNg CaSOE Ng 8 9mNg mOCaSOE"W .cO rNztgNS uzet eztOgogOtp ezptgurteNzp azI ogNIurOp tcO 
gOpoOrte-O rNztgNS pe1zaSp3  
 
ASS  tcO  agetcCOter  azI  SN1eraS  foOgateNzp  agO  oOgmNgCOI  ez  tcO  :lV  ez  poOreaS  ptNga1O 
agOap raSSOI gO1eptOgp3 P.cO pe(O Nm tcO gO1eptOg ep NzO Nm tcO eCoNgtazt rNzpeIOgateNz ez 
IOtOgCezez1 tcO ogNrOppez1 raoa4eSeteOp Nm tcO :lV3 UO1eptOg pe(O gOmOgp tN tcO aCNuzt Nm 
ezmNgCateNz  tcat  raz  4O  cOSI  ez  a  gO1eptOg  at  a  teCO  mNg  ogNrOppez13  .cO  Sag1Og  tcO 
gO1eptOg  pe(On  tcO  maptOg  Ca2  4O  tcO  poOOI  N  ogNrOppez13  A  :lVOp  ogNrOppez1  oNyOg  ep 
COapugOI  ez seSSeNz YzptgurteNzp lOg TOrNzI  9sYlTE3 .cO oOgmNgCazrO Nm tcO :lV yap 
COapugOI ez CeSSepOrNzIp 9NzO tcNupazI Nm a pOrNzIE Nz tcO megpt 1OzOgateNz rNCoutOgpn 
ez  CergNpOrNzIp  9NzO  CeSSeNztc  Nm  a  pOrNzIE  Nz  pOrNzIR1OzOgateNz  rNCoutOgpn  azI  ep 
OBoOrtOI  tN  4O  COapugOI  ez  lerNRpOrNzIp  9NzO  w–––
th
  Nm  a  zazNRpOrNzIE  ez  tcO  SatOg 
1OzOgateNzp3 7Ny raz tcO ezptgurteNz azI Iata 4O out eztN tcO rNCoutOgp" Az OBtOgzaS 
Oz-egNzCOzt  puooSeOp  tcO  ezptgurteNz  azI  Iatan  tcOgOmNgOn  az  ezout  CNIuSO  ep  zOOIOI3 
.cO Caez  gOpoNzpe4eSet2  Nm ezout CNIuSO yeSS  4O tN out tcO Iata  ez tcO mNgC Nm pe1zaSp 
tcat raz 4O gOrN1ze(OI 42 tcO p2ptOC3 TeCeSagS2n yO zOOI azNtcOg rNCoNzOztn ycerc yeSS 
gOoNgt  tcO  gOpuStp  ez  tcO  gOpuStp  ez  ogNoOg  mNgCat azI  mNgC3  .cep  rNCoNzOzt  ep  raSSOI 
Nutout  CNIuSO3  .cOpO  rNCoNzOztp  agO  gOmOggOI  tN1OtcOg  ap  ezoutkNutout  9YkfE 
rNCoNzOztp3  Yz  aIIeteNzn  tN  tgazpmOg  tcO  ezmNgCateNzn  tcO  rNCoutOg  p2ptOC  eztOgzaSS2 
zOOIp tcO p2ptOC eztOgrNzzOrteNzp3 sNpt rNCCNz  ezoutkNutout  IO-erOp agO  FO24NagIn 
CNzetNg  azI  ogeztOgn  azI  tcO  CNpt  rNCCNz  eztOgrNzzOrteNz  ptgurtugO  ep  tcO  Pup 
ptgurtugO3  
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
umpg yptpg +ng:nisnvpv tgtdrre:epv grnmgog+nm1evEg:nisd pmFgbncgCp:odtpgevsd gMpTe:ptg
:ovg CmevEg evt md: envtg nmg Mo og nvhPg tpGdpv eohhPg ovMg og smnEmoig ioPg vn g Cpg pAp:d pMg
tpGdpv eohhPg otg Edisg evt md: envtg ompg vnmiohhPg pv:ndv pmpMg evg smnEmoiievEOg Rvg
oMMe envcg inmpg  yovg nvpg Mo og phpipv tg ioPg Cpg mpGdempMg o g og  eipOg xypmprnmpcg og
 pisnmomPg t nmoEpg ompog etg vppMpMg evg og :nisd pmg  ng t nmpg  pisnmomehPg  ypg evt md: envtg
ovMg  ypg Mo oOg xyetg :nisnvpv g etg mprpmmpMg  ng otg ipinmPOg R g +otg snev pMg nd g CPg Tnvk
bpdiovvg yo g ypgtoipgipinmPg:ovgCpgdtpMgnmgt nmevE gMo ogovMgevt md: envtOgRvgtd:yg
:otptg  ypg Mo og :ovg Cpg  mpo pMg otg Mo og nvg +ye:yg smn:pttevEg :ovg Cpg spmrnmipMcg +yehpg
evt md: envtg :ovg Cpg  mpo pMg otg Mo ocg +ye:yg :ovg Cpg dtpMg rnmg  ypg Epvpmo envg nrg :nv mnhg
teEvohtOgg

xypg ipinmPg dve g t nmptg ohhg  ypg evrnmio envg evg og Emndsg nrg ipinmPg :phhtcg ohtng :ohhpMg
ipinmPg hn:o envtcg otg CevomPg MeEe tOg fo:yg ipinmPg hn:o envg yotg og dveGdpg oMMmpttg ovMg
:ovg Cpg oMMmpttpMg evMpspvMpv hPOg xypg :nv pv tg nrg  ypg MptempMg ipinmPg hn:o envtg ompg
smnTeMpMg  ng  ypg :pv mohg smn:pttevEg dve g CPg mprpmmevEg  ng  ypg oMMmpttg nrg  ypg ipinmPg
hn:o envOgxypgoindv gnrgevrnmio envg yo g:ovgCpgyphMgevg ypgioevgipinmPgetg1vn+vgotg
ipinmPg :oso:e POg xypg :oso:e Pg nrg  ypg ioevg ipinmPg tgipotdmpMg evg 8ehng NP ptg /8N0g nmg
SpEog NP ptg /N0Og wvpk1ehng CP pg t ovMtg rnmg ;
10
g CP ptcg +ye:yg ompg :C;=g CP ptg /nmg
ossmnAeio phPg :CCCg CP pt0Og ug ipEog CP pg t ovMtg rnmg ;
20
g CP ptcg +ye:yg etg ossmnAeio phPg
he  hpgnTpmgnvpgiehhenvgCP ptOg.ypvg>=kCe ga-.QtgCp:nipg:niinvgipinmPg+ehhgt om g ngCpg
tsn1pvgoCnd gevg pmoCP ptcgsp oCP ptcgovMgpAoCP ptO∑

• wvpg1ehnCP pgpGdohtg;g ng ypg:C
th
gsn+pmcgnmg:cC;=gCP ptOgg
• wvpgipEoCP pgpGdohtg;g ng ypg;C
th
gsn+pmcgnmg:cC=Bc@A>gCP ptOgg
• wvpgEeEoCP pgpGdohtg;g ng ypg<C
th
gsn+pmcgnmg:cCA<cA=:cB;=gCP ptOgg
• wvpg pmoCP pgpGdohtg;g ng ypg=C
th
gsn+pmcgnmg:cC??@::c>;AcAA>gCP ptOgg
• wvpgsp oCP pgpGdohtg;g ng ypg@C
th
gsn+pmcgnmg:c:;@cB??c?C>cB=;c>;=gCP ptOgg
• wvpgpAoCP pgpGdohtg;g ng ypg>C
th
gsn+pmcgnmg:c:@;c?;:c@C=c>C>cB=>c?A>gCP ptOgg
• wvpg2p  oCP pgpGdohtg;g ng ypgAC
th
gsn+pmcgnmg:c:BCc@?:c>;CcA:Ac=::c<C<c=;=gg
• wvpg Pn  oCP pg pGdohtg ;g  ng  ypg BC
th
g sn+pmcg nmg
:c;CBc?;@cB:?c>:=c>;?c:A=cAC>c:A>gg
Note:gxypmpgetgtnipgho:1gnrgt ovMomMe2o envgnvg yptpg pmitg+ypvgosshepMg ngipinmPgovMg
Met1g :oso:e POg SpinmPg tsp:ere:o envtg  pvMg  ng oMypmpg  ng  ypg Mpreve envtg oCnTpg +ypmpotg
Met1g :oso:e Pg tsp:ere:o envtg  pvMg  ng teisherPg  yevEtg  ng  ypg :C
th
g sn+pmg Mpreve envtg
(kilo=10
3
cgipEoI:C
6
cgEeEoI:C
9
cgp :O0gevgnmMpmg ngsmnMd:pgpTpvgvdiCpmtOg

Ip gdtgtdiiome2pg ypg1pPgrpo dmptgnrgogTnvgbpdiovvgio:yevpOg
• xypgyomM+ompgnrg ypgTnvgbpdiovvgio:yevpg:nvtet tgnr goga-.cg+ye:ygev:hdMptg
ovguI.govMga.Og
• ugioevgipinmPgtPt pigg
• uvgRvsd Dnd sd gtPt pigg
• xypgTnvgbpdiovvgio:yevpgdtptgt nmpMgsmnEmoig:nv:ps  cgpOEOcg ypgsmnEmoigovMg
Mo ogompgt nmpMgevg ypgtoipgipinmPgdve Ogxypg:nisd pmtgsmenmg ng yetgeMpogdtpMg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
kteakt/Ies/tl/MpaeMoDeDMkMetoeaIsM/MkIepIpt/gIabeAokI/goleMoDeptDgi1golekUIaIe
s/tl/MpaeEI/Ie5I/1eDgiigndykeMaekUI1eEI/IeIokI/IDepModMyy1eH1eaIkkgoleaEgknUIae
MoDesydllgoleMoDedosydllgolbee
• AMnUe ytnMkgtoe tie kUIe pIpt/1e tie 5toe CIdpMooe pMnUgoIenMoe HIe MDD/IaaIDe
goDIsIoDIoky1bee
• AuIndkgtoe tie goak/dnkgtoae goe 5toe CIdpMooe pMnUgoIe gae nM//gIDe tdke goe Me
aIGdIokgMye iMaUgtoe 4doyIaae Iusygngky1e MykI/IDe H1e kUIe s/tl/Mpe gkaIyi6e i/tpe toIe
goak/dnkgtoektekUIeoIukbee
e
RUIe ityytEgole igld/Ie aUtEae kUIe HMagne ak/dnkd/Ie tie 5toe CIdpMooe pMnUgoIbe Pe 5toe
CIdpMooe pMnUgoIe UMae toy1e Me agolyIe sMkUe HIkEIIoe kUIepMgoe pIpt/1e MoDe ntok/tye
dogke 4c36be RUgae iIMkd/IDe ntoak/Mgoke gae /IiI/IIDe kteMae 5toe CIdpMooe HtkkyIoInTbe
WI5I/MyetkUI/eM/nUgkInkd/IaeUM5IeHIIoeadllIakIDeit/eptDI/oentpsdkI/ae
e
5toeCIdpMooeSMnUgoIe
e
• Pkk/gHdkIDekte7tUoe5toeCIdpMooe
• R/IMkaeG/tl/MpeMoDe9MkMeIGdMyy1e
• 0oIest/kekteSIpt/1ebeWgpsygigIDe8M/DEM/Ie
• R5toe CIdpMooe  tkkyIoInTRe 4/MkIe Mke EUgnUe DMkMe MoDe s/tl/Mpe nMoe lIke gokte kUIe
cG3egaeygpgkIDeH1ekUIeHMoDEgDkUetiekUIegokI/ntooInk6e
e
bee
1.4 HISTORY OF COMPUTERS 
 
 Magnegoit/pMkgtoeMHtdkekUIekInUotytlgnMyeDI5IytspIokek/IoDaegoentpsdkI/egoekUIesMake
MoDegkaes/tEInkgtoaegoekUIeidkd/IbehieEIeEMokekteTotEeMHtdkentpsdkI/aentpsyIkIy1ekUIoe
EIe pdake akM/ke i/tpe kUIe Ugakt/1e tie ntpsdkI/ae MoDe yttTe gokte kUIe DIkMgyae tie 5M/gtdae
kInUotytlgnMye MoDe gokIyyInkdMye H/IMTkU/tdlUbe RUIaIeM/Ie IaaIokgMye kte lg5Ie dae kUIe iIIye tie
UtEepdnUeEt/TeMoDeIiit/keUMaeHIIoeDtoIektelIkekUIentpsdkI/egoekUgaeaUMsIbee
e
RUIe MonIakt/ae tie ptDI/oe MlIe ntpsdkI/e EI/Ie kUIe pInUMognMye MoDe IyInk/t2pInUMognMye
DI5gnIabeRUgaeMonIak/1enMoeHIek/MnIDeMaeHMnTeMoDe:A
th
enIokd/1OeEUIoekUIeig/akepMnUgoIe
nMsMHyIetiesI/it/pgoleitd/epMkUIpMkgnMyetsI/MkgtoaOe5g(beMDDgkgtoOeadHk/MnkgtoOeDg5gagtoe
MoDepdykgsygnMkgtoOeMssIM/IDbe
e
1.4.1 MECHANICAL COMPUTERS 
e
1.4.1.1.ePascaline:  
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 yMgaIeGManMyepMDIekUIe5I/1eig/akeMkkIpskektEM/DaekUgaeMdktpMkgnentpsdkgolbe8Ie
go5IokIDe Me DI5gnIOe EUgnUe ntoagakIDe tie ytkae tie lIM/ae MoDe nUMgoae MoDe daIDe kte sI/it/pe
/IsIMkIDe MDDgkgtoe MoDe adHk/Mnkgtoabe RUgae DI5gnIe EMae nMyyIDe GManMygoIbe fMkI/e pMo1e
MkkIpskaeEI/IepMDIegoekUgaeDg/InkgtoKeEIeEgyyeotkeltegoekUIeDIkMgyaetiekUIaIepInUMognMye
nMyndyMkgoleDI5gnIabe dkeEIepdakeDgandaaeatpIeDIkMgyaeMHtdkekUIegoot5MkgtoeH1ecUM/yIae
HMHHMlIOekUIel/MoDiMkUI/etieptDI/oentpsdkI/be8IeDIagloIDekEtentpsdkI/a9e
e
1.4.1.2.  THE DIFFERENCE ENGINE  e
 
hkeEMaeHMaIDetoekUIepMkUIpMkgnMyes/gongsyIetieigogkIeDgiiI/IonIaeMoDeEMaedaIDekteaty5Ie
nMyndyMkgtoae toe yM/lIe odpHI/ae dagole Me it/pdyMbe hke EMae Myate daIDe it/e aty5gole kUIe
sty1otpgMyeMoDek/gltotpIk/gneidonkgtoabe
 
1.4.1.3.  THE ANALYTICAL ENGINE BY BABBAGE: ee
e
hke EMae lIoI/Mye sd/staIe ntpsdkgole DI5gnIOe EUgnUe ntdyDe HIe daIDe it/e sI/it/pgole Mo1e
pMkUIpMkgnMyetsI/MkgtoeMdktpMkgnMyy1behkentoagakIDetiekUIeityytEgolentpstoIoka9e
• THE STORE:e Pe pInUMognMye pIpt/1e dogke ntoagakgole tie aIkae tie ntdokI/e
EUIIyabe
• THE MILL:ePoeM/gkUpIkgnedogkOeEUgnUegaenMsMHyIetiesI/it/pgolekUIeitd/eHMagne
M/gkUpIkgnetsI/Mkgtoabe
• CARDS:eRUI/IeM/IeHMagnMyy1ekEtek1sIaetienM/Da9e
o Operation  Cards:e WIyInkae toIe tie itd/e M/gkUpIkgne tsI/Mkgole H1e
Mnkg5MkgolekUIepgyyektesI/it/pekUIeaIyInkIDeidonkgtobe
o Variable Cards:eWIyInkaekUIepIpt/1eytnMkgtoaekteHIedaIDeH1ekUIepgyye
it/e Me sM/kgndyM/e tsI/Mkgtoe 4gbIbe kUIe atd/nIe tie kUIetsI/MoDae MoDe kUIe
DIakgoMkgtoetiekUIe/Iadyka6be
• OUTPUT:ectdyDeHIeDg/InkIDekteMes/gokI/et/eMenM/DsdonUeDI5gnIbe
e
Logical Structure of Babbage’s Analytical Engine 
Instructions 
Results 
The Mill 
performs 
the job of 
arithmetic 
Store 
used as 
memory 
Output or 
Printer or 
punched 
card. 
Operational      Variable 
Cards        Cards 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
The basic features of this analytical engine were: 
• R g+otgogEpvpmohgsdmsntpgsmnEmoiioChpgio:yevpOg
• R g yoMg  ypg smnTetenvg nrg od nio e:g tpGdpv:pg :nv mnhcg  ydtg pvoChevEg smnEmoitg  ng
oh pmge tgtpGdpv:pgnrgnspmo envtOg
• xypgsmnTetenvgnrgteEvg:yp:1evEgnrgmptdh gpAet pMOg
• Sp:yovetig rnmg oMTov:evEg nmg mpTpmtevEg nrg :nv mnhg :omMg +pmpg spmie  pMg  ydtg
pvoChevEg pA:pd envg nrg ovPg MptempMg evt md: envOg Rvg n ypmg +nmMtcg NoCCoEpg yoMg
MpTe:pMg og :nvMe envohg ovMg Cmov:yevEg evt md: envtcg  ypg CoCCoEpg io:yevpg etg
rdvMoipv ohhPg  ypg toipg otg inMpmvg :nisd pmOg .vrnm dvo phPg NoCCoEpg +nm1g
:ndhMg vn g Cpg :nishp pMOg Nd g otg og  meCd pg g  ng ayomhptg NoCCoEpg yetg uvohP e:ohg
fvEevpg +otg :nishp pMg evg  ypg hot g Mp:oMpg ovMg etg vn+gnvg MetshoPg o g  ypg t:epv:pg
Sdtpdigo gInvMnvOg
bpA g vn oChpg o  pis tg  n+omMtg :nisd pmg +pmpg php: mn ip:yove:ohg 4dtpg dtpMg
php: mnip:yove:ohgmphoPtg yo g:ndhMgCpgpe ypmgnspvpMgnmg:hntpMgod nio e:ohhPOgxydtcg ypg
dtpgnrgCevomPgMeEe tcgmo ypmg yovgMp:eiohgvdiCpmtgt om pMOg

1.4.1.4. HARVARD MARK I AND THE BUG 

xypgvpA gteEvere:ov gprrnm g n+omMtgMpTetevEgovgphp: mnip:yove:ohg:nisd pmg+otgioMpgo g
 ypg yomTomMg .veTpmte Pcg Enev hPg tsnvtpmpMg CPg RNSg ovMg  ypg /psom ipv g nrg .bg boTPcg
zn+omMgue1pvgnrgzomTomMg.veTpmte PgMpTphnspMgogtPt pig:ohhpMgSom1gRgevg:?==OgSom1gRg
+otgMp:eiohgio:yevpOg
DnipgnrgPndgidt gyoTpgypomMgog pmig:ohhg“bug”OgR getgioevhPgdtpMg ngevMe:o pgpmmnmtgevg
:nisd pmgsmnEmoitOgxyetg pmig+otg:nevpMcg+ypvgnvpgM oPcgogsmnEmoigevgSom1gRgMeMgvn g
mdvg smnspmhPg Mdpg  ng og tynm k:em:de evEg  ypg :nisd pmOg Dev:pg  ypvcg  ypg 5CdE6g yotg Cppvg
hev1pMg +e yg pmmnmtg nmg smnChpitg evg :nisd pmg smnEmoiievEOg xypg smn:pttg nrg pheievo evEg
pmmnmgevgogsmnEmoigetg ydtcg1vn+vgotg“debugging”%∑

xypgCote:gMmo+Co:1gnrg yptpgip:yove:ohgovMgphp:mnip:yove:ohg:nisd pmtg+pmp9g
• ,me: envDevpm eognrginTevEg:nisnvpv tgyoMgheie pMg ypgtsppMOg
• xypgMo oginTpipv gdtevEgEpomtgovMghevpmg+otgGde pgMerre:dh govMgdvmpheoChpOg
• xypg:yovEpg+otg ngyoTpgt+e :yevEgovMgt nmevEgip:yovetig+e ygvnginTevEgsom tg
ovMg  ypvg  ypg php: mnve:g t+e :yevEg  p:yveGdpg 5 menMp6g To:ddig  dCptg +pmpg dtpMg
ovMgypv:pgCnmvg ypgremt gphp: mnve:g:nisd pmOg
• xypg pTnhd envg nrg MeEe ohg :nisd evEg etg nr pvg MeTeMpMg ev nggenerationsOg fo:yg
Epvpmo envg etg :yomo: pme2pMg CPg Mmoio e:g eismnTpipv tg nTpmg  ypg smpTendtg
Epvpmo envgevg ypg p:yvnhnEPgdtpMg ngCdehMg:nisd pmtcg ypgev pmvohgnmEove2o envg
nrg :nisd pmg tPt pitcg ovMg smnEmoiievEg hovEdoEptOg uh yndEyg vn g dtdohhPg
ottn:eo pMg+e yg:nisd pmgEpvpmo envtcg ypmpgyotgCppvgogt poMPgeismnTpipv gevg
ohEnme yitcg ev:hdMevEg ohEnme yitg dtpMg evg :nisd o envohg t:epv:pOg xypg rnhhn+evEg
yet nmPg yotg Cppvg nmEove2pMg dtevEg  yptpg +eMphPg mp:nEve2pMg Epvpmo envtg otg
iehpsnt tOg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
1.4.2 First Generation Electronic Computers (1937-1953) 
 
RU/IIepMnUgoIaeUM5IeHIIoes/tptkIDeMke5M/gtdaekgpIaeMaekUIeig/akeIyInk/tognentpsdkI/abe
RUIaIe pMnUgoIae daIDe IyInk/togne aEgknUIaOe goe kUIe it/pe tie 5Mnddpe kdHIaOe goakIMDe tie
IyInk/tpInUMognMye /IyM1abe hoe s/gongsyIe kUIe IyInk/togne aEgknUIae EtdyDe HIe pt/Ie /IygMHyIOe
agonIe kUI1e EtdyDe UM5Ie ote pt5gole sM/kae kUMke EtdyDe EIM/e tdkOe Hdke kUIe kInUotytl1e EMae
akgyyeoIEeMkekUMkekgpIeMoDekUIekdHIaeEI/IentpsM/MHyIekte/IyM1aegoe/IygMHgygk1beAyInk/togne
ntpstoIokae UMDe toIe pMEt/e HIoIigkOe UtEI5I/9e kUI1e ntdyDe SStsIoQQe MoDe SSnytaIQQe MHtdke
:OCCCekgpIaeiMakI/ekUMoepInUMognMyeaEgknUIabee
e
RUIe ig/ake lIoI/Mye sd/staIe s/tl/MppMHyIe IyInk/togne ntpsdkI/e EMae kUIe AyInk/togne
CdpI/gnMye hokIl/Mkt/e MoDe ctpsdkI/e 4AChPc6Oe Hdgyke H1e 7be G/IasI/e AnTI/ke MoDe 7tUoe rbe
SMdnUy1eMkekUIe3og5I/agk1etieGIooa1y5MogMbeAnTI/kOeSMdnUy1OeMoDe7tUoe5toeCIdpMooOeMe
ntoadykMoke kte kUIe AChPce s/tEInkOe HIlMoe Et/Te toe Me oIEe pMnUgoIe HIit/Ie AChPce EMae
igogaUIDbeRUIepMgoentok/gHdkgtoetieA9rPcOekUIg/eoIEes/tEInkOeEMaekUIeotkgtoetieMestored 
programbeRUI/IegaeatpIentok/t5I/a1et5I/eEUteDIaI/5IaekUIen/IDgkeit/ekUgaegDIMOeHdkeotoIe
t5I/e UtEe gpst/kMoke kUIe gDIMe EMae kte kUIe idkd/Ie tie lIoI/Mye sd/staIe ntpsdkI/abe AChPce
EMaentok/tyyIDeH1eMeaIketieIukI/oMyeaEgknUIaeMoDeDgMyaKektenUMolIekUIes/tl/Mpe/IGdg/IDe
sU1agnMyy1eMykI/golekUIeaIkkgolaetoekUIaIentok/tyabeRUIaIentok/tyaeMyateygpgkIDekUIeasIIDe
tie kUIe gokI/oMye IyInk/togne tsI/Mkgtoabe RU/tdlUe kUIedaIe tie Me pIpt/1e kUMke EMae yM/lIe
IotdlUekteUtyDeHtkUegoak/dnkgtoaeMoDeDMkMOeMoDedagolekUIes/tl/Mpeakt/IDegoepIpt/1ekte
ntok/tyekUIet/DI/etieM/gkUpIkgnetsI/MkgtoaOeA9rPceEMaeMHyIekte/doet/DI/aetiepMlogkdDIe
iMakI/e kUMoe AChPcbe  1e akt/gole goak/dnkgtoae goe kUIe aMpIe pIDgdpe Mae DMkMOe DIagloI/ae
ntdyDentonIok/MkIetoegps/t5golekUIegokI/oMyeak/dnkd/IetiekUIepMnUgoIeEgkUtdkeEt//1gole
MHtdkepMknUgolegkektekUIeasIIDetieMoeIukI/oMyentok/tybee
e
RUIek/IoDaOeEUgnUeEI/IeIontdokI/IDeDd/golekUIeI/Metieig/akelIoI/MkgtoentpsdkI/OeEI/I9e
• eRUIeig/akelIoI/MkgtoentpsdkI/entok/tyeEMaenIok/Myg(IDe goe MeagolyIecG3Oe MoDe Myye
tsI/Mkgtoae/IGdg/IDeMeDg/InkegokI/5IokgtoetiekUIecG3be
• 3aIetieiI//gkI2nt/IepMgoepIpt/1eEMaeakM/kIDeDd/golekUgaekgpIbe
• ctonIskaeadnUeMaedaIetie5g/kdMyepIpt/1eMoDegoDIue/IlgakI/e41tdeEgyyeTotEept/Ie
MHtdkekUIaIekI/paegoeMD5MonIDentd/aIa6be
• GdonUIDenM/DaeEI/IedaIDeMaegosdkeDI5gnIbe
• SMloIkgnekMsIaeMoDepMloIkgneD/dpaeEI/IedaIDeMaeaIntoDM/1epIpt/1be
•  goM/1entDIet/epMnUgoIeyMoldMlIeEMaedaIDeit/es/tl/Mppgolbe
• RtEM/DaekUIeIoDeDdIekteDgiigndykgIaeIontdokI/IDegoedaIetiepMnUgoIeyMoldMlIeMae
s/tl/Mppgole yMoldMlIOe kUIe daIe tie a1pHtygne yMoldMlIOe EUgnUe gae otEe nMyyIDe
MaaIpHy1eyMoldMlIOeakM/kIDbe
• PaaIpHyI/Oe Me s/tl/MpOe EUgnUe k/MoayMkIae MaaIpHy1e yMoldMlIe s/tl/Mpae kte
pMnUgoIeyMoldMlIOeEMaepMDIbe
• ctpsdkI/e EMae MnnIaagHyIe kte toy1e toIe s/tl/MppI/e Mke Me kgpIe 4agolyIe daI/e
Io5g/topIok6be

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• PD5Ioketierto2CIdpMooeP/nUgkInkd/Ibe
 
1.4.3 Second Generation (1954-1962) 
e
RUIe aIntoDe lIoI/Mkgtoe aMEe aI5I/Mye gpst/kMoke DI5IytspIokae Mke Myye yI5Iyae tie ntpsdkI/e
a1akIpeDIagloOei/tpekUIekInUotytl1edaIDekteHdgyDekUIeHMagneng/ndgkaektekUIes/tl/Mppgole
yMoldMlIaedaIDekteE/gkIeangIokgigneMssygnMkgtoabee
e
AyInk/togneaEgknUIaegoekUgaeI/MeEI/IeHMaIDetoeDgan/IkIeDgtDIeMoDek/Moagakt/ekInUotytl1e
EgkUe Me aEgknUgole kgpIe tie Mss/tugpMkIy1e Cb<e pgn/taIntoDabeThe  first  machines  to  be 
built with this technology include TRADIC at Bell L aboratories in 1954 and TX-0 
at MIT's Lincoln Laboratory.eSIpt/1ekInUotytl1eEMaeHMaIDetoepMloIkgnent/IaeEUgn Ue
ntdyDe HIeMnnIaaIDegoe /MoDtpet/DI/OeMaetsstaIDektepI/nd/1eDIyM1e ygoIaOegoeEUgnUe DMkMe
EMaeakt/IDeMaeMoeMntdakgneEM5IekUMkesMaaIDeaIGdIokgMyy1ekU/tdlUekUIepIDgdpeMoDentdyDe
HIeMnnIaaIDetoy1eEUIoekUIeDMkMept5IDeH1ekUIehD0egokI/iMnIbee
e
9d/gole kUgae aIntoDe lIoI/Mkgtoe pMo1e UglUe yI5Iye s/tl/Mppgole yMoldMlIae EI/Ie
gok/tDdnIDOe gonydDgole F0xRxPCe 4:?@>6Oe Pfm0fe 4:?@B6Oe MoDe c0 0fe 4:?@?6be hpst/kMoke
ntppI/ngMyepMnUgoIaetiekUgaeI/MegonydDIekUIeh SeAC=eMoDegkaeadnnIaat/aOekUIeAC?eMoDe
AC?=beRUIeyMkkI/egok/tDdnIDehD0es/tnIaat/aeit/eHIkkI/ekU/tdlUsdkeHIkEIIoehD0eDI5gnIae
MoDepMgoepIpt/1bee
RUIe aIntoDe lIoI/Mkgtoe Myate aMEe kUIeig/ake kEteadsI/ntpsdkI/ae DIagloIDe asIngignMyy1e it/e
odpI/gne s/tnIaagole goe angIokgigne MssygnMkgtoabe RUIekI/pe SSadsI/ntpsdkI/QQe gae lIoI/Myy1e
/IaI/5IDe it/e Me pMnUgoIe kUMke gae Moe t/DI/e tie pMlogkdDIe pt/Ie stEI/idye kUMoe tkUI/e
pMnUgoIaetiegkaeI/MbeREtepMnUgoIaetiekUIe:?@CaeDIaI/5IekUgaekgkyIbeRUIefg5I/pt/IePktpgne
xIaIM/nUe ctpsdkI/e 4fPxc6e MoDe kUIe h Se AC<Ce 4MTMe Wk/IknU6e EI/Ie IM/y1e IuMpsyIae tie
pMnUgoIae kUMke t5I/yMssIDe pIpt/1e tsI/Mkgtoae EgkUe s/tnIaat/e tsI/Mkgtoae MoDe UMDe
s/gpgkg5Ieit/paetiesM/MyyIyes/tnIaagole
 
1.4.4 Third Generation (1963-1972) 
e
eRUIe kUg/De lIoI/Mkgtoe H/tdlUke UdlIe lMgoae goe ntpsdkMkgtoMye stEI/behoot5Mkgtoae goe kUgae
I/Me gonydDIe kUIe daIe tie gokIl/MkIDe ng/ndgkaOe t/e hcae4aIpgntoDdnkt/e DI5gnIae EgkUe aI5I/Mye
k/Moagakt/aeHdgykegoktetoIesU1agnMyentpstoIok6OeaIpgntoDdnkt/epIpt/gIaeakM/kgolekteHIe
daIDe goakIMDe tie pMloIkgne nt/IaOe pgn/ts/tl/Mppgole Mae Me kInUogGdIe it/e IiigngIoky1e
DIaglogole ntpsyIue s/tnIaat/aOe kUIe ntpgole tie MlIe tiesgsIygogole MoDe tkUI/e it/pae tie
sM/MyyIyes/tnIaagolOeMoDekUIegok/tDdnkgtoetietsI/Mkgolea1akIpaeMoDekgpI2aUM/golbee
e
RUIeig/akehcaeEI/IeHMaIDetoesmall-scale integration (SSI) circuitsOeEUgnUeUMDeM/tdoDe
:CeDI5gnIaesI/eng/ndgke4t/eSSnUgsQQ6OeMoDeI5ty5IDektekUIedaIetiemedium-scale integrated 
(MSI) circuitsOeEUgnUeUMDedsekte:CCeDI5gnIaesI/enUgsbeSdykgyM1I/IDes/gokIDeng/ndgkaeEI/Ie
DI5IytsIDe MoDe nt/Ie pIpt/1e EMae /IsyMnIDe H1e iMakI/Oe atygDe akMkIe pIpt/gIabe ctpsdkI/e
DIagloI/ae HIlMoe kte kMTIe MD5MokMlIe tie sM/MyyIygape H1e dagole pdykgsyIe idonkgtoMye dogkaOe
t5I/yMssgole cG3e MoDe hD0e tsI/MkgtoaOe MoDe sgsIygogole4gokI/oMye sM/MyyIygap6e goe HtkUe kUIe

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
evt md: envg t mpoig ovMg  ypg Mo og t mpoiOg xypg DwIwSwbg :nisd pmcg MpTphnspMg CPg
.pt evEyndtpg anmsnmo envcg ovMg  ypg RIIRuag Rlcg Enev hPg MpTphnspMg CPg NdmmndEytcg  ypg
/psom ipv g nrg /prpvtpg ovMg  ypg .veTpmte Pg nrg Rhhevnetcg +otg mpsmptpv o eTpg nrg  ypg remt g
somohhphg:nisd pmtOgg
 
1.4.5. Fourth Generation (1972-1984) 
g
xypgvpA gEpvpmo envgnrg:nisd pmgtPt pitgto+g ypgdtpgnrglarge scale integration (LSIgkg
:CCCg MpTe:ptg spmg :yes0g ovMgvery  large  scale  integration  (VLSIg kg :CCcCCCg MpTe:ptg spmg
:yes0gevg ypg:nvt md: envgnrg:nisd evEgphpipv tOgu g yetgt:ohpgpv empgsmn:pttnmtg+ehhgre g
nv ng og tevEhpg :yescg ovMg rnmg teishpg tPt pitg  ypg pv empg :nisd pmg /smn:pttnmcg ioevg
ipinmPcgovMgRDwg:nv mnhhpmt0g:ovgre gnvgnvpg:yesOg-o pgMphoPtgMmnsspMg ngoCnd g:vtgspmg
Eo pOgg
g
Dpie:nvMd: nmg ipinmeptg mpsho:pMg :nmpg ipinmeptg otg  ypg ioevg ipinmPg evg int g
tPt pitKgdv ehg yetg eipg ypgdtpgnrgtpie:nvMd: nmgipinmPgevgint gtPt pitg+otgheie pMg
 ng mpEet pmtg ovMg :o:ypOg ug Tomep Pg nrg somohhphg om:ye p: dmptg CpEovg  ng osspomKg yn+pTpmcg
MdmevEg yetgspmenMg ypgsomohhphg:nisd evEgprrnm tg+pmpgnrgogint hPgpAspmeipv ohgvo dmpg
ovMgint g:nisd o envohgt:epv:pg+otg:ommepMgnd gnvgTp: nmgsmn:pttnmtOgSe:mn:nisd pmtg
ovMg +nm1t o envtg +pmpg ev mnMd:pMg ovMg to+g +eMpg dtpg otg oh pmvo eTptg  ng  eipktyompMg
ioevrmoipg:nisd pmtOgg
g
/pTphnsipv tg evg tnr +ompg ev:hdMpg TpmPg yeEyg hpTphg hovEdoEptg td:yg otg ,-g /rdv: envohg
smnEmoiievE0g ovMg -mnhnEg /smnEmoiievEg evg hnEe:0Og xyptpg hovEdoEptg  pvMg  ng dtpg og
declarativeg smnEmoiievEg t Phpg otg nssntpMg  ng  ypgimperativeg t Phpg nrg -ot:ohcg acg
,wLxLubcg p g ohOg Rvg ogdeclarative  stylecg og smnEmoiipmg EeTptg og io ypio e:ohg
tsp:ere:o envg nrg +yo g tyndhMg Cpg :nisd pMcg hpoTevEg iovPg Mp oehtg nrg yn+g e g tyndhMg Cpg
:nisd pMg ng ypg:nisehpmgovMDnmgmdv eipgtPt piOgxyptpghovEdoEptgompgvn gPp gevg+eMpg
dtpcg Cd g ompg TpmPg smnietevEg otg vn o envtg rnmg smnEmoitg  yo g +ehhg mdvg nvg iotteTphPg
somohhphg :nisd pmtg /tPt pitg +e yg nTpmg :cCCCg smn:pttnmt0Og anisehpmtg rnmg pt oChetypMg
hovEdoEptg t om pMg  ng dtpg tnsyet e:o pMg ns eie2o envg  p:yveGdptg  ng eismnTpg :nMpcg ovMg
:nisehpmtg rnmg Tp: nmg smn:pttnmtg +pmpg oChpg  ng Tp: nme2pg teishpg hnnstg / dmvg hnnstg ev ng
tevEhpgevt md: envtg yo g+ndhMgeve eo pgovgnspmo envgnTpmgovgpv empgTp: nm0Ogg
g
x+ngeisnm ov gpTpv tgiom1pMg ypgpomhPgsom gnrg ypg yemMgEpvpmo env9g ypgMpTphnsipv gnrg
 ypg ag smnEmoiievEg hovEdoEpg ovMg  ypg .bRTg nspmo evEg tPt picg Cn yg o g Nphhg IoCtOg Rvg
:?A;cg /pvvetg Le :yepcg tpp1evEg  ng ipp g  ypg MpteEvg Enohtg nrg a-Ig ovMg Epvpmohe2pg
xynistnvQtgNcgMpTphnspMg ypgaghovEdoEpOgxynistnvgov MgLe :yepg ypvgdtpMgag ng+me pgog
Tpmtenvg nrg .bRTg rnmg  ypg /fag -/-k::Og xyetg akCotpMg .bRTg +otg tnnvg snm pMg  ng iovPg
Merrpmpv g:nisd pmtcgmphepTevEgdtpmtgrmnigyoTevEg nghpomvgogvp+gnspmo evEgtPt pigpo:yg
 eipg  ypPg :yovEpg :nisd pmg yomM+ompOg .bRTg nmg og MpmeTo eTpg nrg .bRTg etg vn+g og Mpg ro: ng
t ovMomMgnvgTem dohhPgpTpmPg:nisd pmgtPt piOgg
 
1.4.6 Fifth Generation (1984-1990) 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
g
xypgMpTphnsipv gnrg ypgvpA gEpvpmo envgnrg:nisd pmgtPt pitgetg:yomo: pme2pMgioevhPgCPg
 ypg o::ps ov:pg nrg somohhphg smn:pttevEOg .v ehg  yetg  eipg somohhphetig +otg heie pMg  ng
sesphevevEgovMgTp: nmgsmn:pttevEcgnmgo gint g ngogrp+gsmn:pttnmtgtyomevEgEnCtOgxypgrer yg
Epvpmo envgto+g ypgev mnMd: envgnrgio:yevptg+e ygydvMmpMtgnrgsmn:pttnmtg yo g:ndhMgohhg
Cpg+nm1evEgnvgMerrpmpv gsom tgnrgogtevEhpgsmnEmoiOg
g
w ypmg vp+g MpTphnsipv tg +pmpg  ypg +eMptsmpoMg dtpg nrg :nisd pmg vp +nm1tg ovMg  ypg
ev:mpotevEgdtpgnrgtevEhpkdtpmg+nm1t o envtOg-menmg ng:?B@ghomEpgt:ohpgsomohhphgsmn:pttevEg
+otgTep+pMgotgogmptpom:ygEnohcgCd g +ngtPt pitgev mnMd:pMgomndvMg yetg eipgompg Pse:ohg
nrg  ypg remt g :niipm:eohg smnMd: tg  ng Cpg CotpMg nvg somohhphg smn:pttevEOg xypg DpGdpv g
Nohov:pg BCCCg :nvvp: pMg dsg  ng ;Cg smn:pttnmtg  ng og tevEhpg tyompMg ipinmPg inMdhpg /Cd g
po:ygsmn:pttnmgyoMge tgn+vghn:ohg:o:yp0Ogxypgio:yevpg+otgMpteEvpMg ng:nisp pg+e yg ypg
/fag luTkABCg otg og Epvpmohg sdmsntpg .veAg tPt picg +e ygpo:yg smn:pttnmg +nm1evEg nvg og
Merrpmpv gdtpmQtgEnCOgg
g
xypg Rv phg e-Dak:cg ve:1voipMg SS ypg yPspm:dCpQQcg  nn1g og Merrpmpv g ossmno:yOg Rvt poMg nrg
dtevEgnvpgipinmPginMdhpcgRv phg:nvvp: pMgpo:ygsmn:pttnmg nge tgn+vgipinmPgovMgdtpMg
ogvp +nm1gev pmro:pg ng:nvvp: gsmn:pttnmtOgxyetgdistributed memorygom:ye p: dmpgipov g
ipinmPg+otgvnghnvEpmgogCn  hpvp:1govMghomEpgtPt pitg/dtevEginmpgsmn:pttnmt0g:ndhMgCpg
Cdeh Ogxn+omMg ypgpvMgnrg yetgspmenMgog yemMg Pspgnrgsomohhphgsmn:pttnmg+otgev mnMd:pMg ng
 ypg iom1p Og Rvg  yetg t Phpg nrg io:yevpcg 1vn+vg otg ogdata-parallelg nmg DRS/cg  ypmpg ompg
tpTpmohg yndtovMgTpmPgteishpgsmn:pttnmtOguhhg smn:pttnmtg+nm1g dvMpmg ypg Memp: envgnrgog
tevEhpg:nv mnhgdve KgeOpOgerg ypg:nv mnhgdve gtoPtgSSoMMgog ngCQQg ypvgohhgsmn:pttnmtgrevMg ypemg
hn:ohg:nsPgnrgogovMgoMMge g ng ypemghn:ohg:nsPgnrgCOgg
g
D:epv ere:g :nisd evEg evg  yetg spmenMg +otg t ehhg Mnievo pMg CPg Tp: nmg smn:pttevEOg Snt g
iovdro: dmpmtgnrgTp: nmgsmn:pttnmtgev mnMd:pMgsomohhphginMphtcgCd g ypmpg+pmpgTpmPgrp+g
/ +ng ngpeEy 0gsmn:pttnmtgevg yetgsomohhphgio:yevptOgRvg ypgompognrg:nisd pmgvp +nm1evEcg
Cn yg+eMpgompogvp +nm1g/.ub0govMghn:ohgompogvp +nm1g/Iub0g p:yvnhnEPgMpTphnspMgo gog
moseMg so:pcg t eidho evEg og  movte envg rmnig  ypg  moMe envohg ioevrmoipg :nisd evEg
pvTemnvipv g n+omMgogMet meCd pMg:nisd evEgpvTemnvipv gevg+ye:ygpo:ygdtpmgyotg ypemg
n+vg +nm1t o envg rnmg mpho eTphPg teishpg  ot1tg /pMe evEg ovMg :nisehevEg smnEmoitcg mpoMevEg
ioeh0gCd gtyomevEg homEpcgpAspvteTpgmptndm:ptgtd:ygotgrehpgtpmTpmtgovMgtdspm:nisd pmtOg
LRDag p:yvnhnEPg/ogt Phpgnrgev pmvohgnmEove2o envgnrg ypga-.0govMgshdiip evEg:nt tgrnmg
LuSg CmndEy g  mpipvMndtg Eoevtg evg :nisd o envohg sn+pm g nrg mpho eTphPg hn+g :nt g
+nm1t o envtg ovMg tpmTpmtOg xyetg spmenMg ohtng to+gog iom1pMg ev:mpotpg evg Cn yg  ypg Gdohe Pg
ovMgGdov e Pgnrgt:epv ere:gTetdohe2o envOg
1.4.7. Sixth Generation (1990 - ) 
g
xyetg Epvpmo envg etg CpEevvevEg +e yg iovPg Eoevtg evg somohhphg :nisd evEcg Cn yg evg  ypg
yomM+ompgompogovMgevgeismnTpMgdvMpmt ovMevEgnrgyn+g  ngMpTphnsgohEnme yitg ngpAshne g
MeTpmtpcg iotteTphPg somohhphg om:ye p: dmptOg -omohhphg tPt pitg vn+g :nishp pg +e yg Tp: nmg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
s/tnIaat/ae goe kI/pae tie ktkMye ntpsdkgole stEI/e MoDe ptake IusInke sM/MyyIye a1akIpae kte
DtpgoMkIekUIeidkd/Ibee
e
ctpHgoMkgtoaetiesM/MyyIyD5Inkt/eM/nUgkInkd/IaeM/IeEIyyeIakMHygaUIDOeMoDetoIent/st/Mkgtoe
4FdEgkad6e UMae MootdonIDe syMoae kte HdgyDe Me a1akIpe EgkUe t5I/e ;CCe tie gkae UglUe IoDe 5Inkt/e
s/tnIaat/abe -t/TakMkgtoe kInUotytl1e UMae ntokgodIDe kte gps/t5IOe EgkUe s/tnIaat/e DIagloae
otEedagoleMentpHgoMkgtoetiexhWcOesgsIygogolOeMoDesM/MyyIyes/tnIaagolbePaeMe/Iadykegkegae
otEestaagHyIektesd/nUMaIeMeDIaTktseEt/TakMkgtoeit/eMHtdkeU<COCCCekUMkeUMaekUIeaMpIe
t5I/MyyentpsdkgolestEI/e4:CCepIlMiytsa6eMaeitd/kUelIoI/MkgtoeadsI/ntpsdkI/abee
e
0oIetiekUIeptakeD/MpMkgnenUMolIaegoekUIeagukUelIoI/MkgtoeEgyyeHIekUIeIusytag5Iel/tEkUetie
EgDIeM/IMe oIkEt/TgolbeCIkEt/TeHMoDEgDkUe UMaeIusMoDIDek/IpIoDtday1e goekUIeyMakeiIEe
1IM/aeMoDeEgyyentokgodIektegps/t5Ieit/ekUIeoIukeaI5I/Mye1IM/abeR:ek/Moapgaagtoe/MkIaeM/Ie
otEe akMoDM/De it/e /IlgtoMye oIkEt/TaOe MoDe kUIe oMkgtoMye SSHMnTHtoIQQe kUMke gokI/ntooInkae
/IlgtoMye oIkEt/Tae daIae R<be CIkEt/Tgole kInUotytl1e gae HIntpgole pt/Ie EgDIas/IMDe kUMoe
gkae t/glgoMye ak/tole HMaIe goe dog5I/agkgIae MoDe lt5I/opIoke yMHt/Mkt/gIae Mae gke gae /MsgDy1e
igoDgoleMssygnMkgtoegoe82:;eIDdnMkgtoOentppdogk1eoIkEt/TaeMoDes/g5MkIegoDdak/1be
e
1.5 CLASSIFICATION COMPUTERS 
 
1.5.1 MICRO COMPUTER 
 
Pepgn/tntpsdkI/OaecG3egaepgn/ts/tnIaat/beRUIepgn/tntpsdkI/et/glgoMkIDegoeyMkIe:?ACabe
kUIe ig/ake pgn/tntpsdkI/ae EI/Ie Hdgyke M/tdoDe B2Hgke pgn/ts/tnIaat/e nUgsabe hke pIMoae kUMke
kUIenUgsenMoe/Ik/gI5Iegoak/dnkgtoaDDMkMei/tpeakt/MlIOepMogsdyMkIOeMoDes/tnIaaeMoeB2Hgke
DMkMeMkeMekgpIet/eEIenMoeaM1ekUMkekUIenUgse UMaeMeHdgyk2goeB2Hgke DMkMek/MoaiI/esMkUbePoe
gps/t5IpIoketoeB2HgkenUgsekInUotytl1eEMaeaIIoegoeIM/y1e:?BCaOeEUIoeMeaI/gIaetie:>2Hgke
nUgsae oMpIy1e BCB>e MoDe BCBBe EI/Ie gok/tDdnIDe H1ehokIye ct/st/MkgtoOe IMnUe toIe EgkUe Moe
MD5MonIpIoket5I/ekUIetkUI/beBCBBegaeMeBD:>eHgkenUgsegbIbeMoeB2HgkesMkUegaedaIDektept5Ie
DMkMeHIkEIIoenUgseMoDes/gpM/1eakt/MlI4IukI/oMyesMkU6OeMkeMekgpIOeHdkes/tnIaagolegaeDtoIe
EgkUgoekUIenUgsedagoleMe:>2HgkesMkU4gokI/oMyesMkU6eMkeMekgpIbeBCB>egaeMe:>D:>eHgkenUgsegbIbe
kUIegokI/oMyeMoDeIukI/oMyeesMkUaeHtkUeM/Ie:>eHgkeEgDIbe tkUekUIaIenUgsaenMoeadsst/keMe
s/gpM/1e akt/MlIe nMsMngk1e tie dskte :e pIlMe H1kIe 4S 6bee RUIaIe ntpsdkI/ae M/Ie dadMyy1e
Dg5gDIDegokteDIaTktseptDIyaeMoDeyMsktseptDIyabeeRUI1eM/IekI//gHy1eygpgkIDegoeEUMkekUI1e
nMoeDteEUIoentpsM/IDektekUIeyM/lI/eptDIyaeDgandaaIDeMHt5IeHInMdaIekUI1enMoetoy1eHIe
daIDe H1e toIe sI/atoe Mke Me kgpIOe kUI1e M/Ie pdnUe aytEI/ekUMoe kUIe yM/lI/e ntpsdkI/aOe MoDe
kUI1e nMootke akt/Ie oIM/y1e Mae pdnUe goit/pMkgtoOe Hdke kUI1e M/Ie IunIyyIoke EUIoe daIDe goe
apMyye HdagoIaaIaOe UtpIaOe MoDe anUttye nyMaa/ttpabe e e RUIaIe ntpsdkI/ae M/Ie goIusIoag5Ie
MoDeIMa1ektedaIbeeRUI1eUM5IeHIntpIeMoegoDgasIoaMHyIesM/ketieptDI/oeygiIbeRUdae
• 3aIDeit/epIpt/1egokIoaIeMoDel/MsUgnegokIoaIeMssygnMkgtoae
• P/IeagolyI2daI/epMnUgoIae
 
1.5.2 MINI COMPUTER 
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
SgogntpsdkI/ae M/Ie pdnUe apMyyI/e kUMoe pMgoi/MpIe ntpsdkI/ae MoDe kUI1e M/Ie Myate pdnUe
yIaaeIusIoag5Ibe e RUIe ntake tiekUIaIentpsdkI/ae nMoe 5M/1e i/tpe Me iIEe kUtdaMoDe DtyyM/ae kte
aI5I/Mye UdoD/IDe kUtdaMoDe DtyyM/abe e RUI1e staaIaae ptake tie kUIe iIMkd/Iae itdoDe toe
pMgoi/MpIentpsdkI/aOeHdketoeMept/IeygpgkIDeanMyIbeeRUI1enMoeakgyyeUM5IepMo1ekI/pgoMyaOe
Hdke otke Mae pMo1e Mae kUIe pMgoi/MpIabe e RUI1e nMoe akt/IeMe k/IpIoDtdae Mptdoke tie
goit/pMkgtoOe Hdke MlMgoe dadMyy1e otke Mae pdnUe Mae kUIe pMgoi/MpIbe e SIDgdpe MoDe apMyye
HdagoIaaIaek1sgnMyy1edaIekUIaIentpsdkI/abeRUdaee
• FgkeatpIEUI/IeHIkEIIoepMgoi/MpIeMoDeGcae
• -tdyDetikIoeHIedaIDeit/eigyIeaI/5I/aegoeoIkEt/Tae
e
e
1.5.3. MAINFRAME COMPUTER 
e
SMgoi/MpIe ntpsdkI/ae M/Ie 5I/1e yM/lIOe tikIoe igyygole Moe Iokg/Ie /ttpbe e RUI1e nMoe akt/Ie
Iot/ptdaetiegoit/pMkgtoOenMoesI/it/pepMo1ekMaTaeMkekUIeaMpIekgpIOenMoentppdognMkIe
EgkUepMo1edaI/aeMkekUIeaMpIekgpIOeMoDeM/Ie5I/1eIusIoag5IbebeRUIes/gnIetieMepMgoi/MpIe
ntpsdkI/e i/IGdIoky1e /doae gokte kUIe pgyygtoae tie DtyyM/abe e SMgoi/MpIe ntpsdkI/ae dadMyy1e
UM5Ie pMo1e kI/pgoMyae ntooInkIDe kte kUIpbe e RUIaIe kI/pgoMyae yttTe ygTIe apMyye ntpsdkI/ae
Hdke kUI1e M/Ie toy1e DI5gnIae daIDe kte aIoDe MoDe /InIg5Iegoit/pMkgtoe i/tpe kUIe MnkdMye
ntpsdkI/edagoleEg/IabeeeRI/pgoMyaenMoeHIeytnMkIDegoekUIeaMpIe/ttpeEgkUekUIepMgoi/MpIe
ntpsdkI/Oe Hdke kUI1e nMoe Myate HIe goe DgiiI/Ioke /ttpaOeHdgyDgolaOe t/e ngkgIabe e fM/lIe
HdagoIaaIaOe lt5I/opIoke MlIongIaOe MoDe dog5I/agkgIae dadMyy1e daIe kUgae k1sIe tie ntpsdkI/be
RUdae
• Stakentpptoek1sIetieyM/lIentpsdkI/ae
• 3aIDeH1epMo1esItsyIedagoleaMpIeDMkMHMaIae
• cMoeadsst/kepMo1eterminals
 
• 3aIDegoeyM/lIentpsMo1eygTIeHMoTaeMoDegoad/MonIentpsMogIae
e
ee
1.5.4. SUPER COMPUTER 
e
RUIedssI/eIoDetiekUIeakMkIetiekUIeM/kepMgoi/MpIepMnUgoIegaekUIeadsI/ntpsdkI/be
RUIaIe M/Ie Mptolake kUIe iMakIake pMnUgoIae goe kI/pae ties/tnIaagole asIIDe MoDe daIe
pdykgs/tnIaagolekInUogGdIaOeEI/IeMeodpHI/eties/tnIaat/aeM/IedaIDekteaty5IeMes/tHyIpbe
ctpsdkI/aeHdgykektepgogpg(IeDgakMonIeHIkEIIoestgokaeit/e5I/1eiMaketsI/Mkgtobe3aIDeit/e
Iuk/IpIy1entpsygnMkIDentpsdkMkgtoabeRUdaee
o fM/lIakeMoDeptakestEI/idye
o 3aIDeH1eangIokgakaeMoDeIolgoII/ae
o rI/1eIusIoag5Ie
o -tdyDeHIeitdoDegoesyMnIaeygTIeftaePyMptaet/eCPWPe
e
e
1.6 INSTRUCTION EXECUTION 
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
'wi 1tv+i lmEli lmwi &END(i dft(lDvti rw)dv)owCi & i Ei (vorflw)i DNi lmwi wjw(flDvti vdi Ei
r)v1)Eo%i bmwi r)v1)EoQi +mD(mi DNi lvi &wi wjw(flwCQi DNi Ei Nwli vdi DtNl)f(lDvtNQi +mD(mi E)wi
Nlv)wCi Dti owov) %i bmwi (wtl)EAi r)v(wNNDt1i ftDli /e-.0i wjw(flwNi lmwi DtNl)f(lDvtNi vdi lmwi
r)v1)Eoilvi(vorAwlwiEilEN1%ibmwiDtNl)f(lDvtiwjw(flDvtilE1wNirAE(wiDtilmwie-.i)w1DNlw)N%i
$wli fNQidD)Nli CDN(fNNi dw+i l rD(EAi )w1DNlw)NQiNvowivdi +mD(mi E)wi (voovtA i E)EDAE&Awi Dti vdi
oE(mDtwN%i
bmwNwi)w1DNlw)NiE)w9!i
• Memory Address Register (MAR):-  evttw(lwCi lvi lmwi ECC)wNNi ADtwNi vdi lmwi N Nlwoi
&fN%i7liNrw(DdDwNilmwiECC)wNNivdiowov) iAv(ElDvtid)voi+mD(miCElEiv)iDtNl)f(lDvtiDNi
lvi &wi E((wNNwCi /dv)i )wECi vrw)ElDvt0i v)i lvi +mD(mi lmwi CElEi DNi lvi &wi Nlv)wCi /dv)i +)Dlwi
vrw)ElDvt0%i
• Memory Buffer Register (MBR):- evttw(lwCilvilmwiCElEiADtwNivdilmwiN Nlwoi&fN%i7li
Nrw(DdDwNi+mD(miCElEiDNilvi&wiE((wNNwC/dv)i)wECivrw)ElDvt0iv)ilvi+mD(miCElEiDNilvi&wi
Nlv)wCi/dv)i+)Dlwivrw)ElDvt0%i
• Program Counter (PC):- *vACNiECC)wNNivditwjliDtNl)f(lDvtilvi&widwl(mwCQiEdlw)ilmwi
wjw(flDvtivdiEtivt!1vDt1iDtNl)f(lDvt%i
• Instruction Register (IR):- *w)wilmwiDtNl)f(lDvtiE)wiAvECwCi&wdv)wilmwD)iwjw(flDvti
v)imvACNiAENliDtNl)f(lDvtidwl(mwC%i
i
 
Instruction Cycle 
i
bmwiNDorAwNliovCwAivdiDtNl)f(lDvtir)v(wNNDt1i(Eti&wiEil+viNlwrir)v(wNN%ibmwie-.i)wECNi
/dwl(mwN0iDtNl)f(lDvtNi/(vCwN0id)voilmwiowov) ivtwiEliEilDowQiEtCiwjw(flwN%i7tNl)f(lDvti
dwl(miDt)vA)wNi)wECDt1ivdiEtiDtNl)f(lDvtid)voiEiowov) iAv(ElDvtilvilmwie-.i)w1DNlw)%ibmwi
wjw(flDvtivdilmDNiDtNl)f(lDvtioE iDt)vA)wiNw)w)EAivrw)ElDvtNiCwrwtCDt1ivtilmwitElf)wivdi
lmwiDtNl)f(lDvt%ibmfNilviwjw(flwiEtiDtNl)f(lDvtQiEir)v(wNNv)iofNli1vilm)vf1mil+viNf&!
( (AwN9i
i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT-2 
 
REGISTER TRANSFER AND MICRO OPERATIONS 
 
 
i
2.1 3w1DNlw)il)EtNdw)i
2.2 Pup azI sOCNg2 .gazpmOgp 
2.2.1 b)ww!NlElwi&fNi&fddw)Ni
2.2.2 sOCNg2 tgazpmOg 
2.3 sergNRfoOgateNzp  
2.3.1 UO1eptOg tgazpmOg sergNRfoOgateNzp 
2.3.2 AgetcCOter sergNRfoOgateNzp 
2.3.3 MN1er sergNRfoOgateNzp 
2.3.4 Tcemt sergNRfoOgateNzp 
 
i
2.1 Introduction To Register Transfer 
 
sioD()vivrw)ElDvtNiDNiEtiwAwowtlE) ivrw)ElDvtirw)dv)owCivtilmwiDtdv)oElDvtiNlv)wCiDti
vtwi v)i ov)wi )w1DNlw)N%i bmwi )wNfAli vdi lmwi vrw)ElDvtioE i )wrAE(wi lmwi r)w)DvfNi &DtE) i
Dtdv)oElDvtivdiEi)w1DNlw)iv)ioE i& il)EtNdw))wCilviEtvlmw)i)w1DNlw)%i
i
bmwiN o&vAD(itvlElDvtifNwCilviCwN()D&wilmwioD()vivrw)ElDvtil)EtNdw)iEovt1i)w1DNlw)NiDNi
(EAAwCiEi)w1DNlw)il)EtNdw)iAEt1fE1w%ibmwilw)oi5)w1DNlw)il)EtNdw)6iDorADwNilmwiE)EDAE&DADl ivdi
mE)C+E)wiAv1D(i(D)(fDlNilmEli(Etirw)dv)oiNlElwCioD()vivrw)ElDvtiEtCil)EtNdw)ilmwi)wNfAlNi
lvilmwivrw)ElDvtilvilmwiNEowiv)iEtvlmw)i)w1DNlw)%i
3w1DNlw)ib)EtNdw)i
i
'wiCwND1tElwi(vorflw)i)w1DNlw)Ni& i(ErDlEAiAwllw)NilviCwtvlwilmwidft(lDvtivdilmwi)w1DNlw)%i
,v)iwjEorAwQilmwi)w1DNlw)ilmElimvACNiEtiECC)wNNidv)ilmwiowov) iftDliDNifNfEAA i(EAAwCiEi
COCNg2  aIIgOpp  gO1eptOgn  gOogOpOztOI  42  sAU3  ftcOg wjEorAwNi E)wi -ei /dv)i r)v1)Eoi
(vftlw)0Qi 73i /dv)i DtNl)f(lDvti )w1DNlw)0i EtCi 3:i /dv)i r)v(wNNv)i )w1DNlw)0%i 'wi Nmv+i lmwi
DtCD)DCfEAi dADr!dAvrNi Dti Eti t!&Dli )w1DNlw)i & i 1D)Dt1i tfo&w)Ni lmwoi Dti NwGfwt(wi d)voi Ci
lm)vf1mi ti !i :Qi NlE)lDt1i d)voi Ci Dti lmwi )D1mli ovNli rvNDlDvti EtCi Dt()wENDt1i lmwi tfo&w)Ni
lv+E)CilmwiAwdl%i
i
si:>!&Dli)w1DNlw)iDNiCD)DCwCiDtlvil+vimEA)wN%i$v+i& lwi/ DlNiCilm)vf1miA0iDNiENND1twCilmwi
N o&vAi$iEtCimD1mi& lwi/ DlNiBilm)vf1mi:@0iDNiENND1twCilmwiN o&vAi*%ibmwitEowivdiEi:>!
&Dli)w1DNlw)iDNi-e%ibmwiN o&vAi-e/$0i)wr)wNwtlNilmwiAv+iv)Cw)i& lwiEtCi-e/*0iCwND1tElwNi
lmwimD1miv)Cw)i& lw%ibmwiNlElwowtli3
2iiVii31i)wdw)Nilmwil)EtNdw)ivdilmwi(vtlwtlivdi)w1DNlw)i
R
1iDtlvi)w1DNlw)i32%i7liNmvfACi&witvlwCilmElilmwi(vtlwtlivdilmwiNvf)(wi)w1DNlw)i3 1iCvwNitvli

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
rcaz1O  amtOg  tcO  tgazpmOg3  Yz  gOaS  aooSerateNzpn  tcO  tgazpmOg  Nrrugp  NzS2  uzIOg  a 
ogOIOtOgCezOI rNztgNS rNzIeteNz3 .cep raz 4O pcNyz 42 COazp Nm az DemRtcOzW ptatOCOztb  
Ym lIw tcOz U
2 VV U1∑

ycOgO  l  ep  a  rNztgNS  pe1zaS  1OzOgatOI  ez  tcO  rNztgNS  pOrteNz  Nm  tcO  p2ptOC3  8Ng 
rNz-OzeOzrO  yO  pOoagatO  tcO  rNztgNS  -agea4SOp  mgNC tcO  gO1eptOg  tgazpmOg  NoOgateNz  42 
poOrem2ez1 a rNztgNS muzrteNz3 A rNztgNS muzrteNz ep a PNNSOaz -agea4SO tcat ep O/uaS tN w 
Ng –3 .cO rNztgNS muzrteNz ep ygettOz ap mNSSNypb 
lb U
2 VVV U:∑
•←∑∑

TezrO a rNCoutOg  cap  Caz2 gO1eptOgpn oatcp Cupt 4O ogN-eIOI tN tgazpmOg ezmNgCateNz 
mgNC  NzO  gO1eptOg  tN  azNtcOg3  Ym  pOoagatO  SezOp  agO  upOI  4OtyOOz  Oarc  gO1eptOg  azI  aSS 
NtcOg gO1eptOgpn zuC4Og Nm yegOp yeSS 4O OBrOppe-O ez tcO p2ptOC3 A CNgO OmmereOzt prcOCO 
mNg  tgazpmOggez1  ezmNgCateNz  4OtyOOz  gO1eptOgp  ez  a  CuSteoSORgO1eptOg  rNzme1ugateNz  ep  a 
rNCCNz 4up p2ptOC3 A 4up ptgurtugO rNzpeptp Nm a pOt Nm rNCCNz SezOpn NzO mNg Oarc 4et 
Nm  a  gO1eptOgn  tcgNu1c  ycerc  4ezag2  ezmNgCateNz  ep tgazpmOggOI  NzO  at  a  teCO3  :NztgNS 
pe1zaSp IOtOgCezO ycerc gO1eptOg ep pOSOrtOI 42 tcO 4up Iugez1 Oarc oagteruSag gO1eptOg 
tgazpmOg3  

A rNCCNz 4up p2ptOC raz 4O rNzptgurtOI upez1 CuSteo SOBOgp3 .cOpO CuSteoSOBOgp pOSOrt 
tcO pNugrO gO1eptOg ycNpO 4ezag2 ezmNgCateNz ep tcOz oSarOI Nz tcO 4up3 A 4up p2ptOC 
yeSS CuSteoSOB gO1eptOgp Nm a 4et Oarc tN ogNIurO az zRSezO rNCCNz 4up3 .cO zuC4Og Nm 
CuSteoSOBOgp gO/uegOI tN rNzptgurt tcO 4up ep O/uaS tN zn ycOgO z ep tcO zuC4Og Nm 4etp 
ez Oarc gO1eptOg3 .cO pe(O Nm Oarc CuSteoSOBOg Cupt 4O F × w pezrO et CuSteoSOBOp F Iata 
SezOp3 A 4up p2ptOC raz 4O rNzptgurtOI yetc PtcgOORptatO 1atOpO ezptOaI Nm CuSteoSOBOgp3 
A  tcgOORptatO  1atO  ep  a  Ie1etaS  regruet  tcat  pcNyp tcgOO  ptatOp3  .yN  Nm  tcO  ptatOp  agO 
O/ue-aSOzt  tN  SN1er  w  azI  –3  .cO  tcegI  ptatO  ep  a  ce1c  eCoOIazrO  ptatO3  .cO  ce1cR
eCoOIazrO  ptatO  4Oca-Op  SeFO  az  NoOz  regruetn  ycerc  COazp  tcat  tcO  Nutout  ep 
IeprNzzOrtOI  azI  INOp zNt  ca-O  a  SN1er  pe1zemerazrO3  .cO  NzO  CNpt  rNCCNzS2  upOI  ez 
tcO IOpe1z Nm a 4up p2ptOC ep tcO 4ummOg 1atO3 

.cO 1gaocer p2C4NS Nm a tcgOO ptatO 4ummOg 1atO ep pcNyz ez tcO me1ugO 1e-Oz 4OSNy3 .cO 
rNztgNS ezout IOtOgCezOp tcO Nutout3 

dNgCaS ezout A            futout W I A em : I w 
    7e1c eCoOIazrO em :I– 



:NztgNS ezout : 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
vMis adrmcS meadsabshs&Srsr rmiusbacsbaScsciAermicrsersrMa+dsedsmMisbeAScisedsadsmMisdi3ms
fhAi%s
s
s
vMisbSd meadsmh&7isabsmMish&a)is&Srsr rmiuserss
S
1s " 0s -iAermics a77i miCs
Cs Cs )s
Cs :s ts
:s Cs ls
:s :s (s
s
s
Three state table buffers 
 
Three  state  table  buffers:   s )s &Srs r rmius  hds &is  adrmcS miCs +emMs mMciis rmhmis Ahmirs
edrmihCsabsuS7mef7i3icr%s)smMciisrmhmirsAhmisersCeAemh7s ec SemsmMhmsi3Me&emrsmMciisrmhmir%s
v+asabsmMisrmhmirshcisreAdh7rsiGSe)h7idmsmas7aAe s:shdCsCshrsedshs ad)idmeadh7sAhmi%svMis
mMecCsrmhmisershsMeAM!eufiChd isrmhmi%svMisMeAM!eufiChd isrmhmirs&iMh)irs7e1ishdsafids
 ec Semos+Me MsuihdrsmMhmsmMisaSmfSmsersCer addi miCshdCsCairsdamsMh)ishs7aAe osrS Mshrs
)((sacs()((%s*a+i)icsmMisadisuarms auuad7 sSriCseds smMisCireAdsabshs&Srsr rmiusers
mMis&SbbicsAhmi%s
s
vMis  adrmcS meads abs hs &Srs r rmius +emMsthree  state  table  bufferss ers rMa+ds eds mMis
ba77a+edAsbeASci9s
s

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 





2.2 Bus And Memory Transfer 

A  gOaI  NoOgateNz  eCoSeOp  tgazpmOg  Nm  ezmNgCateNz  tN  tcO  NutpeIO  Oz-egNzCOzt  mgNC  a 
COCNg2  yNgIn  ycOgOap  ptNga1O  Nm  ezmNgCateNz  eztN  tcO  COCNg2  ep  IOmezOI  ap  ygetO 
NoOgateNz3  T2C4NSe(ez1  a  COCNg2  yNgI  42  tcO  SOttOg sn  et  ep  pOSOrtOI  42  tcO  COCNg2 
aIIgOpp Iugez1 tcO tgazpmOg ycerc ep a poOremerateNz mNg tgazpmOg NoOgateNzp3 .cO aIIgOpp 
ep poOremeOI 42 OzrSNpez1 et ez p/uagO 4garFOtp mNSSNyez1 tcO SOttOg s3  

8Ng OBaCoSOn tcO gOaI NoOgateNz mNg tcO tgazpmOg Nm a COCNg2 uzet s mgNC az aIIgOpp 
gO1eptOg AU tN azNtcOg Iata gO1eptOg 6U raz 4O eSSuptgatOI apb 
UOaIb   6U ←sXAUN 


.cO  ygetO  NoOgateNz  tgazpmOg  tcO  rNztOztp  Nm  a  Iata  gO1eptOg  tN  a  COCNg2  yNgI  s 
pOSOrtOI 42 tcO aIIgOpp3 AppuCO tcat tcO ezout Iata agO ez gO1eptOg Uw azI tcO aIIgOpp 
ez tcO AU3 .cO ygetO NoOgateNz raz 4O ptatOI p2C4NSer ap mNSSNypb  

5getOb  sXAUN ← Uw 
.cep raupO a tgazpmOg Nz ezmNgCateNz mgNC Uw eztN tcO COCNg2 yNgI s pOSOrtOI 42 tcO 
aIIgOpp ez AU3 

2.3 Micro-Operations  

A CergNRNoOgateNz ep az OSOCOztag2 NoOgateNz ycerc ep oOgmNgCOI Nz tcO Iata ptNgOI ez 
gO1eptOgp3 5O raz rSappem2 tcO CergNRNoOgateNzp eztN mNug ratO1NgeOpb 
w3  UO1eptOg tgazpmOgb tgazpmOg 4ezag2 ezmNgCateNz mgNC NzO gO1eptOg tN azNtcOg3 
G3  AgetcCOterb oOgmNgC agetcCOter NoOgateNzp Nz zuCOger Iata ptNgOI ez gO1eptOgp3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
K3  MN1erb    oOgmNgC  4et  CazeouSateNz  NoOgateNz  Nz  zNzRzuCOger  Iata  ptNgOI  ez 
gO1eptOgp3 
“3  Tcemtb  oOgmNgC pcemt NoOgateNzp Nz Iata ptNgOI ez gO1eptOgp3 
 
 
2.3.1 Arithmetic Micro-operations 
 
.cOpO CergNRNoOgateNzp oOgmNgC pNCO 4aper agetcCOter NoOgateNzp Nz tcO zuCOger Iata 
ptNgOI  ez  tcO  gO1eptOgp3  .cOpO  4aper  NoOgateNzp  Ca2  4O  aIIeteNzn  pu4tgarteNzn 
ezrgOCOztez1  a  zuC4Ogn  IOrgOCOztez1  a  zuC4Og  azI  agetcCOter  pcemt  NoOgateNz3  Az 
PaIIO CergNRNoOgateNz raz 4O poOremeOI apb 
R
3 V U1 ; U2 
 
Yt eCoSeOpb aII tcO rNztOztp Nm gO1eptOgp U
1 azI U2 azI ptNgO tcO puC ez gO1eptOg U33 
.cO  aII  NoOgateNz  COzteNzOI  a4N-O  gO/uegOp  tcgOO  gO1eptOgp  aSNz1  yetc  tcO  aIIeteNz 
regruet ez tcO AMV3 
 
Tu4tgarteNzn ep eCoSOCOztOI tcgNu1c rNCoSOCOzt azI aIIeteNz NoOgateNz apb 
    U
3 V U1 ) UG  ep eCoSOCOztOI ap 
    U
3 V U1 ; 9GOp rNCoSOCOzt Nm U2E 
    U
3 V U1 ; 9wOp rNCoSOCOzt Nm U2 ; wE 
    U
3 V U1 ; U2 ; w 
Az ezrgOCOzt NoOgateNz raz 4O p2C4NSe(OI apb 
    U
1 V U1 ; w 
yceSO a IOrgOCOzt NoOgateNz raz 4O p2C4NSe(OI apb 
    U
1 V U1 ) w 
 
5O  raz  eCoSOCOzt  ezrgOCOzt  azI  IOrgOCOzt  NoOgateNzp  42  upez1  a  rNC4ezateNzaS 
regruet  Ng  4ezag2  uokINyz  rNuztOgp3  Yz  CNpt  Nm  tcO rNCoutOgp  CuSteoSerateNz  azI 
Ie-epeNz  agO  eCoSOCOztOI  upez1  aIIkpu4tgart  azI  pcemt  CergNRNoOgateNzp3  Ym  a  Ie1etaS 
p2ptOC cap eCoSOCOztOI Ie-epeNz azI CuSteoSerateNz 42 COazp Nm rNC4ezateNzaS regruetp 
tcOz yO raz raSS tcOpO ap tcO CergNRNoOgateNzp mNg tcat p2ptOC3 Az agetcCOter regruet ep 
zNgCaSS2 eCoSOCOztOI upez1 oagaSSOS aIIOg regruetp3 Larc Nm tcO CuSteoSOBOgp 9sVTE Nm 
tcO 1e-Oz regruet cap tyN pOSOrt ezoutp3 .cep “R4et regruet taFOp ezout Nm tyN “R4et Iata 
-aSuOp azI a ragg2RezR4et azI Nutoutp tcO mNug gOpuStazt Iata 4etp azI a ragg2RNutR4et3 
5etc tcO IemmOgOzt ezout -aSuOp yO raz N4taez -ageNup CergNRNoOgateNzp3 
  L/ue-aSOzt CergNRNoOgateNz    sergNRNoOgateNz zaCO 
U V U
1 ; U2        AII 
U V U
1 ; U2 ;w     AII yetc ragg2 
U V U
1 ; U2        Tu4tgart yetc 4NggNy 
U V U
1 ; GOp        Tu4tgart 
U V U
1         .gazpmOg 
U VU
1 ; w        YzrgOCOzt 
U V U
1 ) w        6OrgOCOzt 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
i
2.3.2 Logic Micro-operations 
 
bmwNwi vrw)ElDvtNi E)wi rw)dv)owCi vti lmwi &DtE) i CElEi Nlv)wCi Dti lmwi )w1DNlw)%i ,v)i Ei Av1D(i
oD()v!vrw)ElDvtiwE(mi&DlivdiEi)w1DNlw)iDNil)wElwCiENiEiNwrE)Elwi)E)DE&Aw%i
,v)iwjEorAwQiDdi3
1iEtCi32iE)wiBi&DlNi)w1DNlw)NiEtCi
i i 3
1i(vtlEDtNiii:CC:CC::iEtCi
i i 3
2i(vtlEDtNiiiC:C:C:C:i
i i 3
1isn(i32iiiCCC:CCC:i
i
"vowi vdi lmwi (voovti i Av1D(i oD()v!vrw)ElDvtNi E)wi sn(Qi #3Qi n#bi v)i (vorAwowtlN%i
kj(AfND)wi#3Qin#3Qinsn(%i
 
'wi(EtimE)widvf)irvNND&Awi(vo&DtElDvtNivdiDtrflivdil+vi)E)DE&AwN%ibmwNwiE)wiCCQiC:Qi:Ci
EtCi ::%i nv+Qi dv)i EAAi lmwNwi =i Dtrfli (vo&DtElDvti +wi (Eti mE)wi ;
4
i Ii :>i vflrfli
(vo&DtElDvtNivdiEidft(lDvt%ibmDNiDorADwNilmElidv)il+vi)E)DE&AwNi+wi(EtimE)wi:>iAv1D(EAi
vrw)ElDvtN%ii
 
Logic Micro Operations 
 
SELECTIVE SET 
bmwiNwAw(lD)w!Nwlivrw)ElDvtiNwlNilvi:ilmwi&DlNiDti)w1DNlw)isi+mw)wilmw)wiE)wi(v))wNrvtCDt1i
:ONi Dti )w1DNlw)i  %i Dli CvwNi tvli Eddw(li &Dli rvNDlDvtNi lmEli mE)wi CONi Dti  %i lmwi dvAAv+Dt1i
tfow)D(EAiwjEorAwi(AE)DdDwNilmDNivrw)ElDvt9!i
i
1010 si&wdv)wi
::CCi  i/Av1D(ivrw)EtC0i
1110 siEdlw)i
i
 
SELECTIVE COMPLEMENT 
bmwi NwAw(lD)w!(vorAwowtli vrw)ElDvti (vorAwowtlNi &DlNi Dti )w1DNlw)i si +mw)wi lmw)wi E)wi
(v))wNrvtCDt1i :ONi Dti )w1DNlw)i  %i Dli CvwNi tvli Eddw(li &Dli rvNDlDvtNi lmEli mE)wi CONi Dti  %i lmwi
dvAAv+Dt1itfow)D(EAiwjEorAwi(AE)DdDwNilmDNivrw)ElDvt9!i
i
1010 ii si&wdv)wi
::CCi  i/Av1D(ivrw)EtC0i
C::Ci siEdlw)i
i
 
SELECTIVE CLEAR 
bmwi NwAw(lD)w!(AwE)i vrw)ElDvti (AwE)Ni lvi Ci lmwi &DlNiDti )w1DNlw)i si vtA i i +mw)wi lmw)wi E)wi
(v))wNrvtCDt1i:ONiDti)w1DNlw)i %i,v)iwjEorAw9!i
i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
:C:Cii si&wdv)wi
::CCi  i/Av1D(ivrw)EtC0i
CC:Ci siEdlw)i
i
 
MASK OPERATION 
bmwi oEN1i vrw)ElDvti DNi NDoDAE)i lvi lmwi NwAw(lD)w!(AwE)i vrw)ElDvti wj(wrli lmEli lmw&DlNi vdi si
E)wi(AwE)wCivtA i+mw)wilmw)wiE)wi(v))wNrvtCDt1iCONiDti %ilmwioEN1ivrw)ElDvtiDNiEtisn(i
oD()vivrw)ElDvtQidv)iwjEorAw9!i
i
1010 si&wdv)wi
1100  i/Av1D(ivrw)EtC0i
1000 siEdlw)ioEN1Dt1i
i
 
INSERT OPERATION 
bmwi DtNw)li vrw)ElDvti DtNw)lNi Ei tw+i )EAfwi Dtlvi Ei 1)vfri vdi &DlN%i bmDNi DNi Cvtwi & i dD)Nli
oEN1Dt1ilmwi&DlNiEtCilmwti#)Dt1ilmwoi+Dlmilmwi)wGfD)wCi)EAfw%i,v)iwjEorAwQiNfrrvNwi
lmEliEtisi)w1DNlw)i(vtlEDtNiwD1mli&DlNQiC::Ci:C:C%ilvi)wrAE(wilmwidvf)iAwdlovNli&DlNi& ilmwi
)EAfwi:CC:i+widD)Nlilmwidvf)ift+EtlwCi&DlN9!i
i
i C::Ci :C:Ci si&wdv)wi
i CCCCi ::::i  i/oEN10i
i CCCCi :C:Ci siEdlw)ioEN1Dt1i
EtCilmwtiDtNw)lilmwitw+i)EAfw9!i
i CCCCi :C:Ci si&wdv)wi
i :CC:i CCCCi  i/DtNw)l0i
i :CC:i :C:Ci siEdlw)iDtNw)lDvti
i
lmwi oEN1i vrw)ElDvti DNi Eti sn(i oD()vvrw)ElDvti EtCi lmwi DtNw)li vrw)ElDvti DNi Eti #3i
oD()vvrw)ElDvt%i
i
 
CLEAR OPERATION 
bmwi(AwE)ivrw)ElDvti(vorE)wNilmwi+v)CNiDtisiEtCi iEtCir)vCf(wNiEtiEAAiCONi)wNfAliDdilmwi
l+vitfo&w)NiE)wiwGfEA%ibmDNivrw)ElDvtiDNiE(mDw)wCi& iEtiwj(AfND)w!#3ioD()vvrw)ElDvti
ENimENiv+ti& ilmwidvAAv+Dt1iwjEorAw9i
1010 si
1010  i
CCCCi si siiiiii i
i
'mwti si EtCi  i E)wi wGfEAQi lmwi l+vi (v))wNrvtCDt1i &DlNiE)wi wDlmw)i &vlmi Ci v)i &vlmi :%i Dti
wDlmw)i(ENwilmwiwj(AfND)w!#3ivrw)ElDvtir)vCf(wNiEiC%ilmwiEAA!CONi)wNfAliDNilmwti(mw(1wCi
lviCwlw)oDtwiDdilmwilv+itfo&w)Ni+w)wiwGfEA%i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 

2.3.4 Shift Microoperations 
 
Dyer g ie:mnnspmo envg :ovg Cpg dtpMg rnmg tpmeohg  movtrpmg nrg Mo oOg xypPg ompg dtpMg EpvpmohhPg
+e yg  ypg ome yip e:cg hnEe:cg ovMg n ypmg Mo oksmn:pttevEg nspmo envtOg xypg :nv pv tg nrg og
mpEet pmg:ovgCpgtyer pMg ng ypghpr gnmg ypgmeEy Og/dmevEgogtyer kmeEy gnspmo envg ypgtpmeohg
evsd g movtrpmtgogCe gev ng ypghpr int gsnte envOgxypgtpmeohgevsd g movtrpmtgogCe gev ng ypg
meEy int gsnte envgMdmevEgogtyer khpr gnspmo envOgxypmpggompg ymppg Psptgnrgtyer tcghnEe:ohcg
:em:dhomgovMgome yip e:Og
InEe:ohgtyer g
ug hnEe:ohg tyer g nspmo envg  movtrpmtg Cg  ymndEyg  ypg tpmeohg evsd Og .pg dtpg  ypg tPiCnhtgshl∑
ovMgshrgrnmghnEe:ohgtyer ghpr govMgtyer gmeEy gie:mnnspmo envtcgpOEOg
L:g←gtyhgL:g
L;g←gtymgL;g
ompg ypg +ngie:mngnspmo envtg yo gtsp:erPgog:kCe gtyer ghpr gnrg ypg:nv pv gnrgmpEet pmgL:g
ovMgog:kgCe gtyer gmeEy gnrg ypg:nv pv gnrgmpEet pmgL;Og
aem:dhomgtyer g
xypg:em:dhomgtyer getgohtng1vn+vgotgmn o pgnspmo envOgR g:em:dho ptg ypgCe tgnrg ypgmpEet pmg
omndvMg  ypg  +ng pvMtg ovMg  ypmpg etg vng hnttg nrg evrnmio envOg xyetg etg o::nishetypMg CPg
:nvvp: evEg ypgtpmeohgnd sd gnrg ypgtyer gmpEet pmg nge tgtpmeohgevsd Og.pgdtpg ypgtPiCnhtg
cilg ovMgcirg rnmg  ypg :em:dhomg tyer g hpr g ovMg :em:dhomg tyer g meEy Og fOEOg tdssntpg Y:g mpEet pmg
:nv oevtg C::C::C:g  ypvg or pmg :emg nspmo envcg e g V:nv oevtg C::C::Cg ovMg or pmg :ehg
nspmo envge g+ehhg:nv oevg::C::C:COg


ume yip e:gDyer g
uvg ome yip e:g tyer g ie:mng nspmo envg tyer tg og teEvpMg CevomPg vdiCpmg  ng  ypg hpr gnmg meEy Og
xypg prrp: g nrg ovg ome yip e:g tyer g hpr g nspmo envg etg  ng idh eshPg  ypg CevomPg vdiCpmg CPg ;Og
DeiehomhPg ovg ome yip e:g tyer g meEy g MeTeMptg  ypg vdiCpmg CPg ;Og Np:odtpg  ypg teEvg nrg  ypg
vdiCpmg idt g mpioevg  ypg toipg ome yip e:g tyer kmeEy gidt g hpoTpg  ypg teEvg Ce g
dv:yovEpMcg+ypvg e g etgidh eshepMgnmgMeTeMpMg CPg;Ogxypghpr gint gCe gevg ogmpEet pmgynhMtg
 ypgteEvgCe cgovMg ypgmpioevevEgCe tgynhMg ypgvdiCpmOgxypgteEvgCe getgCgrnmgsnte eTpgovMg:g
rnmg vpEo eTpOg bpEo eTpg vdiCpmtg ompg evg ;Otg :nishpipv g rnmiOg ,nhhn+evEg reEdmpg tyn+tg og
 Pse:ohgmpEet pmgnrgvgCe tOg

Rn!1g L n!2∑ →∑ R 1g L0∑
DeEvgCe gg g ume yip e:gtyer gmeEy g
Ne gL
n!1gevg ypghpr gint gsnte envgynhMtg ypgteEvgCe OgLn!2getg ypgint gteEvere:ov gCe gnrg ypg
vdiCpmgovMgL
0getg ypghpot gteEvere:ov ggCe Ogxypgome yip e:gtyer kmeEy ghpoTptg ypgteEvgCe g
dv:yovEpMg ovMg tyer tg  ypg vdiCpmg /ev:hdMevEg  ypg teEvg Ce t0g  ng  ypg meEy Og xydtg L
n!1∑
mpioevtg ypgtoipcgL
n!2gmp:peTptg ypgCe grmnigLn!1cgovMgtngnvgrnmgn ypmgCe tgevg ypgmpEet pmOg

 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 3 
 
PROGRAMMING ELEMENTS 
 
 
<%:ii evorflw)is)DlmowlD(i
<%;ii sCCDlDvtiEtCiNf&l)E(lDvti+DlmiND1twC!oE1tDlfCwi
3.3 suSteoSerateNz aS1NgetcC 
3.3.1  vvlmiofAlDrAD(ElDvtiEA1v)Dlmoi
3.3.2 s))E iofAlDrADw)i
3.3.3 (D)DNDvtiEA1v)Dlmoi
3.3.3.1 *E)C+E)wiEA1v)Dlmoi
3.3.3.2 (D)DCwi#)w)dAv+i
3.4 ,AvElDt1!rvDtlis)DlmowlD(ivrw)ElDvtNi
3.4.1  END(i(vtNDCw)ElDvti
3.4.1.1 3w1DNlw)i(vtdD1f)ElDvti
3.4.1.2 sCCDlDvtiEtCiNf&l)E(lDvti
3.4.2 (w(DoEAis)DlmowlD(ivrw)ElDvtNi
3.4.2.1  e(iECCw)i
3.4.2.2  e(iNf&l)E(lDvti
 
 
 
 
3.1 Computer Arithmetic  
 
(ElEiDNioEtDrfAElwCi& ifNDt1ilmwiE)DlmowlD(iDtNl)f(lDvtNiDtiCD1DlEAi(vorflw)N%i(ElEiDNi
oEtDrfAElwCi lvi r)vCf(wi )wNfAlNi tw(wNNE) i lvi 1D)wi NvAflDvti dv)i lmwi (vorflElDvti
r)v&AwoN%i bmwi sCCDlDvtQi Nf&l)E(lDvtQi ofAlDrAD(ElDvti EtCi CD)DNDvti E)wi lmwi dvf)i &END(i
E)DlmowlD(i vrw)ElDvtN%i 7di +wi +Etli lmwti +wi (Eti Cw)D)wi vlmw)i vrw)ElDvtNi & i fNDt1i lmwNwi
dvf)ivrw)ElDvtN%i
i
bviwjw(flwiE)DlmowlD(ivrw)ElDvtNilmw)wiDNiEiNwrE)ElwiNw(lDvti(EAAwCiE)DlmowlD(ir)v(wNNDt1i
ftDliDti(wtl)EAir)v(wNNDt1iftDl%ibmwiE)DlmowlD(iDtNl)f(lDvtNiE)wirw)dv)owCi1wtw)EAA ivti
&DtE) iv)iCw(DoEAiCElE%i,DjwC!rvDtlitfo&w)NiE)wifNwCilvi)wr)wNwtliDtlw1w)Niv)id)E(lDvtN%i
'wi(EtimE)wiND1twCiv)iftND1twCitw1ElD)witfo&w)N%i,DjwC!rvDtliECCDlDvtiDNilmwiNDorAwNli
E)DlmowlD(ivrw)ElDvt%ii
i
7di+wi+EtlilviNvA)wiEir)v&Awoilmwti+wifNwiEiNwGfwt(wivdi+wAA!CwdDtwCiNlwrN%ibmwNwiNlwrNi
E)wi(vAAw(lD)wA i(EAAwCiEA1v)Dlmo%ibviNvA)wi)E)DvfNir)v&AwoNi+wi1D)wiEA1v)DlmoN%i
i
7tiv)Cw)ilviNvA)wilmwi(vorflElDvtEAir)v&AwoNQiE)DlmowlD(iDtNl)f(lDvtNiE)wifNwCiDtiCD1DlEAi
(vorflw)Ni lmEli oEtDrfAElwi CElE%i bmwNwi DtNl)f(lDvtNirw)dv)oi E)DlmowlD(i (EA(fAElDvtN%i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
AzI tcOpO ezptgurteNzp oOgmNgC a 1gOat arte-et2 ez ogNrOppez1 Iata ez a Ie1etaS rNCoutOg3 
Ap  yO  aSgOaI2  ptatOI  tcat  yetc  tcO  mNug  4aper  agetcCOter  NoOgateNzp  aIIeteNzn 
pu4tgarteNzn  CuSteoSerateNz  azI  Ie-epeNzn  et  ep  oNppe4SO  tN  IOge-O  NtcOg  agetcCOter 
NoOgateNzp azI pNS-O preOztemer ogN4SOCp 42 COazp Nm zuCOgeraS azaS2pep COtcNIp3 
 
A  ogNrOppNg  cap  az  agetcCOter  ogNrOppNg9ap  a  pu4  oagt  Nm  etE  tcat  OBOrutOp  agetcCOter 
NoOgateNzp3  .cO  Iata  t2oOn  appuCOI  tN  gOpeIO  ez  ogNrOppNgn  gO1eptOgp  Iugez1  tcO 
OBOruteNz Nm az agetcCOter ezptgurteNz3 dO1ate-O zuC4Ogp Ca2 4O ez a pe1zOI Ca1zetuIO 
Ng  pe1zOI  rNCoSOCOzt  gOogOpOztateNz3  .cOgO  agO  tcgOO  ya2p  Nm  gOogOpOztez1  zO1ate-O 
meBOI  oNezt  R  4ezag2  zuC4Ogp  pe1zOI  Ca1zetuIOn  pe1zOI  wOp  rNCoSOCOzt  Ng  pe1zOI  GOp 
rNCoSOCOzt3  sNpt  rNCoutOgp  upO  tcO  pe1zOI  Ca1zetuIO   gOogOpOztateNz  mNg  tcO 
Cazteppa3  
 
 
3.2 Addition and Subtraction with Signed –Magnitude  Data 
 
5O IOpe1zatO tcO Ca1zetuIO Nm tcO tyN zuC4Ogp 42 A azI P3 5cOgO tcO pe1zOI zuC4Ogp 
agO  aIIOI  Ng  pu4tgartOIn  yO  mezI  tcat  tcOgO  agO  Oe1ct  IemmOgOzt  rNzIeteNzp  tN  rNzpeIOgn 
IOoOzIez1  Nz  tcO  pe1z  Nm  tcO  zuC4Ogp  azI  tcO NoOgateNz  oOgmNgCOI3  .cOpO rNzIeteNzp 
agO  SeptOI  ez  tcO  megpt  rNSuCz  Nm  .a4SO  “3w3  .cO  NtcOg  rNSuCzp  ez  tcO  ta4SO  pcNy  tcO 
artuaS NoOgateNz tN 4O oOgmNgCOI yetc tcO Ca1zetuIO Nm tcO zuC4Ogp3 .cO Sapt rNSuCz 
ep  zOOIOI  tN  ogOpOzt  a  zO1ate-O  (OgN3  Yz  NtcOg  yNgIpn  ycOz  tyN  O/uaS  zuC4Ogp  agO 
pu4tgartOIn tcO gOpuSt pcNuSI 4O ;– zNt  R–3 
.cO  aS1NgetcCp  mNg  aIIeteNz  azI  pu4tgarteNz  agO  IOge-OI  mgNC  tcO  ta4SO  azI  raz  4O 
ptatOI ap mNSSNyp 9tcO yNgIp oagOztcOpOp pcNuSI 4O upOI mNg tcO pu4tgarteNz aS1NgetcCE3 
 
 
 
.a4SO “3wb AIIeteNz azI Tu4tgarteNz Nm Te1zOIRsa1zetuIO duC4Ogp 
foOgateNz  AII  sa1zetuIOp  Tu4tgart sa1zetuIOp 
5cOz A J P  5cOz A Z P  5cOz A I P 
9;AE ; 9;PE  ;9A ; PE       
9;AE ; 9) PE    ; 9A ) PE  ) 9P ) AE  ; 9A ) PE 
9) AE ; 9; PE    ) 9A ) PE  ; 9P ) AE  ; 9A ) PE 
9) AE ; 9) PE  ) 9A ; PE       
9; AE ) 9; PE    ; 9A ; PE  ) 9P ) PE  ; 9A ) PE 
9; AE ) 9) PE  ; 9A ; PE       
9)AE ) 9;PE  ) 9A ; PE       
9)AE ) 9)PE    ) 9A ) PE  ; 9P ) AE   ; 9A ) PE 
 
AS1NgetcC 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
5cOz  tcO  pe1zp  Nm  A  azI  P  agO  paCOn  aII  tcO  tyN  Ca1zetuIOp  azI  attarc  tcO  pe1z  Nm 
gOpuSt ep tcat Nm A3 5cOz tcO pe1zp Nm A azI P agO zNt paCOn rNCoagO tcO Ca1zetuIOp 
azI pu4tgart tcO pCaSSOg zuC4Og mgNC tcO Sag1Og3 :cNNpO tcO pe1z Nm tcO gOpuSt tN 4O tcO 
paCO ap An em A J P Ng tcO rNCoSOCOzt Nm tcO pe1z Nm A em A Z P3 Ym tcO tyN Ca1zetuIOp 
agO O/uaSn pu4tgart P mgNC A azI CaFO tcO pe1z Nm tcO gOpuSt yeSS 4O oNpete-O3  
 
3.3 Multiplication Algorithms 
 
suSteoSerateNz Nm tyN meBOIRoNezt 4ezag2 zuC4Ogp ez pe1zOI Ca1zetuIO gOogOpOztateNz ep 
INzO  yetc  oaoOg  azI  oOzreS  42  a  ogNrOpp  Nm purrOppe-O  pcemt  azI  aII  NoOgateNzp3  .cep 
ogNrOpp ep 4Opt eSSuptgatOI yetc a zuCOgeraS OBaCoSOb 
GK  w–www  suSteoSerazI 
wX   B  w––ww  suSteoSeOg 
  w–www 
         w–www 
    ––––– 
 –––––   
      w–www 
  “Kv     ww–ww–w–w lgNIurt 
.cep  ogNrOpp  SNNFp  at  purrOppe-O  4etp  Nm tcO  CuSteoSeOgn  SOapt  pe1zemerazt  4et  megpt3 Ym  tcO 
CuSteoSeOg 4et ep wn tcO CuSteoSerazI ep rNoeOI ap et epK NtcOgyepOn yO rNo2 (OgNp3 dNy yO 
pcemt zuC4Ogp rNoeOI INyz NzO oNpeteNz tN tcO SOmt mgNC tcO ogO-eNup zuC4Ogp3 8ezaSS2n 
tcO zuC4Ogp agO aIIOI azI tcOeg puC ogNIurOp tcO ogNIurt3 
 
Hardware Implementation for signed-magnitude data 
 
5cOz  CuSteoSerateNz  ep  eCoSOCOztOI  ez  a  Ie1etaS  rNCoutOgn  yO  rcaz1O  tcO  ogNrOpp 
pSe1ctS23 7OgOn  ezptOaI Nm ogN-eIez1  gO1eptOgp tN ptNgO azI aII peCuStazONupS2 ap Caz2 
4ezag2 zuC4Ogp ap tcOgO agO 4etp ez tcO CuSteoSeOgn et ep rNz-OzeOzt tN ogN-eIO az aIIOg 
mNg tcO puCCateNz Nm NzS2 tyN 4ezag2 zuC4Ogpn azI purrOppe-OS2 arruCuSatO tcO oagteaS 
ogNIurtp  ez  a  gO1eptOg3  TOrNzIn  ezptOaI  Nm  pcemtez1  tcO  CuSteoSerazI  tN  SOmtn  tcO  oagteaS 
ogNIurt  ep  pcemtOI  tN  tcO  ge1ctn  ycerc  gOpuStp  ez  SOa-ez1  tcO  oagteaS  ogNIurt  azI  tcO 
CuSteoSerazI ez tcO gO/uegOI gOSate-O oNpeteNzp3 dNyn ycOz tcO rNggOpoNzIez1 4et Nm tcO 
CuSteoSeOg ep –n tcOgO ep zN zOOI tN aII aSS (OgNp tN tcO oagteaS ogNIurt pezrO et yeSS zNt 
aStOg etp -aSuO3 
 
.cO  cagIyagO  mNg  CuSteoSerateNz  rNzpeptp  Nm  tcO  O/ueoCOzt  1e-Oz  ez  8e1ugO  “3'3  .cO 
CuSteoSeOg  ep  ptNgOI  ez  tcO  gO1eptOg  azI  etp  pe1z  ez  Y
s3  .cO  pO/uOzrO  rNuztOg  T:  ep 
ezeteaSS2  pOt  4etp  ez  tcO  CuSteoSeOg3  AmtOg  mNgCez1  Oarc  oagteaS  ogNIurt  tcO  rNuztOg  ep 
IOrgOCOztOI3  5cOz  tcO  rNztOzt  Nm  tcO  rNuztOg  gOarcOp  (OgNn  tcO  ogNIurt  ep  rNCoSOtO 
azI yO ptNo tcO ogNrOpp3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO “3'b 7agIyagO mNg suSteoS2 foOgateNz  
 
 
3.3.1 Booth Multiplication Algorithm 
 
Ym tcO zuC4Ogp agO gOogOpOztOI ez pe1zOI GOp rNCoSOCOzt tcOz yO raz CuSteoS2 tcOC 42 
upez1 PNNtc aS1NgetcC3 Yz mart tcO ptgez1p Nm –Qp ez tcO CuSteoSeOg zOOI zN aIIeteNz 4ut 
Zupt pcemtez1n azI a ptgez1 Nm SQp ez tcO CuSteoSeOg mgNC 4et yOe1ct G

tN yOe1ct G
m
 raz 4O 
tgOatOI ap G
k+1
 R G
m
3 8Ng OBaCoSOn tcO 4ezag2 zuC4Og ––wwww 9;w'E cap a ptgez1 Nm wQp 
mgNC G
3
 tN G
0
9F I Kn C I –E3 
 
 
 
.a4SO “3Gb duCOgeraS LBaCoSO mNg Pezag2 suSteoSeOg 
suSteoSerazI P I w–www    L    A    Y    T: 
suSteoSeOg ez Y     –    –––––    w––ww    w–w 
Q
n
 I wK aII P         w–www 
8egpt oagteaS ogNIurt    –    w–www 
Tcemt ge1ct LAY      –    –w–ww    ww––w    w–– 
Q
n
 I wK aII P         w–www 
TOrNzI oagteaS ogNIurt    w    –––w– 
Tcemt ge1ct LAY      w    ––––w    –ww––    –ww 
Q
n
 I –K pcemt ge1ct LAY    –    –w–––    w–ww–    –w– 
Q
n
 I –K pcemt ge1ct LAY    –    ––w––    –w–ww    ––w 
Yz I wK aII P         w–www 
8emtc oagteaS ogNIurt    –    ww–ww 
Tcemt ge1ct LAY      –    ww–ww 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
8ezaS ogNIurt ez AY I –ww–ww–w–w 
 
.cO  zuC4Og  raz  4O  gOogOpOztOI  ap  G
k+1
  )  G
m
  I  G
4
R  G
0
I  w”  R  w  I  w'3  .cOgOmNgOn  tcO 
CuSteoSerateNz  s  B  w“n  ycOgO  s  ep  tcO  CuSteoSerazI azI  w“  tcO  CuSteoSeOg  Ca2  4O 
rNCoutOI ap s B G
4
 R s B G
1
3 .cat epn tcO ogNIurt raz 4O N4taezOI 42 pcemtez1 tcO 4ezag2 
CuSteoSerazI s mNug teCOp tN tcO SOmt azI pu4tgartez1 s pcemtOI SOmt NzrO3 
 
PNNtc  aS1NgetcC  zOOIp  OBaCezateNz  Nm  tcO  CuSteoSeOg  4etp  azI  pcemtez1  Nm  tcO  oagteaS 
ogNIurt3 lgeNg tN tcO pcemtez1n tcO CuSteoSerazI aIIOI tN tcO oagteaS ogNIurtn pu4tgartOI 
mgNC tcO oagteaS ogNIurtn Ng SOmt uzrcaz1OI 42 tcO mNSSNyez1 guSOpb 
w3  .cO CuSteoSerazI ep pu4tgartOI mgNC tcO oagteaS ogNIurt ycOz yO 1Ot tcO megpt SOapt 
pe1zemerazt w ez a ptgez1 Nm wQp ez tcO CuSteoSeOg3 
G3  .cO CuSteoSerazI ep aIIOI tN tcO oagteaS ogNIurt ycOz yO 1Ot tcO megpt Y 9ogN-eIOI 
tcat tcOgO yap a ogO-eNup wE ez a ptgez1 Nm –Qp ez tcO CuSteoSeOg3 
K3  .cO  oagteaS  ogNIurt  INOp  zNt  rcaz1O  ycOz  tcO  CuSteoSeOg  4et  ep  tcO  paCO  ap  tcO 
ogO-eNup CuSteoSeOg 4et3 
 
.cO  aS1NgetcC  aooSeOp  tN  4Ntc  oNpete-O  azI  zO1ate-O  CuSteoSeOgp  ez  GQp  rNCoSOCOzt 
gOogOpOztateNz3  .cep  ep  4OraupO  a  zO1ate-O  CuSteoSeOg  OzIp  yetc  a  ptgez1  Nm  SQp  azI  tcO 
Sapt NoOgateNz yeSS 4O a pu4tgarteNz Nm tcO aoogNogeatO yOe1ct3 8Ng OBaCoSOn a CuSteoSeOg 
O/uaS tN Rw“ ep gOogOpOztOI ez GQp rNCoSOCOzt ap ww––w– azI ep tgOatOI ap RG
4
 ; G
2
 R G
1
 
I Rw“3 
 
.cO  cagIyagO  eCoSOCOztateNz  Nm  PNNtc  aS1NgetcC  gO/uegOp  tcO  gO1eptOg  rNzme1ugateNz 
pcNyz  ez  8e1ugO  “3v9aE3  Y
n  gOogOpOztp  tcO  SOapt  pe1zemerazt  4et  Nm  tcO  CuSteoSeOg  ez 
gO1eptOg YU3 Az OBtga mSeoRmSNo Y
z;w ep aooOzIOI tN YU tN ogN-eIO a INu4SO 4et ezpoOrteNz 
Nm tcO CuSteoSeOg3 .cO mSNyrcagt mNg PNNtc aS1NgetcC ep pcNyz ez 8e1ugO “3v94E3 A: azI 
tcO  aooOzIOI  4et  Y
z;w agO  ezeteaSS2  pOt  tN  –  azI  tcO  pO/uOzrO  rNuztOg  T: ep  pOt  tN  a 
zuC4Og z O/uaS tN tcO zuC4Og Nm 4etp ez tcO CuSteoSeOg3 .cO tyN 4etp Nm tcO CuSteoSeOg ez 
Q
z azI Yz;w agO ezpoOrtOI3 Ym tcO tyN 4etp agO w–n et COazp tcat tcO megpt w ez a ptgez1 Nm 
wQp cap 4OOz OzrNuztOgOI3 .cep zOOIp a pu4tgarteNz Nm tcO CuSteoSerazI mgNC tcO oagteaS 
ogNIurt ez A:3 Ym tcO tyN 4etp agO O/uaS tN –w3 Yt COazp tcat tcO megpt – ez a ptgez1 Nm –Qp 
cap  4OOz  OzrNuztOgOI3  .cep  zOOIp  tcO  aIIeteNz  Nm  tcO  CuSteoSerazI  tN  tcO  oagteaS 
ogNIurt  ez  A:3  5cOz  tcO  tyN  4etp  agO  O/uaSn  tcO  oagteaS  ogNIurt  INOp  zNt  rcaz1O3  Az 
N-OgmSNy razzNt Nrrug 4OraupO tcO aIIeteNz azI pu4tgarteNz Nm tcO CuSteoSerazI mNSSNy 
Oarc  NtcOg3  7OzrOn  tcO  tyN  zuC4Ogp  tcat  agO  aIIOI  aSya2p  ca-O  NooNpetO  pe1zn  a 
rNzIeteNz tcat OBrSuIOp az N-OgmSNy3 dOBt ptOo ep tN pcemt ge1ct tcO oagteaS ogNIurt azI 
tcO  CuSteoSeOg  9ezrSuIez1  4et  Y
n+1E3  .cep  ep  az  agetcCOter  pcemt  ge1ct  9apcgE  NoOgateNz 
ycerc pcemtp A: azI YU tN tcO ge1ct azI SOa-Op tcO pe1z 4et ez A: paCO .cO pO/uOzrO 
rNuztOg IOrgOCOztp azI tcO rNCoutateNzaS SNNo ep gOoOatOI z teCOp3 
 
 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
8e1ugO “3v9aEb 7agIyagO mNg PNNtc AS1NgetcC  
 
8e1ugO “3v94E 
A  zuCOgeraS  OBaCoSO  Nm  PNNtc  aS1NgetcC  ep  1e-Oz  ez .a4SO  “3K  mNg  z  I  '3  Yt  1e-Op  tcO 
CuSteoSerateNz Nm 9RXE B 9RwKE I ;wwv3 dNtO tcat tcO CuSteoSeOg ez YU ep zO1ate-O azI tcat 
tcO  CuSteoSerazI  ez  PU  ep  aSpN  zO1ate-O3  .cO  w–R4et  ogNIurt  aooOagp  ez  A:3  .cO  mezaS 
-aSuO Nm Y
z;w ep tcO Nge1ezaS pe1z 4et Nm tcO CuSteoSeOg azI pcNuSI zNt 4O taFOz ap oagt Nm 
tcO ogNIurt3 
 
.a4SO “3Kb LBaCoSO Nm suSteoSerateNz yetc PNNtc AS1NgetcC 
      PU    I w–www 
Yz Yz;w  PU ; w I –w––w    A:    YU    Y n+1 
  T: 
w –    YzeteaS      –––––    w––ww    –    w–w 
    Tu4tgart PU    –w––w 
          –w––w 
  apcg      ––w––    ww––w    w    w–– 
w w    apcg      –––w–    –ww––    w    –ww 
– w    AII PU      w–www 
          ww––w 
    apcg      www––    w–ww–    –    –w– 
– –    apcg      wwww–    –w–ww    –    ––w 
w –    Tu4tgart PU    –w––w 
          ––www 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
    apcg      ––ww    w–w–w    w    ––– 
 
 
3.3.2 Array Multiplier 
 
.N  rcOrF  tcO  4etp  Nm  tcO  CuSteoSeOg  NzO  at  a  teCO  azI  mNgCez1  oagteaS  ogNIurtp  ep  a 
pO/uOzteaS  NoOgateNz  gO/uegez1  a  pO/uOzrO  Nm  aII  azI  pcemt  CergNRNoOgateNzp3  .cO 
CuSteoSerateNz  Nm  tyN  4ezag2  zuC4Ogp  raz  4O  INzO  yetc  NzO  CergNRNoOgateNz  42  upez1 
rNC4ezateNzaS regruet tcat mNgCp tcO ogNIurt 4etp aSS at NzrO3 
 
.cep ep a mapt ya2 pezrO aSS et taFOp ep tcO teCO mNg tcO pe1zaSp tN ogNoa1atO tcgNu1c tcO 
1atOp tcat mNgC tcO CuSteoSerateNz agga23 7NyO-Ogn az agga2 CuSteoSeOg gO/uegOp a Sag1O 
zuC4Og Nm 1atOpn azI pN et ep zNt az OrNzNCeraS uzet mNg tcO IO-OSNoCOzt Nm Y:p3 
 
dNy  yO  pOO  cNy  az  agga2  CuSteoSeOg  ep  eCoSOCOztOI  yetc  a  rNC4ezateNzaS  regruet3 
:NzpeIOg tcO CuSteoSerateNz Nm tyN GR4et zuC4Ogp ap pcNyz ez 8e13 “3x3 .cO CuSteoSerazI 
4etp agO 4
1 azI 40n tcO CuSteoSeOg 4etp agO a1 azI a0n azI tcO ogNIurt ep r3 r2 r1 r03 .cO 
megpt oagteaS ogNIurt ep N4taezOI 42 CuSteoS2ez1 a
0 42 41b03 .cO CuSteoSerateNz Nm tyN 4etp 
1e-Op  a  w  em  4Ntc  4etp  agO  wK  NtcOgyepOn  et  ogNIurOp  a  –3  .cep  ep  eIOzteraS  tN  az  Ad6 
NoOgateNz azI raz yO eCoSOCOzt et yetc az Ad6 1atO3 Ap pcNyz ez tcO Iea1gaCn tcO megpt 
oagteaS  ogNIurt  ep  mNgCOI  42  COazp  Nm  tyN  Ad6  1atOp3  .cO  pOrNzI  oagteaS  ogNIurt  ep 
mNgCOI 42 CuSteoS2ez1 a
1 42 41b0 azI ep pcemtOI NzO oNpeteNz tN tcO SOmt3 .cO tyN oagteaS 
ogNIurtp agO aIIOI yetc tyN caSmRaIIOg 97AE regruetp3 VpuaSS2n tcOgO agO CNgO 4etp ez tcO 
oagteaS  ogNIurtp  azI  et  yeSS  4O  zOrOppag2  tN  upO  muSSRaIIOgp  tN  ogNIurO  tcO  puC3  dNtO 
tcat tcO SOapt pe1zemerazt 4et Nm tcO ogNIurt INOp zNt ca-O tN 1N tcgNu1c az aIIOg pezrO 
et ep mNgCOI 42 tcO Nutout Nm tcO megpt Ad6 1atO3 
 
A rNC4ezateNzaS regruet 4ezag2 CuSteoSeOg yetc CNgO 4etp raz 4O rNzptgurtOI ez a peCeSag 
mapceNz3 A 4et Nm tcO CuSteoSeOg ep Ad6OI yetc Oarc 4et Nm tcO CuSteoSerazI ez ap Caz2 
SO-OSp ap tcOgO agO 4etp ez tcO CuSteoSeOg3 .cO 4ezag2 Nutout ez Oarc SO-OS Ad6 1atOp ep 
aIIOI  ez  oagaSSOS  yetc  tcO  oagteaS  ogNIurt  Nm  tcO  ogO-eNup  SO-OS  tN  mNgC  a  zOy  oagteaS 
ogNIurt3  .cO  Sapt  SO-OS  ogNIurOp  tcO  ogNIurt3  8Ng  Z  CuSteoSeOg  4etp  azI  F  CuSteoSerazI 
4etp yO zOOI Z [ F Ad6 1atOp azI 9Z ) wE FR4et aIIOgp tN ogNIurO a ogNIurt Nm Z ; F 4etp3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO “3xb GR4et 42 GR4et agga2 CuSteoSeOg 
Ap  a  pOrNzI  OBaCoSOn  rNzpeIOg  a  CuSteoSeOg  regruet tcat  CuSteoSeOp  a  4ezag2  zuC4Og  Nm 
mNug 4etp yetc a zuC4Og Nm tcgOO 4etp3 MOt tcO CuSteoSerazI 4O gOogOpOztOI 42 4
3b2b1b0 
azI tcO CuSteoSeOg 42 a
2a1a03 TezrO FI“ azI ZIKn yO zOOI wG Ad6 1atOp azI tyN “ R4et 
aIIOgp tN ogNIurO a ogNIurt Nm pO-Oz 4etp3 .cO SN1er Iea1gaC Nm tcO CuSteoSeOg ep pcNyz 
ez 8e1ugO “3X3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
8e1ugO “3Xb “R4et 42 KR4et agga2 CuSteoSeOg 
 
 
3.3.3 Division Algorithms 
 
6e-epeNz  Nm  tyN  meBOIRoNezt  4ezag2  zuC4Ogp  ez  pe1zOI  Ca1zetuIO  gOogOpOztateNz  ep 
oOgmNgCOI yetc oaoOg azI oOzreS 42 a ogNrOpp Nm purrOppe-O rNCoagOn pcemt azI pu4tgart 
NoOgateNzp3  Pezag2  Ie-epeNz  ep  Curc  peCoSOg  tcaz  IOreCaS  Ie-epeNz  4OraupO  cOgO  tcO 
/uNteOzt Ie1etp agO OetcOg – Ng w azI tcOgO ep zN zOOI tN OpteCatO cNy Caz2 teCOp tcO 
Ie-eIOzI Ng oagteaS gOCaezIOg metp eztN tcO Ie-epNg3 .cO Ie-epeNz ogNrOpp ep IOprge4OI ez 
8e1ugO “3w–3 .cO Ie-epNg P cap me-O 4etp azI tcO Ie-eIOzI A cap tOz3 
 
c6  c5  c4  c3  c2  c1  c0 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
6e-epeNzb 
P I w–––w 
ww–w– 
–www–––––– 
–www– 
–www–– 
R w–––w
 
R –w–ww– 
R Rw–––w 
R R ––w–w– 
R R R –w–w–– 
R R R Rw–––w 
R R R R–––ww– 
R R R R R––ww– 
YuNteOzt I Y 
6e-eIOzI I A 
'  4etp  Nm  A  Z  Pn  /uNteOzt  cap  ' 
4etp 
” 4etp Nm A VVP 
Tcemt  ge1ct  P  azI  pu4tgartK  OztOg 
w ez Y 
v 4etp Nm gOCaezIOg V P 
Tcemt  ge1ct  P  azI  pu4tgartK  OztOg 
w ez Y 
UOCaezIOg  Z  PK  OztOg  –  ez  YK 
pcemt ge1ct P 
UOCaezIOg V P 
Tcemt  ge1ct  P  azI  pu4tgartK  OztOg 
w ez Y 
UOCaezIOg Z PK OztOg – ez Y 
8ezaS gOCaezIOg 
8e1ugO “3w–b LBaCoSO Nm Pezag2 6e-epeNz  
 
.cO IO-epNg ep rNCoagOI yetc tcO me-O CNpt pe1zemerazt 4etp Nm tcO Ie-eIOzI3 TezrO tcO 'R
4et zuC4Og ep pCaSSOg tcaz Pn yO a1aez gOoOat tcO paCO ogNrOpp3 dNy tcO ”R4et zuC4Og 
ep  1gOatOg  tcaz  Pn  pN  yO  oSarO  a  w  mNg  tcO  /uNteOzt  4et  ez  tcO  peBtc  oNpeteNz  a4N-O  tcO 
Ie-eIOzI3 dNy yO pcemt tcO Ie-epNg NzrO tN tcO ge1ct azI pu4tgart et mgNC tcO Ie-eIOzI3 
.cO IemmOgOzrO ep FzNyz ap a oagteaS gOCaezIOg 4OraupO tcO Ie-epeNz rNuSI ca-O ptNooOI 
cOgO  tN  N4taez  a  /uNteOzt  Nm  w  azI  a  gOCaezIOg  O/uaS  tN  tcO  oagteaS  gOCaezIOg3 
:NCoagez1  a  oagteaS  gOCaezIOg  yetc  tcO  Ie-epNg  rNztezuOp  tcO  ogNrOpp3  Ym  tcO  oagteaS 
gOCaezIOg  ep  1gOatOg  tcaz  Ng  O/uaS  tN  tcO  Ie-epNgn tcO  /uNteOzt  4et  ep  O/uaS  tN  w3  .cO 
Ie-epNg  ep  tcOz  pcemtOI  ge1ct  azI  pu4tgartOI  mgNC  tcO  oagteaS  gOCaezIOg3  Ym  tcO  oagteaS 
gOCaezIOg  ep  pCaSSOg  tcaz  tcO  Ie-epNgn  tcO  /uNteOzt  4et  ep  –  azI  zN  pu4tgarteNz  ep 
zOOIOI3 .cO Ie-epNg ep pcemtOI NzrO tN tcO ge1ct ez az2 rapO3 f4-eNupS2 tcO gOpuSt 1e-Op 
4Ntc a /uNteOzt azI a gOCaezIOg3 
7agIyagO YCoSOCOztateNz mNg Te1zOIRsa1zetuIO 6ata 
 
Yz  cagIyagO  eCoSOCOztateNz  mNg  pe1zOIRCa1zetuIO  Iata  ez  a  Ie1etaS  rNCoutOgn  et  ep 
rNz-OzeOzt tN rcaz1O tcO ogNrOpp pSe1ctS23 YzptOaI Nm pcemtez1 tcO Ie-epNg tN tcO ge1ctn tyN 
Ie-eIOzIpn Ng oagteaS gOCaezIOgpn agO pcemtOI tN tcO SOmtn tcup SOa-ez1 tcO tyN zuC4Ogp ez 
tcO  gO/uegOI  gOSate-O  oNpeteNz3  Tu4tgarteNz  ep  arceO-OI  42  aIIez1  A  tN  tcO  GQp 
rNCoSOCOzt Nm P3 LzI ragg2 1e-Op tcO ezmNgCateNz a4Nut tcO gOSate-O Ca1zetuIOp3 
 
.cO cagIyagO gO/uegOI ep eIOzteraS tN tcat Nm CuSteoSerateNz3 UO1eptOg LAY ep zNy pcemtOI 
tN  tcO  SOmt  yetc  –  ezpOgtOI  eztN  Y
n  azI  tcO  ogO-eNup  -aSuO  Nm  L  ep  SNpt3 .cO  OBaCoSO  ep 
1e-Oz ez 8e1ugO “3w– tN rSOag tcO ogNoNpOI Ie-epeNz ogNrOpp3 .cO Ie-epNg ep ptNgOI ez tcO 
P gO1eptOg azI tcO INu4SORSOz1tc Ie-eIOzI ep ptNgOI ez gO1eptOgp A azI Y3 .cO Ie-eIOzI ep 
pcemtOI tN tcO SOmt azI tcO Ie-epNg  ep pu4tgartOI 42 aIIez1  etp GQp rNCoSOCOzt -aSuO3 L 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
FOOop tcO ezmNgCateNz a4Nut tcO gOSate-O Ca1zetuIO3 A /uNteOzt 4et w ep ezpOgtOI eztN Y n 
azI tcO oagteaS gOCaezIOg ep pcemtOI tN tcO SOmt tN gOoOat tcO ogNrOpp ycOz L I w3 Ym L I 
–n et pe1zemeOp tcat A Z P pN tcO /uNteOzt ez Y
n gOCaezp a – 9ezpOgtOI Iugez1 tcO pcemtE3 .N 
gOptNgO tcO oagteaS gOCaezIOg ez A tcO -aSuO Nm P ep tcOz aIIOI tN etp ogO-eNup -aSuO3 .cO 
oagteaS gOCaezIOg ep pcemtOI tN tcO SOmt azI tcO ogNrOpp ep gOoOatOI a1aez uzteS yO 1Ot aSS 
me-O /uNteOztR4etp3 dNtO tcat yceSO tcO oagteaS gOCaezIOg ep pcemtOI SOmtn tcO /uNteOzt 4etp 
agO pcemtOI aSpN azI amtOg me-O pcemtpn tcO /uNteOzt ep ez Y azI A cap tcO mezaS gOCaezIOg3 
POmNgO  pcNyez1  tcO  aS1NgetcC  ez  mSNyrcagt  mNgCn  yO ca-O  tN  rNzpeIOg  tcO  pe1z  Nm  tcO 
gOpuSt azI a oNppe4SO N-OgmSNy rNzIeteNz3 .cO pe1z Nm tcO /uNteOzt ep N4taezOI mgNC tcO 
pe1zp Nm tcO Ie-eIOzI azI tcO Ie-epNg3 Ym tcO tyN pe1zp agO paCOn tcO pe1z Nm tcO /uNteOzt 
ep  oSup3  Ym  tcO2  agO  zNt  eIOzteraSn  tcO  pe1z  ep  Cezup3  .cO  pe1z  Nm  tcO  gOCaezIOg  ep  tcO 
paCO ap tcat Nm tcO Ie-eIOzI3  
 
8e1ugO “3wwb LBaCoSO Nm Pezag2 6e-epeNz yetc 6e1etaS 7agIyagO  
 
 
3.3.3.1 Hardware Algorithm 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
8e1ugO “3” ep a mSNyrcagt Nm tcO cagIyagO CuSteoSerateNz aS1NgetcC3 Yz tcO 4O1ezzez1n tcO 
CuSteoSerazI ep ez P azI tcO CuSteoSeOg ez Y3 .cOeg rNggOpoNzIez1 pe1zp agO ez P
s azI Ys 
gOpoOrte-OS23 5O rNCoagO tcO pe1zp Nm 4Ntc A azI Y azI pOt tN rNggOpoNzIez1 pe1z Nm tcO 
ogNIurt pezrO a INu4SORSOz1tc ogNIurt yeSS 4O ptNgOI ez gO1eptOgp A azI Y3 UO1eptOgp A 
azI  L  agO  rSOagOI  azI  tcO  pO/uOzrO  rNuztOg  T:  ep  pOt  tN  tcO  zuC4Og  Nm  4etp  Nm  tcO 
CuSteoSeOg3  TezrO  az  NoOgazI  Cupt  4O  ptNgOI  yetc  etp  pe1zn  NzO  4et  Nm  tcO  yNgI  yeSS  4O 
NrruoeOI 42 tcO pe1z azI tcO Ca1zetuIO yeSS rNzpept Nm zRw 4etp3 
 
dNyn tcO SNy NgIOg 4et Nm tcO CuSteoSeOg ez Y
n ep tOptOI3 Ym et ep wn tcO CuSteoSerazI 9PE ep 
aIIOI tN ogOpOzt oagteaS ogNIurt 9AEn – NtcOgyepO3 UO1eptOg LAY ep tcOz pcemtOI NzrO tN 
tcO  ge1ct  tN  mNgC  tcO  zOy  oagteaS  ogNIurt3  .cO  pO/uOzrO  rNuztOg  ep  IOrgOCOztOI  42  w 
azI etp zOy -aSuO rcOrFOI3 Ym et ep zNt O/uaS tN (OgNn tcO ogNrOpp ep gOoOatOI azI a zOy 
oagteaS ogNIurt ep mNgCOI3 5cOz T: I – yO ptNop tcO ogNrOpp3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO “3”b 8SNyrcagt mNg suSteoS2 foOgateNz 
 
.cO  cagIyagO  Ie-eIO  aS1NgetcC  ep  1e-Oz  ez  8e1ugO  “3wG3  A  azI  Y  rNztaez  tcO  Ie-eIOzI 
azI P cap tcO Ie-epNg3 .cO pe1z Nm tcO gOpuSt ep tgazpmOggOI eztN Y3 A rNzptazt ep pOt eztN 
tcO  pO/uOzrO  rNuztOg  T:  tN  poOrem2  tcO  zuC4Og  Nm  4etp  ez  tcO  /uNteOzt3  Ap  ez 
CuSteoSerateNzn  yO  appuCO  tcat  NoOgazIp  agO  tgazpmOggOI  tN  gO1eptOgp  mgNC  a  COCNg2 
uzet tcat cap yNgIp Nm z 4etp3 TezrO az NoOgazI Cupt 4O ptNgOI yetc etp pe1zn NzO 4et Nm 
tcO yNgI yeSS 4O NrruoeOI 42 tcO pe1z azI tcO Ca1zetuIO yeSS ca-O zRw 4etp3 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
5O raz rcOrF a Ie-eIORN-OgmSNy rNzIeteNz 42 pu4tgartez1 tcO Ie-epNg 9PE mgNC caSm Nm tcO 
4etp  Nm  tcO  Ie-eIOzI  ptNgOI  9AE3  Ym  AZPn  tcO  Ie-eIORN-OgmSNy  Nrrug  azI  tcO  NoOgateNz  ep 
tOgCezatOI3  Ym  A
≥Pn  zN  Ie-eIO  N-OgmSNy  Nrrugp  azI  pN  tcO  -aSuO  Nm  tcO  Ie-eIOzI  ep 
gOptNgOI 42 aIIez1 P tN A3 
 
.cO Ie-epeNz Nm tcO Ca1zetuIOp 4O1ezp 42 pcemtez1 tcO Ie-eIOzI ez AY tN tcO SOmt yetc tcO 
ce1cRNgIOg 4et pcemtOI eztN L3 Ym tcO 4et pcemtOI eztN L ep wn yO FzNy tcat LAJP 4OraupO 
LA rNzpeptp Nm w mNSSNyOI 42 zRw 4etp yceSO P rNzpeptp Nm NzS2 zRw 4etp3 Yz tcep rapOn P 
Cupt 4O pu4tgartOI mgNC LA azI w ezpOgtOI eztN Y
n mNg tcO /uNteOzt 4et3 TezrO ez gO1eptOg 
An  tcO  ce1cRNgIOg  4et  Nm  tcO  Ie-eIOzI  9ycerc  ep  ez LE  ep  Ceppez1n  etp  -aSuO  ep  LA  )  G
n!1
%∑
AIIez1 tN tcep -aSuO tcO GOp rNCoSOCOzt Nm P gOpuStp ezb 
9LA ) G
n!1
0∑H∑/;
n!1
)PE I LA ) P 

Ym yO yazt L tN gOCaez a wn tcO ragg2 mgNC tcep aIIeteNz ep zNt tgazpmOggOI tN L3 Ym tcO 
pcemtRSOmt  NoOgateNz  ezpOgtp  a  –  eztN  Ln  yO  pu4tgart  tcO  Ie-epNg  42  aIIez1  etp  GOp 
rNCoSOCOzt  -aSuO  azI  tcO  ragg2  ep  tgazpmOggOI  eztN L3  Ym  LIwn  et  pcNyp  tcat  AZ  Pn 
tcOgOmNgO Y
n ep pOt3 Ym L I –n et pe1zemeOp tcat A Z P azI tcO Nge1ezaS zuC4Og ep gOptNgOI 42 
P ; A3 Yz tcO SattOg rapO yO SOa-O a – ez Y
n%∑
5O  gOoOat  tcep  ogNrOpp  yetc  gO1eptOg  A  cNSIez1  tcO oagteaS  gOCaezIOg3  AmtOg  zRw  SNNopn 
tcO /uNteOzt Ca1zetuIO ep ptNgOI ez gO1eptOg Y azI tcO gOCaezIOg ep mNuzI ez gO1eptOg A3 
.cO /uNteOzt pe1z ep ez Yp azI tcO pe1z Nm tcO gOCaezIOg ep ez Ap3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
i
,D1f)wi=%:;9i,Av+(mE)lidv)i(D)DCwi#rw)ElDvtii
 
3.3.3.2 Divide Overflow 
 
stiv)w)dAv+ioE iv((f)iDtilmwiCD)DNDvtivrw)ElDvtQi+mD(mioE i&wiwEN ilvimEtCAwiDdi+wiE)wi
fNDt1irErw)iEtCi rwt(DAi &fli DNitvliwEN i+mwtiE)wifNDt1i mE)C+E)w%ibmDNiDNi&w(EfNwilmwi
Awt1lmivdi)w1DNlw)NiDNidDtDlwiEtCi+DAAitvlimvACiEitfo&w)ilmEliwj(wwCNilmwiNlEtCE)CiAwt1lm%i
bviNwwilmDNQiAwlifNi(vtNDCw)iEiN NlwoilmElimENi@!&Dli)w1DNlw)N%i'wifNwivtwi)w1DNlw)ilvimvACi
lmwiCD)DNv)iEtCil+vi)w1DNlw)NilvimvACilmwiCD)DCwtC%i,)voilmwiwjEorAwivdi,D1f)wi=%:;Qilmwi
END 
(Divide overflow)  
 
 
 
 
 
  
END 
(Quotient is in Q 
remainder is in A) 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
/uNteOzt yeSS rNzpept Nm peB 4etp em tcO me-O CNpt pe1zemerazt 4etp Nm tcO Ie-eIOzI rNzptetutO 
a  zuC4Og  1gOatOg  tcaz  tcO  Ie-epNg3  .cO  /uNteOzt  ep tN  4O  ptNgOI  ez  a  ptazIagI  'R4et 
gO1eptOgn pN tcO N-OgmSNy 4et yeSS gO/uegO NzO CNgO mSeoRmSNo mNg ptNgez1 tcO peBtc 4et3 .cep 
Ie-eIORN-OgmSNy rNzIeteNz Cupt 4O a-NeIOI ez zNgCaS rNCoutOg NoOgateNzp 4OraupO tcO 
OztegO  /uNteOzt  yeSS  4O  tNN  SNz1  mNg  tgazpmOg  eztN a  COCNg2  uzet  tcat  cap  yNgIp  Nm 
ptazIagI SOz1tcn tcat epn tcO paCO ap tcO SOz1tc Nm gO1eptOgp3 lgN-epeNzp tN OzpugO tcat 
tcep rNzIeteNz ep IOtOrtOI Cupt 4O ezrSuIOI ez OetcOg tcO cagIyagO Ng tcO pNmtyagO Nm tcO 
rNCoutOgn Ng ez a rNC4ezateNz Nm tcO tyN3 
 
5cOz tcO Ie-eIOzI ep tyerO ap SNz1 ap tcO Ie-epNgn yO raz uzIOgptazI tcO rNzIeteNz mNg 
N-OgmSNy ap mNSSNypb 
 
A  Ie-eIORN-OgmSNy  Nrrugp  em  tcO  ce1cRNgIOg  caSm  4etp  Nm  tcO  Ie-eIOzI  CaFOp  a  zuC4Og 
1gOatOg tcaz Ng O/uaS tN tcO Ie-epNg3 AzNtcOg ogN4SOC appNreatOI yetc Ie-epeNz ep tcO mart 
tcat a Ie-epeNz 42 (OgN Cupt 4O a-NeIOI3 .cO Ie-eIORN-OgmSNy rNzIeteNz taFOp ragO Nm tcep 
rNzIeteNz ap yOSS3 .cep Nrrugp 4OraupO az2 Ie-eIOzI yeSS 4O 1gOatOg tcaz Ng O/uaS tN a 
Ie-epNgn  ycerc  ep  O/uaS  tN  (OgN3  f-OgmSNy  rNzIeteNz  ep  upuaSS2  IOtOrtOI  ycOz  a  poOreaS 
mSeoRmSNo ep pOt3 5O yeSS raSS et a Ie-eIORN-OgmSNy mSeoRmSNo azI Sa4OS et 6i83 
 
 
3.4 Floating-point Arithmetic operations 
 
Yz  Caz2  ce1cRSO-OS  ogN1gaCCez1  Saz1ua1Op  yO  ca-O  a mareSet2  mNg  poOrem2ez1  mSNatez1R
oNezt  zuC4Ogp3  .cO  CNpt  rNCCNz  ya2  ep  42  a  gOaS  IOrSagateNz  ptatOCOzt3  7e1c  SO-OS 
ogN1gaCCez1  Saz1ua1Op  Cupt  ca-O  a  ogN-epeNz  mNg  cazISez1  mSNatez1RoNezt  agetcCOter 
NoOgateNzp3 .cO NoOgateNzp agO 1OzOgaSS2 4ueSt ez tcO eztOgzaS cagIyagO3 Ym zN cagIyagO 
ep  a-aeSa4SOn  tcO  rNCoeSOg  Cupt  4O  IOpe1zOI  yetc  a oarFa1O  Nm  mSNatez1RoNezt  pNmtyagO 
pu4gNutezO3 AStcNu1c tcO cagIyagO COtcNI ep CNgO OBoOzpe-On et ep Curc CNgO OmmereOzt 
tcaz  tcO  pNmtyagO  COtcNI3  .cOgOmNgOn  mSNatez1R  oNezt  cagIyagO  ep  ezrSuIOI  ez  CNpt 
rNCoutOgp azI ep NCettOI NzS2 ez -Og2 pCaSS NzOp3 
 
 
3.4.1 Basic Considerations 
 
.cOgO  agO  tyN  oagt  Nm  a  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  ez  a rNCoutOg  R  a  Cazteppa  C  azI  az 
OBoNzOzt  O3  .cO  tyN  oagtp  gOogOpOzt  a  zuC4Og  1OzOgatOI  mgNC  CuSteoS2ez1  C  teCOp  a 
gaIeB g gaepOI tN tcO -aSuO Nm O3 .cup 
          C B g
e
 
.cO Cazteppa Ca2 4O a  mgarteNz Ng az  eztO1Og3 .cO oNpeteNz Nm tcO gaIeB oNezt azI tcO 
-aSuO  Nm  tcO  gaIeB  g  agO  zNt  ezrSuIOI  ez  tcO  gO1eptOgp3  8Ng  OBaCoSOn  appuCO  a  mgarteNz 
gOogOpOztateNz azI a gaIeB w–3 .cO IOreCaS zuC4Og 'Kv3G' ep gOogOpOztOI ez a gO1eptOg 
yetc C I 'KvG' azI O I K azI ep eztOgogOtOI tN gOogOpOzt tcO mSNatez1RoNezt zuC4Og 
        3'KvG' B w–
3
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
A  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  ep  paeI  tN  4O  zNgCaSe(OI  em  tcO  CNpt  pe1zemerazt  Ie1et  Nm  tcO 
Cazteppa  ez  zNz(OgN3  TN  tcO  Cazteppa  rNztaezp  tcO  CaBeCuC  oNppe4SO  zuC4Og  Nm 
pe1zemerazt Ie1etp3 5O razzNt zNgCaSe(O a (OgN 4OraupO et INOp zNt ca-O a zNz(OgN Ie1et3 
Yt ep gOogOpOztOI ez mSNatez1RoNezt 42 aSS –Op ez tcO Cazteppa azI OBoNzOzt3 
 
8SNatez1RoNezt  gOogOpOztateNz  ezrgOapOp  tcO  gaz1O  Nm  zuC4Ogp  mNg  a  1e-Oz  gO1eptOg3 
:NzpeIOg a rNCoutOg yetc “xR4et yNgIp3 TezrO NzO 4et Cupt 4O gOpOg-OI mNg tcO pe1zn tcO 
gaz1O Nm meBOIRoNezt eztO1Og zuC4Ogp yeSS 4O ; 9G“
7
 ) wEn ycerc ep aoogNBeCatOS2 ; w–w
4

.cO  “x  4etp  raz  4O  upOI  tN  gOogOpOzt  a  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  yetc  K”  4etp  mNg  tcO 
Cazteppa  azI  wG  4etp  mNg  tcO  OBoNzOzt3  AppuCez1  mgarteNz  gOogOpOztateNz  mNg  tcO 
Cazteppa azI taFez1 tcO tyN pe1z 4etp eztN rNzpeIOgateNzn tcO gaz1O Nm zuC4Ogp tcat raz 
4O gOogOpOztOI ep  
          ; 9w ) G
!35
E B G
2047
 
 
.cep  zuC4Og  ep  IOge-OI  mgNC  a  mgarteNz  tcat  rNztaezp  K'  wOpn  az  OBoNzOzt  Nm  ww  4etp 
9OBrSuIez1  etp  pe1zEn  azI  4OraupO  G
11
)w  I  G–“v3  .cO  Sag1Opt  zuC4Og  tcat  raz  4O 
arrNCCNIatOI ep aoogNBeCatOS2 w–
615
3 .cO Cazteppa tcat raz arrNCCNIatOI ep K' 4etp 
9OBrSuIez1 tcO pe1zE azI em rNzpeIOgOI ap az eztO1Og et raz ptNgO a zuC4Og ap  Sag1O ap 
(2
35
 )wE3 .cep ep aoogNBeCatOS2 O/uaS tN w–
10
n ycerc ep O/ue-aSOzt tN a IOreCaS zuC4Og Nm 
w– Ie1etp3 
 
:NCoutOgp  yetc  pcNgtOg  yNgI  SOz1tcp  upO  tyN  Ng  CNgO  yNgIp  tN  gOogOpOzt  a  mSNatez1R
oNezt zuC4Og3 Az xR4et CergNrNCoutOg upOp mNug yNgIp tN gOogOpOzt NzO mSNatez1RoNezt 
zuC4Og3 fzO yNgI Nm x 4etp agO gOpOg-OI mNg tcO OBoNzOzt azI tcO G“ 4etp Nm tcO NtcOg 
tcgOO yNgIp agO upOI ez tcO Cazteppa3 
 
AgetcCOter  NoOgateNzp  yetc  mSNatez1RoNezt  zuC4Ogp  agO  CNgO  rNCoSeratOI  tcaz  yetc 
meBOIRoNezt zuC4Ogp3 .cOeg OBOruteNz aSpN taFOp SNz1Og teCO azI gO/uegOp CNgO rNCoSOB 
cagIyagO3 AIIez1 Ng pu4tgartez1 tyN zuC4Ogp gO/uegOp megpt az aSe1zCOzt Nm tcO gaIeB 
oNezt  pezrO  tcO  OBoNzOzt  oagtp  Cupt  4O  CaIO  O/uaS  4OmNgO  aIIez1  Ng  pu4tgartez1  tcO 
Cazteppap3  5O  IN  tcep  aSe1zCOzt  42  pcemtez1  NzO  Cazteppa  yceSO  etp  OBoNzOzt  ep 
aIZuptOI  uzteS  et  4OrNCOp  O/uaS  tN  tcO  NtcOg  OBoNzOzt3  :NzpeIOg  tcO  puC  Nm  tcO 
mNSSNyez1 mSNatez1RoNezt zuC4Ogpb 
          3'KvG“–– B w–
2
 
                 ; 3w'x–––– B w–
!1
    
 
Yt ep zOrOppag2 tN CaFO tyN OBoNzOztp 4O O/uaS 4OmNgO tcO Cazteppap raz 4O aIIOI3 5O 
raz OetcOg pcemt tcO megpt zuC4Og tcgOO oNpeteNzp tN tcO SOmtn Ng pcemt tcO pOrNzI zuC4Og 
tcgOO oNpeteNzp tN tcO ge1ct3 5cOz yO ptNgO tcO Cazteppap ez gO1eptOgpn pcemtez1 tN tcO SOmt 
raupOp  a  SNpp  Nm  CNpt  pe1zemerazt  Ie1etp3  Tcemtez1 tN  tcO  ge1ct  raupOp  a  SNpp  Nm  SOapt 
pe1zemerazt  Ie1etp3  .cO  pOrNzI  COtcNI  ep  ogOmOga4SO  4OraupO  et  NzS2  gOIurOp  tcO 
arrugar2n yceSO tcO megpt COtcNI Ca2 raupO az OggNg3 .cO upuaS aSe1zCOzt ogNrOIugO ep 
tN pcemt tcO Cazteppa tcat cap tcO pCaSSOg OBoNzOzt tN tcO ge1ct 42 a zuC4Og Nm oSarOp 
O/uaS tN tcO IemmOgOzrO 4OtyOOz tcO OBoNzOztp3 dNyn tcO Cazteppap raz 4O aIIOI3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
          3 'KvG“–– B w–
2
 
                  ;3 –––w'x– B w–
2
 
          3 'KvKXx– B w–
2
 
 
5cOz tyN zNgCaSe(OI Cazteppap agO aIIOIn tcO puC Ca 2 rNztaez az N-OgmSNy Ie1et3 Az 
N-OgmSNy raz 4O rNggOrtOI OapeS2 42 pcemtez1 tcO puC NzrO tN tcO ge1ct azI ezrgOCOztez1 
tcO  OBoNzOzt3  5cOz  tyN  zuC4Ogp  agO  pu4tgartOIn  tcO gOpuSt  Ca2  rNztaez  CNpt 
pe1zemerazt (OgNp ap pcNyz ez tcO mNSSNyez1 OBaCoSOb 
          3'”vx– B w–
5
 
                    R 3'”“K– B w–
5
 
3––K'– B w–
5
   
 
Az  uzIOgmSNy  Nrrugp  em  a  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  tcat  cap  a  –  ez  tcO  CNpt  pe1zemerazt 
oNpeteNz Nm tcO Cazteppa3 .N zNgCaSe(O a zuC4Og tcat rNztaezp az uzIOgmSNyn yO pcemt 
tcO Cazteppa tN tcO SOmt azI IOrgOCOzt tcO OBoNzOzt uzteS a zNz(OgN Ie1et aooOagp ez tcO 
megpt  oNpeteNz3  7OgOn  et  ep  zOrOppag2  tN  pcemt  SOmt  tyerO  tN  N4taez  3K'–––  B  w–
3
3  Yz  CNpt 
rNCoutOgp a zNgCaSe(ateNz ogNrOIugO ep oOgmNgCOI amtOg Oarc NoOgateNz tN OzpugO tcat 
aSS gOpuStp agO ez a zNgCaSe(OI mNgC3 
 
8SNatez1RoNezt  CuSteoSerateNz  azI  Ie-epeNz  zOOI  zNt  IN  az  aSe1zCOzt  Nm  tcO  Cazteppap3 
suSteoS2ez1 tcO tyN Cazteppap azI aIIez1 tcO OBoNzOztp raz mNgC tcO ogNIurt3 6e-eIez1 
tcO Cazteppap azI pu4tgartez1 tcO OBoNzOztp oOgmNgC Ie-epeNz3 
 
.cO NoOgateNzp INzO yetc tcO Cazteppap agO tcO paCO ap ez meBOIRoNezt zuC4Ogpn pN tcO 
tyN  raz  pcagO  tcO  paCO  gO1eptOgp  azI  regruetp3  .cO NoOgateNzp  oOgmNgCOI  yetc  tcO 
OBoNzOztp  agO  rNCoagOI  azI  ezrgOCOztOI  9mNg  aSe1zez1  tcO  CazteppapEn  aIIOI  azI 
pu4tgartOI 9mNg CuSteoSerateNzE azI Ie-epeNzEn azI IOrgOCOztOI 9tN zNgCaSe(O tcO gOpuStE3 
5O  raz  gOogOpOzt  tcO  OBoNzOzt  ez  az2  NzO  Nm  tcO  tcgOO  gOogOpOztateNzp  R  pe1zOIR
Ca1zetuIOn pe1zOI GOp rNCoSOCOzt Ng pe1zOI wOp rNCoSOCOzt3 
A ep a mNugtc gOogOpOztateNz aSpNn FzNyz ap a 4eapOI OBoNzOzt3 Yz tcep gOogOpOztateNzn 
tcO pe1z 4et ep gOCN-OI mgNC 4O1ezzez1 tN mNgC a pOoagatO Oztet23 .cO 4eap ep a oNpete-O 
zuC4Og tcat ep aIIOI tN Oarc OBoNzOzt ap tcO mSNatez1RoNezt zuC4Og ep mNgCOIn pN tcat 
eztOgzaSS2  aSS  OBoNzOztp  agO  oNpete-O3  .cO  mNSSNyez1  OBaCoSO  Ca2  rSagem2  tcep  t2oO  Nm 
gOogOpOztateNz3  :NzpeIOg  az  OBoNzOzt  tcat  gaz1Op  mgNC  )'–  tN  “X3  YztOgzaSS2n  et  ep 
gOogOpOztOI  42  tyN  Ie1etp  9yetcNut  a  pe1zE  42  aIIez1  tN  et  a  4eap  Nm  '–3  .cO  OBoNzOzt 
gO1eptOg  rNztaezp  tcO  zuC4Og  O  ;  '–n  ycOgO  O  ep  tcO  artuaS  OBoNzOzt3  .cep  ya2n  tcO 
OBoNzOztp  agO  gOogOpOztOI  ez  gO1eptOgp  ap  oNpete-O zuC4Ogp  ez  tcO  gaz1O  Nm  ––  tN  XX3 
lNpete-O  OBoNzOztp  ez  gO1eptOgp  ca-O  tcO  gaz1O  Nm  zuC4Ogp  mgNC  XX  tN  '–3  .cO 
pu4tgarteNz  om  '–  1e-Op  tcO  oNpete-O  -aSuOp  mgNC  “X  tN  –3  dO1ate-O  OBoNzOztp  agO 
gOogOpOztOI ez gO1eptOgp ez tcO gaz1O Nm )w tN )'–3 
 
PeapOI OBoNzOztp ca-O tcO aI-azta1O tcat tcO2 rNztaez NzS2 oNpete-O zuC4Ogp3 dNy et 
4OrNCOp  peCoSOg  tN  rNCoagO  tcOeg  gOSate-O  Ca1zetuIO  yetcNut  4NtcOgez1  a4Nut  tcOeg 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
pe1zp3  AzNtcOg  aI-azta1O  ep  tcat  tcO  pCaSSOpt  oNppe4SO  4eapOI  OBoNzOzt  rNztaezp  aSS 
(OgNp3 .cO mSNatez1RoNezt gOogOpOztateNz Nm (OgN ep tcOz a (OgN Cazteppa azI tcO pCaSSOpt 
oNppe4SO OBoNzOzt3 
 
 
3.1.1.1 Register Configuration 
 
.cO  gO1eptOg  rNzme1ugateNz  mNg  mSNatez1RoNezt  NoOgateNzp  ep  pcNyz  ez  me1ugO  “3wK3  Ap  a 
guSOn  tcO  paCO  gO1eptOgp  azI  aIIOg  upOI  mNg  meBOIRoNezt  agetcCOter  agO  upOI  mNg 
ogNrOppez1 tcO Cazteppap3 .cO IemmOgOzrO SeOp ez tcO ya2 tcO OBoNzOztp agO cazISOI3 
 
.cO  gO1eptOg  Ng1aze(ateNz  mNg  mSNatez1RoNezt  NoOgateNzp  ep  pcNyz  ez  8e13  “3wK3  .cgOO 
gO1eptOgp  agO  tcOgOn  PUn  A:n  azI  YU3  Larc  gO1eptOg ep  pu4Ie-eIOI  eztN  tyN  oagtp3  .cO 
Cazteppa oagt cap tcO paCO uooOgrapO SOttOg p2C4NSp ap ez meBOIRoNezt gOogOpOztateNz3 
.cO OBoNzOzt oagt Ca2 upO rNggOpoNzIez1 SNyOgRrapO SOttOg p2C4NS3 
 
 
8e1ugO “3wKb UO1eptOgp mNg 8SNatez1 lNezt agetcCOter NoOgateNzp 
 
AppuCez1  tcat  Oarc  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  cap  a  Cazteppa  ez  pe1zOIRCa1zetuIO 
gOogOpOztateNz azI a 4eapOI OBoNzOzt3 .cup tcO A: cap a Cazteppa ycNpO pe1z ep ez A
sn 
azI a Ca1zetuIO tcat ep ez A3 .cO Iea1gaC pcNyp tcO CNpt pe1zemerazt 4et Nm An Sa4OSOI 
42  A
13  .cO  4et  ez  cep  oNpeteNz  Cupt  4O  a  w  tN  zNgCaSe(O tcO  zuC4Og3  dNtO  tcat  tcO 
p2C4NS A: gOogOpOztp tcO OztegO gO1eptOgn tcat epn tcO rNzratOzateNz Nm A
sn A azI a3 
 
Yz tcO peCeSag ya2n gO1eptOg PU ep pu4Ie-eIOI eztN B
sn Pn azI 4 azI YU eztN Ysn Y azI /3 
A oagaSSOSRaIIOg aIIp tcO tyN Cazteppap azI SNaIp tcO puC eztN A azI tcO ragg2 eztN L3 
A pOoagatO oagaSSOS aIIOg raz 4O upOI mNg tcO OBoNzOztp3 .cO OBoNzOztp IN zNt ca-O a 
Ieptgert  pe1z  4et  4OraupO  tcO2  agO  4eapOI  4ut  agO  gOogOpOztOI  ap  a  4eapOI  oNpete-O 
/uaztet23 Yt ep appuCOI tcat tcO mSNatez1RoNezt zuC4Og agO pN Sag1O tcat tcO rcazrO Nm 
az OBoNzOzt N-OgmSNy ep -Og2 gOCNtO azI pN tcO OBoNzOzt N-OgmSNy yeSS 4O zO1SOrtOI3 .cO 
OBoNzOztp  agO  aSpN  rNzzOrtOI  tN  a  Ca1zetuIO  rNCoagatNg  tcat  ogN-eIOp  tcgOO  4ezag2 
Nutoutp tN ezIeratO tcOeg gOSate-O Ca1zetuIO3  

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
.cO zuC4Og ez tcO Cazteppa yeSS 4O taFOz ap a mgarteNzn pN tcO2 4ezag2 oNezt ep appuCOI 
tN  gOpeIO  tN  tcO  SOmt  Nm  tcO  Ca1zetuIO  oagt3  YztO1Og  gOogOpOztateNz  mNg  mSNatez1  oNezt 
raupOp  rOgtaez  praSez1  ogN4SOCp  Iugez1  CuSteoSerateNz  azI  Ie-epeNz3  .N  a-NeI  tcOpO 
ogN4SOCpn yO aINot a mgarteNz gOogOpOztateNz3 
.cO  zuC4Ogp  ez  tcO  gO1eptOgp  pcNuSI  ezeteaSS2  4O  zNgCaSe(OI3  AmtOg  Oarc  agetcCOter 
NoOgateNzn  tcO  gOpuSt  yeSS  4O  zNgCaSe(OI3  .cup  aSS mSNatez1RoNezt  NoOgazIp  agO  aSya2p 
zNgCaSe(OI3 
 
 
3.4.1.2 Addition and Subtraction of Floating Point Numbers 
 
6ugez1 aIIeteNz Ng pu4tgarteNzn tcO tyN mSNatez1RoNezt NoOgazIp agO FOot ez A: azI PU3 
.cO  puC  Ng  IemmOgOzrO  ep  mNgCOI  ez  tcO  A:3  .cO  aS1NgetcC  raz  4O  Ie-eIOI  eztN  mNug 
rNzpOrute-O oagtpb 
w3   :cOrF mNg (OgNp3 
G3   ASe1z tcO Cazteppap3 
K3   AII Ng pu4tgart tcO Cazteppap 
“3   dNgCaSe(O tcO gOpuSt 
A  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  razzNt  4O  zNgCaSe(OIn  em  et  ep  –3  Ym  tcep  zuC4Og  ep  upOI  mNg 
rNCoutateNzn  tcO  gOpuSt  Ca2  aSpN  4O  (OgN3  YzptOaI  Nm  rcOrFez1  mNg  (OgNp  Iugez1  tcO 
zNgCaSe(ateNz ogNrOpp yO rcOrF mNg (OgNp at tcO 4O1ezzez1 azI tOgCezatO tcO ogNrOpp em 
zOrOppag23 .cO aSe1zCOzt Nm tcO Cazteppap Cupt 4O raggeOI Nut ogeNg tN tcOeg NoOgateNz3 
AmtOg  tcO  Cazteppap  agO  aIIOI  Ng  pu4tgartOIn  tcO  gOpuSt  Ca2  4O  uzRzNgCaSe(OI3  .cO 
zNgCaSe(ateNz ogNrOIugO OzpugOp tcat tcO gOpuSt ep zNgCaSe(OI 4OmNgO et ep tgazpmOggOI tN 
COCNg23 
 
8Ng aIIez1 Ng pu4tgartez1 tyN mSNatez1RoNezt 4ezag2 zuC4Ogpn em PU ep O/uaS tN (OgNn tcO 
NoOgateNz ep ptNooOIn yetc tcO -aSuO ez tcO A: 4Oez1 tcO gOpuSt3 Ym A: I –n yO tgazpmOg 
tcO  rNztOzt  Nm  PU  eztN  A:  azI  aSpN  rNCoSOCOzt  etp  pe1z  yO  ca-O  tN  pu4tgart  tcO 
zuC4Ogp3 Ym zOetcOg zuC4Og ep O/uaS et tN (OgNn yO ogNrOOI tN aSe1z tcO Cazteppap3 
 
.cO  Ca1zetuIO  rNCoagatNg  attarcOI  tN  OBoNzOztp  a  azI  4  1e-Op  tcgOO  Nutoutpn  ycerc 
pcNy  tcOeg  gOSate-O  Ca1zetuIOp3  Ym  tcO  tyN  OBoNzOztp  agO  O/uaSn  yO  1N  tN  oOgmNgC  tcO 
agetcCOter  NoOgateNz3  Ym  tcO  OBoNzOztp  agO  zNt  O/uaSn  tcO  Cazteppa  ca-ez1  tcO  pCaSSOg 
OBoNzOzt ep pcemtOI tN tcO ge1ct azI etp OBoNzOzt ezrgOCOztOI3 .cep ogNrOpp ep gOoOatOI 
uzteS tyN OBoNzOztp agO O/uaS3 
 
.cO aIIeteNz azI pu4tgarteNz Nm tcO tyN Cazteppap ep peCeSag tN tcO meBOIRoNezt aIIeteNz 
azI  pu4tgarteNz  aS1NgetcC  ogOpOztOI  ez  8e13  “3w“3  .cO  Ca1zetuIO  oagt  ep  aIIOI  Ng 
pu4tgartOI IOoOzIp Nz tcO NoOgateNz azI tcO pe1zp Nm tcO tyN Cazteppap3 Ym az N-OgmSNy 
Nrrugp ycOz tcO Ca1zetuIOp agO aIIOIn et ep tgazpmOggOI eztN mSeoRmSNo L3 Ym L I wn tcO 4et 
ep  tgazpmOggOI  eztN  A
1  azI  aSS  NtcOg  4etp  Nm  A  agO  pcemtOI  ge1ct3  .cO  OBoNzOzt  Cupt  4O 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ezrgOCOztOI  pN  tcat  et  raz  Caeztaez  tcO  rNggOrt  zuC4Og3  dN  uzIOgmSNy  Ca2  Nrrug  ez 
tcep  rapO  tcep  ep  4OraupO  tcO  Nge1ezaS  Cazteppa  tcat  yap  zNt  pcemtOI  Iugez1  tcO 
aSe1zCOzt yap aSgOaI2 ez a zNgCaSe(OI oNpeteNz3 
 
Ym tcO Ca1zetuIOp yOgO pu4tgartOIn tcOgO Ca2 4O (OgN Ng Ca2 ca-O az uzIOgmSNy ez tcO 
gOpuSt3  Ym  tcO  Cazteppa  ep  O/uaS  tN  (OgN  tcO  OztegO  mSNatez1RoNezt  zuC4Og  ez  tcO  A:  ep 
rSOagOI tN (OgN3 ftcOgyepOn tcO Cazteppa Cupt ca-O at SOapt NzO 4et tcat ep O/uaS tN w3 
.cO  Cazteppa  cap  az  uzIOgmSNy  em  tcO  CNpt pe1zemerazt  4et  ez  oNpeteNz  A
1n  ep  –3 Yz  tcat 
rapOn  tcO  Cazteppa  ep  pcemtOI  SOmt  azI  tcO  OBoNzOzt  IOrgOCOztOI3  .cO  4et  ez  A
1  ep 
rcOrFOI a1aez azI tcO ogNrOpp ep gOoOatOI uzteS A
1 I w3 5cOz A1 I wn tcO Cazteppa ep 
zNgCaSe(OI azI tcO NoOgateNz ep rNCoSOtOI3 
 
8e1ugO  AIIeteNz azI Tu4tgarteNz Nm mSNatez1 )oNezt zuC4Ogp 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
3.4.2 Decimal Arithmetic operations 
 
Decimal Arithmetic Unit 
 
.cO upOg Nm a rNCoutOg ezout Iata ez IOreCaS zuC4Ogp azI gOrOe-Op Nutout ez IOreCaS 
mNgC3 Put a :lV yetc az AMV raz oOgmNgC agetcCOter CergNRNoOgateNzp NzS2 Nz 4ezag2 
Iata3 .N oOgmNgC agetcCOter NoOgateNzp yetc IOreCaS Iatan et ep zOrOppag2 tN rNz-Ogt tcO 
ezout IOreCaS zuC4Ogp tN 4ezag2n tN oOgmNgC aSS raSruSateNzp yetc 4ezag2 zuC4Ogpn azI 
tN  rNz-Ogt  tcO  gOpuStp  eztN  IOreCaS3  .cep  Ca2  4O  az  OmmereOzt  COtcNI  ez  aooSerateNzp 
gO/uegez1 a Sag1O zuC4Og Nm raSruSateNzp azI a gOSate-OS2 pCaSSOg aCNuzt Nm ezout azI 
Nutout  Iata3  5cOz  tcO  aooSerateNz  raSSp  mNg  a  Sag1O  aCNuzt  Nm  ezoutRNutout  azI  a 
gOSate-OS2  pCaSSOg  zuC4Og  Nm  agetcCOter  raSruSateNzpn  et  4OrNCOp  rNz-OzeOzt  tN  IN  tcO 
eztOgzaS agetcCOter IegOrtS2 yetc tcO IOreCaS zuC4Ogp3 :NCoutOgp tcat raz IN IOreCaS 
agetcCOter Cupt ptNgO tcO IOreCaS Iata ez 4ezag2 rNIOI mNgC3 .cO IOreCaS zuC4Ogp agO 
tcOz aooSeOI tN a IOreCaS agetcCOter uzetn ycerc raz OBOrutO IOreCaS agetcCOter CergNR
NoOgateNzp3 
LSOrtgNzer  raSruSatNgp  ez-agea4S2  upO  az  eztOgzaS  IOreCaS  agetcCOter  uzet  pezrO  ezoutp 
azI  Nutoutp  agO  mgO/uOzt3  .cOgO  INOp  zNt  pOOC  tN  4O  a  gOapNz  mNg  rNz-Ogtez1  tcO 
FO24NagI  ezout  zuC4Ogp  tN  4ezag2  azI  a1aez  rNz-Ogtez1  tcO  IepoSa2OI  gOpuStp  tN 
IOreCaSn tcep ep 4OraupO tcep ogNrOpp zOOIp poOreaS regruetp azI aSpN taFOp a SNz1Og teCO 
tN OBOrutO3 saz2 rNCoutOgp ca-O cagIyagO mNg agetcCOter raSruSateNzp yetc 4Ntc 4ezag2 
azI IOreCaS Iata3  
 
VpOgp raz poOrem2 42 ogN1gaCCOI ezptgurteNzp ycOtcOg tcO2 yazt tcO rNCoutOg tN INOp 
raSruSateNzp yetc 4ezag2 Ng IOreCaS Iata3 
 
A  IOreCaS  agetcCOter  uzet  ep  a  Ie1etaS  muzrteNz  tcat  INOp  IOreCaS  CergNRNoOgateNzp3  Yt 
raz  aII  Ng  pu4tgart  IOreCaS  zuC4Ogp3  .cO  uzet  zOOIp  rNIOI  IOreCaS  zuC4Ogp  azI 
ogNIurOp  gOpuStp  ez  tcO  paCO  aINotOI  4ezag2  rNIO3  A  pez1SORpta1O  IOreCaS  agetcCOter 
uzet  cap  Nm  zezO  4ezag2  ezout  -agea4SOp  azI  me-O  4ezag2  Nutout  -agea4SOpn  pezrO  a 
CezeCuC  Nm  mNug  4etp  ep  gO/uegOI  tN  gOogOpOzt  Oarc rNIOI  IOreCaS  Ie1et3  Larc  pta1O 
Cupt ca-O mNug   ezoutp mNg tcO aIIOzI Ie1etn mNug ezoutp mNg tcO aIIOzI Ie1etn azI az 
ezoutRragg23 .cO Nutoutp zOOI mNug tOgCezaSp mNg tcO puC Ie1et azI NzO mNg tcO NutoutR
ragg23 fm rNugpOn tcOgO ep a yeIO gaz1O Nm oNppe4SO regruet rNzme1ugateNzp IOoOzIOzt Nz 
tcO rNIO upOI tN gOogOpOzt tcO IOreCaS Ie1etp3 
 
 
3.4.2.1 BCD Adder 
 
dNy  SOt  up  pOO  tcO  agetcCOter  aIIeteNz  Nm  tyN  IOreCaS  Ie1etp  ez  P:6n  yetc  a  oNppe4SO 
ragg2 mgNC a ogO-eNup pta1O3 TezrO Oarc ezout Ie1et INOp zNt OBrOOI Xn tcO Nutout puC 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
razzNt 4O 1gOatOg tcaz X ; X ; w I wXn tcO w ez tcO puC 4Oez1 az ezoutRragg23 AppuCO 
tcat yO aooS2 tyN P:6 Ie1etp tN a “R4et 4ezag2  aIIOg3 .cO aIIOg yeSS mNgC tcO puC ez 
4ezag2  azI  ogNIurO  a  gOpuSt  tcat  Ca2  gaz1O  mgNC  –  tN  wX3  .cOpO  4ezag2  zuC4Ogp  agO 
SeptOI ez .a4SO “3“ azI agO Sa4OSOI 42 p2C4NSp ?n 0
8n 04n 02n azI 013 ? ep tcO ragg2 azI 
tcO  pu4prgeotp  uzIOg  tcO  SOttOg  0  gOogOpOzt  tcO  yOe1ctp  xn  “n  Gn  azI  w  tcat  raz  4O 
appe1zOI tN tcO mNug etp ez tcO P:6 rNIO3 .cO megpt rNSuCz ez tcO ta4SO Septp tcO 4ezag2 
puCp ap tcO2 aooOag ez tcO Nutoutp Nm a “R4et 4ezag2 aIIOg3  
 
.cO  Nutout  puC  Nm  tyN  IOreCaS  zuC4Ogp  Cupt  4O  gOogOpOztOI  ez  P:6  azI  pcNuSI 
aooOag  ez  tcO  mNgC  SeptOI  ez  tcO  pOrNzI  rNSuCz  Nm  tcO  ta4SO3  .cO  ogN4SOC  ep  tN  mezI  a 
peCoSO  guSO  42  ycerc  tcO  4ezag2  rNSuCz  Nm  tcO  ta4SO3  .cO  ogN4SOC  ep  tN  mezI  a  peCoSO 
guSO pN tcat tcO 4ezag2 zuC4Og ez tcO megpt rNSuCz raz 4O rNz-OgtOI tN tcO rNggOrt P:6 
Ie1et gOogOpOztateNz Nm tcO zuC4Og ez tcO pOrNzI rNSuCz3 
 
 
Yt ep aooagOzt tcat ycOz tcO 4ezag2 puC ep O/uaS tN Ng SOpp tcaz w––wn zN rNz-OgpeNz ep 
zOOIOI3 5cOz tcO 4ezag2 puC ep 1gOatOg tcaz w––wn yO zOOI tN aII Nm 4ezag2 ” 9–ww–E 
tN tcO 4ezag2 puC tN mezI tcO rNggOrt P:6 gOogOpOztateNz azI tN ogNIurOp NutoutRragg2 
ap gO/uegOI3 
.a4SO “3“b 6Oge-ateNz Nm P:6 AIIOg 
 
fzO  ya2  Nm  aIIez1  IOreCaS  zuC4Ogp  ez  P:6  ep  tN  upO NzO  “R4et  4ezag2  aIIOg  azI 
oOgmNgC tcO agetcCOter NoOgateNz NzO Ie1et at a teCO3 .cO SNyRNgIOg oaeg Nm P:6 Ie1etp ep 
megpt  aIIOI  tN  ogNIurO  a  4ezag2  puC  em  tcO  gOpuSt  ep  O/uaS  Ng  1gOatOg  tcaz  w–w–n  et  ep 
rNggOrtOI 42 aIIez1 –ww– tN tcO 4ezag2 puC3 .cO pOrNzI NoOgateNz ogNIurOp az NutoutR
ragg2 mNg tcO zOBt oaeg Nm pe1zemerazt Ie1etp3 .cO zOBt ce1cOgRNgIOg oaeg Nm Ie1etpn tN1OtcOg 
yetc tcO ezoutRragg2n ep tcOz aIIOI tN ogNIurO tcOeg 4ezag2 puC3 Ym tcep gOpuSt ep O/uaS 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
tN Ng 1gOatOg tcaz w–w–n et ep rNggOrtOI 42 aIIez1 –ww–3 .cO ogNrOIugO ep gOoOatOI uzteS 
aSS IOreCaS Ie1etp agO aIIOI3 
 
.cO  SN1er  regruet  tcat  IOtOrtp  tcO  zOrOppag2  rNggOrteNz  raz  4O  IOge-OI  mgNC  tcO  ta4SO 
OztgeOp3 Yt  ep  N4-eNup  tcat  a  rNggOrteNz  ep  zOOIOI ycOz  tcO  4ezag2  puC  cap  az  Nutout 
ragg2 ? I w3 .cO NtcOg peB rNC4ezateNzp mgNC w–w– tN wwww tcat zOOI a rNggOrteNz ca-O 
a w ez oNpeteNz 0
83 .N IemmOgOzteatO tcOC mgNC 4ezag2 w––– azI w––wn ycerc aSpN ca-O a 
w ez oNpeteNz 0
8n yO poOrem2 mugtcOg tcat OetcOg 04 Ng 02 Cupt ca-O a w3 .cO rNzIeteNz mNg 
a rNggOrteNz azI az NutoutRragg2 raz 4O OBogOppOI 42 tcO PNNSOaz muzrteNz 
        : I ? ; 0
8 04 ; 08 02 
5cOz : I wn yO zOOI tN aII  –ww– tN tcO 4ezag2 puC a zI ogN-eIO az NutoutRragg2 mNg 
tcO zOBt pta1O3 
 
A P:6 aIIOg ep regruet tcat aIIp tyN P:6 Ie1etp ez oagaSSOS azI 1OzOgatOp a puC Ie1et 
aSpN ez P:63 AP:6 aIIOg Cupt ezrSuIO tcO rNggOrteNz SN1er ez etp eztOgzaS rNzptgurteNz3 
.N aII –ww– tN tcO 4ezag2 puCn yO upO a pOrNzI “R4et 4ezag2 aIIOg3 .cO tyN IOreCaS 
Ie1etpn  tN1OtcOg  yetc  tcO  ezoutRragg2n  agO  megpt  aIIOI  ez  tcO  tNo  “R4et  4ezag2  aIIOg  tN 
ogNIurO tcO 4ezag2 puC3 5cOz tcO NutoutRragg2 ep O/uaS tN –n zNtcez1 ep aIIOI tN tcO 
4ezag2  puC  tcgNu1c  tcO  4NttNC  “R4et  4ezag2  aIIOg3  .cO  NutoutRragg2  1OzOgatOI  mgNC 
tcO 4NttNC 4ezag2 aIIOg Ca2 4O e1zNgOIn pezrO et puooSeOp ezmNgCateNz aSgOaI2 a-aeSa4SO 
ez tcO NutoutRragg2 tOgCezaS3 
 
8e1ugO “3wvb PSNrF 6ea1gaC Nm P:6 AIIOg 
 
 
3.4.2.2 BCD Subtraction 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Tu4tgarteNz Nm tyN IOreCaS zuC4Ogp zOOIp a pu4tgartNg regruet tcat ep IemmOgOzt mgNC a 
P:6  aIIOg3  5O  oOgmNgC  tcO  pu4tgarteNz  42  taFez1  tcO  XOp  Ng  w–Op  rNCoSOCOzt  Nm  tcO 
pu4tgacOzI azI aIIez1 et tN tcO CezuOzI3 TezrO tcO P:6 ep zNt a pOSmRrNCoSOCOztez1 
rNIOn yO razzNt N4taez  tcO XOp rNCoSOCOzt  42  rNCoSOCOztez1 Oarc 4et ez tcO rNIO3 Yt 
Cupt 4O mNgCOI upez1 a regruet tcat pu4tgartp Oarc P:6 Ie1et mgNC X3 
 
.cO  XOp  rNCoSOCOzt  Nm  a  IOreCaS  Ie1et  gOogOpOztOI  ez  P:6  Ca2  4O  N4taezOI  42 
rNCoSOCOztez1 tcO 4etp ez tcO rNIOI gOogOpOztateNz Nm tcO Ie1et 4ut yO ca-O tN ezrSuIO3 
.cOgO  agO  tyN  oNppe4SO  rNggOrteNz  COtcNIp3  Yz  tcO  megpt  COtcNIn  4ezag2  w–w–  9IOreCaS 
w–E ep aIIOI tN Oarc rNCoSOCOztOI Ie1et tcOz yO IepragI tcO ragg2 amtOg Oarc aIIeteNz3 
Yz  tcO  pOrNzI  COtcNIn  4ezag2  –ww–  9IOreCaS  ”E  ep  aIIOI  4OmNgO  tcO  Ie1et  ep 
rNCoSOCOztOI3 Ap a zuCOgeraS eSSuptgateNzn tcO XOp rNCoSOCOzt Nm P:6 –www9IOreCaS vE 
ep rNCoutOI  42 megpt rNCoSOCOztez1 Oarc  4et tN N4taez w–––3  AIIez1  4ezag2  w–w– azI 
IepragIez1 tcO ragg2n yO N4taez ––w– 9IOreCaS GE3 P2 tcO pOrNzI COtcNIn yO aII –ww– 
tN –www tN N4taez ww–w3 :NCoSOCOztez1 Oarc 4etn yO N4taez tcO gO/uegOI gOpuSt Nm ––w–3 
:NCoSOCOztez1 Oarc 4et Nm “R4et 4ezag2 zuC4Og d ep eIOzteraS tN tcO pu4tgarteNz Nm tcO 
zuC4Og mgNC wwww 9IOreCaS w'E3 AIIez1 tcO 4ezag2 O/ue-aSOzt Nm IOreCaS w– 1e-Op w' ) 
d ; w– I X ; w”3 Put w” pe1zemeOp tcO ragg2 tcat ep IepragIOIn pN tcO gOpuSt ep X ) d ap 
gO/uegOI3 AIIez1 tcO 4ezag2 O/ue-aSOzt Nm IOreCaS ” azI tcOz rNCoSOCOztez1 1e-Op w' ) 
9d ; ”E I X ) d ap gO/uegOI3  
 
5O raz aSpN N4taez tcO XOp rNCoSOCOzt Nm a P:6 Ie1et tcgNu1c a rNC4ezateNzaS regruet3 
5cOz tcep regruet ep rNC4ezOI tN a P:6 aIIOgn yO 1Ot a P:6 aIIOgkpu4tgartNg3 MOt tcO 
pu4tgacOzI 9Ng aIIOzIE Ie1et 4O IOzNtOI 42 tcO mNug 4ezag2 -agea4SOp P
8n P4n P2n azI P13 
MOt  s  4O  a  CNIO  4et  tcat  rNztgNSp  tcO  aIIkpu4tgart NoOgateNz3    5cOz  s  I  –n  tcO  tyN 
Ie1etp agO aIIOIK ycOz s I wn tcO Ie1etp agO pu4tgartOI3 MOt tcO 4ezag2 -agea4SOp B
8n B4n 
x
2n azI B1 4O tcO Nutoutp Nm tcO XOp rNCoSOCOzt regruet3 P2 az OBaCezateNz Nm tcO tgutc 
ta4SO mNg tcO regruetn et Ca2 4O N4pOg-OI tcat P
1 pcNuSI aSya2p 4O rNCoSOCOztOIK P 2 ep 
aSya2p  tcO  paCO  ez  tcO  XOp  rNCoSOCOzt  ap  ez  tcO  Nge1ezaS  Ie1etK  B“  ep  w  ycOz  tcO 
OBrSupe-O fU Nm P
2 azI P4 ep wK azI B8 ep w ycOz P8B4B2 I –––3 .cO PNNSOaz muzrteNzp 
mNg tcO XOp rNCoSOCOzt regruet agO  
  B
1 I P1 sO ; PO1 s 
  B
2 I P2 
  B
4 I P4sO ; 9PO4B2 ; P4B’2Es 
  B
8 I P8sO ; PO8B4’B’2s 
8gNC tcOpO O/uateNzp yO pOO tcat B I P ycOz s I –3 5cOz s I wn tcO B O/uaSp tN tcO 
XOp rNCoSOCOzt Nm P3 
 
fzO  pta1O  Nm  a  IOreCaS  agetcCOter  uzet  tcat  raz  4O upOI  tN  aII  Ng  pu4tgart  tyN  P:6 
Ie1etp ep 1e-Oz ez 8e13 “3wx3 Yt cap Nm a P:6 aIIOg azI a XOp rNCoSOCOztOg3 .cO CNIO s 
rNztgNSp tcO NoOgateNz Nm tcO uzet3 5etc s I –n tcO T Nutoutp mNgC tcO puC Nm A azI P3 
5etc  s  I  wn  tcO  T  Nutoutp  mNgC  tcO  puC  Nm  A  oSup  tcO  XOp  rNCoSOCOzt  Nm  P3  8Ng 
zuC4Ogp yetc z IOreCaS Ie1etp yO zOOI z purc pta1Op3 .cO Nutout raggeOp :
i;w mgNC NzO 
pta1O3 tN pu4tgart tcO tyN IOreCaS zuC4Ogp SOt s I w azI aooS2 a w tN tcO ezout ragg2 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
C1 Nm tcO megpt pta1O3 .cO Nutoutp yeSS mNgC tcO puC Nm A oSup tcO w–Op rNCoSOCOzt Nm Pn 
ycerc  ep  O/ue-aSOzt  tN  a  pu4tgarteNz  NoOgateNz  em  tcO  ragg2RNut  Nm  tcO  Sapt  pta1O  ep 
IepragIOI3 
 
 
 fzO Tta1O Nm a IOreCaS agetcCOter uzet 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
UNIT 4 
PROGRAMMING THE BASIC COMPUTER 
 
 
 
4.1  sarcezO Saz1ua1O 
4.2  sNNwo&A iAEt1fE1wi
4.3  sNNwo&Aw)i
4.3.1 ,D)NlirENNi
4.3.2 "w(vtCirENNi
4.4  -)v1)EooDt1is)DlmowlD(iEtCi$v1D(ivrw)ElDvtNi
4.5  suSteoSerateNz lgN1gaC 
4.5.1 (vf&Aw!-)w(DNDvtisCCDlDvti
4.5.2 $v1D(ivrw)ElDvtNi
4.5.3 "mDdlivrw)ElDvtNi
i
i
4.1 Machine Language 
i
bvi+)DlwiEir)v1)Eoidv)iEi(vorflw)i+witwwCilviNrw(Dd QiCD)w(lA iv)iDtCD)w(lA QiEiNwGfwt(wi
Nm  CarcezO  ezptgurteNzp3  sarcezO  ezptgurteNzp  ezpeIwi lmwi (vorflw)i dv)oi Ei &DtE) i
rEllw)tQi +mD(mi DNi CDddD(fAli lvi ftCw)NlEtCi EtCi oEtDrfAElw%i bmwi DtNl)f(lDvti Nwli vdi lmwi
&END(i (vorflw)Qi +mvNwimE)C+E)wi v)1EtD2ElDvti +ENi wjrAv)wCi wE)ADw)i fNwCi lvi r)v1)Eoi Ei
(vorflw)%ibmwi;@iDtNl)f(lDvtNivdilmwi&END(i(vorflw)iE)wiDtibE&Awi;%@ilvir)v)DCwiEtiwEN i
)wdw)wt(widv)ilmwir)v1)EooDt1iwjEorAwNilmElidvAAv+%i
i
bE&Awi;%@9ievorflw)i7tNl)f(lDvtNi
" o&vAi *wjECw(DoEAi(vCwi (wN()DrlDvti
Ad6  – Ng x  Ad6 s tN A: 
A66  w Ng X  AII s tN A:n ragg2 tN L 
M6A  G Ng A  MNaI A: mgNC s 
T.A  K Ng P  TtNgO A: ez s 
 .ni =iv)iei  )Et(mift(vtCDlDvtEAA ilvioi
 "si @iv)i(i "E)wi)wlf)tiECC)wNNiDtioiEtCi&)Et(milvio +1i
YT0  ” Ng L  YzrgOCOzt s azI pFeo em (OgN 
e$si ABCCi eAwE)isei
e$ki A=CCi eAwE)iki
:sA  vG––  :NCoSOCOzt A: 
:sL  vw––  :NCoSOCOzt L 
e73i ACBCi eD)(fAElwi)D1mlikiEtCisei
e7$i AC=Ci eD)(fAElwiAwdlikiEtCisei
7nei AC;Ci 7t()wowtlisei

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
TlA  v–w–  TFeo em A: ep oNpete-O 
TdA  v––x  TFeo em A: ep zO1ate-O 
T0A  v––“  TFeo em A: ep (OgN 
T0L  v––G  TFeo em L ep (OgN 
7M.  v––w  7aSt rNCoutOg 
Ydl  8x––  Yzout ezmNgCateNz azI rSOag mSa1 
fV.  8“––  futout ezmNgCateNz azI rSOag mSa1 
T?Y  8G––  TFeo em ezout mSa1 ep Nz 
T?f  8w––  TFeo em Nutout mSa1 ep Nz 
Yfd  8–x–  .ugz eztOgguot Nz 
Yf8  8–“–  .ugz eztOgguot Nmm 
 
A ogN1gaC ep a Sept Nm ezptgurteNzp tN tOSS tcO rNCoutOg tN IN zOOIOI ogNrOppez1 Nz tcO 
Iata3  5O  raz  ygetO  a  ogN1gaC  mNg  a  rNCoutOg  ez  -ageNup  t2oOp  Nm  ogN1gaCCez1 
Saz1ua1Opn 4ut tcep ogN1gaC raz 4O OBOrutOI 42 tcO rNCoutOg NzS2 ycOz et ep ez 4ezag2 
mNgC3 Ym et ep ygettOz ez pNCO NtcOg Saz1ua1O et cap tN 4O tgazpSatOI tN tcO 4ezag2 mNgC pN 
tcat et raz 4O OBOrutOI 42 tcO rNCoutOg3 
 
A p2C4NSer ezptgurteNz azI etp 4ezag2 O/ue-aSOzt cap a NzORtNRNzO gOSateNzpceo 4OtyOOz 
tcOC3 Az appOC4S2 Saz1ua1O raz 4O tcNu1ct Nm a CarcezO SO-OS Saz1ua1O ygetez1 w” 4etp 
mNg Oarc ezptgurteNz3 POraupO tcOgO agO pO-OgaS Ie1etpn et 4OrNCOp tOIeNup3 P2 ygetez1 tcO 
O/ue-aSOzt cOBaIOreCaS rNIOn yO raz gOIurO tN mNug Ie1etp3 5O raz 1N NzO ptOo mugtcOg 
azI  gOoSarO  Oarc  cOBaIOreCaS  aIIgOpp  42  a  p2C4NSer aIIgOpp  azI  Oarc  cOBaIOreCaS 
NoOzOI 42 a IOreCaS NoOgazI3 5O mezI et rNz-OzeOzt 4OraupOn yO 1OzOgaSS2 IN zNt FzNy 
OBartS2 tcO zuCOger COCNg2 SNrateNz Nm NoOgazIp at tcO teCO Nm ygetez1 a ogN1gaC3 Ap 
yO FzNy tcat tcOgO ep a pOt Nm guSOp mNg a ogN1gaCCez1 Saz1ua1On yO Cupt rNzmNgC yetc 
aSS mNgCat azI guSOp Nm tcO Saz1ua1O em yO yazt Nug ogN1gaCp tN 4O tgazpSatOI rNggOrtS23 
A SezO Nm rNIO ep tcO muzIaCOztaS uzet Nm az appOC4S2 Saz1ua1O ogN1gaC3  
 
.a4SO G3”b Pezag2 lgN1gaC tN AII .yN duC4Ogp 
MNrateNz    YzptgurteNz :NIO 
–  ––w–  ––––  ––––  –w–– 
w  –––w  ––––  ––––  –w–w 
w–  ––ww  ––––  ––––  –ww– 
ww  –www  ––––  ––––  –––w 
w––  ––––  ––––  –w–w  ––ww 
w–w  wwww  wwww  www–  w––w 
ww–  ––––  ––––  ––––  –––– 
 
 
4.2 Assembly Language 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
utg +pg 1vn+g  yo g og smnEmoiievEg hovEdoEpg etg MprevpMg CPg og tp g nrg mdhptOg Rrg dtpmtg +ov g
 ypemgsmnEmoitg ngCpg movtho pMg:nmmp: hPg ypPgidt g:nvrnmig ngohhgrnmio tgovMgmdhptgnrg
 ypghovEdoEpOgfTpmPgMeEe ohg:nisd pmgyotge tgn+vgtpsomo pgottpiChPghovEdoEpOgxypgmdhptg
rnmg+me evEgottpiChPghovEdoEpgsmnEmoitgompgoToehoChpgrmnig ypg:nisd pmgiovdro: dmpmg
evg ypgrnmignrgMn:dipv tgovMgiovdohtOg
g
ug hevpgnrg:nMpgetg ypgrdvMoipv ohg dve gnrgovg ottpiChPg hovEdoEpgsmnEmoiOgxypgtsp:ere:g
hovEdoEpgetgMprevpMgCPgogEmndsgnrgmdhptOgxyetgEmndsgMpt:meCptg ypgtPiCnhtg yo g:ovgCpg
dtpMOgR gohtng phhtgyn+goghevpgnrg:nMpg:ovgCpgioMpgrmnig ypiOg.pg+ehhgvn+gEeTpg ypgmdhptg
 ng+me pgottpiChPghovEdoEpgsmnEmoitgrnmg ypgCote:g:nisd pmOg
Rules for the Assembly Language 
ug hevpg nrg :nMpg nrg ovg ottpiChPg hovEdoEpg smnEmoig etg MeTeMpMg evg  ymppg :nhdivtg :ohhpMg
rephMtOgxypgrephMtgMpt:meCpg ypgrnhhn+evEgevrnmio envOg
:Ogg xypghoCph9gioPgCpgpis Pgnmge gioPgtsp:erPgogtPiCnhe:goMMmpttOg
;Ogg xypgevt md: env9gtsp:ereptgogio:yevpgevt md: envgnmgogstpdMnkevt md: envOg
<Ogg xypg:niipv 9gioPgCpgpis Pgnmge gioPgev:hdMpgog:niipv Og
g
ugtPiCnhe:goMMmpttgyotgnvpcg +ncgnmg ymppgohsyovdipme:g:yomo: pmtOgNd ge g:ovvn gyoTpg
inmpg yovg ymppgohsyovdipme:g:yomo: pmtOgxypgremt g:yomo: pmgetgovgohsyoCp Kg ypgvpA g
 +ng ioPg Cpg ohsyoCp tg nmg vdipme:g MeEe tOg .pg :ovg :ynntpg  ypg tPiCnhtg omCe momehPOg ug
tPiCnhe:g oMMmpttg evg  ypg hoCphg rephMg etg  pmievo pMg CPg og :niiog  ng io1pg e g og hoCphOg xypg
evt md: envgrephMgtsp:ereptgnvpgnrg ypgrnhhn+evEge pit9g
:Oggg ugipinmPkmprpmpv:pgevt md: envg/SLR0g
;Oggg ugmpEet pmkmprpmpv:pg/eOpOgevsd knd sd gevt md: env0g/vnvkSLR0g
<Oggg ugstpdMnkevt md: envg+e ygnmg+e ynd govgnspmovMg
g
ug ipinmPkmprpmpv:pg evt md: envg n::dseptg  +ng nmg  ymppg tPiCnhtOg xyptpg tPiCnhtg ompg
tpsomo pMgCPgtso:ptOgxypgremt gidt gCpgog ymppkhp  pmgtPiCnhgMprevevEgovgSLRgnspmo envg
:nMpOgxypgtp:nvMgnvpgetgogtPiCnhe:goMMmpttOgxypg yemMgtPiCnhcg+ye:ygetgns envohcgetg ypg
hp  pmg ROg R g etg og Memp: g oMMmpttg evt md: envcg erg Rgetg iettevEg n ypm+etpg e g etg ovg evMemp: g
oMMmpttgevt md: envOg
g
ugvnvkSLRgetgovgevt md: envg yo gMnptgvn gyoTpgovgoMMmpttgsom OgugvnvkSLRgetgrndvMgevg
 ypgevt md: envgrephMgnrgogsmnEmoigCPgovPgnvpgnrg ypg ymppkhp  pmgtPiCnhtgrnmg ypgmpEet pmk
mprpmpv:pgovMgevsd knd sd gevt md: envtOg
xypgrnhhn+evEgetgovgehhdt mo envgnrg ypgtPiCnhtg yo gioPgCpgsho:pMgevg ypgevt md: envgrephMg
nrgogsmnEmoiOg
g
aIugggggggggg vnvkSLRg
u//gw-Lgg Memp: goMMmpttgSLRg
u//g-xLgRg evMemp: goMMmpttgSLRg
g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
xypgremt g ymppkhp  pmgtPiCnhgevgpo:yghevpgidt gCpgnvpgnrg ypgevt md: envgtPiCnhtgnrg ypg
:nisd pmOg g ug ipinmPkmprpmpv:pg evt md: envcg td:yg otgS.Icg idt g Cpg rnhhn+pMg CPg og
tPiCnhe:goMMmpttOgxypghp  pmgRgioPgnmgioPgvn gCpgsmptpv Og
g
xypg ipinmPg hn:o envg nrg ovg nspmovMg etg Mp pmievpMg CPgog tPiCnhe:g oMMmpttg evg  ypg
evt md: envg rephMOg xyetg hn:o envg etg ipv envpMg tnip+ypmpg evg  ypg smnEmoig CPg osspomevEg
oEoevg otg og hoCphg evg  ypg remt g :nhdivOg Rrg +pg +ov g  ng  movtho pg smnEmoig rmnig ottpiChPg
hovEdoEpg  ng og io:yevpg hovEdoEpcg po:yg tPiCnhe:g oMMmpttg  yo g etg ipv envpMg evg  ypg
evt md: envgrephMgidt gn::dmgoEoevgevg ypghoCphgrephMOg
g
ugstpdMnkevt md: envgetgovgevt md: envg ng ypgottpiChpmgEeTevEgevrnmio envgoCnd gtnipg
syotpgnrg ypg movtho envg/e getgvn gogio:yevpgevt md: env0Og,ndmgstpdMnkevt md: envtg yo g
ompgmp:nEve2pMgCPg ypgottpiChpmgompghet pMgevg xoChpg;OAOgxypgottpiChpmg etgevrnmipMg CPg
 ypgnmeEevg/wL-0gstpdMnkevt md: envg yo g ypgevt md: envgnmgnspmovMgevg ypgrnhhn+evEghevpg
etg ngCpgsho:pMgevgogipinmPghn:o envgtsp:erepMgCPg ypgvdiCpmgvpA g ngwL-Ogg
g
xoChpg;OA9g/preve envgnrg-tpdMnkevt md: envtg
DPiCnhg Rvrnmio envgrnmg ypguttpiChpmg
wL-gbg zpAoMp:eiohg vdiCpmg bg etg  ypg ipinmPg hn:o envg r nmg  ypg evt md: envg
nmgnspmovMghet pMgevg ypgrnhhn+evEghevpg
fb/g /pvn ptg ypgpvMgnrgtPiCnhe:gsmnEmoig
/fagbg DeEvpMgMp:eiohgvdiCpmgbg ngCpg:nvTpm pMg ngCe vomPg
zfTgbg zpAoMp:eiohgvdiCpmgbg ngCpg:nvTpm pMg ngCevom Pg
g
xng evrnmig  ypg ottpiChpmg  yo g  ypg smnEmoig etg  pmievo pMg  ypg fb/g tPiCnhg etg sho:pMg o g
 ypgpvMgnrg ypgsmnEmoiOgxypgmoMeAgetgEeTpvgCPg ypgn ypmg +ngstpdMnkevt md: envtOgxypPg
ohtngMpt:meCpg ypgnspmovMgovMg phhg ypgottpiChpmgyn+g ng:nvTpm g ypghet pMgvdiCpmg ngog
CevomPgnvpOg
g
.pg mptpmTpg  ypg  yemMg rephMg evg og smnEmoig rnmg :niipv tOg ug hevpg nrg :nMpg ioPg nmg ioPg vn g
yoTpg og :niipv Og Nd g erg  ypmpg etg og :niipv cg e g idt gCpg smp:pMpMg CPg og thotyg rnmg  ypg
ottpiChpmg  ng mp:nEve2pg  ypg CpEevvevEg nrg og :niipv g rephMOg aniipv tg ompg dtprdhg rnmg
pAshoevevEg  ypg smnEmoig ovMg ompg yphsrdhg evg dvMpmt ovMevEg  ypg t pskCPkt psg smn:pMdmpg
 o1pvg CPg  ypg smnEmoiOg aniipv tg ompg dtpMg rnmg pAshovo envg ovMg ompg vn g ompg vpEhp: pMg
MdmevEg ypgCevomPg movtho envgsmn:pttOg
 
An Example  
g
xypgsmnEmoignrgxoChpg;OBgetgovgpAoishpgnrgovgottpiChPghovEdoEpgsmnEmoiOgxypgremt ghevpg
yotg ypgstpdMngevt md: envgwL-g ngMprevpg ypgnmeEevgnrg ypgsmnEmoigo gipinmPghn:o envg
(100)
16Og
xypg vpA g teAg hevptg Mprevpg io:yevpg evt md: envtcg ovMg  ypg hot g rndmg yoTpg stpdMnk
evt md: envtOgxymppgtPiCnhe:goMMmpttptgyoTpgCppvgdtpMgovMgpo:ygetghet pMgevg:nhdivg:g
otgoghoCphgovMgevg:nhdivg;gotgovgoMMmpttgnrgogipinmPkmprpmpv:pgevt md: envOgxymppgnrg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 ypg stpdMnkevt md: envtg tsp:erPg nspmovMtcg ovMg  ypg hot g nvpg teEvereptg  ypg fb/g nrg  ypg
smnEmoiOg
g
.ypvg ypg smnEmoig etg:nvTpm pMgev ng ypgCevomPg :nMpgovMgpAp:d pMgCPg ypg:nisd pmg e g
spmrnmigogtdC mo: envgCp +ppvg +ngvdiCpmtOg.pg:ovgs pmrnmigtdC mo: envgnspmo envgCPg
oMMevEg  ypg ievdpvMg  ng  ypg ;Otg :nishpipv g nrg  ypg tdC moypvMOg .pg 1vn+g  yo g
tdC moypvMg etg og vpEo eTpg vdiCpmcg +pg :nvTpm g e g ev ng og CevomPg vdiCpmg otg teEvpMg ;Otg
:nishpipv g mpsmptpv o envg Cp:odtpg +pg Me: o pg  yo g ohhg vpEo eTptg vdiCpmtg Cpg evg  ypemg
;Otg :nishpipv g rnmiOg xydtcg 3g ;<g :nvTpm tg  ng H;<g ovMg  ypg Merrpmpv:pg etg B<Hg /;Otg
:nishpipv gnrg3;<0gIgB<H;<I:C>Og
xoChpg;OB9gIovEdoEpg-mnEmoig ngDdC mo: gx+ngbdiCpmtg
g
 
4.3 Assembler 
 
uvg ottpiChpmg etg og smnEmoig  yo g  o1ptg otg evsd g og tPiCnhe:g hovEdoEpg smnEmoig ovMg
smnMd:ptg otg nd sd g e tg CevomPg io:yevpg hovEdoEpg pGdeTohpv Og xypg evsd g etg :ohhpMg  ypg
tndm:pg smnEmoig ovMg  ypg mptdh evEg CevomPg smnEmoig etg:ohhpMg  ypg nCEp: g smnEmoiOg xypg
ottpiChpmgetgogsmnEmoig yo gnspmo ptgnvg:yomo: pmgt mevEtgovMgsmnMd:ptgovgpGdeTohpv g
CevomPgev pmsmp o envOg
 
Memory Representation of Symbolic Program 
xypgtPiCnhe:gsmnEmoigidt gCpgt nmpMgevgipinmPcgCprnmpgt om evEg ypgottpiChPgsmn:pttOg
xypgdtpmg+me ptg ypgtPiCnhe:gsmnEmoignvgog:nisd pmOgxyetgtPiCnhe:gsmnEmoigetg o1pvg
ev ngipinmPg+e yg ypgyphsgnrgoghnoMpmgsmnEmoiOgDev:pg ypgsmnEmoig:nvtet tgnrgtPiCnhtcg
e tgmpsmptpv o envgevgipinmPgidt gdtpgovgohsyovdipm e:g:yomo: pmg:nMpOg.tdohhPgpo:yg
:yomo: pmgetgmpsmptpv pMgCPgovgBkCe g:nMpcgevg ypgCote:g:nisd pmOgxypgyeEyknmMpmgCe getg
oh+oPtgCgovMg ypgn ypmgtpTpvgCe tgompgotgMpt:meCpMgCPguDaRRg:nMpOgxoChpg;O:CgEeTptg ypg
ypAoMp:eiohg pGdeTohpv g nrg  ypg :yomo: pmg tp Og fo:yg :yomo: pmg etg EeTpvg  +ng ypAoMp:eiohg
MeEe tOgDngpo:yg:yomo: pmg:ovgCpgpotehPg:nvTpm pMg ng ypemgpGdeTohpv gBkCe g:nMpOgxypghot g
pv mPgevg ypg oChpgMnptgvn gsmev gog:yomo: pmcge ghnn1tgor pmg ypgsyPte:ohginTpipv gnrg ypg
:dmtnmgevg ypg pmievohOg.ypvg ypgmp dmvg1pPgetgMpsmpttpMcg ypg:nMpgrnmgaLgetgsmnMd:pMOg
xypmprnmpgR:ommeoEpRgetgEnptg nge tgeve eohgsnte envgovMg+pg:ovgt om g PsevEgogvp+ghevpOgg
g
.pg t nmpg og hevpg nrg :nMpg evg :nvtp:d eTpg ipinmPg hn:o envtOg x+ng :yomo: pmtg evg po:yg
hn:o envOg Dev:pg og ipinmPg +nmMg yotg og :oso:e Pg nrg :>gCe tg +pg :ovg t nmpg  +ng :yomo: pmtg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ptNgOI ez Oarc yNgI3 A rNCCa IOSeCetp a Sa4OS p2C4NS3 dNy yO pOO cNy tcO NoOgateNz 
rNIO  azI  aIIgOppOp  agO  tOgCezatOI3  .cO2  agO  tOgCezatOI  yetc  a  poarO  azI  tcO  OzI  Nm 
tcO SezO ep gOrN1ze(OI 42 tcO :U rNIO3 8Ng OBaCoSOn tcO mNSSNyez1 SezO Ng rNIOb lMKn M6A 
TVP  Y  ep  ptNgOI  ez  pO-Oz  rNzpOrute-O  COCNg2  SNrateNzpn  ap  pcNyz  ez  .a4SO  G3ww3  .cO 
Sa4OS  lMK  NrruoeOp  tyN  yNgIp  azI  ep  tOgCezatOI  42  tcO  rNIO  mNg  rNCCa  9G:E3  .cO 
ezptgurteNz  meOSI  ez  tcO  SezO  Nm  rNIO  Ca2  ca-O  NzO Ng  CNgO  p2C4NSp3  Larc  p2C4NS  ep 
tOgCezatOI 42 tcO rNIO mNg poarO 9G–E OBrOot mNg tcO Sapt p2C4NSn ycerc ep tOgCezatOI 42 
tcO  rNIO  Nm  raggea1O  gOtugz  9–6E3  Ym  tcO  SezO  Nm  rNIO  cap  a  rNCCOztn  tcO  appOC4SOg 
gOrN1ze(Op et 42 tcO rNIO mNg a pSapc 9G8E3 .cO appOC4SOg zO1SOrtp aSS rcagartOgp ez tcO 
rNCCOzt  meOSI  azI  FOOop  rcOrFez1  mNg  a  :U  rNIO3  5cOz  tcep  rNIO  ep  OzrNuztOgOIn  et 
gOoSarOp tcO poarO rNIO amtOg tcO Sapt p2C4NS ez tcO SezO Nm rNIO3 
 
 
 
 
 
 
.a4SO G3w–b 7OBaIOreCaS :cagartOg :NIO 
 
.a4SO G3wwb :NCoutOg UOogOpOztateNz Nm tcO SezO Nm rNIOb lMKn M6A TVP Y 
 
.cO upOgOp p2C4NSer Saz1ua1O ogN1gaC ez AT:YY ep ezout mNg tcO appOC4SOg ogN1gaC3 .cO 
appOC4SOg prazp tcep ezout tyerO tN ogNIurO tcO O/ue-aSOzt 4ezag2 ogN1gaC3 .cO 4ezag2 
ogN1gaC  rNzptetutOp  tcO  Nutout  1OzOgatOI  42  tcO  appOC4SOg3  5O  yeSS  zNy  IOprge4O 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
CmeprhPg ypgioEnmg ot1tg yo gidt gCpgspmrnmipMgCPg ypgottpiChpmgMdmevEg ypg movtho envg
smn:pttOg
 
4.3.1 First Pass 
 
fv empgtPiCnhe:gsmnEmoigetgt:ovvpMgCPgog +nksottgottpiChpmg +e:pOgur pmg ypgremt gsottcg
e gEpvpmo ptgog oChpg yo g:nmmpho ptgohhgdtpmkMprevpMgtPiCnhtg+e yg ypemgpGdeTohpv gTohdpg
evgCevomPOgxypgCevomPg movtho envgetgMnvpgMdmevEg ypgtp:nvMgsottOgxng1ppsg mo:1gnrg ypg
hn:o envg nrg evt md: envtcg  ypg ottpiChpmg dtptg og ipinmPg +nmMg :ohhpMg og hn:o envg :ndv pmg
/oCCmpTeo pMgIa0Ogxypg:nv pv gnrgIagt nmptg ypgTohdpgnrg ypgipinmPghn:o envgotteEvpMg ng
 ypg evt md: envg nmg nspmovMg smptpv hPg CpevEg smn:pttpMOg xypg wL-g stpdMnkevt md: envg
eve eohe2ptg ypghn:o envg:ndv pmg ng ypgTohdpgnrg ypgremt ghn:o envOgDev:pgevt md: envtgompg
t nmpMg evg tpGdpv eohg hn:o envtcg  ypg :nv pv g nrg Iag etg ev:mpipv pMg CPg :g or pmg smn:pttevEg
po:yg hevpg nrg :nMpOg xng oTneMg oiCeEde Pg evg :otpg wL-g etg iettevEcg  ypg ottpiChpmg tp tg  ypg
hn:o envg:ndv pmg ngCgeve eohhPOg
g
,eEdmpg;O?9g,hn+:yom grnmgremt gsottgnrgottpiChpmg
g
xypg rhn+:yom g nrg ,eEOg ;O?g Mpt:meCptg  ypg  ot1tg spmrnmipMg CPg  ypg ottpiChpmg MdmevEg  ypg
remt gsottOgIagetgeve eohhPgtp g ngCOgughevpgnrgtPiCnhe:g:nMpgetgovohP2pMg ngMp pmievpgerge g
yotgoghoCphg/CPg ypgsmptpv:pgnrgog:niio0OgRrg ypghevpgnrg:nMpgyotgvnghoCphcg ypgottpiChpmg
:yp:1tg ypgtPiCnhgevg ypgevt md: envgrephMOgRrge g:nv oevtgovgwL-gstpdMnkevt md: envcg ypg
ottpiChpmgtp tgIag ng ypgvdiCpmg yo grnhhn+tgwL-govMgEnptgCo:1g ngsmn:pttg ypgvpA g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
hevpOgRrg ypghevpgyotgovgfb/gstpdMnkevt md: envcg ypgottpiChpmg pmievo ptg ypgremt gsottg
ovMg Enptg  ng  ypg tp:nvMg sottOg /bn pg  yo g og hevpg +e yg wL-g nmg fb/g tyndhMg vn g yoTpg og
hoCphO0g Rrg  ypg hevpg nrg :nMpg :nv oevtg og hoCphcg e g etg t nmpMg evg  ypg oMMmpttg tPiCnhg  oChpg
 nEp ypmg +e yg e tg CevomPg pGdeTohpv g vdiCpmg tsp:erepMg CPg  ypg :nv pv g nrg IaOg bn yevEg
t nmpMgevg ypg oChpgergvnghoCphgetgpv:ndv pmpMOgIagetg ypvgev:mpipv pMgCPg:govMgogvp+g
hevpgnrg:nMpgetgsmn:pttpMOg
g
xypgottpiChpmgEpvpmo ptg ypgoMMmpttgtPiCnhg oChpghet pMgevgxoChpg;O:;cgrnmg ypgsmnEmoig
 ngxoChpg;OBOg.pgt nmpgpo:yghoCphgtPiCnhgevg +ngipinmPghn:o envtgovMg pmievo pge gCPgog
:niioOgRrg ypghoCphg:nv oevtghpttg yovg ymppg:yomo: pmtcg ypgipinmPghn:o envtgompgrehhpMg
+e yg ypg:nMpgrnmgtso:pOgxypgTohdpgrndvMgevgIag+yehpg ypghevpg+otgsmn:pttpMgetgt nmpMgevg
 ypgvpA gtpGdpv eohgipinmPghn:o envOgxypgsmnEmoigyotg ymppgtPiCnhe:goMMmpttpt9gSRbcg
D.NcgovMg/R,OgxyptpgtPiCnhtgmpsmptpv g:;kCe goMMmpttptgpGdeTohpv g ngypAoMp:eiohg:C>g
:CAgovMg:CBcgmptsp: eTphPOgxypgoMMmpttgtPiCnhg oChpgn::dseptg ymppg+nmMtgrnmgpo:yghoCphg
tPiCnhg pv:ndv pmpMg ovMg :nvt e d ptg  ypg nd sd g Mo og yo g  ypg ottpiChpmg Epvpmo ptg
MdmevEg ypgremt gsottOg
g
g
xoChpg;O:;g
g
gggggggggggggggggggggggggg[g/Ia0gMpteEvo ptg:nv pv gnrghn:o envg:ndv pmOg
 
 
4.3.2 Second Pass 
g
.e yg  ypg yphsg nrg  oChpkhnn1dsg smn:pMdmptcg io:yevpg evt md: envtg ompg  movtho pMg MdmevEg
 ypgtp:nvMgsottOgug o1pkhnn1dsgsmn:pMdmpgetgogtpom:ygnrg oChpgpv meptg ngrevMg+yp ypmgog
tsp:ere:g e pig io :yptg nvpg nrg  ypg e pitg t nmpMg evg  ypg  oChpOg xypg ottpiChpmg dtptg rndmg
 oChptOguvPgtPiCnhg yo getgpv:ndv pmpMgevg ypgsmnEmoigidt gCpgoToehoChpgotgovgpv mPgevg
nvpg nrg  yptpg  oChptKg n ypm+etpcg  ypg tPiCnhg :ovvn g Cpg ev pmsmp pMOg .pg otteEvg  ypg
rnhhn+evEgvoiptg ng ypgrndmg oChpt9g
:Oggg -tpdMnkevt md: envg oChpOg
;Oggg SLRg oChpOg
<Ogg bnvkSLRg oChpOg
=Ogg uMMmpttgtPiCnhg oChpOg
g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO  opOuINRezptgurteNz  ta4SO  cap  tcO  mNug  p2C4NSp  fUhn  Ld6n  6L:n  azI  7LT3  Larc 
p2C4NS  gOmOgp  tcO  appOC4SOg  tN  a  pu4gNutezO  tcat  ogNrOppOp  tcO  opOuINRezptgurteNz 
ycOz OzrNuztOgOI ez tcO ogN1gaC3 .cO sUY ta4SO cap tcO pO-Oz p2C4NSp Nm tcO COCNg2R
gOmOgOzrO ezptgurteNzp azI tcOeg KR4et NoOgateNz rNIO O/ue-aSOzt3 .cO zNzRsUY ta4SO cap 
tcO p2C4NSp mNg tcO wx gO1eptOgRgOmOgOzrO azI ezoutRNutout ezptgurteNzp azI tcOeg w”R4et 
4ezag2 rNIO O/ue-aSOzt3 Yz tcO megpt oapp tcO aIIgOpp p2C4NS ta4SO ep rgOatOI3 Yz NgIOg tN 
IOtOgCezO etp 4ezag2 -aSuOn tcO appOC4SOg pOagrcOp tcOpO ta4SOp tN mezI tcO p2C4NS tcat 
et ep ruggOztS2 ogNrOppez13 .cO tapFp oOgmNgCOI 42 tcO appOC4SOg Iugez1 tcO pOrNzI oapp 
agO IOprge4OI ez tcO mSNyrcagt Nm 8e13 G3w–3 M: ep ezeteaSS2 pOt tN –3 MezOp Nm rNIO agO tcOz 
azaS2(OI NzO at a teCO3 Ma4OSp agO zO1SOrtOI Iugez1 tcO pOrNzI oappn pN tcO appOC4SOg 
1NOp  eCCOIeatOS2  tN  tcO  ezptgurteNz  meOSI  azI  ogNrOOIp  tN  rcOrF  tcO  megpt  p2C4NS 
OzrNuztOgOI3 Yt megpt rcOrFp tcO opOuINRezptgurteNz ta4SO3 A Catrc yetc fUh pOzIp tcO 
appOC4SOg  tN  a  pu4gNutezO  tcat  pOtp  M:  tN  az  ezeteaS  -aSuO3  A  Catrc  yetc  Ld6 
tOgCezatOp  tcO  tgazpSateNz  ogNrOpp3  Az  NoOgazI  ep  oSarOI  ez  tcO  COCNg2  SNrateNz 
poOremeOI 42 tcO rNztOzt Nm M:3 .cO SNrateNz rNuztOg ep tcOz ezrgOCOztOI 42 w azI tcO 
appOC4SOg rNztezuOp tN azaS2(O tcO zOBt SezO Nm rNIO3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO G3w–b 8SNrcagt mNg pOrNzI oapp Nm appOC4SOg 
 
Ym tcO p2C4NS N4taezOI ep zNt a opOuINRezptgurteNzn tcO appOC4SOg 1NOp tN tcO sUY ta4SO3 
.cO  appOC4SOg  gOmOgp  tN  tcO  zNzRsUY  ta4SO  em  tcO  p2C4NS  ep  zNt  mNuzI  ez  sLY  ta4SO3  A 
p2C4NS mNuzI ez tcO zNzRsUY ta4SO rNggOpoNzIp tN a gO1eptOg gOmOgOzrO Ng ezoutRNutout 
ezptgurteNz3  .cO  appOC4SOg  ptNgOp  tcO  w”R4et  ezptgurteNz  rNIO  eztN  tcO  COCNg2  yNgI 
IOpe1zatOI 42 M:3 .cO SNrateNz rNuztOg ep ezrgOCOztOI azI a zOy SezO azaS2(OI3 
5cOz yO 1Ot a p2C4NS ez tcO sUY ta4SOn tcO appOC4SOg OBtgartp etp O/ue-aSOzt KR4et rNIO 
azI  ezpOgtp  et  ez  4etp  G  tcgNu1c  “  Nm  a  yNgI3  A  COCNg2  gOmOgOzrO  ezptgurteNz  ep 
IOpe1zatOI 42 tyN Ng tcgOO p2C4NSp3 .cO pOrNzI p2C4NS ep a p2C4NSer aIIgOpp azI tcO 
tcegIn ycerc Ca2 Ng Ca2 zNt 4O ogOpOztn ep tcO SOttOg Y3 P2 pOagrcez1 tcO aIIgOpp p2C4NS 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
kMHyIekUIea1pHtygneMDD/Iaaegaento5I/kIDekteHgoM/1beRUIeig/akeHgketiekUIegoak/dnkgtoegaeaIke
kteCet/e:OeDIsIoDgoletoeEUIkUI/ekUIeyIkkI/ehegaeMHaIoket/es/IaIokbeRUIekU/IIesM/kaetiekUIe
HgoM/1egoak/dnkgtoentDIeM/IeMaaIpHyIDeMoDekUIoeakt/IDegoekUIepIpt/1eytnMkgtoeasIngigIDe
H1ekUIentokIoketiefcbeRUIeytnMkgtoentdokI/egaegon/IpIokIDeMoDekUIeMaaIpHyI/entokgodIae
ktes/tnIaaekUIeoIukeygoIbe
e
Poegpst/kMokeEtHetiekUIeMaaIpHyI/egaektenUInTeit/estaagHyIeI//t/abe-IenMoenMyyegkevI//t/e
DgMlotakgnawbe 0oIe IuMpsyIe tie adnUe Moe I//t/e pM1e HIe Moe go5MygDe pMnUgoIe ntDIe a1pHtye
EUgnUegaeDIkInkIDeH1egkaeHIgoleMHaIokegoekUIeSxheMoDeoto2SxhekMHyIabeRUIeMaaIpHyI/egae
doMHyIektek/MoayMkIeadnUeMea1pHtyeHInMdaIegkeDtIaeotkeTotEegkaeHgoM/1eIGdg5MyIoke5MydIbe
hoeadnUeMenMaIOekUIeMaaIpHyI/es/gokaeMoeI//t/epIaaMlIektegoit/pekUIes/tl/MppI/ekUMke
Ugaea1pHtygnes/tl/MpeUMaeMoeI//t/eMkeMeasIngigneygoIetientDIbePotkUI/estaagHyIeI//t/epM1e
tnnd/e gie kUIe s/tl/Mpe UMae Me a1pHtygne MDD/Iaae kUMke DgDe otke MssIM/e Myate Mae Me yMHIybe RUIe
MaaIpHyI/e nMootke k/MoayMkIe kUIe ygoIe tie ntDIe s/tsI/y1e HInMdaIe kUIe HgoM/1e IGdg5MyIoke tie
kUIe a1pHtye Egyye otke HIe itdoDe goe kUIe MDD/Iaae a1pHtyekMHyIe lIoI/MkIDe Dd/gole kUIe ig/ake
sMaabe 0kUI/e I//t/ae pM1e tnnd/e MoDe Me s/MnkgnMye MaaIpHyI/e aUtdyDe DIkInke Myye adnUe I//t/ae
MoDes/gokeMoeI//t/epIaaMlIeit/eIMnUbe
 
 
4.4  Programming Arithmetic and Logic Operations 
 
hoe Me yM/lIe a1akIpe kUIe odpHI/e tie goak/dnkgtoae M5MgyMHyIe goe Me ntpsdkI/e pM1e HIe Me iIEe
UdoD/IDet/eMeiIEeDt(IoegoeMeapMyyetoIbeWtpIentpsdkI/aeIuIndkIeMelg5IoetsI/MkgtoeEgkUe
toIepMnUgoIegoak/dnkgtoKeatpIepM1e/IGdg/IepMo1epMnU goIegoak/dnkgtoaektesI/it/pekUIe
aMpIe tsI/Mkgtobe Ft/e IuMpsyIOe ntoagDI/e kUIe itd/e HMagne M/gkUpIkgne tsI/Mkgtoabe WtpIe
ntpsdkI/ae UM5Ie pMnUgoIe goak/dnkgtoae kte MDDOe adHk/MnkOe pdykgsy1Oe MoDe Dg5gDIbe 0kUI/aOe
adnUe Mae kUIe HMagne ntpsdkI/Oe UM5Ie toy1e toIe M/gkUpIkgne goak/dnkgtoOe adnUe Mae P99be Pe
s/tl/MpepdakegpsyIpIoketsI/MkgtoaeotkegonydDIDegoekUIeaIketiepMnUgoIegoak/dnkgtoabe
e
-IeUM5IeaUtEoegoeRMHyIe;bBeMes/tl/Mpeit/eadHk/MnkgolekEteodpHI/abeG/tl/Mpaeit/ekUIe
tkUI/eM/gkUpIkgnetsI/MkgtoaenMoeHIeDI5IytsIDegoeMeagpgyM/eiMaUgtobe
e
hie tsI/Mkgtoae M/Ie gpsyIpIokIDe goe Me ntpsdkI/e EgkUe toIe pMnUgoIe goak/dnkgtoOe kUIoe gke gae
aMgDekteHIegpsyIpIokIDeH1eUM/DEM/Ibe0sI/MkgtoaegpsyIpIokIDeH1eMeaIketiegoak/dnkgtoae
kUMkeit/peMes/tl/MpeM/IeaMgDekteHIegpsyIpIokIDeH1eatikEM/IbeWtpIentpsdkI/aes/t5gDIe
Moe IukIoag5Ie aIke tie UM/DEM/Ie goak/dnkgtoae DIagloIDeate kUMke ntpptoe kMaTae nMoe HIe
sI/it/pIDeIiigngIoky1be0kUI/aentokMgoeMeapMyyI/eaIketieUM/DEM/Iegoak/dnkgtoaeMoDeDIsIoDe
pt/Ie UIM5gy1e toe kUIe atikEM/Ie gpsyIpIokMkgtoe tie pMo1 e tsI/Mkgtoabe 8M/DEM/Ie
gpsyIpIokMkgtoe gae pt/Ie ntaky1e HInMdaIe tiekUIe MDDgkgtoMye ng/ndgkae oIIDIDe kte gpsyIpIoke
kUIe tsI/Mkgtobe WtikEM/Ie gpsyIpIokMkgtoe /Iadykae goe ytole s/tl/Mpae HtkUe goe odpHI/e tie
goak/dnkgtoaeMoDegoeIuIndkgtoekgpIbe
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
4.5 Multiplication Program 
 
5O upO tcO rNz-OzteNzaS COtcNI Nm CuSteoS2ez1  tyN zuC4Ogp tN ygetO tcO ogN1gaC mNg 
CuSteoS2ez1  tyN  zuC4Ogp3  Ap  pcNyz  ez  tcO  OBaCoSO  Nm  8e13  G3wwn  tcO  CuSteoSerateNz 
ogNrOpp rNzpeptp Nm rcOrFez1 tcO 4etp Nm tcO CuSteoSeOg W azI aIIez1 tcO CuSteoSerazI T 
ap Caz2 teCOp ap tcOgO agO wQp ez Wn ogN-eIOI tcat tcO -aSuO Nm T ep pcemtOI SOmt mgNC NzO 
SezO tN tcO zOBt3 TezrO tcO rNCoutOg raz aII NzS2 tyN zuC4Ogp at a teCOn yO gOpOg-O a 
COCNg2 SNrateNzn IOzNtOI 42 ln tN ptNgO eztOgCOIeatO puCp3 .cO eztOgCOIeatO puCp agO 
raSSOI oagteaS ogNIurtp pezrO tcO2 cNSI a oagteaS ogNIurt uzteS aSS zuC4Ogp agO aIIOI3 Ap 
pcNyz  ez  tcO  zuCOgeraS  OBaCoSO  uzIOg  ln  tcO  oagteaS  ogNIurt  ptagtp  yetc  (OgN3  .cO 
CuSteoSerazI T ep aIIOI tN tcO rNztOzt Nm l mNg Oarc 4et Nm tcO CuSteoSeOg W tcat ep w3 .cO 
-aSuO  Nm  T  ep  pcemtOI  SOmt  amtOg  rcOrFez1  Oarc  4et Nm  tcO  CuSteoSeOg3  .cO  mezaS  -aSuO  ez  l 
mNgCp  tcO  ogNIurt3  .cO  OBaCoSO  cap  zuC4Ogp  yetc  mNug  pe1zemerazt  4etp3  5cOz 
CuSteoSeOIn tcO ogNIurt rNztaezp Oe1ct pe1zemerazt 4etp3 .cO rNCoutOg raz upO zuC4Ogp 
yetc Oe1ct pe1zemerazt 4etp tN ogNIurO a ogNIurt  Nm uo tN w”  4etp3 .cO mSNyrcagt Nm 8e13 
G3ww  pcNyp  tcO  ptOoR42RptOo  ogNrOIugO  mNg  ogN1gaCCez1  tcO  CuSteoSerateNz  NoOgateNz3 
.cO ogN1gaC cap a SNNo tcat ep tga-OgpOI Oe1ct teCOpn NzrO mNg Oarc pe1zemerazt 4et Nm tcO 
CuSteoSeOg3  YzeteaSS2n  SNrateNz  T  cNSIp  tcO  CuSteoSerazI  azI  SNrateNz  W  cNSIp  tcO 
CuSteoSeOg3 A rNuztOg :.U ep pOt tN Rx azI SNrateNz l ep rSOagOI tN (OgN3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO G3wwb 8SNyrcagt mNg CuSteoSerateNz ogN1gaC 
 
5O raz rcOrF CuSteoSeOg 4et em et ep tgazpmOggOI tN tcO L gO1eptOg3  5O IN tcep 42 rSOagez1 
Ln SNaIez1 tcO -aSuO Nm W eztN tcO A:n regruSatez1 ge1ct L azI A: azI ptNgez1 tcO pcemtOI 
zuC4Og 4arF eztN SNrateNz W3 .cep 4et ptNgOI ez L ep tcO SNyRNgIOg 4et Nm tcO CuSteoSeOg3 
5O  zNy  rcOrF  tcO  -aSuO  Nm  L3  Ym  et  ep  wn  tcO  CuSteoSerazI  T  ep  aIIOI  tN  tcO  oagteaS 
ogNIurt l3 Ym et ep –n tcO oagteaS ogNIurt INOp zNt rcaz1O3 5O tcOz pcemt tcO -aSuO Nm T 
NzrO  tN  tcO  SOmt  42  SNaIez1  et  eztN  tcO  A:  azI  regruSatez1  SOmt  L  azI  A:3  .cO  SNNo  ep 
OBOrutOI Oe1ct teCOp 42 ezrgOCOztez1 SNrateNz :.U azI rcOrFez1 ycOz et gOarcOp (OgN3 
5cOz tcO rNuztOg gOarcOp (OgNn tcO ogN1gaC OBetp mgNC tcO SNNo yetc tcO ogNIurt ptNgOI 
ez SNrateNz l3 
 
.cO  ogN1gaC  ez  .a4SO  G3w“  1e-Op  tcO  ezptgurteNzp  mNg  CuSteoSerateNz  Nm  tyN  uzpe1zOI 
zuC4Ogp3  .cO  ezeteaSe(ateNz  ep  zNt  SeptOI  4ut  pcNuSI  4O  ezrSuIOI  ycOz  tcO  ogN1gaC  ep 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
hnoMpMg ev ng  ypg :nisd pmOg xypg eve eohe2o envg :nvtet tg nrg CmevEevEg  ypg idh eshe:ovMg ovMg
idh eshepmg ev ng hn:o envtg Tg ovMg Wcg mptsp: eTphPKg eve eohe2evEg  ypg :ndv pmg  ng kBKg ovMg
eve eohe2evEghn:o envg-g ng2pmnOgg
xoChpg;O:=9g-mnEmoig ngSdh eshPgx+ng-nte eTpgbdiCpmtg
g
 
4.5.1 Double-Precision Addition 
 
.ypvg+pgidh eshPg +ng:>kCe gdvteEvpMg vdiCpmtcg ypgmptdh g etgog <;kCe g smnMd: govMg e g
idt gCpgt nmpMgevg +ngipinmPg+nmMtOgugvdiCpmgetgtoeMg ngyoTpgMndChpgsmp:etenvgerge getg
t nmpMgevg +ngipinmPg+nmMtOg.ypvgogsom eohgsmnMd: getg:nisd pMcge getgvp:pttomPg yo gog
MndChpksmp:etenvgvdiCpmgCpgoMMpMg ng ypgtyer pMgidh eshe:ovMcg+ye:ygetgohtngogMndChpk
smp:etenvg vdiCpmOg,nmgEmpo pmgo::dmo:Pcg ypg smnEmoiipmgioPg+etyg ngpishnPg MndChpk
smp:etenvg vdiCpmtg ovMg spmrnmig ome yip e:g +e yg nspmovMtg  yo g n::dsPg  +ng ipinmPg
+nmMtOg.pgvn+gMpTphnsgogsmnEmoig yo goMMtg +ngMndChpksmp:etenvgvdiCpmtOg
g
.pgsho:pgnvpgnrg ypgMndChpksmp:etenvgvdiCpmtgevg +ng:nvtp:d eTpgipinmPghn:o envtcguIg
ovMguzcg+e yguIgynhMevEg ypg:>ghn+knmMpmgCe tOgxypgtp:nvMgvdiCpmgetgsho:pMgevgNIgovMg
NzOgxypgsmnEmoigetghet pMgevgxoChpg;O:@Ogxypg +nghn+knmMpmgsnm envtgompgoMMpMgovMg ypg
:ommPg movtrpmmpMgev ngfOgxypguagetg:hpompMgovMg ypgCe gevgfgetg:em:dho pMgev ng ypghpot g
teEvere:ov gsnte envgnrg ypguaOg
xypg +ngyeEyknmMpmgsnm envtgompg ypvgoMMpMg ng ypg:ommPgovMg ypgMndChpksmp:etenvgtdig
etgt nmpMgevgaIgovMgazOg
g
g
xoChpg;O:@9g-mnEmoig nguMMgx+ng/ndChpk-mp:etenvgbdiCpmtg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
g
 
 
4.5.2 Logic Operations 
 
xngspmrnmighnEe:gnspmo envt9gub/cgaSucgovMgaIucgogCote:g:nisd pmgyotg ymppgio:yevpg
evt md: envtOg xypg I/ug evt md: envg etg :nvteMpmpMg otgog hnEe:g nspmo envg  yo g  movtrpmtg og
hnEe:gnspmovMgev ng ypguaOg.pghet pMg:>gMerrpmpv ghnEe:gnspmo envtgpomhepmcgteiehomhPgohhg:>g
hnEe:gnspmo envtg:ovgCpgeishpipv pMgCPgtnr +ompgipovtgCp:odtpgovPghnEe:grdv: envg:ovg
Cpg eishpipv pMg dtevEg  ypg ub/g ovMg :nishpipv g nspmo envtOg ,nmg pAoishpcg  ypg wLg
nspmo envg etg vn g oToehoChpg otg og io:yevpg evt md: envg evg  ypg Cote:g :nisd pmOg ,mnig
/pSnmEovQtg  ypnmpig +pg mp:nEve2pg  ypg mpho envg Ag Hg PgIg /AQPQ0QOg xypg tp:nvMg pAsmpttenvg
:nv oevtgnvhPgub/govMg:nishpipv gnspmo envtOgugsmnEmoig yo grnmitg ypgwLgnspmo envg
nrg +nghnEe:gnspmovMtgugovMgNgetgotgrnhhn+t9g
g
xypgn ypmghnEe:gnspmo envtg:ovgCpgeishpipv pMgCPgtnr +ompgevgogteiehomgrotyenvOg
 
 
4.5.3 Shift Operations 
 
RvgogCote:g:nisd pmcg ypg:em:dhomktyer gnspmo envtgompgio:yevpgevt md: envtOgxypgn ypmg
ev pmpt evEgtyer tgompg ypghnEe:ohgtyer tgovMgome yip e:gtyer tOg.pg:ovgsmnEmoig yptpg +ng
tyer tg+e ygogtiohhgvdiCpmgnrgevt md: envtOg
xngspmrnmig ypghnEe:ohgtyer gmpGdemptg2pmntgompgoMMpMg ng ypgpA mpipgsnte envtOgxyetg:ovg
CpgpotehPgo::nishetypMg CPg:hpomevEgfgovMg:em:dho evEg ypguagovMgfOgxydtgrnmgoghnEe:ohg
tyer kmeEy gnspmo envg+pgvppMg ypg +ngevt md: envtg
aIfg
aRLg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8Ng a SN1eraS pcemtRSOmt NoOgateNz yO zOOI tcO tyN ezptgurteNzp 
:ML 
:YM 
.cO  agetcCOter  pcemtp  IOoOzI  Nz  tcO  t2oO  Nm  gOogOpOztateNz  Nm  zO1ate-O  zuC4Ogp3  5O 
aINot  tcO  pe1zOIRGQp  rNCoSOCOzt  gOogOpOztateNz  mNg tcO  4aper  rNCoutOg3  8Ng  az 
agetcCOter  ge1ctRpcemt  et  ep  zOrOppag2  tcat  tcO  pe1z  4et  ez  tcO  SOmtCNpt  oNpeteNz  gOCaez 
uzrcaz1OI3  Put  tcO  pe1z  4et  etpOSm  ep  pcemtOI  eztN tcO  ce1cRNgIOg  4et  oNpeteNz  Nm  tcO 
zuC4Og3 .cO ogN1gaC mNg tcO agetcCOter ge1ctRpcemt gO/uegOp tcat yO pOt L tN tcO paCO 
-aSuO ap tcO pe1z 4et azI regruSatO ge1ctn tcupb 
 
et ep zOrOppag2 mNg agetcCOter pcemtRSOmt tcat tcO aIIOI 4et ez tcO SOapt pe1zemerazt oNpeteNz 
4O –3 .cep raz 4O INzO OapeS2 42 rSOagez1 L ogeNg tN tcO regruSatORSOmt NoOgateNz3 .cO pe1z 
4et gOCaezp paCO Iugez1 tcep pcemt3 5etc a regruSatO ezptgurteNzn tcO pe1z 4et CN-Op eztN 
L3 Yt ep tcOz zOrOppag2 tN rNCoagO tcO pe1z 4et yetc tcO -aSuO Nm L amtOg tcO NoOgateNz3 Ym 
tcO tyN -aSuOp agO O/uaSn tcO agetcCOter pcemt cap 4OOz rNggOrtS2 oOgmNgCOI3 Ym tcO2 agO 
zNt  O/uaSn  az  N-OgmSNy  Nrrugp3  Az  N-OgmSNy  pcNyp  tcat  tcO  uzpcemtOI  zuC4Og  yap  tNN 
Sag1O3 5cOz CuSteoSeOI 42 G 942 COazp Nm tcO pcemtEn tcO zuC4Og pN N4taezOI OBrOOIp tcO 
raoaret2 Nm tcO A:3 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 5 
 
CENTRAL PROGRESSING UNIT (CPU) 
 
 
 
5.1 "lE(1iv)1EtD2ElDvti
5.1.1 3w1DNlw)iNlE(1i
5.1.2 sOCNg2 ptarF 
5.1.3 3w)w)NwirvADNmitvlElDvti
5.2 7tNl)f(lDvti,v)oElNi
5.2.1 bm)ww!iECC)wNNi7tNl)f(lDvtNi
5.2.2 b+vi3iECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.3 #tw!iECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.4 4w)v!ECC)wNNiDtNl)f(lDvtNi
5.2.5 37"ei7tNl)f(lDvtNi
5.3 AIIgOppez1 sNIOp 
5.4 3wCf(wCi7tNl)f(lDvti"wlievorflw)i
5.4.1 e7"ei(mE)E(lw)DNlD(Ni
5.4.2 37"ei(mE)E(lw)DNlD(Ni
i
i
5.1 Stack Organization  
 
bmwie-.ivdiovNli(vorflw)Ni(vor)DNwNivdiEiNlE(1iv)iAENl!Dt!dD)Nl!vfli/$7,#0iADNli+mw)wDti
Dtdv)oElDvti DNi Nlv)wCi Dti Nf(mi Ei oEttw)i lmEli lmwi Dlwoi Nlv)wCi AENli DNi lmwi dD)Nli lvi &wi
)wl)Dw)wC%i bmwi vrw)ElDvti vdi Ei NlE(1i (Eti &wi (vorE)wCi lvi Ei NlE(1i vdi l)E N%i bmwi AENli l)E i
rAE(wCivtilvrivdilmwiNlE(1iDNilmwidD)Nlilvi&wilE1wtivdd%i
 
bmwi NlE(1i Dti CD1DlEAi (vorflw)Ni DNi wNNwtlDEAA i Ei owov) i ftDli +Dlmi Eti ECC)wNNi )w1DNlw)i
lmEli(Eti(vftlivtA i/Edlw)iEtiDtDlDEAi)EAfwiDNiAvECwCiDtlviDl0%isi"lE(1i-vDtlw)i/"-0iDNilmwi
)w1DNlw)i+mw)wilmwiECC)wNNidv)ilmwiNlE(1iDNimwACi&w(EfNwiDlNi)EAfwiEA+E NirvDtlNiElilmwi
lvriDlwoiDtilmwiNlE(1%ibmwirm ND(EAi)w1DNlw)NivdiEiNlE(1iE)wiEA+E NiE)EDAE&Awidv)i)wECDt1i
v)i +)DlDt1i ftAD1wi Ei NlE(1i vdi l)E Ni +mw)wi lmwi l)E i DlNwAdi oE i &wi lE1wti vfli v)i DtNw)lwCi
&w(EfNwiDliDNilmwi(vtlwtlivdilmwi+v)CilmEliDNiDtNw)lwCiv)iCwAwlwC%i
i
siNlE(1imENivtA il+vivrw)ElDvtNiD%w%ilmwiDtNw)lDvtiEtCiCwAwlDvtivdiDlwoN%ibmwivrw)ElDvti
DtNw)lDvti DNi (EAAwCi rfNmi /v)i rfNm!Cv+t0i &w(EfNwi Dli(Eti &wi lmvf1mli vdi ENi lmwi )wNfAli vdi
rfNmDt1iEitw+iDlwoivtilvr%ibmwiCwAwlDvtivrw)ElDvtiDNi(EAAwCirvri/v)irvr!fr0i&w(EfNwiDli
(Eti &wi lmvf1mli vdi ENi lmwi )wNfAli vdi )wov)Dt1i vtwi Dlwoi Nvi lmEli lmwi NlE(1i rvrNi fr%i 7ti
E(lfEAQitvlmDt1iDNiwjE(lA irfNmwCiv)irvrrwCiDtiEi(vorflw)iNlE(1%ibmwNwivrw)ElDvtNiE)wi
NDofAElwCi& iDt()wowtlDt1iv)iCw()wowtlDt1ilmwiNlE(1irvDtlw)i)w1DNlw)%i
i
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
5.1.1  Register Stack 

.cOgO  agO  tyN  ya2p  tN  oSarO  a  ptarF3  LetcOg  et  raz 4O  oSarOI  ez  a  oNgteNz  Nm  a  Sag1O 
COCNg2  Ng  et  raz  4O  Ng1aze(OI  ap  a  rNSSOrteNz  Nm  a mezetO  zuC4Og  Nm  COCNg2  yNgIp  Ng 
gO1eptOgp3  .cO  Ng1aze(ateNz  Nm  a  ”“RyNgI  gO1eptOg  ptarF  ep  OBce4etOI  ez  me1ugO  '3K3  A 
4ezag2 zuC4Og ycNpO -aSuO ep O/uaS tN tcO aIIgOpp Nm tcO yNgI tcat ep ruggOztS2 Nz tNo 
Nm  tcO  ptarF  ep  rNztaezOI  42  tcO  ptarF  oNeztOg  gO1eptOg3  .cgOO  etOCp  agO  oSarOI  ez  tcO 
ptarF R An P azI : ez tcat NgIOg3 YtOC : ep Nz tNo Nm tcO ptarF pN tcat tcO rNztOzt Nm Tl 
ep zNy K3 .N gOCN-O tcO tNo etOCn tcO ptarF ep oNooOI 42 gOaIez1 tcO COCNg2 yNgI at 
aIIgOpp K azI IOrgOCOztez1 tcO rNztOzt Nm Tl3 YtOC P ep zNy Nz tNo Nm tcO ptarF pezrO 
Tl cNSIp aIIgOpp G3 .N ezpOgt a zOy etOCn tcO ptarF ep oupcOI 42 ezrgOCOztez1 Tl azI 
ygetez1 a yNgI ez tcO zOBtRce1cOg SNrateNz ez tcO ptarF3 dNtO tcat etOC : cap 4OOz gOaI 
Nut  4ut  zNt  oc2peraSS2  gOCN-OI3  .cep  INOp  zNt  CattOg  4OraupO  ycOz  tcO  ptarF  ep 
oupcOIn a zOy etOC ep ygettOz ez etp oSarO3 

Yz a ”“RyNgI ptarFn tcO ptarF oNeztOg rNztaezp ” 4etp 4OraupO G
>∑
I ”“3 TezrO Tl cap NzS2 
peB  4etpn  et  razzNt  OBrOOI  a  zuC4Og  1gOatOg  tcaz  ”K  9wwwwww  ez  4ezag2E3  5cOz  ”K  ep 
ezrgOCOztOI  42  Sn  tcO  gOpuSt  ep  –  pezrO  wwwwww  ;  w I  w––––––  ez  4ezag2n  4ut  Tl  raz 
arrNCCNIatO NzS2 tcO peB SOapt pe1zemerazt 4etp3 TeCeSagS2n ycOz –––––– ep IOrgOCOztOI 
42 wn tcO gOpuSt ep wwwwww3 .cO wR4et gO1eptOg 8VMM ep pOt tN w ycOz tcO ptarF ep muSSn azI 
tcO NzOR4et gO1eptOg Ls.W ep pOt tN w ycOz tcO ptarF ep OCot2 Nm etOCp3 6U ep tcO Iata 
gO1eptOg tcat cNSIp tcO 4ezag2 Iata tN 4O ygettOz eztN Ng gOaI Nut Nm tcO ptarF3 

YzeteaSS2n Tl ep rSOagOI tN –n Ls.W ep pOt tN wn azI 8VMM ep rSOagOI tN –n pN tcat Tl oNeztp 
tN tcO yNgI at aIIgOpp – azI tcO ptarF ep CagFOI OCot2 azI zNt muSS3 Ym tcO ptarF ep zNt 
muSS 9em 8VMM I –En a zOy etOC ep ezpOgtOI yetc a oupc NoOgateNz3 .cO oupc NoOgateNz ep 
eCoSOCOztOI yetc tcO mNSSNyez1 pO/uOzrO Nm CergNRNoOgateNzpb 
"-∑← Tl ; w  YzrgOCOzt ptarF oNeztOg 
sXTlN ← 6U  5getO etOC Nz tNo Nm tcO ptarF 
Ym 9TlI –E tcOz 98VMM ← SE  :cOrF em ptarF ep muSS 

.cO  ptarF  oNeztOg  ep  ezrgOCOztOI  pN  tcat  et  oNeztp tN  tcO  aIIgOpp  Nm  tcO  zOBtRce1cOg 
yNgI3  .cO  yNgI  mgNC  6U  ep  ezpOgtOI  eztN  tcO  tNo  Nm tcO  ptarF  42  tcO  COCNg2  ygetO 
NoOgateNz3  .cO  sXTlN  IOzNtOp  tcO  COCNg2  yNgI  poOremeOI  42  tcO  aIIgOpp  ogOpOztS2 
a-aeSa4SO ez Tl ycOgOap tcO Tl cNSIp tcO aIIgOpp tcO tNo Nm tcO ptarF3 .cO ptNga1O Nm tcO 
megpt  etOC  ep  INzO  at  aIIgOpp  w  ycOgOap  ap  tcO  Sapt  etOC  ep  ptNgO  at  aIIgOpp  –3  Ym  Tl 
gOarcOp –n tcO ptarF ep muSS Nm etOCpn pN 8VMM ep pOt tN w3 .cep rNzIeteNz ep gOarcOI em tcO 
tNo etOC  ogeNg tN tcO  Sapt oupc yap  ez  SNrateNz  ”K azI amtOg  ezrgOCOztez1  Tln tcO Sapt 
etOC  ep  ptNgOI  ez  SNrateNz  –3  fzrO  az  etOC  ep  ptNgOI  ez  SNrateNz  –n  tcOgO  agO  zN  CNgO 
OCot2  gO1eptOgp  ez  tcO  ptarF3  Ym  az  etOC  ep  ygettOz  ez  tcO  ptarFn  N4-eNupS2  tcO  ptarF 
razzNt 4O OCot2n pN Ls.W ep rSOagOI tN –3 

A zOy etOC ep IOSOtOI mgNC tcO ptarF em tcO ptarF ep zNt OCot2 9em Ls.W ZJ –E3 .cO oNo 
NoOgateNz rNzpeptp Nm tcO mNSSNyez1 pO/uOzrO Nm CergNRNoOgateNzpb 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
6U ← sXTlN  UOaI etOC mgNC tcO tNo Nm ptarF 
"-∑← Tl ) w  6OrgOCOzt ptarF oNeztOg 
Ym 9Tl II –E tcOz 98VMM ← wE  :cOrF em ptarF ep OCot2 
Ls.W ← –   sagF tcO ptarF zNt muSS 

6U3  gOaIp  tcO  tNo  etOC  mgNC  tcO  ptarF3  .cOz  tcO  ptarF  oNeztOg  ep  IOrgOCOztOI3  Ym  etp 
-aSuO attaezp (OgNn tcO ptarF ep OCot2n pN Ls.W ep pOt tN w3 .cep rNzIeteNz ep gOarcOI em 
tcO etOC gOaI yap  ez  SNrateNz  w3 fzrO tcep etOC  ep gOaI Nutn  Tl  ep  IOrgOCOztOI azI  et 
attaez gOarcOp tcO -aSuO –n ycerc ep tcO ezeteaS -aSuO Nm Tl3 dNtO tcat em a oNo NoOgateNz 
gOaIp  tcO  etOC  mgNC  SNrateNz  –  azI  tcOz  Tl  ep  IOrgOCOztOIn  Tl  rcaz1Op  tN  wwwwwwn 
ycerc ep O/ue-aSOzt tN IOreCaS ”K3 Yz tcep rNzme1ugateNzn tcO yNgI ez aIIgOpp – gOrOe-Op 
tcO Sapt etOC ez tcO ptarF3 dNtO aSpN tcat az OggNzONup NoOgateNz yeSS gOpuSt em tcO ptarF 
ep oupcOI ycOz 8VMM I w Ng oNooOI ycOz Lsl.W I w3 

 
5.1.2  Memory Stack 
Ap  pcNyz  ez  8e13  '3Kn  ptarF  raz  OBept  ap  a  ptazIRaSNzO  uzet  Ng  raz  4O  OBOrutOI  ez  a 
gazINCRarrOpp COCNg2 attarcOI tN a :lV3 .cO eCoSOCO ztateNz Nm a ptarF ez tcO :lV ep 
INzO  42  appe1zez1  a  oNgteNz  Nm  COCNg23  A  oNgteNz  Nm  COCNg2  ep  appe1zOI  tN  a  ptarF 
NoOgateNz  azI  a  ogNrOppNg  gO1eptOg  ep  upOI  ap  a  ptarF  oNeztOg  tN  OBOrutO  ptarF  ez  tcO 
:lV3 8e1ugO '3“ pcNyp a oNgteNz Nm rNCoutOg COCNg2 oagteteNzOI eztN tcgOO pO1COztp R 
ogN1gaCn Iatan azI ptarF3 .cO aIIgOpp Nm tcO zOBt ezptgurteNz ez tcO ogN1gaC ep SNratOI 
42 tcO ogN1gaC rNuztOg l: yceSO az agga2 Nm Iata ep oNeztOI 42 aIIgOpp gO1eptOg AU3 .cO 
tNo Nm tcO ptarF ep SNratOI 42 tcO ptarF oNeztOg Tl3 .cO tcgOO gO1eptOgp agO rNzzOrtOI tN 
a rNCCNz aIIgOpp 4upn ycerc rNzzOrtp tcO tcgOO gO1eptOgp azI OetcOg NzO raz ogN-eIO 
az aIIgOpp mNg COCNg23 l: ep upOI Iugez1 tcO mOtrc ocapO tN gOaI az ezptgurteNz3 AU ep 
upOI Iugez1 tcO OBOrutO ocapO tN gOaI az NoOgazI3 Tl ep upOI tN oupc Ng oNo etOCp eztN 
Ng mgNC tcO ptarF3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 

8e1ugO '3“b :NCoutOg COCNg2 yetc ogN1gaCn Iatan azI pSarF pO1COztp3 
8e1 '3“ IepoSa2p tcO ezeteaS -aSuO Nm Tl at “––w azI tcO 1gNyez1 Nm ptarF yetc IOrgOapez1 
aIIgOppOp3 .cup tcO megpt etOC ptNgOI ez tcO ptarF ep at aIIgOpp “–––n tcO pOrNzI etOC ep 
ptNgOI at aIIgOpp KXXXn azI tcO Sapt aIIgOpp tcat raz 4O upOI mNg tcO ptarF ep K–––3 dN 
rcOrFp agO ogN-eIOI mNg rcOrFez1 ptarF SeCetp3 

5O  appuCO  tcat  tcO  etOCp  ez  tcO  ptarF  rNCCuzeratO  yetc  a  Iata  gO1eptOg  6U3  A  zOy 
etOC ep ezpOgtOI yetc tcO oupc NoOgateNz ap mNSSNyp9∑
"-∑←∑"-∑3∑:∑∑
sXTlN ← 6U 

.cO  ptarF  oNeztOg  ep  IOrgOCOztOI  pN  tcat  et  oNeztp at  tcO  aIIgOpp Nm  tcO  zOBt  yNgI3  A 
COCNg2 ygetO NoOgateNz ezpOgtp tcO yNgI mNgC 6U eztN tcO tNo Nm tcO ptarF3 A zOy etOC 
ep IOSOtOI yetc a oNo NoOgateNz ap mNSSNypb 

6U ← sXTlN 
"-∑←∑"-∑H∑:∑

.cO tNo etOC ep gOaI mgNC tcO ptarF eztN 6U3 .cO ptarF oNeztOg ep tcOz ezrgOCOztOI tN 
oNezt at tcO zOBt etOC ez tcO ptarF3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
StakentpsdkI/aeM/IeotkeIGdgssIDeEgkUeUM/DEM/IektenUInTeit/eakMnTet5I/iytEe4idyyeakMnT6e
t/e doDI/iytEe 4Ipsk1e akMnT6be RUIe akMnTe ygpgkae nMoe HIe nUInTIDe H1e dagole kEte s/tnIaat/e
/IlgakI/a9etoIekteUtyDekUIedssI/eygpgke4<CCCegoekUgaenMaI6OeMoDekUIetkUI/ekteUtyDekUIeytEI/e
ygpgke4=CCC:egoekUgaenMaI6bePikI/eMesdaUetsI/MkgtoOeWGegaentpsM/IDeEgkUekUIedssI/2ygpgke
/IlgakI/eMoDeMikI/eMestsetsI/MkgtoOeWGegaentpsM/IDeEgkUekUIeytEI/2ygpgke/IlgakI/bee
e
e
5.1.3 Reverse Polish Notation 
 
xI5I/aIe GtygaUe CtkMkgtoe gae Me EM1e tie Ius/Iaagole M/gkUpIkgne Ius/Iaagtoae kUMke M5tgDae kUIe
daIetieH/MnTIkaekteDIigoIes/gt/gkgIaeit/eI5MydMkgtoetietsI/Mkt/abehoet/DgoM/1eotkMkgtoOetoIe
pglUkeE/gkIe
4<eHe@6e[e4Ae2e;6eMoDekUIeH/MnTIkaekIyyedaekUMkeEIeUM5IekteMDDe<ekte@OekUIoeadHk/Mnke;ei/tpe
AOeMoDepdykgsy1ekUIekEte/IadykaektlIkUI/behoexGCOekUIeodpHI/aeMoDetsI/Mkt/aeM/IeygakIDe
toIeMikI/eMotkUI/OeMoDeMoetsI/Mkt/eMyEM1aeMnkaetoekUIeptake/InIokeodpHI/aegoekUIeygakbe
RUIeodpHI/aenMoeHIekUtdlUketieMaeit/pgoleMeakMnTOeygTIeMesgyIetiesyMkIabeRUIeptake/InIoke
odpHI/e ltIae toe kUIe ktse tie kUIe akMnTbe Poe tsI/Mkt/e kMTIae kUIe Mss/ts/gMkIe odpHI/e tie
M/ldpIokaei/tpekUIektsetiekUIeakMnTeMoDe/IsyMnIaekUIpeH1ekUIe/IadyketiekUIetsI/Mkgtobe
e
hoekUgaeotkMkgtoekUIeMHt5IeIus/IaagtoeEtdyDeHIe
<e@eHeAe;e2e[e
xIMDgolei/tpeyIikekte/glUkOekUgaegaegokI/s/IkIDeMaeityytEa9e
• GdaUe<etoktekUIeakMnTbee
• GdaUe@etoktekUIeakMnTbeRUIeakMnTeotEentokMgoae4<Oe@6bee
• Pssy1e kUIe He tsI/Mkgto9e kMTIe kUIe ktse kEte odpHI/ae tiie kUIe akMnTOe MDDe kUIpe
ktlIkUI/OeMoDesdkekUIe/IadykeHMnTetoekUIeakMnTbeRUIeakMnTeotEentokMgoaeEdakekUIe
odpHI/eBbee
• GdaUeAetoktekUIeakMnTbee
• GdaUe;etoktekUIeakMnTbehkeotEentokMgoae4BOeAOe;6bee
• Pssy1ekUIe2etsI/Mkgto9ekMTIekUIektsekEteodpHI/aetiiekUIeakMnTOeadHk/MnkekUIektse
toIe i/tpe kUIe toIe HIytEOe MoDe sdke kUIe /Iadyke HMnTe toekUIe akMnTbe RUIe akMnTe otEe
ntokMgoae4BOe@6bee
• Pssy1e kUIe [e tsI/Mkgto9e kMTIe kUIe ktse kEte odpHI/ae tiie kUIe akMnTOe pdykgsy1e kUIpe
ktlIkUI/OeMoDesdkekUIe/IadykeHMnTetoekUIeakMnTbeRUIeakMnTeotEentokMgoaeEdakekUIe
odpHI/e=Cbee
e
GtygaUe CtkMkgtoe EMae DI5gaIDe H1e kUIe GtygaUe sUgytatsUI/e MoDe pMkUIpMkgngMoe 7Moe
fdnMagIEgn(e 4:BAB2:?@>6e it/e daIe goe a1pHtygne ytlgnbehoe Ugae otkMkgtoOe kUIe tsI/Mkt/ae
s/InIDIDekUIg/eM/ldpIokaOeatekUMkekUIeIus/IaagtoeMHt5IeEtdyDeHIeE/gkkIoeMae
[eHe<e@e2eAe;e
e
RUIe Q/I5I/aIDQe it/pe UMae UtEI5I/e HIIoe itdoDe pt/Ie nto5IogIoke i/tpe Me ntpsdkMkgtoMye
stgoketie5gIEbe
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
5.2 Instruction Formats 
ee
• hkegaekUIeidonkgtoetiekUIentok/tyedogkeEgkUgoekUIecG3ektegokI/s/IkeIMnUegoak/dnkgtoe
ntDIee
• RUIeHgkaetiekUIegoak/dnkgtoeM/IeDg5gDIDegoktel/tdsaenMyyIDeigIyDaee
• RUIeptakentpptoeigIyDaeM/I9ee
o 0sI/MkgtoentDIee
o PDD/IaaeigIyDe)epIpt/1eMDD/Iaaet/eMes/tnIaat/e/IlgakI/ee
o StDIe igIyDe )e asIngigIae kUIe EM1e kUIe tsI/MoDe t/e IiiInkg5Ie MDD/Iaae gae
DIkI/pgoIDee
• Pe/IlgakI/eMDD/IaaegaeMeHgoM/1eodpHI/etiekeHgkaekUMkeDIigoIaetoIetie;
k
e/IlgakI/aegoe
kUIecG3ee
ee
• RUIegoak/dnkgtoaepM1e UM5IeaI5I/Mye DgiiI/IokeyIolkUaentokMgogole5M/1gole odpHI/e
tieMDD/IaaIaee
• RUIe odpHI/e tie MDD/IaaeigIyDae goe kUIe goak/dnkgtoe it/pMke tie Me ntpsdkI/e DIsIoDae
toekUIegokI/oMyet/lMog(Mkgtoetiegkae/IlgakI/aee
• StakentpsdkI/aeiMyyegoktetoIetiekUIekU/IIeityytEgolet/lMog(Mkgtoa9ee
o WgolyIeMnndpdyMkt/et/lMog(Mkgtoee
o mIoI/Mye/IlgakI/et/lMog(Mkgtoee
o WkMnTet/lMog(Mkgtoee
ee
• WgolyIeMnndpdyMkt/et/lbedaIaetoIeMDD/IaaeigIyDee
P99eeTe9eePce←ePceHeSXTNe
• RUIelIoI/Mye/IlgakI/et/lbedaIaekU/IIeMDD/IaaeigIyDaee
P99eex:Oex;Oex<9eex:ee←ex;eHex<e
• cMoedaIekEte/MkUI/ekUMoekU/IIeigIyDaegiekUIeDIakgoMkgtoegaeMaadpIDekteHIetoIetie
kUIeatd/nIe/IlgakI/aee
• WkMnTet/lbeEtdyDe/IGdg/IetoIeMDD/IaaeigIyDeit/eG3W8DG0GetsI/MkgtoaeMoDeotoIe
it/etsI/Mkgto2k1sIegoak/dnkgtoaee
G3W8eeTe
P99e
• WtpIentpsdkI/aentpHgoIeiIMkd/Iaei/tpept/IekUMoetoIet/lMog(MkgtoMyeak/dnkd/Iee
ee
AuMpsyI9eTeIe4PH 6e[e4ceHe96e
e
ee
5.2.1 Three-address instructions: 
 
e P99e x:OePOe e x:e ←eSXPNeHeSX Ne
e P99e x;OecOe9e x;e ←eSXcNeHeSX9Ne
e S3fe TOex:Oex;e SXTNe ←ex:e[ex;e
ee

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
5.2.2 Two-address instructions: 

  sfi  Uwn A    Uw  ← sXAN 
  A66  Uwn P    Uw  ← Uw ; sXPN 
  sfi  UGn :    UG  ← sX:N 
  A66  UGn 6    UG  ← UG ; 6 
  sVM  Uwn UG   Uw  ← Uw [ UG 
  sfi  Tn Uw    sXTN  ← Uw 
∑∑
 
5.2.3 One-address instructions: 

  MfA6    A    A:  ← sXAN 
  A66    P    A:  ← A: ; sXPN 
  T.fUL .    sX.N  ← A: 
  MfA6    :    A:  ← sX:N 
  A66    6    A:  ← A: ; sX6N 
  sVM    .    A:  ← A: [ sX.N 
  T.fUL T    sXTN  ← A: 
∑∑
 
5.2.4 Zero-address instructions: 
 
  lVT7    A    .fT  ← A 
  lVT7    P    .fT  ←•∑
  A66      .fT  ← 9A ;PE 
  lVT7    :    .fT  ←∑ ∑
  lVT7    6    .fT  ←∑(∑
  A66      .fT  ←∑/ ∑H∑(0∑
  sVM      .fT  ← 9: ; 6E [ 9A ; PE 
  lfl    T    sXTN  ← .fT 
∑∑
 
5.2.5 RISC instructions: 
 
  MfA6    Uwn A   Uw  ← sXAN 
  MfA6    UGn P   UG  ← sXPN 
  MfA6    UKn :   UK  ← sX:N 
  MfA6    U“n 6   U“  ← sX6N 
  A66    Uwn Uwn UG  Uw  ← Uw ; UG 
  A66    UKn UKn U“  UK  ← UK ; U“ 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e S3fe eex:Oex:Oex<e x:e ←ex:e[ex<e
e WR0xAeeTOex:eSXTNe←ex:e
e
e
 
 
5.3 Addressing Modes 
 
SMo1etiekUIegoak/dnkgtoaeEUgnUeMentpsdkI/eMnkdMyy1eIuIndkIaeDd/golekUIe/doogole
tie Me s/tl/Mpe ntonI/oe kUIe pt5IpIoke tie DMkMe kte MoDe i/tpe pIpt/1be hke gae otke
staagHyIeagpsy1ekteasIngi1eiguIDeMDD/IaaIaeEgkUgoeIMnUegoak/dnkgtoOeMaekUgaeEtdyDe
/IGdg/Ie kUIe ytnMkgtoe tie DMkMe kte HIe TotEoe Mke kUIe kgpIe EUIoe kUIe s/tl/Mpe EMae
E/gkkIobeRUgaegaeotkestaagHyIeit/eaI5I/Mye/IMatoabee
o -UIoeMes/tl/Mpegae/IMDei/tpeDgaTOegkeEgyyeHIesdkegoepIpt/1egoeMestagkgtoe
EUgnUenMootkeHIes/IDgnkIDegoeMD5MonIbe8IonIOekUIeytnMkgtoetieMo1eDMkMegoe
kUIes/tl/MpenMootkeHIeTotEoegoeMD5MonIbee
o WgpgyM/y1Oe DMkMe EUgnUe UMae HIIoe s/I5gtday1e M/nUg5IDekte igyIae toe DgaTe t/e
kMsIeEgyyeHIeytMDIDegoktepIpt/1eMkeMestagkgtoeEUgnUenMootkeHIeTotEoegoe
MD5MonIbee
o hie kUIe DMkMe EIe EgaUe kte daIe Egyye HIe /IMDe i/tpe Moe gosdke DI5gnIOe kUIoe EIe
nMootkeTotEegoeMD5MonIeEUI/IegoepIpt/1egkeEgyyeHIeakt/IDbee
o SMo1enMyndyMkgtoaego5ty5IesI/it/pgolekUIeaMpIetsI/Mkgtoe/IsIMkIDy1etoeMe
yM/lIeGdMokgk1etieDMkMe4it/eIuMpsyIOeptDgi1goleMoegpMlIeEUgnUentoagakaetie
t5I/e Me pgyygtoe sguIya6be hie IMnUe goak/dnkgtoe tsI/MkIDe toe Me iguIDe pIpt/1e
ytnMkgtoOe kUIoe kUIe s/tl/Mpe EtdyDe UM5Ie kte ntokMgoe kUIe aMpIe goak/dnkgtoe
pMo1ekgpIaOetonIeit/eIMnUesguIybee
-IekUI/Iit/IeoIIDeDgiiI/Iokeak/MkIlgIaeit/easIngi1golekUIeytnMkgtoetieDMkMbee
 
Immediate addressingee
RUIe DMkMe gkaIyiOe /MkUI/e kUMoe Moe MDD/IaaOe gae lg5Ioe Mae kUIe tsI/MoD4a6e tie kUIe
goak/dnkgtobe 
 
Direct or Absolute addressingee
PeiguIDeMDD/IaaegaeasIngigIDbe 
 
Implied addressingee
RUIeytnMkgtoetiekUIeDMkMegaegpsygIDeH1ekUIegoak/dnkgtoegkaIyiOeateotetsI/MoDaeoIIDe
kte HIe lg5Iobe Ft/e IuMpsyIOe Me ntpsdkI/e pglUke UM5Ie kUIe goak/dnkgtoe hCcPOe
gon/IpIokekUIeMnndpdyMkt/be 
 
Relative addressingee
RUIeytnMkgtoetiekUIeDMkMegaeasIngigIDe/IyMkg5IektekUIend//Ioke5MydIetiekUIes/tl/Mpe
ntdokI/beRUgaegaedaIidyeit/easIngi1golekUIeytnMkgtoetieDMkMeEUgnUegaelg5IoeMaesM/ke
tiekUIes/tl/Mpbe 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
Indirect addressing∑∑
siowov) i Av(ElDvti DNi1D)wti+mD(mi mvACNiEtvlmw)iowov) i Av(ElDvt%ibmDNiNw(vtCi
owov) i Av(ElDvti mvACNi lmwi E(lfEAi CElE%i bmDNi ow(mEtDNoi NvA)wNi lmwi r)v&AwoNi
(EfNwCi& i)wECDt1iCElEid)voidDAwiv)iEtiDtrfliCw)D(wiCf)Dt1ir)v1)Eoiwjw(flDvt%i 
 
Indexed addressing∑∑
bmwiAv(ElDvtivdilmwiCElEiDNi(EA(fAElwCiENilmwiNfoivdiEtiECC)wNNiNrw(DdDwCi& ivtwi
vdilmwir)w)DvfNiowlmvCNQiEtCilmwi)EAfwivdiEtiDtCwji)w1DNlw)%ibmDNiEAAv+NiEtiE))E i
vdiCElEi/dv)iwjEorAwQiEtiDoE1w0ilvi&wiE((wNNwCi)wrwElwCA i& ilmwiNEowiNwGfwt(wi
vdiDtNl)f(lDvtN%ii
• bmwi ECC)wNNDt1i ovCwi Nrw(DdDwNi Ei )fAwi dv)i Dtlw)r)wlDt1i v)i ovCDd Dt1i lmwi ECC)wNNi
dDwACivdilmwiDtNl)f(lDvti&wdv)wilmwivrw)EtCiDNiE(lfEAA i)wdw)wt(wCii
• bmwi Cw(vCDt1i Nlwri Dti lmwi DtNl)f(lDvti ( (Awi Cwlw)oDtwNi lmwi vrw)ElDvti lvi &wi
rw)dv)owCQi lmwi ECC)wNNDt1i ovCwi vdi lmwi DtNl)f(lDvtQiEtCi lmwi Av(ElDvti vdi lmwi
vrw)EtCNii
• b+vi ECC)wNNDt1i ovCwNi )wGfD)wi tvi ECC)wNNi dDwACNi 3i lmwi DorADwCi ovCwi EtCi
DoowCDElwiovCwii
• 7orADwCi ovCw9i lmwi vrw)EtCNi E)wi Nrw(DdDwCi DorAD(DlA i Dti lmwi CwdDtDlDvti vdi lmwi
DtNl)f(lDvti3i(vorAwowtliE((fofAElv)iv)i2w)v!ECC)wNNiDtNl)f(lDvtNii
• 7oowCDElwiovCw9ilmwivrw)EtCiDNiNrw(DdDwCiDtilmwiDtNl)f(lDvtii
• 3w1DNlw)iovCw9ilmwivrw)EtCNiE)wiDti)w1DNlw)Nii
• 3w1DNlw)i DtCD)w(li ovCw9i lmwi DtNl)f(lDvti Nrw(DdDwNi Ei )w1DNlw)i lmEli (vtlEDtNi lmwi
ECC)wNNivdilmwivrw)EtCii
• sflviDt()wowtliv)iEflviCw()wowtliovCw9iNDoDAE)ilvilmwi)w1DNlw)iDtCD)w(liovCwii
• (D)w(liECC)wNNiovCw9ilmwivrw)EtCiDNiAv(ElwCiElilmwiNrw(DdDwCiECC)wNNi1D)wtii
• 7tCD)w(liECC)wNNiovCw9ilmwiECC)wNNiNrw(DdDwNilmwiwddw(lD)wiECC)wNNivdilmwivrw)EtCii
• 3wAElD)wi ECC)wNNi ovCw9i lmwi wddw(lD)wi ECC)wNNi DNi lmwi NfooElDvti vdi lmwi ECC)wNNi
dDwACiEtCilmwi(vtlwtlivdilmwi-eii
• 7tCwjwCi ECC)wNNDt1i ovCw9i lmwi wddw(lD)wi ECC)wNNi DNi lmwi NfooElDvti vdi Eti DtCwji
)w1DNlw)iEtCilmwiECC)wNNidDwACii
•  ENwi )w1DNlw)i ECC)wNNi ovCw9i lmwi wddw(lD)wi ECC)wNNi DNi lmwi NfooElDvti vdi Ei &ENwi
)w1DNlw)iEtCilmwiECC)wNNidDwACii
∑∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 


∑∑
Data Transfer and Manipulation 
∑∑
• bmw)wi DNi Ei &END(i Nwli vdi vrw)ElDvtNi lmEli ovNli (vorflw)Ni Dt(AfCwi Dti lmwD)i
DtNl)f(lDvtiNwli 
• bmwi vr(vCwi EtCDv)i N o&vAD(i (vCwi oE i CDddw)i dv)i lmwiNEowi DtNl)f(lDvti Eovt1i
CDddw)wtli(vorflw)Ni 
  
• bmw)wiE)wilm)wwioEDti(Elw1v)DwNivdi(vorflw)iDtNl)f(lDvtN9i 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
o /o og movtrpmg 
o /o ogiovesdho envg 
o -mnEmoig:nv mnhg 
  
• Data  transfer  instructions9g  movtrpmg Mo og rmnig nvpg hn:o envg  ng ovn ypmg +e ynd∑
:yovEevEg ypgCevomPgevrnmio envg:nv pv g 
∑∑
InoMg g I/g g Rvsd g g Rbg
D nmpg g Dxg g wd sd gw.xg
SnTpg g Swlg g -dtyg g -.Dzg
fA:yovEpg Tazg g -nsg g -w-g
∑∑
• Dnipg ottpiChPg hovEdoEpg :nvTpv envtg inMerPg  ypg ivpin ve:g tPiCnhg  ng
Merrpmpv eo pgCp +ppvgoMMmpttevEginMptgg
I/Rg3ghnoMgeiipMeo pg
• Dnipgdtpgogtsp:eohg:yomo: pmg ngMpteEvo pg ypginMpg∑
∑∑

• Data manipulation instructions9gspmrnmigome yip e:cghnEe:cgovMDnmgtyer gnspmo env∑ 
∑∑
• ume yip e:gevt md: envt9gg
∑∑
Rv:mpipv gg Rbag g /eTeMpg g g /Rlg
/p:mpipv gg /fag g uMMg+D:ommPg g u//ag
uMMg g u//g g DdCOg+DCnmmn+g g D.NNg
DdC mo: g g D.Ng g bpEo pg/;Otg:nis0g bf-g
Sdh eshPg g S.Ig
∑∑
• Dnipg:nisd pmtgyoTpgMerrpmpv gevt md: envtgMpspvMevEgdsnvg ypgMo og Pspgg
u//Rg uMMg +ngCevomPgev pEpmgvdiCpmtg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
s((,i sCCil+vidAvElDt1irvDtlitfo&w)Ni
s(((i sCCil+viCw(DoEAitfo&w)NiDti e(i
∑∑
• $v1D(EAiEtCi&DlioEtDrfAElDvtiDtNl)f(lDvtN9ii
∑∑
eAwE)i i e$3i i eAwE)i(E)) i i e$3ei
:NCoSOCOzt  :fs    TOt ragg2    TL.: 
Ad6    Ad6    :NCo3 ragg2    :fs: 
#3ii i #3i i ktE&AwiDtlw)%i i k7i
kj(AfND)w!#3i T#3i i (DNE&AwiDtlw)%iii (7i
∑∑
• eAwE)iNwAw(lwCi&DlNi3isn(iDtNl)f(lDvtii
• "wliNwAw(lwCi&DlNi3i#3iDtNl)f(lDvtii
• evorAwowtliNwAw(lwCi&DlNi3iT#3iDtNl)f(lDvtii
∑∑
• "mDdliDtNl)f(lDvtN9ii
∑∑
$v1D(EAiNmDdli)D1mli i "*3i i 3vlElwi)D1mli i 3#3i
$v1D(EAiNmDdliAwdli i "*$i i 3vlElwiAwdli i 3#$i
s)DlmowlD(iNmDdli)D1mli i "*3si i 3#3ilm)fi(E)) i 3#3ei
s)DlmowlD(iNmDdliAwdli i "*$si i 3#$ilm)fi(E)) i 3#$ei
∑∑
#-iiiii3kaiiiiibW-kiiiii3$iiiiie#.nbi
∑∑
∑∑
Program Control 
∑∑
• -)v1)Eoi (vtl)vAi DtNl)f(lDvtN9i r)v)DCwi Cw(DNDvt!oE1Dt1i (ErE&DADlDwNi EtCi (mEt1wi
lmwir)v1)EoirElmi 
• b rD(EAA Qi lmwi r)v1)Eoi (vftlw)i DNi Dt()wowtlwCi Cf)Dt1i lmwi dwl(mi rmENwi lvi lmwi
Av(ElDvtivdilmwitwjliDtNl)f(lDvti 
• si r)v1)Eoi (vtl)vAi l rwi vdi DtNl)f(lDvti oE i (mEt1wi lmwi ECC)wNNi )EAfwi Dti lmwi
r)v1)Eoi(vftlw)iEtCi(EfNwilmwidAv+ivdi(vtl)vAilvi&wiEAlw)wCi 
• bmDNi r)v)DCwNi (vtl)vAi v)w)i lmwi dAv+i vdi r)v1)Eoi wjw(flDvti EtCi Ei (ErE&DADl i dv)i
&)Et(mDt1ilviCDddw)wtlir)v1)EoiNw1owtlNi 
∑∑
 )Et(mi  3i i 3wlf)tii i 3kbi
HuCo  Hsl    :NCoagO     :sl 
"1Dri "8-i i bwNli i i b"bi
eEAAi es$$i
∑∑
• .T. azI :sl raupO 4gazrcOp 4apOI uoNz mNug ptatup 4DlN9ieQi"Qi4QiEtCiui 
∑∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
  

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 

∑∑
• ug :ohhg tdCmnd evpg evt md: envg :nvtet tg nrg ovg nspmo envg :nMpg  nEp ypmg +e yg ovg
oMMmpttg yo gtsp:ereptg ypgCpEevvevEgnrg ypgtdCmnd evpgg
• fAp:d envgnrgauII9gg
o xpisnmomehPgt nmpgmp dmvgoMMmpttgg
o xmovtrpmg:nv mnhg ng ypgCpEevvevEgnrg ypgtdCmnd evpg3gdsMo pg-agg
∑∑
"-∑∑ ∑ ←∑"-∑3∑:∑
SXD-Ng←∑- ∑
- ∑ ∑ ←gprrp: eTpgoMMmpttg
∑∑
• fAp:d envgnrgLfx9gg
o xmovtrpmgmp dmvgoMMmpttgrmnig ypg pisnmomPghn:o envg ng ypg-agg
- ∑ ←gSXD-Ng
"-∑ ←∑"-∑H∑:∑
• Program interruptgmprpmtg ng ypg movtrpmgnrgsmnEmoig:nv mnhg ngogtpmTe:pgmnd evpgotg
ogmptdh gnrgev pmmds gmpGdpt gg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• anv mnhgmp dmvtg ng ypgnmeEevohgsmnEmoigor pmg ypgtpmTe:pgsmnEmoigetgpAp:d pMgg
∑∑
• uvgev pmmds gsmn:pMdmpgetgteiehomg ngogtdCmnd evpg:ohhgpA:ps 9gg
o xypgev pmmds getgdtdohhPgeve eo pMgCPgovgev pmvohgnmgpA pmvohgteEvohgmo ypmg
 yovgovgevt md: envgg
o xypg oMMmpttg nrg  ypg ev pmmds g tpmTe:pg mnd evpg etg Mp pmievpMg CPg  ypg
yomM+ompgmo ypmg yovg ypgoMMmpttgrephMgnrgovgevt md: envgg
o uhhgevrnmio envgvp:pttomPg ngMprevpg ypgt o pgnrg ypga-.getgt nmpMgmo ypmg
 yovgEdt g ypgmp dmvgoMMmpttgg
∑∑
• xypgev pmmds pMgsmnEmoigtyndhMgmptdipgpAo: hPgotgergvn yevEgyoMgyosspvpMgg
• xypgt o pgnrg ypga-.go g ypgpvMgnrg ypgpAp:d pg:P:hpgetgMp pmievpMgrmni9gg
o xypg:nv pv gnrg ypg-agg
o xypg:nv pv gnrgohhgsmn:pttnmgmpEet pmtgg
o xypg:nv pv gnrg:pm oevgt o dtg:nvMe envtgg
∑∑
• xypgprogram  status  wordg /-D.0g etg og mpEet pmg  yo g ynhMtg  ypg t o dtg ovMg :nv mnhg
rhoEg:nvMe envtgg
• bn gohhg:nisd pmtgt nmpg ypgmpEet pmg:nv pv tg+ypvgmptsnvMevEg ngovgev pmmds gg
• xypg a-.g Mnptg vn g mptsnvMg  ng ovg ev pmmds g dv ehg  ypgpvMg nrg ovg evt md: envg
pAp:d envgg
• xypg:nv mnhg:yp:1tgrnmgovPgev pmmds gteEvohtgCprnmpgpv pmevEg ypgvpA grp :ygsyotpgg
• xymppg Psptgnrgev pmmds t9gg
o fA pmvohgev pmmds tgg
o Rv pmvohgev pmmds tgg
o Dnr +ompgev pmmds tgg
∑∑
• External interruptsg:nipgrmnigRDwgMpTe:ptcg eievEgMpTe:ptcgnmgovPgn ypmgpA pmvohg
tndm:pgg
• Internal interruptsgometpgrmnigehhpEohgnmgpmmnvpndtgdtpgnrgovgevt md: envgnmgMo ocg
ohtng:ohhpMg mostgg
• Rv pmvohgev pmmds tgompgtPv:ymnvndtg+yehpgpA pmvohgnvptgompgotPv:ymnvndtgg
• Nn ygompgeve eo pMgrmnigteEvohtg yo gn::dmgevg ypgyomM+ompgnrg ypga-.gg
• ugsoftware interruptgetgeve eo pMgCPgpAp:d evEgovgevt md: envgg
∑∑
5.4  Reduced Instruction Set Computer  
 
 
5.4.1 CISC characteristics 
 
aRDacg +ye:yg t ovMtg rnmgComplex  Instruction  Set  Computercg etg og syehntnsyPg rnmg
MpteEvevEg:yestg yo gompgpotPg ngsmnEmoigovMg+ye:ygio1pgprre:epv gdtpgnrgipinmPOgfo:yg
evt md: envg evg og aRDag evt md: envg tp g ieEy g spmrnmig og tpmeptg nrg nspmo envtg evteMpg  ypg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ogNrOppNg3  .cep  gOIurOp  tcO  zuC4Og  Nm  ezptgurteNzp gO/uegOI  tN  eCoSOCOzt  a  1e-Oz 
ogN1gaCn azI aSSNyp tcO ogN1gaCCOg tN SOagz a pCaSS 4ut mSOBe4SO pOt Nm ezptgurteNzp3 
 
TezrO tcO OagSeOpt CarcezOp yOgO ogN1gaCCOI ez appOC4S2 Saz1ua1O azI COCNg2 yap 
pSNy azI OBoOzpe-On tcO :YT: oceSNpNoc2 CaIO pOzpOn azI yap rNCCNzS2 eCoSOCOztOI 
ez purc Sag1O rNCoutOgp ap tcO l6lRww azI tcO 6L:p2ptOC w– azI G– CarcezOp3  
 
sNpt  rNCCNz  CergNogNrOppNg  IOpe1zp  RRR  ezrSuIez1  tcO  YztOS9UE  x–Bx”  azI  sNtNgNSa 
”x? pOgeOp RRR aSpN mNSSNy tcO :YT: oceSNpNoc23  
 
Ap yO pcaSS pOOn gOrOzt rcaz1Op ez pNmtyagO azI cagIyagO tOrczNSN12 ca-O mNgrOI a gOR
OBaCezateNz  Nm  :YT:3  Put  megptn  SOtQp  taFO  a  rSNpOg  SNNF  at  tcO  IOrepeNzp  ycerc  SOI  tN 
:YT:3 
 
 
5.4.2 CISCphilosophy1UseMicrocode 
 
.cO  OagSeOpt  ogNrOppNg  IOpe1zp  upOI  IOIeratOI  9cagIyegOE  SN1er  tN  IOrNIO  azI  OBOrutO 
Oarc ezptgurteNz ez tcO ogNrOppNgQp ezptgurteNz pOt3 .cep yNgFOI yOSS mNg peCoSO IOpe1zp 
yetc mOy gO1eptOgpn 4ut CaIO CNgO rNCoSOB agrcetOrtugOp cagI tN 4ueSIn ap rNztgNS oatc 
SN1er  raz  4O  cagI  tN  eCoSOCOzt3  TNn  IOpe1zOgp  pyetrcOI  tarterp  RRR  tcO2  4ueSt  pNCO 
peCoSO  SN1er  tN  rNztgNS  tcO  Iata  oatcp  4OtyOOz  tcO -ageNup  OSOCOztp  Nm  tcO  ogNrOppNgn 
azI upOI a peCoSemeOI CergNrNIO ezptgurteNz pOt tN rNztgNS tcO Iata oatc SN1er3 .cep t2oO 
Nm  eCoSOCOztateNz  ep  FzNyz  ap  a  CergNogN1gaCCOI  eCo SOCOztateNz3  
 
Yz a CergNogN1gaCCOI p2ptOCn tcO Caez ogNrOppNg cap pNCO 4ueStRez COCNg2 9t2oeraSS2 
UfsE  ycerc  rNztaezp  1gNuop  Nm  CergNrNIO  ezptgurteNzp  ycerc  rNggOpoNzI  yetc  Oarc 
CarcezORSaz1ua1O  ezptgurteNz3  5cOz  a  CarcezO  Saz1ua1O  ezptgurteNz  agge-Op  at  tcO 
rOztgaS  ogNrOppNgn  tcO  ogNrOppNg  OBOrutOp  tcO  rNggOpoNzIez1  pOgeOp  Nm  CergNrNIO 
ezptgurteNzp3  
 
POraupO  ezptgurteNzp  rNuSI  4O  gOtgeO-OI  uo  tN  w–  teCOp  maptOg  mgNC  a  SNraS  Ufs  tcaz 
mgNC  Caez  COCNg2n  IOpe1zOgp  4O1az  tN  out  ap  Caz2  ezptgurteNzp  ap  oNppe4SO  eztN 
CergNrNIO3  Yz  martn  pNCO  ogNrOppNgp  rNuSI  4O  NgIOgOI  yetc  ruptNC  CergNrNIO  ycerc 
yNuSI gOoSarO mgO/uOztS2 upOI 4ut pSNy gNutezOp ez rOgtaez aooSerateNz3  
 
There are some real advantages to a microcoded impl ementation: 
 
 
 pezrO tcO CergNrNIO COCNg2 raz 4O Curc maptOg tcaz Caez COCNg2n az ezptgurteNz 
pOt raz 4O eCoSOCOztOI ez CergNrNIO yetcNut SNpez1 Curc poOOI N-Og a ougOS2 cagIR
yegOI eCoSOCOztateNz3  
  zOy rceop agO OapeOg tN eCoSOCOzt azI gO/uegO mOyOg tgazpeptNgp tcaz eCoSOCOztez1 
tcO paCO ezptgurteNz pOt yetc IOIeratOI SN1ern azI333  
  a CergNogN1gaCCOI IOpe1z raz 4O CNIemeOI tN cazISO OztegOS2 zOy ezptgurteNz pOtp 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
/uerFS23  
   
Vpez1 CergNrNIOI ezptgurteNz pOtpn tcO YPs K”– pOgeOp yap a4SO tN NmmOg tcO paCO 
ogN1gaCCez1 CNIOS argNpp a gaz1O Nm IemmOgOzt cagIyagO rNzme1ugateNzp3  
 
TNCO CarcezOp yOgO NoteCe(OI mNg preOztemer rNCoutez1n yceSO NtcOgp yOgO NoteCe(OI mNg 
4upezOpp rNCoutez13 7NyO-Ogn pezrO tcO2 aSS pcagOI tcO paCO ezptgurteNz pOtn ogN1gaCp 
rNuSI  4O CN-OI mgNC CarcezO tN CarcezO yetcNut gORrNCoeSateNz  94ut yetc a  oNppe4SO 
ezrgOapO Ng IOrgOapO ez oOgmNgCazrO IOoOzIez1 Nz tcO uzIOgS2ez1 cagIyagO3E  
 
.cep FezI Nm mSOBe4eSet2 azI oNyOg CaIO CergNrNIez1 tcO ogOmOggOI ya2 tN 4ueSI zOy 
rNCoutOgp mNg /uetO pNCO teCO3  
 
CISCphilosophy2:Build"rich"instructionsets 
 
fzO Nm tcO rNzpO/uOzrOp Nm upez1 a CergNogN1gaCCOI IOpe1z ep tcat IOpe1zOgp rNuSI 
4ueSI CNgO muzrteNzaSet2 eztN Oarc ezptgurteNz3 .cep zNt NzS2 rut INyz Nz tcO tNtaS 
zuC4Og Nm ezptgurteNzp gO/uegOI tN eCoSOCOzt a ogN1gaCn azI tcOgOmNgO CaIO CNgO 
OmmereOzt upO Nm a pSNy Caez COCNg2n 4ut et aSpN CaIO tcO appOC4S2RSaz1ua1O 
ogN1gaCCOgQp SemO peCoSOg3  
TNNzn IOpe1zOgp yOgO Ozcazrez1 tcOeg ezptgurteNz pOtp yetc ezptgurteNzp aeCOI 
poOremeraSS2 at tcO appOC4S2 Saz1ua1O ogN1gaCCOg3 Turc OzcazrOCOztp ezrSuIOI ptgez1 
CazeouSateNz NoOgateNzpn poOreaS SNNoez1 rNzptgurtpn azI poOreaS aIIgOppez1 CNIOp mNg 
ezIOBez1 tcgNu1c ta4SOp ez COCNg23  
 
8NgOBaCoSOb  
 
AP:6AII6OreCaSyetcLBtOzI 
A66AAIIAIIgOpp 
A66TAIIyetcLBtOzI 
ATMAgetcCOzterTcemtMOmt 
:AT:NCoagOazITyaofoOgazIp 
dP:6dO1atO6OreCaSyetcLBtOzI 
LfUYMN1eraSLBrSupe-OfUYCCOIeatO 
.AT .Opt foOgazI azI TOt 
 
 
CISCphilosophy3:Buildhigh-levelinstructionsets 
 
fzrO  IOpe1zOgp  ptagtOI  4ueSIez1  ogN1gaCCOgRmgeOzIS2  ezptgurteNz  pOtpn  tcO  SN1eraS  zOBt 
ptOo  yap  tN  4ueSI  ezptgurteNz  pOtp  ycerc  Cao  IegOrtS2  mgNC  ce1cRSO-OS  Saz1ua1Op3  dNt 
NzS2  INOp  tcep  peCoSem2  tcO  rNCoeSOg  ygetOgQp  tapFn  4ut  et  aSpN  aSSNyp  rNCoeSOgp  tN  OCet 
mOyOg  ezptgurteNzp  oOg  SezO  Nm  pNugrO  rNIO3  
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
sNIOgz  :YT:  CergNogNrOppNgpn  purc  ap  tcO  ”x–––n  eCo SOCOzt  pO-OgaS  purc 
ezptgurteNzpn  ezrSuIez1  gNutezOp  mNg  rgOatez1  azI  gOCN-ez1  ptarF  mgaCOp  yetc  a  pez1SO 
raSS3  
 
8NgOBaCoSOb  
 
6Prr.Opt:NzIeteNzn6OrgOCOztazIPgazrc 
UfTMUNtatOyetcLBtOzIMOmt 
U.UUOtugzazIUOptNgO:NIOp 
TP:6Tu4tgart6OreCaSyetcLBtOzI 
T5AlTyaogO1eptOg5NgIp 
:slG :NCoagO UO1eptOg a1aezpt VooOg azI MNyOg PNuzI p 
TheriseofCISC  
:YT:6Ope1z6OrepeNzpb  
 
upOCergNrNIO  
   4ueSIgercezptgurteNzpOtp  
 4ueSIce1cRSO-OSezptgurteNzpOtp  
 
.aFOz tN1OtcOgn tcOpO tcgOO IOrepeNzp SOI tN tcO :YT: oceSNpNoc2 ycerc IgN-O aSS 
rNCoutOg IOpe1zp uzteS tcO SatO wXx–pn azI ep pteSS ez CaZNg upO tNIa23 9dNtO tcat 
R:YT:R IeIzQt OztOg tcO rNCoutOg IOpe1zOgQp -Nra4uSag2 uzteS tcO aI-Ozt Nm UYT: RRR 
et yap peCoS2 tcO ya2 tcat O-Og24NI2 IOpe1zOI rNCoutOgp3E  
 
  .cO  zOBt  SOppNz  IepruppOp  tcO  rNCCNz  rcagartOgepterp  tcat  aSS  :YT:  IOpe1zp 
pcagOn azI cNy tcNpO rcagartOgepterp ammOrt tcO NoOgateNz Nm a :YT: CarcezO3  
 
The disadvantages of CISC 
 
TteSSn IOpe1zOgp pNNz gOaSe(OI tcat tcO :YT: oceSNpNoc2 caI etp Nyz ogN4SOCpn ezrSuIez1b  
 
   LagSeOg  1OzOgateNzp  Nm  a  ogNrOppNg  maCeS2  1OzOgaSS2  yOgO  rNztaezOI  ap  a  pu4pOt  ez 
O-Og2  zOy  -OgpeNz  RRR  pN  ezptgurteNz  pOt  \  rceo  cagIyagO  4OrNCO  CNgO  rNCoSOB  yetc 
Oarc 1OzOgateNz Nm rNCoutOgp3  
 
   TN  tcat  ap  Caz2  ezptgurteNzp  ap  oNppe4SO  rNuSI  4O ptNgOI  ez  COCNg2  yetc  tcO  SOapt 
oNppe4SO  yaptOI  poarOn  ezIe-eIuaS  ezptgurteNzp  rNuSI  4O  Nm  aSCNpt  az2  SOz1tcRRRtcep 
COazp  tcat  IemmOgOzt  ezptgurteNzp  yeSS  taFO  IemmOgOzt  aCNuztp  Nm rSNrF  teCO  tN OBOrutOn 
pSNyez1 INyz tcO N-OgaSS oOgmNgCazrO Nm tcO CarcezO3  
 
  saz2 poOreaSe(OI ezptgurteNzp agOzQt upOI mgO/uOztS2 OzNu1c tN Zuptem2 tcOeg OBeptOzrO 
RRR aoogNBeCatOS2 G–] Nm tcO a-aeSa4SO ezptgurteNzp agO upOI ez a t2oeraS ogN1gaC3  
 
  :YT: ezptgurteNzp t2oeraSS2 pOt tcO rNzIeteNz rNIOp ap a peIO OmmOrt Nm tcO ezptgurteNz3 
dNt  NzS2  INOp  pOttez1  tcO  rNzIeteNz  rNIOp  taFO  teCOn  4ut  ogN1gaCCOgp  ca-O  tN 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
)wowo&w)ilviwjEoDtwilmwi(vtCDlDvti(vCwi&DlNi&wdv)wiEiNf&NwGfwtliDtNl)f(lDvti(mEt1wNi
them. 

RISC characteristics 

bmwi CwND1ti vdi lmwi DtNl)f(lDvti Nwli dv)i lmwi r)v(wNNv)i DNi )w) i Dorv)lEtli Dti lw)oNi vdi
(vorflw)iE)(mDlw(lf)w%i7lONilmwiDtNl)f(lDvtiNwlivdiEirE)lD(fAE)i(vorflw)ilmEliCwlw)oDtwNi
lmwi +E i lmEli oE(mDtwi AEt1fE1wi r)v1)EoNi E)wi (vtNl)f(lwC%i evorflw)i mE)C+E)wi DNi
Dor)v)DNwCi & i )E)DvfNi dE(lv)NQi Nf(mi ENi fr1)ECDt1i wjDNlDt1i ovCwANi lvi r)v)DCwi ov)wi
(fNlvow)iErrAD(ElDvtNiECCDt1iDtNl)f(lDvtNilmElidE(DADlElwilmwil)EtNAElDvtid)voimD1m!Aw)wAi
AEt1fE1wiDtlvioE(mDtwiAEt1fE1wir)v1)EoNiEtCiNl)D)Dt1ilviCw)wAvrioE(mDtwNilmEliov)wi
dft(lDvtNi d)voi Nvdl+E)wi DorAwowtlElDvti Dtlvi mE)C+E)wi DorAwowtlElDvt%i si (vorflw)i
+DlmiEiAE)1witfo&w)ivdiDtNl)f(lDvtNiDNi(AENNDdDwCiENiEi(vorAwjiDtNl)f(lDvtiNwli(vorflw)Qi
E&&)w)DElwCiENie7"e%i

isti Dorv)lEtli ENrw(li vdi (vorflw)i E)(mDlw(lf)wi DNi lmwi CwND1ti vdi lmwi DtNl)f(lDvti Nwli dv)i
lmwir)v(wNNv)ii
bmwi DtNl)f(lDvti Nwli Cwlw)oDtwNi lmwi +E i lmEli oE(mDtwi AEt1fE1wi r)v1)EoNi E)wi
(vtNl)f(lwCii
• saz2 rNCoutOgp ca-O ezptgurteNzp pOtp Nm a4Nut w–– !i;@CiDtNl)f(lDvtNii
• bmwNwi (vorflw)Ni worAv i Ei )E)Dwl i vdi CElEi l rwNi EtCiEi AE)1wi tfo&w)i vdi
ECC)wNNDt1iovCwNi3i(vorAwjiDtNl)f(lDvtiNwli(vorflw)i/e7"e0ii
• si37"eifNwNidw+w)iDtNl)f(lDvtNi+DlmiNDorAwi(vtNl)f(lNiNvilmw i(Eti&wiwjw(flwCi
of(midENlw)i+DlmDtilmwie-.i+DlmvflimE)Dt1ilvifNwiowov) iENivdlwtii
∑∑
• bmwi wNNwtlDEAi 1vEAi vdi Ei e7"ei E)(mDlw(lf)wi DNi lvi Ellworli lvi r)v)DCwi Ei NDt1Awi
oE(mDtwiDtNl)f(lDvtidv)iwE(miNlElwowtlilmEliDNi+)DllwtiDtiEimD1m!Aw)wAiAEt1fE1wii
• bmwioEEv)i(mE)E(lw)DNlD(Nivdie7"eiE)(mDlw(lf)wiE)w9∑∑
B $E)1witfo&w)ivdiDtNl)f(lDvtNii
B "vowi DtNl)f(lDvtNi lmEli rw)dv)oi Nrw(DEAD2wCi lEN1Ni EtCi E)wi fNwCi
Dtd)wGfwtlA ii
B $E)1wi)E)Dwl ivdiECC)wNNDt1iovCwNii
B uE)DE&AwiAwt1lmiDtNl)f(lDvtidv)oElNii
B 7tNl)f(lDvtNilmElioEtDrfAElwivrw)EtCNiDtiowov) ii
• bmwi 1vEAi vdi 37"ei E)(mDlw(lf)wi DNi lvi )wCf(wi wjw(flDvti lDowi & i NDorADd Dt1i lmwi
DtNl)f(lDvtNiNwlii

RISC Characteristics 
bmwiwNNwtlDEAi1vEAivdi37"eiE)(mDlw(lf)wiDt)vA)wNiEtiEllworlilvi)wCf(wiwjw(flDvtilDowi& i
NDorADd Dt1i lmwi DtNl)f(lDvti Nwli vdi lmwi (vorflw)%i bmwi oEEv)i (mE)E(lw)DNlD(Ni vdi Ei 37"ei
r)v(wNNv)iE)w9i
a 3wAElD)wA idw+iDtNl)f(lDvtN%i
a 3wAElD)wA idw+iECC)wNNDt1iovCwN%i
a sOCNg2 arrOpp SeCetOI tN SNaI azI ptNgO ezptgurteNz←%∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
a uhhgnspmo envtgMnvpg+e yevg ypgmpEet pmtgnrg ypga-.%∑
a ,eApMghpvE ygpotehPgMp:nMpMgevt md: envgrnmio Og
a DevEhpk:P:hpgevt md: envgpAp:d envOg
a zomM+empMgmo ypmg yovgie:mnsmnEmoiipMg:nv mnhOg

ug Pse:ohgLRDagsmn:pttnmgom:ye p: dmpgev:hdMptgmpEet pmk nkmpEet pmgnspmo envtcg+e ygnvhPg
teishpg hnoMg ovMg t nmpg nspmo envtg rnmg ipinmPg o::pttOg xydtg  ypg nspmovMg etg :nMpg ev ng og
smn:pttnmgmpEet pmg+e ygoghnoMgevt md: envOguhhg:nisd o envohg ot1tgompgspmrnmipMgoinvEg
 ypgMo ogt nmpMgevgsmn:pttnmgmpEet pmtgovMg+e yg ypgyphsgnrgt nmpgevt md: envtgmptdh tgompg
 movtrpmmpMg ng ypgipinmPOgxyetgom:ye p: dmohgrpo dmpgteishereptg ypgevt md: envgtp govMg
pv:ndmoEptg  ypg ns eie2o envg nrg mpEet pmg iovesdho envOg uhint g ohhg evt md: envtg yoTpg
teishpg mpEet pmg oMMmpttevEg tng nvhPg og rp+g oMMmpttevEg inMptg ompg d ehetpMOg w ypmg
oMMmpttevEginMptgioPgCpgev:hdMpMcgtd:ygotgeiipMeo pgnspmovMtgovMgmpho eTpginMpOguvg
oMTov oEpgnrgLRDagevt md: envgrnmio getg yo ge getgpotPg ngMp:nMpOg
uvgeisnm ov grpo dmpgnrgLRDagsmn:pttnmgetge tgoCehe Pg ngpAp:d pgnvpgevt md: envgspmg:hn:1g
:P:hpOgxyetgetgMnvpgCPgogsmn:pMdmpgmprpmmpMg ngotgsesphevevEOgughnoMgnmgt nmpgevt md: envg
ioPgvppMg +ng:hn:1g:P:hptgCp:odtpgo::pttg ngipinmPg:nvtdiptginmpg eipg yovgmpEet pmg
nspmo envtOgw ypmg:yomo: pmet e:tgo  meCd pMg ngLRDagom:ye p: dmpgomp9g
a ugmpho eTphPghomEpgvdiCpmgnrgmpEet pmgevg ypgsmn:pttnmgdve Og
a .tpgnrgnTpmhosspMgmpEet pmg+evMn+tg ngtsppMkdsgsmn:pMdmpg:ohhgovMgmp dmvOg
a frre:epv gevt md: envgsesphevpOg
a anisehpmg tdssnm g rnmg prre:epv g  movtho envg nrg yeEykhpTphg hovEdoEpg smnEmoitg ev ng
io:yevpghovEdoEpgsmnEmoitOg

• Overlapped register  windowsg ompgdtpMg ngsottgsomoip pmtgovMgoTneMtg ypgvppMg
rnmgtoTevEgovMgmpt nmevEgmpEet pmgTohdptgMdmevEgsmn:pMdmpg:ohhtgg
• fo:ygsmn:pMdmpg:ohhgo: eTo ptgogvp+gmpEet pmg+evMn+gCPgev:mpipv evEgogsnev pmcg
+yehpg ypgmp dmvgt o pipv gMp:mpipv tg ypgsnev pmgovMg:odtptg ypgo: eTo envgnrg
 ypgsmpTendtg+evMn+gg
• .evMn+tgrnmgoMEo:pv g smn:pMdmptgyoTpgnTpmhossevEg mpEet pmtg yo gompgtyompMg ng
smnTeMpg ypgsottevEgnrgsomoip pmtgovMgmptdh tgg
∑∑
• fAoishp9gtPt pig+e ygA=gmpEet pmtgovMgrndmgsmn:pMdmptgg
a fo:ygsmn:pMdmpgyotgog n ohgnrg<;gmpEet pmtg+yehpgo: eTpgg
a :CgEhnCohgmpEet pmtgg
a :Cghn:ohgmpEet pmtgg
a >ghn+gnTpmhossevEgmpEet pmtgg
a >gyeEygnTpmhossevEgmpEet pmtgg
• Lpho envtyestgnrgmpEet pmg+evMn+tgg
a  ^gnrgEhnCohgmpEet pmtgIg-gg
a  ^gnrghn:ohgmpEet pmtgevgpo:yg+evMn+gIgIgg
a  ^gnrg:niinvgmpEet pmtg ng +ng+evMn+tgIgagg
a  ^gnrg+evMn+tgIg.gg
a  +evMn+gte2pgIgIgHg;agHg-gg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
a   n ohg^gnrgmpEet pmtgIg/IgHga0.gHg-gg
g
xypgremt ga-.tgyoMgogtng:ohhpMgComplex Instruction Set Computer (CISC).g
xyetg ipovtg  yo g  ypg :nisd pmg :ovg dvMpmt ovMg iovPg ovMg :nishpAg
evt md: envtOg xypg TB>g evt md: envg tp cg +e yg e tg TomPevEg hpvE yg rmnig Bg  ng
:;Cg Ce cg +otg nmeEevohhPg MpTphnspMg rnmg  ypg BCB>g +e yg e tg ipmpg ;?CCCg
 movtet nmtOgg
g
Snmpgevt md: envtgyoTpgCppvgoMMpMg+e yevgvp+gEpvpmo envtgnrga-.tOgxypg
BC<B>g yoMg ;>g vp+g evt md: envtcg  ypg =B>g oMMpMg >g ovMg ypg -pv edig
ovn ypmg Bg vp+g evt md: envtOg xyetg ipov cg  yo g smnEmoitg yoMg  ng Cpg
mp+me  pvg ngdtpg yptpgvp+gevt md: envtOgxyetgyosspvpMgrnmgpAoishpg+e yg
vp+g Tpmtenvtg nrg .evMn+tg Og zpv:pcg tnipg smnEmoitg mpGdempg og <B>g nmg og
-pv edigsmn:pttnmg ngrdv: envOgg
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 6 
 
INPUT-OUTPUT ORGANIZATION 
 
 
6.2 StDIaetiek/MoaiI/e
6.2.1 G/tl/MppIDehD0e
6.2.2 hokI//dsk2hogkgMkIDehD0e
6.3 eG/gt/gk1egokI//dske
6.3.1 9Mga12nUMgogoles/gt/gk1e
6.3.2 GM/MyyIyes/gt/gk1egokI//dske
6.3.3 hokI//dsken1nyIe
6.4 e9SPe
6.4.1 9SPectok/tyyI/e
6.4.2 9SPeR/MoaiI/e
6.5 ehosdk20dksdkeG/tnIaat/e4h0G6e
6.5.1 cG32h0GectppdognMkgtoe
6.5.2 WI/gMyectppdognMkgtoe
6.5.3 cUM/MnkI/20/gIokIDeG/tktntye
6.5.4  gk20/gIokIDeG/tktntye
e >b@eeeeeeStDIaetiek/MoaiI/e
 
 
6.1.1 Programmed I/O 
 
RUIeagpsyIakeak/MkIl1eit/eUMoDygolentppdognMkgtoeHIkEIIoekUIecG3eMoDeMoehD0e
ptDdyIe gaeprogrammed  I/Obe 3agole kUgae ak/MkIl1Oe kUIe cG3e gae /IastoagHyIe it/e Myye
ntppdognMkgtoe EgkUe hD0e ptDdyIaOe H1e IuIndkgole goak/dnkgtoae EUgnUe ntok/tye kUIe
MkkMnUIDeDI5gnIaOet/ek/MoaiI/eDMkMbee
Ft/eIuMpsyIOegiekUIecG3eEMokIDekteaIoDeDMkMekteMeDI5gnIedagoles/tl/MppIDehD0Oe
gke EtdyDe ig/ake gaadIe Moe goak/dnkgtoe kte kUIe Mss/ts/gMkIe hD0e ptDdyIe kte kIyye gke kte
IusInkeDMkMbeRUIecG3epdakekUIoeEMgkedokgyekUIeptDdyIe/IastoDaeHIit/IeaIoDgole
kUIeDMkMbehiekUIeptDdyIegaeaytEI/ekUMoekUIecG3OekUIoekUIecG3epM1eMyateUM5Iekte
EMgkedokgyekUIek/MoaiI/egaentpsyIkIbeRUgaenMoeHIe5I/1egoIiigngIokbee
PotkUI/e s/tHyIpe Iugakae gie kUIe cG3e pdake /IMDe DMkMe i/tpe Me DI5gnIe adnUe Mae Me
TI1HtM/DbeA5I/1eatetikIoekUIecG3epdakegaadIeMoegoak/dnkgtoektekUIeMss/ts/gMkIe
hD0e ptDdyIe kte aIIe gie Mo1e TI1ae UM5Ie HIIoe s/IaaIDbe RUgae gae Myate Iuk/IpIy1e
goIiigngIokbectoaIGdIoky1ekUgaeak/MkIl1egaetoy1edaIDegoe5I/1eapMyyepgn/ts/tnIaat/e
ntok/tyyIDeDI5gnIabee
 
 
6.1.2 Interrupt Driven I/O 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
uD)lfEAA i EAAi (vorflw)Ni r)v)DCwi Ei ow(mEtDNoi  i +mD(mi vlmw)i ovCfAwNi /7D#Qi owov) i 0i
oE i Dtlw))frli lmwi tv)oEAi r)v(wNNDt1i vdi lmwi e-.%i bE&Awi <%:i ADNlNi lmwi ovNli (voovti
(AENNwNi vdi Dtlw))frlN%i bmwi Nrw(DdD(i tElf)wi vdi lmwNwi Dtlw))frlNi DNi wjEoDtwCi AElw)i Dti lmDNi
&vv1QiNrw(DEAA iDti(mErlw)Ni>iEtCi::%i*v+w)w)Qi+witwwCilviiDtl)vCf(wilmwi(vt(wrlitv+i
Dti v)Cw)i lvi ftCw)NlEtCi ov)wi (AwE)A i lmwi tElf)wi vdi ilmwi DtNl)f(lDvti ( (Awi EtCi lmwi
DorAD(ElDvtNi vdi Dtlw))frlNi vti lmwi Dtlw)(vttw(lDvti Nl)f(lf)w%i bmwi )wECw)i twwCi tvli &wi
(vt(w)twCiElilmDNiNlE1wiE&vflilmwiCwlEDANivdilmwi1wtw)ElDvtiEtCir)v(wNNDt1ivdiDtlw))frlNQi
&flivtA idv(fNivtilmwi(vooftD(ElDvti&wl+wwtiiovCfAwNilmEli)wNfAlNid)voiDtlw))frlN%ii
7tlw))frlNi E)wi r)v)DCwCi r)DoE)DA i ENi Ei +E i lvi Dor)v)wi r)v(wNNDt1i wddD(Dwt( %i ,v)i
wjEorAwQiovNliwjlw)tEAiCw)D(wNiE)wiof(miNAv+w)ilmEtilmwiir)v(wNNv)%i"frrv)lilmElii



-)v1)Eoi iiiiawtw)ElwCi& iNvowi(vtCDlDvtilmEliv((f)N iENiEi)wNfAlivdiEtiDtNl)f(lDvtiiii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiwjw(flDvtQiNf(miiiENiE)DlmowlD(iv)w)dAv+QiCD)DNDvti& i2w)vQiEllworlilviiii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiwjw(flwi Eti DAAw1EAi oE(mDtwi DtNl)f(lDvtQi i EtCi )wdw)wt(wi vflNDCwi Ei
fNw)ONiiiii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiEAAv+wCiowov) iNrE(w%ii∑∑
bDow)ii iiiiiiiiiiiiiiiawtw)ElwCi& iEiilDow)ii+DlmDtilmwir)v(wNNv)QibmDNiEAAv+Nilmwivrw)ElDt1iii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiN Nlwoilvirw)dv)oi(w)lEDtidft(lDvtNivtiEi)w1fAE)i&ENDN%i
7D#ii iiiiiiiiiiiiiiiiawtw)ElwCi& iEti7D#i(vtl)vAAw)QilviND1tEAitv)oEAi(vorAwlDvtivdiEtiii
iiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiivrw)ElDvtiv)ilviND1tEAiEi)E)Dwl ivdiw))v)i(vtCDlDvtN%i
*E)C+E)widEDAf)wiiawtw)ElwCi& iEidEDAf)wiNf(miENirv+w)idEDAf)wiv)iowov) irE)Dl iw))v)%ii

bmwi r)v(wNNv)i DNi l)EtNdw))Dt1i CElEi lvi Ei r)Dtlw)i fNDt1i lmwi DtNl)f(lDvti ( (Awi N(mwowi vdi
,D1f)wi<%<%isdlw)iiwE(mi+)Dlwivrw)ElDvtQilmwir)v(wNNv)i+DAAimE)wilvirEfNwiEtCi)woEDtiDCAwi
ftlDAi lmwi r)Dtlw)i (El(mwNi fr%i *wi Awt1lmi vdi lmDNi rEfNwi (Eti &wi vti lmwi v)Cw)i vdi oEt i
mftC)wCNiv)iw)wtilmvfNEtCNivdiDtNl)f(lDvti( (AwNilmEliCvitvliDt)vA)wiowov) %ieAwE)A Qi
lmDNi DNi Ei )w) i +ENlwdfAi fNwi vdi lmwi r)v(wNNv)%i 'DlmiDtlw))frlNQi lmwi r)v(wNNv)i (Eti &wi
wt1E1wCiDtiwjw(flDt1ivlmw)iDtNl)f(lDvtNi+mDAwiEti7D#ivrw)ElDvtiDNiDtir)v1)wNN%ii

,D1f)wi <%AEi DAAfNl)ElwNi lmDNi NlElwi vdi EddED)Ni dv)i lmwi ErrAD(ElDvti )wdw))wCi i lvi Dti lmwi
r)w(wCDt1i rE)E1)Erm%i *wi fNw)i r)v1)Eoi rw)dv)oNi Ei Nw)DwNi vdi '37bki (EAANi Dtlw)!AwE)wCi
+Dlmi r)v(wNNDt1%i evCwi Nw1owtlNi :Q;Qi EtCi <i )wdw)i lviNwGfwt(wNi vdi DtNl)f(lDvtNi lmEli Cvi
tvliDt)vA)wi7D#%ibmwi'37bki(EAANiE)wi(EAANilviEti7D#ir)v1)Eoi(vtNDNlNivdilm)wwiNw(lDvtN9i
• siNwGfwt(wivdiDtNl)f(lDvtNQiAE&wAwCi=iDtilmwidD1f)wQilvir)wrE)widv)ilmwiE(lfEAi7D#i
vrw)ElDvt%ibmDNioE iDt(AfCwi(vr Dt1ilmwiCElEilvi&wivflrfliDtlviEiNrw(DEAi&fddw)Qi
EtCir)wrE)Dt1ilmwirE)Eowlw)Nidv)iEiCw)D(wi(vooEtC%i
• bmwiE(lfEAi7D#i(vooEtC%i'DlmvflilmwifNwivdiDtlw))frlNQivt(wilmDNi(vooEtCiDNi
DNNfwCQi i lmwi r)v1)Eoi ofNli i +EDli dv)i lmwi 7D#i Cw)D(wilvi rw)dv)oi lmwi )wGfwNlwCi
dft(lDvt%i *wi r)v1)Eoi oD1mli +EDli & i NDorA i )wrwElwCA i rw)dv)oDt1i Ei lwNli
vrw)ElDvtilviCwlw)oDtwiDdilmwi7D#ivrw)ElDvtiDNiCvtw%∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• ug tpGdpv:pg nrg evt md: envtcg hoCphpMg @g evg  ypg reEdmpcg  ng :nishp pg  ypg nspmo envcgg
xyetgioPgev:hdMpgtp  evEgogrhoEgevMe:o evEg ypgtd::pttgnmgroehdmpgnrg ypgnspmo envOgg

Np:odtpg ypgRD-gnspmo envgioPg o1pgogmpho eTphPghnvEg eipg ng:nishp pcg ypgRDwgsmnEmoig
etgydvEgdsg+oe evEgrnmg ypgnspmo envg ng:nishp pKgypv:pcg ypgdtpmgsmnEmoigetgt nsspMgo g
snev gnrg ypg.LRxfg:ohhgrnmgtnipg:nvteMpmoChpgspmenMgnrg eipOg

uginmpg:niinvgt mo pEPgetg ngdtpginterrupt driven I/OOgxyetgt mo pEPgohhn+tg ypga-.g ng
:ommPgnvg+e yge tgn ypmgnspmo envtgdv ehg ypginMdhpgetgmpoMPg ng movtrpmgMo oOg.ypvg ypg
a-.g +ov tg  ng :niidve:o pg +e yg og MpTe:pcg e g ettdptg ovg evt md: envg  ng  ypg ossmnsmeo pg
RDwginMdhpcgovMg ypvg:nv evdptg+e ygn ypmgnspmo envtOg.ypvg ypgMpTe:pgetgmpoMPcge g+ehhg
interruptg ypga-.Ogxypga-.g:ovg ypvg:ommPgnd g ypgMo og movtrpmgotgCprnmpOgg

xyetgohtngmpinTptg ypgvppMgrnmg ypga-.g ng:nv evdohhPgsnhhgevsd gMpTe:ptg ngtppgerge gidt g
mpoMg ovPg Mo oOg .ypvg ovg evsd g MpTe:pg yotg Mo ocg  ypvg ypg ossmnsmeo pg RDwg inMdhpg :ovg
ev pmmds g ypga-.g ngmpGdpt gogMo og movtrpmOgg

uvgRDwginMdhpgev pmmds tg ypga-.gteishPgCPgo: eTo evEgog:nv mnhghevpgevg ypg:nv mnhgCdtOg
xypgtpGdpv:pgnrgpTpv tgetgotgrnhhn+tOgg
1. xypgRDwginMdhpgev pmmds tg ypga-.Ogg
2. xypga-.grevetyptgpAp:d evEg ypg:dmmpv gevt md: envO∑∑
3. xypga-.go:1vn+hpMEptg ypgev pmmds Ogg
4. xypga-.gtoTptge tg:dmmpv gt o pOgg
5. xypg a-.g Edistg  ng og tpGdpv:pg nrg evt md: envtg +ye:yg +ehhg yovMhpg  ypg
ev pmmds Ogg

xypg te do envg etg tnip+yo g :nishe:o pMg CPg  ypg ro: g  yo g int g :nisd pmg tPt pitg +ehhg
yoTpgtpTpmohgspmesypmohtg:nvvp: pMg ng ypiOgxyetgipovtg ypg:nisd pmgidt gCpgoChpg ng
Mp p: g+ye:ygMpTe:pgovgev pmmds g:niptgrmnicgovMg ngMp:eMpg+ye:ygev pmmds g ngyovMhpgerg
tpTpmohgn::dmgteidh ovpndthPOgxyetgMp:etenvgetgdtdohhPgCotpMgnvginterrupt priorityOgDnipg
MpTe:ptg+ehhg mpGdempgmptsnvtpgrmnig ypga-.ginmpgGde:1hPg yovgn ypmtcgrnmgpAoishpcgovg
ev pmmds g rmnig og Met1g MmeTpg idt g Cpg yovMhpMg inmpg Gde:1hPg  yovg ovg ev pmmds g rmnig og
1pPCnomMOgg

SovPgtPt pitgdtpgidh eshpgev pmmds ghevptOgxyetgohhn+tgogGde:1g+oPg ngotteEvgsmenme eptg
 ng Merrpmpv g MpTe:ptcg otg  ypg ev pmmds g hevptg :ovg yoTpg Merrpmpv g smenme eptOg zn+pTpmcg e g etg
he1phPg yo g ypmpg+ehhgCpginmpgMpTe:ptg yovgev pmmds ghevptcgtngtnipgn ypmgip ynMgidt g
CpgdtpMg ngMp pmievpg+ye:ygMpTe:pgovgev pmmds g:niptgrmniOgg

Snt g tPt pitg dtpg og tPt pig nrgvectored  interruptsOg .ypvg  ypg a-.g o:1vn+hpEptg ovg
ev pmmds cg  ypg mphpTov g MpTe:pg sho:ptg og +nmMg nrg Mo og /og Tp: nm0g nvg  ypg Mo og CdtOg xypg
Tp: nmgeMpv ereptg ypgMpTe:pg+ye:ygmpGdemptgo  pv envcgovMgetgdtpMgCPg ypga-.g nghnn1gdsg
 ypgoMMmpttgnrg ypgossmnsmeo pgev pmmds gyovMevEgmnd evpOgg
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Memory Mapped and Isolated I/O 
 
.yp ypmg og tPt pig dtptg smnEmoiipMg nmg ev pmmds g MmeTpvg RDwcg e g idt g t ehhg spmenMe:ohhPg
tpvMg evt md: envtg  ng  ypg RDwg inMdhptOg x+ng ip ynMtg ompg dtpMg rnmg  ng eishpipv g  yet9g
memory-mapped I/OgovMgisolated I/OOgg
g
.e ygipinmPkiosspMgRDwcg ypgRDwginMdhptgosspomg ng  ypga-.gotg yndEyg ypPgn::dsPg
hn:o envtgevgioevgipinmPOgxngtpvMgevt md: envtgnmg movtrpmgMo og ngovgRDwginMdhpcg ypg
a-.g mpoMtg nmg +me ptg Mo og  ng  yptpg ipinmPg hn:o envtOg xyetg +ehhg mpMd:pg  ypg oToehoChpg
oMMmpttgtso:pgrnmgioevgipinmPcgCd gotgint ginMpmvgt Pt pitgdtpgog+eMpgoMMmpttgCdtg
 yetgetgvn gvnmiohhPgogsmnChpiOgg
g
.e yg etnho pMg RDwcg  ypg RDwg inMdhptg osspomg  ng n::dsPg  ypemg n+vg oMMmpttg tso:pcg ovMg
tsp:eohgevt md: envtgompgdtpMg ng:niidve:o pg+e yg ypiOgxyetgEeTptginmpgoMMmpttgtso:pg
rnmg Cn yg ipinmPg ovMg RDwg inMdhptcg Cd g +ehhg ev:mpotpg ypg  n ohg vdiCpmg nrg Merrpmpv g
evt md: envtOgR gioPgohtngmpMd:pg ypgrhpAeCehe Pg+e yg+ye:yg ypga-.gioPgoMMmpttg ypgRDwg
inMdhptgerghpttgoMMmpttevEginMptgompgoToehoChpgrnmg ypgtsp:eohgRDwgevt md: envtOgg
 
Interrupts and the Instruction Cycle  
g
.e ygev pmmds tcg ypgsmn:pttnmg:ovgCpgpvEoEpMgevgpAp:d evEgn ypmgevt md: envtg+yehpgovg
RDwgnspmo envgetgevgsmnEmpttOganvteMpmg ypgrhn+gnrg:nv mnhgevg,eEdmpg<OACOutgCprnmpgcg ypg
dtpmgsmnEmoigmpo:yptgogsnev go g+ye:yge gio1ptgogtPt pig:ohhgevg ypgrnmignrgog.LRxfg
:ohhgOgxypgRDwgsmnEmoig yo getgevTn1pMgevg yetg:otpg:nvtet tgnvhPgnrg ypgsmpsomo envgg:nMpg
ovMg ypgo: dohgRDwg:niiovMOgur pmg yptpgrp+gevt md: envtgyoTpgCppvgpAp:d pMcg:nv mnhg
mp dmvtg  ng  ypg dtpmg smnEmoiOg Spov+yehpcg  ypg pA pmvohg g MpTe:pg etg CdtPg g o::ps evEg Mo ogg
rmnig:nisd pmgipinmPgovMgsmev evEge OgxyetgRDwggnspmo envgetg:nvMd: pMg:nv:dmmpv hPg
+e yg ypgpAp:d envgnrgevt md: envtgevg ypgdtpmgsmnEmoiOg
.ypvg  ypg pA pmvohg MpTe:pg Cp:niptg mpoMPg  ng Cpg tpmTe:pMcg  yo g etg cg +ypvg e g etg mpoMPg  ng
o::ps ginmpgMo ogrmnig ypgsmn:pttnmgcg ypgRDwginMdhpgrnmg yo gpA pmvohgMpTe:pgtpvMtgovg
ev pmmds g mpGdpt g teEvohg  ng  ypg smn:pttnmOg xypg smn:pttnmg mptsnvMtg CPg tdtspvMevEg
nspmo envgnrg ypg:dmmpv gsmnEmoigcgCmov:yevEggnrrg ngogsmnEmoig ngtpmTe:pg yo gsom e:dhomggg
RDwg MpTe:pcg 1vn+vg otg ovg ev pmmds g yovMhpmcg ovMg mptdievEg  ypg nmeEevohg pAp:d envg or pmg
 ypg MpTe:pg etg tpmTe:pMOg xypg snev tg o g +ye:yg td:yg ev pmmds tg n::dmg ompg evMe:o pMg CPg ovg
ot pmet1g/[0gevg,eEdmpOg
g
,mnig ypgsnev gnrgTep+gnrg ypgdtpmgsmnEmoicgovgev pmmds getgEdt g yo g9govgev pmmds envgnrg
 ypg vnmiohg tpGdpv:pg nrg pAp:d envOg .ypvg  ypg ev pmmds g smn:pttevEg etg :nishp pMcg
pAp:d envgmptdiptg/,eEdmp0Ogxydtg ypgdtpmgsmnEmoigMnptgvn gyoTpg ng:nv oevgovPgtsp:eohg
:nMpg  ng o::niinMo pg ev pmmds tg Kg  ypg smn:pttnmg ovMg ypg nspmo evEg tPt pig ompg
mptsnvteChpgrnmgtdtspvMevEg ypggdtpmgsmnEmoigovMg ypvgmptdievEge go g ypgtoipgsnev Og
g
g
g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e e e eee3aI/eG/tl/Mpee e e hokI//dske8MoDyI/e
e e e :eeee e e e e e e e e
e e
e e e e
e e e ;e
eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeBeeeeeeeBe e e e e Be
e e e Be Be e e e e Be
e e e Be Be e e e e Be
e e e ege
  hokI//dske ee ee
eeeeeeeeeeeeeeee0nnd/ae8I/I       geHe:ee
eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeBeeeeeeeBe e e e e e e e e
e e eeeeeeee BeeeeeeeBe
eeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeeBeeeeeeeBe e e e e e e e  
      Se
 
6 Figure Transfer of control via interrupts 
e
e
e
e
e
e FIknUe
eee e e e e e e e c1nyIe
e
e
e e e e e e e e AuIndkIe
e e hokI//dskae e e e e c1nyIee
e e 9gaMHyIDee e
e e e e e eeehokI//dskaee e
e e e e e eeeAoMHyIDe
e
e e e e e e e e hokI//dskaee
e e e e e e e e c1nyIe
e
 
7 Figure Instruction cycle with interrupts 
e
e
Rte MnntpptDMkIe gokI//dskaOe Moe gokI//dske n1nyIe gae MDDIDe kte kUIe goak/dnkgtoe n1nyIOe Mae
aUtEoe goe Fgld/Ie <b?be hoe kUIe gokI//dske n1nyIOe kUIe s/tnIaat/e nUInTae kte aIIe gie Mo1ee
gokI//dskae UM5Ie tnnd//IDOe goDgnMkIDe H1e kUIe s/IaIonIe tie Moe gokI//dske agloMybe hie ote
gokI//dskaeM/IesIoDgolOekUIes/tnIaat/es/tnIIDaeektekUIeiIknUen1nyIeMoDeiIknUIaekUIeoIuke
  HALT 
START 
Fetch Next 
Instruction 
Execute  
Instruction 
Check for 
interrupt; 
process 
interrupt 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
DtNl)f(lDvtivdilmwi(f))wtliir)v1)Eo%i7diEtiDtlw))frliDNirwtCDt1Qilmwir)v(wNNv)iCvwNilmwi
dvAAv+Dt19i
1. 7li NfNrwtCNi wjw(flDvti vdi lmwi (f))wtli r)v1)Eoi &wDt1iwjw(flwCi EtCi NE)wNi DlNi
(vtlwjl%i bmDNi owEtNi NE)Dt1i lmwi ECC)wNNi vdi lmwi twjliDtNl)f(lDvti lvi &wi wjw(flwCi
/(f))wtli (vtlwtlNi vdi lmwi r)v1)Eoi (vftlw)0i EtCi Et i vlmw)i CElEi )wAw)Etli lvi lmwii
r)v(wNNv)ONi(f))wtliE(lD)Dl %i
2. 7li NwlNi lmwi r)v1)Eoi (vftlw)i lvi lmwi NlE)lDt1i ECC)wNNi vdi Eti Dtlw))frli mEtCAw)i
)vflDtw%ii
i
bmwiir)v(wNNv)itv+ir)v(wwCNilvilmwidwl(mi( (AwiEtCidwl(mwNilmwidD)NliDtNl)f(lDvtiDtilmwi
Dtlw))frli mEtCAw)i r)v1)EoQi +mD(mi +DAAi Nw))D(wi lmwi Dtlw))frl%i bmwi Dtlw))frli mEtCAw)i
r)v1)Eoi DNi 1wtw)EAA i rE)li vdi lmwi vrw)ElDt1i N Nlwo%ib rD(EAA Qi lmDNi r)v1)Eoi Cwlw)oDtwNi
lmwitElf)wivdilmwiDtlw))frliEtCirw)dv)oNi+mElw)w)iE(lDvtNiE)witwwCwC%ii
i
,v)i wjEorAwQi Dti lmwi wjEorAwi +wi mE)wi &wwti fNDt1Qi lmwi mEtCAw)i Cwlw)oDtwNi +mD(mi 7D#i
ovCfAwi1wtw)ElwCilmwiDtlw))frlQiEtCioE i&)Et(milviEir)v1)EoilmEli+DAAi+)Dlwiov)wiCElEi
vfli lvi lmEli i 7D#i ovCfAw%i i 'mwti lmwi Dtlw))frli mEtCAw)i )vflDtwi DNi (vorAwlwCQi lmwi
r)v(wNNv)i(Eti)wNfowiwjw(flDvtivdimwifNw)ir)v1)EoiElilmwirvDtlivdiDtlw))frlDvt%iii
i
7liDNi(AwE)ilmElilmw)wiDNiNvowiv)w)mwECiDt)vA)wCiDtilmDNir)v(wNN%ikjl)EiDtNl)f(lDvtNiofNli
&wi wjw(flwCi /Dti lmwi Dtlw))frli mEtCAw)0i lvi Cwlw)oDtwi lmwi tElf)wi vdi lmwi Dtlw))frli Eti lvi
Cw(DCwivtilmwiErr)vr)DElwiE(lDvt%iinw)w)lmwAwNNQi&w(EfNwivdilmwi)wAElD)wA iAE)1wiEovftli
vdilDowilmEli+vfACi&wi+ENlwCi& iNDorA i+EDlDt1ivtiEti7D#ivrw)ElDvtQilmwir)v(wNNv)i(Eti
&wiworAv wCiof(miv)wiwddD(DwtlA i+DlmilmwifNwivdiDtlw))frlN%ii
i
i
i iiiiiiibDowi
iiiiiiiiiii
i
i
i
i i i -)v(wNNv)i 7D#i i i iiii7D#i
i i i ii'EDli iiiiiii#rw)ElDvtii i #rw)ElDvti
i
i
i
i
i
i
i i i i i i i i iiii7D#i
i i i i i i i iiiiiiiiiiii#rw)ElDvti
i
-)v(wNNv)i 7D#i i i i i i i
i i ii'EDli iiiiiii#rw)ElDvtii i i
1  1 
4  4 
2a 





4  3a 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
e e e e e e e
4H6e-gkUehokI//dskae
e
e
ee e 4M6e-gkUtdkehokI//dskae
e
8 Figure Program timing; short I/O wait 
e
RteMss/IngMkIekUIelMgoegoeIiigngIon1OentoagDI/eFgld/IeEUgnUegaeMekgpgoleDgMl/MpeHMaIDetoe
kUIeiytEetientok/tyegoeFgld/Iabe
e
Fgld/IeMaadpIekUMkekUIekgpIe/IGdg/IDeit/ekUIehD0etsI/Mkgtoegae/IyMkg5Iy1eaUt/k9eyIaaekUMoee
kUIekgpIektentpsyIkIekUIeIuIndkgtoetiegoak/dnkgtoaeHIkEIIoeE/gkIetsI/MkgtoaegoekUIedaI/e
s/tl/Mpbe RUIept/Iek1sgnMyenMaIOeIasIngMyy1eit/eMeaytEeDI5gnIeadnUeMaeMes/gokI/Oe gaekUMke
kUIe hDte tsI/Mkgtoe e Egyye kMTIe pdnUe pt/Ie kgpIe kUMoe IuIndkgole Me aIGdIonIe tie daI/e
goak/dnkgtoabe Fgld/Ie <bAne goDgnMkIae kUgae akMkIetieMiiMg/abehoe kUgae nMaIOe kUIe daI/e s/tl/Mpe
/IMnUIae kUIe aIntoDe xhRAe nMyye e HIit/Ie kUIe hD0e tsI/Mkgtoe asMEoIDe H1e kUIe ig/ake nMyye gae
ntpsyIkIbe RUIe /Iadyke gae kUMke kUIe daI/e s/tl/Mpe gae Udole dse Mke kUMke stgokbe e -UIoe kUIe
s/InIDgolehD0etsI/MkgtoegaentpsyIkIDOekUgaeoIEe-xhRAenMyyepM1eHes/tnIaaIDOeMoDeMeoIEe
hD0etsI/MkgtoepM1eHIeakM/kIDbeFgld/Ie<b::eaUtEaekUIekgpgoleit/eekUgaeagkdMkgtoeEgkUeMoDe
EgkUtdkekUIedaIetiegokI//dskabe-IenMoeaIIekUMkekUI/IegaeakgyyeMelMgoegoeIiigngIon1eHInMdaIe
sM/ke tie kUIe kgpIe Dd/gole EUgnUe kUIe hD0e tsI/Mkgtoe gaedoDI/e EM1e t5I/yMsae EgkUe kUIe
IuIndkgtoetiedaI/egoak/dnkgtoabee
Fgld/Ie aUtEae Me /I5gaIDe goak/dnkgtoe n1nyIe akMkIe DgMl/Mpe kUMke gonydDIae gokI//dske n1nyIe
s/tnIaagolbeee
e
e eeeeeeeRgpIe
eeeeeeeeeee
e
e
e
e e e G/tnIaat/e hD0e e e eeeehD0e
e e e ee-Mgke eeeeeee0sI/Mkgtoee e 0sI/Mkgtoe
e eeeeeeeG/tnIaat/e
e eeeee-Mgke e
e
e
e
e
e e e e e e e e eeeehD0e
e e e e e e e eeeeeeeeeeee0sI/Mkgtoe
e
1  1 
4  4 








3b 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
G/tnIaat/e e eeeeeeeG/tnIaat/ee e e e
e e ee-Mgke eeeeeeee e eeeeeeeeeee-Mgke e e
e
e
e e e e e e e
4H6e-gkUehokI//dskae
e
e
ee e e
e
4M6e-gkUtdkehokI//dskae
e
9 Figure Program timing; short I/O wait 
e
10 Multiple Interrupts 
RUIeDgandaagtoeateiM/eUMaetoy1eDgandaaIDekUIetnnd//IonIetieMeagolyIegokI//dskbeWdsstaIOe
UtEI5I/OekUMkepdykgsyIeegokI//dskaenMoetnnd/beFt/eIuMpsyIOeMes/tl/MpepM1eHIe/InIg5gole
DMkMe i/tpe Me ntppdognMkgtoae ygoIe MoDe s/gokgole /Iadykabe RUIe s/gokI/e Egyye lIoI/MkIe Moe
gokI//dske I5I/1e kgpIe kUMke gke ntpsyIkIae Me s/goke tsI/Mkgtobe RUIe ntppdognMkgtoe ygoIe
ntok/tyyI/e Egyye lIoI/MkIe Moe gokI//dske I5I/1e kgpIe Medogke tie DMkMe M//g5Iabe RUIe dogke ntdyDe
IgkUI/eHIeMeagolyIenUM/MnkI/et/eMeHytnTOeDIsIoDgoletoekUIeoMkd/IetiekUIentppdognMkgtoae
DgangsygoIbe hoe Mo1e nMaIOe gke gae staagHyIe it/e Me ntppdognMkgtoe gokI//dske kte tnnd/e EUgyIe Me
s/gokI/egokI//dskegaeHIgoles/tnIaaIDbee
e
REteMss/tMnUIaenMoeHIekMTIoekteDIMygoleEgkUepdykgsyIegokI//dskabeRUIeig/akegaekteDgaMHyIe
gokI//dskae EUgyIe Moe gokI//dske gae HIgole s/tnIaaIDbe Pe DgaMHyIDe gokI//dske agpsy1e pIMoae
kUMke kUIe s/tnIaat/e nMoe MoDe Egyye glot/Ie kUMke gokI//dske /IGdIake agloMybe hie Moe gokI//dske
tnnd/ae Dd/gole kUgae kgpIOe gke lIoI/Myy1e /IpMgoae sIoDgole MoDe Egyye HIe nUInTIDe H1e kUIe
s/tnIaat/e MikI/e kUIe s/tnIaat/e UMae IoMHyIDe gokI//dskabe RUdaOe EUIoe Me daI/e s/tl/Mpe gae
IuIndkgoleMoDeMoe gokI//dsketnnd/aOegokI//dskaeM/IeDgaMHyIDe gppIDgMkIy1bePikI/ekUIekUI/e
gokI//dske UMoDyI/e /tdkgoIe ntpsyIkIaOe gokI//dskae M/Ie IoMHyIDe HIit/Ie /Iadpgole kUIe daI/e
s/tl/MpOe MoDe kUIe s/tnIaat/e nUInTae kte aIIe gie MDDgkgtoMye gokI//dskae UM5Ie tnnd//IDbe RUgae
Mss/tMnUegaeognIeMoDeagpsyIOeMaegokI//dskaeM/IeUMoDyIDegoeak/gnkeaIGdIokgMyet/DI/e4igld/I6e
e
RUIe D/MEHMnTe kte kUIe MHt5Ie Mss/tMnUe gae kUMke gke DtIaeotke kMTIe gokte Mnntdoke /IyMkg5Ie
s/gt/gk1e t/e kgpI2n/gkgnMye oIIDabe Ft/e IuMpsyIOe EUIoegosdke M//g5Iae i/tpe kUIe
ntppdognMkgtoaeygoIOegkepM1eoIIDekteHIeMHat/HIDe/MsgDy1ektepMTIe/ttpeit/ept/Iegosdkbe
hiekUIeig/akeHMknUetiegosdkeUMaeotkeHIIoes/tnIaaIDeHIit/IekUIeaIntoDeHMknUeM//g5IaOeDMkMe
pM1eHIeytakbeee
Pe aIntoDe Mss/tMnUe gae kte DIigoIe s/gt/gkgIae it/e gokI//dskae MoDe kte MyytEe Moe gokI//dske e tie
UglUI/e s/gt/gk1e kte nMdaIe Me ytEI/2s/gt/gk1e e gokI//dske UMoDyI/e kte HIe gkaIyie
gokI//dskID4igld/I6be
e


Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Pae Moe IuMpsyIe tie kUgae aIntoDe e Mss/tMnUOe ntoagDI/e Mea1akIpe EgkUe kU/IIe hD0e DI5gnIa9e Me
s/gokI/Oe Me DgaTe Oe MoDe Me ntppdognMkgtoae ygoIOe EgkUe gon/IMagole s/gt/gkgIae tie ;O=e MoDe @e
/IasInkg5Iy1beFgld/Ie<b:=egyydak/MkIaeMestaagHyIeaIGdIonIbePedaI/es/tl/MpeHIlgoaeMkekeIeCe
bePkekeI:COeMes/gokI/egokI//dsketnnd/eKeedaI/egoit/pMkgtoegaesyMnIDetoekUIea1akIpeakMnTOe
MoDeIuIndkgtoentokgodIaeMkekUIes/gokI/egokI//dskeaI/5gnIe/tdkgoIe4hWx6be-UgyIekUgae/tdkgoIe
gae akgyye IuIndkgolOe Mke ke e Ie :@Oe Me ntppdognMkgtoae gokI//dske tnnd/abe WgonIe kUIe
ntppdognMkgtoaeygoIeeUMaeUglUI/es/gt/gk1ekUMoekUIes/gokI/OekUIegokI//dskegaeUtot/IDbeRUIe
s/gokI/ehWxegaegokI//dskIDOegkaeakMkIeegaesdaUIDetoktekUIeakMnTOeMoDeIuIndkgtoentokgodIae
MkekUIentppdognMkgtoaehWxbe-UgyIekUgae/tdkgoIegaeIuIndkgoleOeMeDgaTeeegokI//dsketnnd/ae4ke
Ie;C6beWgonIekUgaegokI//dskegaetieytEI/es/gt/gk1Oegkegaeagpsy1eUIyDOeMoDekUIentppdognMkgtoae
hWxe/doaektentpsyIkgtobee
e
-UIoe kUIe ntppdognMkgtoae hWxe gae ntpsyIkIe 4e ke Ie ;@6OekUIe s/I5gtdae s/tnIaat/e akMkIe gae
/Iakt/IDOe EUgnUe gae kUIe IuIndkgtoe tie kUIe s/gokI/e hWxbe 8tEI5I/Oe HIit/Ie I5Ioe Me agolyIe
goak/dnkgtoe goe kUMke /tdkgoIe nMoe HIe IuIndkIDOe kUIe s/tnIaat/e Utot/ae UIe UglUI/2s/gt/gk1e
DgaTegokI//dskeMoDentok/tyek/MoaiI/aektekUIeDgaTehWxbe0oy1eEUIoekUMke/tdkgoIegaentpsyIkIe
4keIe<@6egaekUIes/gokI/ehWxe/IadpIDbe-UIoekUMke/tdkgoIentpsyIkIae4keIe=C6Oentok/tyeigoMyy1e
/Ikd/oaeektekUIedaI/es/tl/Mpbee
e
6.2 Priority Interrupt  
 
Pes/gt/gk1egokI//dskeIakMHygaUIaeMes/gt/gk1ekteDIngDIeEUgnUentoDgkgtoegaekteHIeaI/5gnIDeig/ake
EUIoe kEte t/e pt/Ie /IGdIakae M//g5Ie agpdykMoItday1be RUIe a1akIpe pM1e Myate DIkI/pgoIe
EUgnUe ntoDgkgtoae M/Ie sI/pgkkIDe kte gokI//dske kUIe ntpsdkI/e EUgyIe MotkUI/e gokI//dske gae
HIgole aI/5gnIDbe 8glUI/2s/gt/gk1e gokI//dske yI5Iyae M/Ie MaagloIDe kte /IGdIakaOe EUgnUe gie
DIyM1IDe t/e gokI//dskIDOe ntdyDe UM5Ie aI/gtdae ntoaIGdIonIabe 9I5gnIae EgkUe UglU2e asIIDe
k/MoaiI/aeM/Ielg5IoeUglUes/gt/gk1OeMoDeaytEeDI5gnIae/InIg5IeytEes/gt/gk1be-UIoekEteDI5gnIae
gokI//dske kUIe ntpsdkI/e Mke kUIe aMpIe kgpIOe kUIe ntpsdkI/e aI/5gnIae kUIe DI5gnIOe EgkUe kUIe
UglUI/es/gt/gk1eig/akbeAakMHygaUgolekUIes/gt/gk1etieagpdykMoItdaegokI//dskaenMoeHIeDtoIeH1e
atikEM/Ie t/e UM/DEM/Ibe -Ie nMoe daIe Me styygole s/tnIDd/Ie kte gDIokgi1e kUIe UglUIak2s/gt/gk1be
RUI/IegaetoIentpptoeH/MonUeMDD/Iaaeit/eMyyegokI//dskabeRUIes/tl/MpekUMkekMTIaenM/Ietie
gokI//dskae HIlgoae Mke kUIe H/MonUe MDD/Iaae MoDe styyae kUIe gokI//dske atd/nIae goe aIGdIonIbe
RUIet/DI/egoeEUgnUekUI1eM/IekIakIDeDIkI/pgoIaekUIes/gt/gk1etieIMnUegokI//dskbe-IekIakekUIe
UglUIak2s/gt/gk1e atd/nIe ig/akOe MoDe gie gkae gokI//dske agloMye gae toOe ntok/tye H/MonUIae kte Me
aI/5gnIe/tdkgoIeit/ekUgaeatd/nIbe0kUI/EgaIOekUIeoIuk2ytEI/2s/gt/gk1eatd/nIegaekIakIDOeMoDe
ate tobe RUdae kUIe gogkgMye aI/5gnIe /tdkgoIe gokI//dskaentoagakae tie Me s/tl/Mpe kUMke kIakae kUIe
gokI//dskeatd/nIaegoeaIGdIonIeMoDe H/MonUIaektetoIetiepMo1e staagHyIeaI/5gnIe/tdkgoIabe
RUIesM/kgndyM/eaI/5gnIe/tdkgoIe/IMnUIDeHIytolaektekUIeUglUIak2s/gt/gk1eDI5gnIeMptoleMyye
DI5gnIaekUMkegokI//dskIDekUIentpsdkI/bee
e
 
6.2.1  Daisy-Chaining Priority 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
.cO  Iaep2Rrcaezez1  COtcNI  cap  a  pOgeaS  rNzzOrteNz  Nm  aSS  IO-erOp  tcat  gO/uOpt  az 
eztOgguot3 .cO IO-erO yetc tcO  ce1cOpt ogeNget2 ep FOot ez tcO megpt oNpeteNzn mNSSNyOI 42 
SNyOgRogeNget2 IO-erOp azI pN Nz3 .cep COtcNI Nm rNzzOrteNz ep pcNyz  ez 8e13”3KG3 .cO 
eztOgguot  gO/uOpt  SezO  ep  rNCCNz  tN  aSS  IO-erOp  azI  mNgCp  a  yegOI  SN1er  rNzzOrteNz3  Ym 
az2 IO-erO cap etp eztOgguot pe1zaS ez tcO SNyRSO-OS ptatOn tcO eztOgguot SezO 1NOp tN tcO 
SNyRSO-OS  ptatO  azI  Oza4SOp  tcO  eztOgguot  ezout  ez tcO  :lV3  5cOz  zN  eztOgguotp  agO 
oOzIez1n  tcO  eztOgguot  SezO  pta2p  ez  tcO  ce1cRSO-OS  ptatO  azI  ap  a  gOpuSt  :lV  INOp  zNt 
gOrN1ze(O  az2  eztOgguot3  .cep  ep  O/ue-aSOzt  tN  a  zO1ate-O  SN1er  fU  NoOgateNz3  .cO  :lV 
gOpoNzIp tN az eztOgguot gO/uOpt 42 Oza4Sez1 tcO eztOgguot arFzNySOI1O SezO3 .cep pe1zaS 
ep gOrOe-OI 42 IO-erO w at etp lY 9ogeNget2 ezE ezout3 .cO arFzNySOI1O pe1zaS oappOp Nz tN 
tcO zOBt IO-erO tcgNu1c tcO lf 9ogeNget2 NutE Nutout NzS2 em IO-erO w ep zNt gO/uOptez1 az 
eztOgguot3 Ym IO-erO Y cap a oOzIez1 eztOgguotn et 4SNrFp tcO arFzNySOI1O pe1zaS mgNC tcO 
zOBt IO-erO 42 oSarez1 a – ez tcO lf Nutout3 Yt tcOz ogNrOOIp tN ezpOgt etp Nyz eztOgguot 
-OrtNg aIIgOpp 9iA6E eztN tcO Iata 4up mNg tcO :lV tN upO Iugez1 tcO eztOgguot r2rSO3 
 
A IO-erO yetc lYI– ezout 1OzOgatOp a – ez etp lf Nutout tN ezmNgC tcO zOBtRSNyOgRogeNget2 
IO-erO tcat tcO arFzNySOI1O pe1zaS cap 4OOz 4SNrFOI3 A IO-erO tcat CaFOp a gO/uOpt mNg 
az eztOgguot azI cap a Y ez etp le ezout yeSS eztOgrOot tcO arFzNySOI1O pe1zaS 42 oSarez1 
a  –  ez  etp  lf  Nutout3  Ym  tcO  IO-erO  INOp  zNt  ca-O  oOzIez1  eztOgguotpn  et  tgazpCetp  tcO 
arFzNySOI1O pe1zaS tN tcO zOBt IO-erO 42 oSarez1 a w ez etp lf Nutout3 .cup tcO IO-erO 
yetc  lY  I  w  azI  lf  I  –  ep  tcO  NzO  yetc  tcO  ce1cOpt ogeNget2  tcat  ep  gO/uOptez1  az 
eztOgguotn azI tcep IO-erO oSarOp etp iA6 Nz tcO Iata 4up3 .cO Iaep2 rcaez aggaz1OCOzt 
1e-Op  tcO  ce1cOpt  ogeNget2  tN  tcO  IO-erO  tcat  gOrOe-Op  tcO  eztOgguot  arFzNySOI1O  pe1zaS 
mgNC tcO :lV3 .cO magtcOg tcO IO-erO ep mgNC tcO megpt oNpeteNzn tcO SNyOg ep etp ogeNget23 
 
8e1ugO ”3KGb 6aep2Rrcaez ogeNget2 eztOgguot 
 
8e1ugO  ”3KK  pcNyp  tcO  eztOgzaS  SN1er  tcat  Cupt  4O  ezrSuIOI  yetcez  Oarc  IO-erO  ycOz 
rNzzOrtOI ez tcO Iaep2Rrcaezez1 prcOCO3 .cO IO-erO pOtp etp U8 mSeoRmSNo ycOz et yaztp 
tN  eztOgguot  tcO  :lV3  .cO  Nutout  Nm  tcO  U8  mSeoRmSNo  1NOp  tcgNu1c  az  NoOzRrNSSOrtNg 
ez-OgtOg 9a regruet tcat ogN-eIOp tcO yegOI SN1er mNg tcO rNCCNz eztOgguot SezOE3 Ym lY I –n 
4Ntc lf azI tcO Oza4SO SezO tN iA6 agO O/uaS tN –n eggOpoOrte-O Nm tcO -aSuO Nm U83 Ym lY I 
w azI U8I –n tcOz lf I w azI tcO -OrtNg aIIgOpp ep Iepa4SOI3 .cep rNzIeteNz oappOp tcO 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
arFzNySOI1O pe1zaS tN tcO zOBt IO-erO tcgNu1c lf3 .cO IO-erO ep arte-O ycOz lY I w azI 
U8 I w3 .cep rNzIeteNz oSarOp a – ez lf azI Oza4SOp tcO -OrtNg aIIgOpp mNg tcO Iata 4up3 
Yt ep appuCOI tcat Oarc IO-erO cap  etp Nyz Ieptezrt -OrtNg aIIgOpp3 .cO  U8 mSeoRmSNo  ep 
gOpOt amtOg a pummereOzt IOSa2 tN OzpugO tcat tcO :lV cap gOrOe-OI tcO -OrtNg aIIgOpp3 
 
 
6.2.2 Parallel Priority Interrupt 
 
.cO COtcNI upOp a gO1eptOg ycNpO 4etp agO pOt pOoagatOS2  42 tcO  eztOgguot pe1zaS mgNC 
Oarc  IO-erO3  dNy  yO  Opta4Sepc  tcO  ogeNget2  arrNgIez1  tN  tcO  oNpeteNz  Nm  tcO  4etp  ez  tcO 
gO1eptOg3  Yz  aIIeteNz  tN  tcO  eztOgguot  gO1eptOgn  tcO  regruet  Ca2  ezrSuIO  a  CapF  gO1eptOg 
ycNpO ougoNpO ep tN rNztgNS tcO ptatup Nm Oarc eztOgguot gO/uOpt3 .cO CapF gO1eptOg raz 
4O  ogN1gaCCOI  tN  Iepa4SO  SNyOgRogeNget2  eztOgguotp yceSO  a  ce1cOgRogeNget2  IO-erO  ep 
4Oez1  pOg-erOI3  Yt  raz  aSpN  ogN-eIO  a  mareSet2  tcat  aSSNyp  a  ce1cRogeNget2  IO-erO  tN 
eztOgguot tcO yceSO a SNyOgRogeNget2 IO-erO ep 4Oez1 pOg-erOI3 
 
8e1ugO ”3KKb fzO pta1O Nm tcO Iaep2Rrcaez ogeNget2 aggaz1OCOzt 
 
8e13  ”3K“  pcNyp  tcO  ogeNget2  SN1er  mNg  a  p2ptOC  Nm mNug  eztOgguot  pNugrOp3  Yt  cap  az 
eztOgguot  gO1eptOg3  .cO  4etp  Nm  tcep  gO1eptOg  agO  OBtOgzaS  rNzIeteNzp  azI  rSOagOI  42 
ogN1gaC  ezptgurteNzp3  .cO  Ca1zOter  IepFn  4Oez1  a  ce1cRpoOOI  IO-erOn  ep  1e-Oz  tcO 
ce1cOpt ogeNget23 .cO ogeztOg cap tcO zOBt ogeNget2n mNSSNyOI 42 a rcagartOg gOaIOg azI a 
FO24NagI3 .cO CapF gO1eptOg cap tcO paCO zuC4Og Nm 4etp ap tcO eztOgguot gO1eptOg3 P2 
COazp Nm ogN1gaC ezptgurteNzpn et ep oNppe4SO tN pOt Ng gOpOt az2 4et ez tcO CapF gO1eptOg3 
Larc  eztOgguot  4et  azI  etp  rNggOpoNzIez1  CapF  4et  agO  aooSeOI  tN  az  Ad6  1atO  tN 
ogNIurO tcO mNug ezoutp tN a ogeNget2 OzrNIOg3 Yz tcep ya2 az eztOgguot ep gOrN1ze(OI NzS2 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
em etp rNggOpoNzIez1 CapF 4et ep pOt tN w 42 tcO ogN1gaC3 .cO ogeNget2 OzrNIOg 1OzOgatOp 
tyN 4etp Nm tcO -OrtNg aIIgOppn ycerc ep tgazpmOggOI tN tcO :lV3 
 
AzNtcOg  Nutout  mgNC  tcO  OzrNIOg  pOtp  az  eztOgguot  ptatup  mSeoRmSNo  YT.  ycOz  az 
eztOgguot  tcat  ep  zNt  CapFOI  Nrrugp3  .cO  eztOgguot Oza4SO  mSeoRmSNo  YLd  raz  4O  pOt  Ng 
rSOagOI  42  tcO  ogN1gaC  tN  ogN-eIO  az  N-OgaSS  rNztgNS  N-Og  tcO  eztOgguot  p2ptOC3  .cO 
Nutoutp  Nm  wT.  Ad6  yetc  YLd  ogN-eIO  a  rNCCNz  eztOgguot  pe1zaS  mNg  tcO  :lV3  .cO 
eztOgguot  arFzNySOI1O  Yd.A:?  pe1zaS  mNgC  tcO  :lV  Oza4SOp  tcO  4up  4ummOgp  ez  tcO 
Nutout  gO1eptOg  azI  a  -OrtNg  aIIgOpp  iA6  ep  oSarOI eztN  tcO  Iata  4up3  5O  yeSS  zNy 
OBoSaez  tcO  ogeNget2  OzrNIOg  regruet  azI  tcOz  Ieprupp  tcO  eztOgarteNz  4OtyOOz  tcO 
ogeNget2 eztOgguot rNztgNSSOg azI tcO :lV3 
 
8e1ugO ”3K“b lgeNget2 eztOgguot cagIyagO 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 









6.2.3 Interrupt Cycle 
 
.cO eztOgguot CaFOp mSeoRmSNo YLd pN tcat raz 4O pOt Ng rSOagOI 42 ogN1gaC ezptgurteNzp3 
5cOz YLd ep rSOagOIn tcO eztOgguot  gO/uOpt rNCez1 mgNC wT.  ep  zO1SOrtOI  42 tcO :lV3 
.cO  ogN1gaCRrNztgNSSOI  YLd  4et  aSSNyp  tcO  ogN1gaCCOg  tN  rcNNpO  ycOtcOg  tN  upO  tcO 
eztOgguot  mareSet23  Ym  az  ezptgurteNz  tN  rSOag  YLd cap  4OOz  ezpOgtOI  ez  tcO  ogN1gaCn  et 
COazp tcat tcO upOg INOp zNt yazt cep ogN1gaC tN 4O eztOgguotOI3 Az ezptgurteNz tN pOt 
YLd  ezIeratOp  tcat  tcO  eztOgguot  mareSet2  yeSS  4O  upOI  yceSO  tcO  ruggOzt  ogN1gaC  ep 
guzzez13 sNpt rNCoutOgp ezrSuIO eztOgzaS cagIyagO tcat rSOagp YLd tN – O-Og2 teCO az 
eztOgguot ep arFzNySOI1OI 42 tcO ogNrOppNg3 

:lV rcOrFp YLd azI tcO eztOgguot pe1zaS mgNC YT. at tcO OzI Nm Oarc ezptgurteNz r2rSO 
tcO3  Ym  OetcOg  –n  rNztgNS  rNztezuOp  yetc  tcO  zOBt  ezptgurteNz3  Ym  4Ntc  YLd  azI  YT.  agO 
O/uaS  tN  wn  tcO  :lV  1NOp  tN  az  eztOgguot  r2rSO3  6ugez1  tcO  eztOgguot  r2rSO  tcO  :lV 
oOgmNgCp tcO mNSSNyez1 pO/uOzrO Nm CergNRNoOgateNzp9∑
SP
←Tl ) w     6OrgOCOzt ptarF oNeztOg 
s XTlN ← l:      lupc l: eztN ptarF 
Yd.A:? ←w  Lza4SO eztOgguot arFzNySOI1O 
PC←iA6  .gazpmOg -OrtNg aIIgOpp tN l: 
IEN←–  6epa4SO mugtcOg eztOgguotp 
hN tN mOtrc zOBt ezptgurteNz 

.cO  gOtugz  aIIgOpp  ep  oupcOI  mgNC  l:  eztN  tcO  ptarF3  Yt  tcOz  arFzNySOI1Op  tcO 
eztOgguot 42 Oza4Sez1 tcO Yd.A:? SezO3 .cO ogeNget2 eztOgguot uzet gOpoNzIp 42 oSarez1 a 
uze/uO  eztOgguot  -OrtNg  eztN  tcO  :lV  Iata  4up3  .cO :lV  tgazpmOgp  tcO  -OrtNg  aIIgOpp 
eztN l: azI rSOagp YLd ogeNg tN 1Nez1 tN tcO zOBt mOtrc ocapO3 .cO ezptgurteNz gOaI mgNC 
COCNg2 Iugez1 tcO zOBt mOtrc ocapO yeSS 4O tcO NzO SNratOI at tcO -OrtNg aIIgOpp3 
TNmtyagO UNutezOp 

A  ogeNget2  eztOgguot  p2ptOC  upOp  4Ntc  cagIyagO  azI pNmtyagO  tOrcze/uOp3  dNy  yO 
Ieprupp tcO pNmtyagO gNutezOp mNg tcep3 .cO rNCoutOg Cupt aSpN ca-O pNmtyagO gNutezOp 
mNg pOg-erez1 tcO eztOgguot gO/uOptp azI mNg rNztgNSSez1 tcO eztOgguot cagIyagO gO1eptOgp3 
8e1ugO ”3K' pcNyp tcO ogN1gaCp tcat Cupt gOpeIO ez COCNg2 mNg cazISez1 tcO eztOgguot 
p2ptOC3  Larc  IO-erO  cap  etp  Nyz  pOg-erO  ogN1gaC  tcat  raz  4O  gOaI  tcgNu1c  a  ZuCo 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
9HslE  ezptgurteNz  ptNgOI  at  tcO  appe1zOI  -OrtNg  aIIgOpp3  .cO  p2C4NSer  zaCO  Nm  Oarc 
gNutezO gOogOpOztp tcO ptagtez1 aIIgOpp Nm tcO pOg-erO ogN1gaC3 .cO ptarF pcNyz ez tcO 
Iea1gaC ep upOI mNg ptNgez1 tcO gOtugz aIIgOpp amtOg Oarc eztOgguoteNz3 
 
8e1ugO ”3K'b  lgN1gaCp ptNgOI ez COCNg2 mNg pOg-erez1 eztOgguotp 
 
dNy  yO  taFO  az  OBaCoSO  tN  eSSuptgatO  et3  MOt  tcO  FO24NagI  pOtp  eztOgguot  4et  yceSO  tcO 
:lV  ep  OBOrutez1  tcO  ezptgurteNz  ez  SNrateNz  v“X  Nm  Caez  ogN1gaC3  At  tcO  OzI  Nm  tcO 
ezptgurteNz r2rSOn tcO rNCoutOg 1NOp tN eztOgguot r2rSO3 Yt ptNgOp tcO gOtugz aIIgOpp v'– 
ez tcO ptarF azI tcOz arrOotp tcO -OrtNg aIIgOpp ––––––ww mgNC tcO 4up azI tgazpmOgp 
et tN l:3 .cO ezptgurteNz ez SNrateNz K ep OBOrutOI zOBtn gOpuStez1 ez tgazpmOg Nm rNztgNS tN 
tcO  ?P6  gNutezO3    dNy  puooNpO  tcat  tcO  IepF  pOtp  etp  eztOgguot  4et  ycOz  tcO  :lV  ep 
OBOrutez1 tcO ezptgurteNz at aIIgOpp G'' ez tcO ?P6 ogN1gaC3 AIIgOpp G'” ep oupcOI 
eztN  tcO  ptarF  azI  rNztgNS  ep  tgazpmOggOI  tN  tcO  6YT?  pOg-erO  ogN1gaC3  .cO  Sapt 
ezptgurteNz ez Oarc gNutezO ep a gOtugz mgNC eztOgguot ezptgurteNz3 5cOz tcO IepF pOg-erO 
ogN1gaC  ep  rNCoSOtOIn  tcO  gOtugz  ezptgurteNz  oNop  tcO  ptarF  azI  oSarOp  G'”  eztN  l:3 
.cep gOtugzp rNztgNS tN tcO ?P6 gNutezO tN rNztezuO pOg-erez1 tcO FO24NagI3 At tcO OzI 
Nm tcO ?P6 ogN1gaCn tcO Sapt ezptgurteNz oNop tcO ptarF azI gOtugzp rNztgNS tN tcO Caez 
ogN1gaC  at  aIIgOpp  v'–3  .cupn  a  ce1cOgRogeNg  IO-erO  raz  eztOgguot  a  SNyOgRogeNget2 
IO-erO3 Yt ep appuCOI tcat tcO teCO poOzt ez pOg-erez1 tcO ce1cRogeNget2 eztOgguot ep pcNgt 
rNCoagOI  tN  tcO  tgazpmOg  gatO  Nm  tcO  SNyRogeNget2  IO-erO  pN  tcat  zN  SNpp  Nm  ezmNgCateNz 
taFOp oSarO3 
 
Initial and Final Operations 
 
5O pcNuSI gOCOC4Og tcat tcO eztOgguot Oza4SO YLd ep rSOagOI at tcO OzI Nm az eztOgguot 
r2rSO3 .cep mSeoRmSNo Cupt 4O pOt a1aez tN Oza4SO ce1cOgRogeNget2 eztOgguot gO/uOptpn 4ut 
zNt 4OmNgO SNyOgRogeNget2 eztOgguotp agO Iepa4SOI3 .cO ezeteaS pO/uOzrO Nm Oarc eztOgguot 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
aI/5gnIe /tdkgoIe pdake UM5Ie goak/dnkgtoae kte ntok/tye kUIe gokI//dske UM/DEM/Ie goe kUIe
ityytEgolepMooI/9e
:beee cyIM/eytEI/2yI5IyepMaTe/IlgakI/eHgkabe
;beee cyIM/egokI//dskeakMkdaeHgke:WRbe
<bee WM5IentokIokaeties/tnIaat/e/IlgakI/abe
=bee WIkegokI//dskeIoMHyIeHgkehACbe
@bee G/tnIIDeEgkUeaI/5gnIe/tdkgoIbe
e
RUIeigoMyeaIGdIonIegoeIMnUegokI//dskeaI/5gnIe/tdkgoIepdakeUM5Iegoak/dnkgtoaektentok/tye
kUIegokI//dskeUM/DEM/IegoekUIeityytEgolepMooI/9e
e
:be cyIM/egokI//dskeIoMHyIeHgkehACbe
;be xIakt/IentokIokaeties/tnIaat/e/IlgakI/abe
<be cyIM/e kUIe Hgke goe kUIe gokI//dske /IlgakI/e HIytolgole kte kUIe atd/nIe kUMke UMae HIIoe
aI/5gnIDbe
=be WIkeytEI/2yI5Iyes/gt/gk1eHgkaegoekUIepMaTe/IlgakI/be
@be xIakt/Ie/Ikd/oeMDD/IaaegokteGceMoDeaIkehACbe
e
6.3  Direct Memory Access 
PykUtdlUegokI//dskeD/g5IoehD0egaepdnUept/IeIiigngIokekUMoes/tl/Mpentok/tyyIDehD0OeMyye
DMkMe gae akgyye k/MoaiI//IDe kU/tdlUe kUIe cG3be RUgae Egyye HIe goIiigngIoke gie yM/lIe GdMokgkgIae tie
DMkMe M/Ie HIgole k/MoaiI//IDe HIkEIIoe kUIe sI/gsUI/Mye MoDe pIpt/1be RUIe k/MoaiI/e Egyye HIe
aytEI/ekUMoeoInIaaM/1OeMoDekUIecG3eEgyyeHIedoMHyIektesI/it/peMo1etkUI/eMnkgtoaeEUgyIegke
gaekMTgolesyMnIbee
e
 
6.3.1 DMA Controller 
 
SMo1e a1akIpae kUI/Iit/Ie daIe Moe MDDgkgtoMye ak/MkIl1OeTotEoe Mae Dg/Inke pIpt/1e MnnIaae
49SP6be 9SPe daIae Moe MDDgkgtoMye sgInIe tie UM/DEM/Ie 2e Me 9SPe ntok/tyyI/be RUIe 9SPe
ntok/tyyI/enMoekMTIet5I/ekUIea1akIpeHdaeMoDek/MoaiI/eDMkMeHIkEIIoeMoehD0eptDdyIeMoDe
pMgoepIpt/1eEgkUtdkekUIegokI/5IokgtoetiekUIecG3be-UIoI5I/ekUIecG3eEMokaektek/MoaiI/e
DMkMOegkekIyyaekUIe9SPentok/tyyI/ekUIeDg/InkgtoetiekUIek/MoaiI/OekUIehD0eptDdyIego5ty5IDOe
kUIeytnMkgtoetiekUIeDMkMegoepIpt/1OeMoDekUIeag(IetiekUIeHytnTetieDMkMekteHIek/MoaiI//IDbehke
nMoekUIoentokgodIeEgkUetkUI/egoak/dnkgtoaeMoDekUIe9SPentok/tyyI/eEgyyegokI//dskegkeEUIoe
kUIek/MoaiI/egaentpsyIkIbee
RUIecG3eMoDekUIe9SPentok/tyyI/enMootkedaIekUIea1akIpeHdaeMkekUIeaMpIekgpIOeateatpIe
EM1e pdake HIe itdoDe kte aUM/Ie kUIe Hdae HIkEIIoe kUIpbe 0oIe tie kEte pIkUtDae gae ot/pMyy1e
daIDbee
 d/akeptDIee
e
RUIe 9SPe ntok/tyyI/e k/MoaiI/ae HytnTae tie DMkMe H1e UMykgole kUIe cG3e MoDe ntok/tyygole kUIe
a1akIpeHdaeit/ekUIeDd/MkgtoetiekUIek/MoaiI/beRUIek/MoaiI/eEgyyeHIeMaeGdgnTeMaekUIeEIMTIake

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ygoTegoekUIehD0eptDdyIDHdaDpIpt/1enUMgoOeMaeDMkMeDtIaeotkesMaaekU/tdlUekUIecG3OeHdke
kUIecG3epdakeakgyyeHIeUMykIDeEUgyIekUIek/MoaiI/ekMTIaesyMnIbee
c1nyIeakIMygolee
e
RUIe9SPentok/tyyI/ek/MoaiI/aeDMkMetoIeEt/DeMkeMekgpIOeH1edagolekUIeHdaeDd/goleMesM/ketie
Moegoak/dnkgtoen1nyIeEUIoekUIecG3egaeotkedagolegkOet/eH1esMdagolekUIecG3eit/eMeagolyIe
nytnTen1nyIetoeIMnUegoak/dnkgtobeRUgaepM1eaytEekUIecG3eDtEoeayglUky1et5I/MyyOeHdkeEgyye
akgyyeHIe5I/1eIiigngIokbee
 
1. Channel I/O 
RUgae gae Me a1akIpe k/MDgkgtoMyy1e daIDe toe pMgoi/MpIe ntpsdkI/aOe Hdke gae HIntpgole pt/Ie
ntpptoe toe apMyyI/e a1akIpabe hke gae Moe IukIoagtoe tie kUIe 9SPe ntonIskOe EUI/Ie kUIe 9SPe
ntok/tyyI/eHIntpIaeMeidyy2anMyIentpsdkI/ea1akIpegkaIyieEUgnUeUMoDyIaeMyyentppdognMkgtoe
EgkUekUIehD0eptDdyIabee
 
2. I/O Interfaces 
RUIegokI/iMnIetieMoehD0eptDdyIegaekUIentooInkgtoektekUIesI/gsUI/My4a6eMkkMnUIDektegkbeRUIe
gokI/iMnIeUMoDyIaea1onU/togaMkgtoeMoDentok/tyetiekUIesI/gsUI/MyOeMoDekUIeMnkdMyek/MoaiI/e
tieDMkMbeFt/eIuMpsyIOekteaIoDeDMkMekteMesI/gsUI/MyOekUIeaIGdIonIetieI5IokaeEtdyDeHIeMae
ityytEabee
M6e RUIehD0eptDdyIeaIoDaeMentok/tyeagloMyektekUIesI/gsUI/Mye /IGdIakgole sI/pgaagtoekte
aIoDeDMkMbee
b) RUIesI/gsUI/MyeMnTotEyIDlIaekUIe/IGdIakbee
c) RUIehD0eptDdyIeaIoDaekUIeDMkMe4kUgaepM1eHIeIgkUI/eMeEt/DeMkeMekgpIet/eMeHytnTeMkeMe
kgpIeDIsIoDgoletoekUIesI/gsUI/My6bee
d) RUIesI/gsUI/MyeMnTotEyIDlIae/InIgsketiekUIeDMkMbee
RUgaes/tnIaaetiea1onU/togaMkgtoegaeTotEoeMaehandshakingbee
RUIe gokI/oMye HdiiI/e MyytEae kUIe hD0e ptDdyIe kte ntpsIoaMkIe it/e atpIe tie kUIe
DgiiI/IonIe goe kUIe asIIDe Mke EUgnUe kUIe gokI/iMnIe nMoentppdognMkIe EgkUe kUIe
sI/gsUI/MyOeMoDekUIeasIIDetiekUIea1akIpeHdabee
hD0egokI/iMnIaenMoeHIeDg5gDIDegoktekEtepMgoek1sIabee
e
3. Parallel interfaces 
RUI/IeM/IepdykgsyIeEg/IaentooInkgolekUIehD0eptDdyIektekUIesI/gsUI/MyOeMoDeHgkaetieDMkMe
M/Iek/MoaiI//IDeagpdykMoItday1OeMaekUI1eM/Iet5I/ekUIeDMkMeHdabeRUgaek1sIetiegokI/iMnIegae
daIDeit/eUglUeasIIDesI/gsUI/MyaeadnUeMaeDgaTeD/g5Iabee
e
4. Serial interfaces 
0oy1e Me agolyIe Eg/Ie ntooInkae kUIe hD0e ptDdyIe kte kUIe sI/gsUI/MyOe MoDe DMkMe pdake HIe
k/MoaiI//IDetoIeHgkeMkeMekgpIbeRUgaegaedaIDeit/eaytEI/esI/gsUI/MyaeadnUeMaes/gokI/aeMoDe
TI1HtM/Dabee

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
5. I/O Function  
RUdaeiM/OeEIeUM5IeeDgandaaIDekUIetsI/MkgtoetiekUIentpsdkI/eMeaentok/tyyIDeH1ekUIecG3Oe
MoDe EIe UM5Ie yttTIDe s/gpM/gy1e Mke kUIe gokI/Mnkgtoe tiecG3e MoDe pIpt/1be RUIe Dgandaagtoe
UMae toy1e MyydDIDe kte kUIe /tyIe tie kUIe hD0e ntpstoIokbeRUgae /tyIe gae DgandaaIDe goe DIkMgye goe
nUMskI/e>OeHdkeMeH/gIieeadppM/1egaegoet/DI/eUI/Ibee
PoehD0eptDdyIenMoeIunUMolIeDMkMeDg/Inky1eEgkUekUIecG3be7dakeMaekUIecG3enMoegogkgMkIeMe
/IMDet/eE/gkIeEgkUepIpt/1OeDIagloMkgolekUIeMDD/IaaetieMeasIngigneytnMkgtoOekUIecG3enMoe
Myate /IMDe DMkMe it/pe t/e E/gkIe DMkMe kte Moe hD0e ptDdyIbe hoe kUgae yMkkI/e nMaIOe kUIe cG3e
gDIokgigIae Me asIngigne DI5gnIe kUMke gae e ntok/tyyIDe H1e Me sM/kgndyM/e hD0e ptDdyIbe RUdaOe e Moe
goak/dnkgtoe aIGdIonIe agpgyM/e goe it/pe kte kUMke tie Fgld/Ie <b@e ntdyDe tnnd/Oe EgkUe hD0e
goak/dnkgtoae/MkUI/eekUMoeEgkUepIpt/12/IiI/Iongolegoak/dnkgtoabee
hoeatpIeenMaIaOegkegaeDIag/MHyIekteMyytEehb0eIunUMolIaektetnnd/eeDg/Inky1eEgkUepIpt/1behoe
adnUeMenMaIOekUIecG3el/MokaekteMoehD0eeptDdyIekUIeMdkUt/gk1ekte/IMDei/tpet/eE/gkIekte
pIpt/1OeatekUMkekUIehb0epIpt/1ek/MoaiI/enMoetnnd/eEgkUtdkek1goledsekUIecG3be9d/gole
adnUe Me k/MoaiI/Oe kUIe hD0e ptDdyIe gaadIae /IMDe t/e E/gkIe ntppMoDae kte pIpt/1Oe /IygI5gole
kUIecG3etie/IastoagHgygk1eeit/ekUIeIunUMolIbeRUgaetsI/MkgtoegaeTotEoeMaeDg/InkepIpt/1e
MnnIaae49SP6OeMoegkeEgyyeHIeIuMpgoIDegoeDIkMgyegoenUMskI/e>beFt/eotEOeMyyekUMkeEIeoIIDekte
TotEegaekUMkekUIegokI/ntooInkgtoeak/dnkd/IetiekUIentpsdkI/epM1eoIIDekteMyytEeit/eDg/Inke
pIpt/1e)ehD0egokI/Mnkgtobe
e
RUgaeaInkgtoegok/tDdnIaekUIentonIskaetiegosdkDtdksdkeDI5gnIaOeptDdyIaeMoDegokI/iMnIabehke
ntoagDI/ae kUIe 5M/gtdae ak/MkIlgIae daIDe it/e ntppdognMkgtoe HIkEIIoe kUIe cG3e MoDe hD0e
ptDdyIaOe MoDe kUIe gokI/iMnIe HIkEIIoe Moe hD0e ptDdyIe MoDe kUIe DI5gnI4a6e ntooInkIDe kte gkbe
WtpIentpptoehD0eDI5gnIaeM/IentoagDI/IDegoekUIeyMakeaInkgtobee
e
e
6.3.2 DMA Transfer 
e
RUI/Ie M/Ie kU/IIe goDIsIoDIoke nUMooIyae it/e 9SPe k/MoaiI/abe AMnUe nUMooIye /InIg5Iae gkae
k/gllI/e it/e kUIe k/MoaiI/e kU/tdlUe Me yM/lIe pdykgsyIuI/e kUMke nUttaIae i/tpe Mptole Me yM/lIe
odpHI/e tie agloMyabe -UIoe kUIaIeagloMyae Mnkg5MkIOe kUIe k/MoaiI/e tnnd/abe RUIe 9SPuRWAfue
HgkaetiekUIe9SPectok/tyexIlgakI/eCe49SPcRfC6beRUIe9SPentok/tyyI/e/InIg5IaekUIek/gllI/e
agloMye Hdke Egyye glot/Ie gke doDI/e nI/kMgoe ntoDgkgtoabe RUgae gae oInIaaM/1e kte /IaI/5Ie kUIe
pIpt/1e Hdae it/e /Is/tl/Mppgole MoDe oto2pMaTMHyIe gokI//dskae Iknbe RUIe ntok/tyyI/e Myate
UMoDyIae ntoiygnkae it/e agpdykMoItdae k/gllI/abe RUIe s/gt/gkgIae nMoe HIe MDEdakIDe dagole kUIe
9SPe ctok/tye xIlgakI/e :e 49SPcRf:6be -UIoe pdykgsyIe k/gllI/ae UMssIoe agpdykMoItday1Oe
kUI1etnnd/egoet/DI/etie ptDdyIe s/gt/gk1beRUIe9SPek/gllI/e gaekUIoe sMaaIDektekUIeptDdyIe
EUtaIek/gllI/eMnkg5MkIDbeRUIe9SPenUMooIyeEgyyents1ekUIeDMkMei/tpekUIeakM/kgolepIpt/1e
ytnMkgtoe t/e HytnTe kte kUIe DIakgoMkgtoe pIpt/1e ytnMkgtoe t/e HytnTbe RUI/Ie M/Ie pMo1e
5M/gMkgtoae toe kUgaOe MoDe kUI1e M/Ie ntok/tyyIDe H1e kUIe9SPe cUMooIye ue ctok/tye xIlgakI/e
49SPucRf69ee
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Single  Transfer  -i wE(mi l)D11w)i (EfNwNi Ei NDt1Awi l)EtNdw)%i bmwi ovCfAwi+DAAi CDNE&Awi DlNwAdi
ycOz 6sABT0 zuC4Og Nm tgazpmOgp ca-O NrruggOI 9pOtt Dt1iDlilvi2w)vir)w)wtlNil)EtNdw)0%i
.cO  6sABTA  azI  6sAB6A  gO1eptOgp  pOt  tcO  aIIgOppOp  tvi &wi l)EtNdw))wCi lvi EtCi d)vo%i
.cO  6sAB:.M  gO1eptOg  aSpN  aSSNyp  tcOpO  aIIgOppOp  tNi &wi Dt()wowtlwCi v)i Cw()wowtlwCi
& i:iv)i;i& lwNi+DlmiwE(mil)EtNdw)%ibmDNil)EtNdw)imEAlNilmwie-.%i

Block  Transfer  - Eti wtlD)wi &Av(1i DNi l)EtNdw))wCi vti wE(mi l)D11w)%i bmwi ovCfAwi CDNE&AwNi
DlNwAdi+mwtilmDNi&Av(1il)EtNdw)iDNi(vorAwlw%ibmDNil)EtNdw)imEAlNilmwie-.QiEtCi+DAAil)EtNdw)i
wE(miowov) iAv(ElDvtivtwiEliEilDow%ibmDNiovCwiCDNE&AwNilmwiovCfAwi+mwtilmwil)EtNdw)i
DNi(vorAwlw%i
Burst-Block Transfer -ilmDNiDNi)w) iNDoDAE)ilvi Av(1ib)EtNdw)iovCwiwj(wrlilmElilmwie-.i
azI tcO 6sA tgazpmOg raz eztOgSOa-O tcOeg NoOgateNz%ibmDNi)wCf(wNilmwie-.ilvi;C]i+mDAwi
tcO 6sA ep 1Nez1 Nzn 4ut tcO :lV yeSS zNt 4O ptNooOCiEAlv1wlmw)%ibmwiDtlw))frliv((f)Ni
+mwti lmwi &Av(1i mENi (vorAwlwA i l)EtNdw))wC%i bmDNi ovCwi CDNE&AwNi lmwi ovCfAwi +mwti lmwi
l)EtNdw)iDNi(vorAwlw%ii

Repeated  Single  Transfer  -i lmwi NEowi ENi "Dt1Awi b)EtNdw)i ovCwi E&v)wi wj(wrli lmEli lmwi
ovCfAwiDNitvliCDNE&AwCi+mwtilmwil)EtNdw)iDNi(vorAwlw%i

Repeated  Block  Transfer  -i lmwi NEowi ENi  Av(1i b)EtNdw)i ovCwi E&v)wi wj(wrli lmElilmwi
ovCfAwiDNitvliCDNE&AwCi+mwtilmwil)EtNdw)iDNi(vorAwlw%i

Repeated Burst-Block Transfer -ilmwiNEowiENi f)Nli Av(1ib)EtNdw)iovCwiE&v)wiwj(wrl∑
lmElilmwiovCfAwiDNitvliCDNE&AwCi+mwtilmwil)EtNdw)iDNi(vorAwlw%i

5getez1 tN mSapc gO/uegOp pOttez1 tcO 6sAfd8L.:7 4el%i7dilmDNiDNitvliCvtwQilmwi)wNfAlNivdi
tcO  6sA  NoOgateNz  agO  DuzogOIerta4SO3W  ASpNn  tcO  4Oca-eNg  azI  pOttez1p  Nm  tcO  6sA 
ovCfAwiNmvfACivtA i&wiovCDdDwCi+mwtilmwiovCfAwiDNiCDNE&AwC%ibmwiNwllDt1iEtCil)D11w)Ni
E)wimD1mA i(vtdD1f)E&AwQiEAAv+Dt1i&vlmiwC1wiEtCiAw)wAil)D11w)Dt1%ibmwi)E)Dwl ivdiNwllDt1NiDNi
IOtaeSOI  ez  tcO  6sA  rcaotOg  Nm  tcO  upOgp  1ueIO3  ASpvQi Dli DNi Dorv)lEtli lvi tvlwi lmEli
eztOgguotp  yeSS  zNt  4O  arFzNySOI1OI  Iugez1  tcO  6sA l)EtNdw)i &w(EfNwi lmwi e-.i DNi tvli
arte-O3 Larc 6sA rcazzOS cap etp Nyz mSa1n 4ut tcO Dtlw))frli)w(lv)iDNiNmE)wCi+Dlmilmwi
(se%ibmDNitw(wNNDlElwNiNvowiNvdl+E)wi(mw(1Dt1ilvimEtCAwiDtlw))frlNi+Dlmi&vlmiovCfAwNi
wtE&AwC%i


6.4 Input-output Processor (IOP) 

bmwi e-.i v)i r)v(wNNv)i DNi lmwi rE)li i lmEli oE1wNi lmwi (vorflw)i NoE)l%i 7li DNi Ei NDt1Awi
Dtlw1)ElwCi (D)(fDli i )wdw))wCi lvi ENi Ei oD()vr)v(wNNv)%i bmwi wE)ADw)i oD()vr)v(wNNv)Ni +w)wi
7tlwAiBCBCiv)iBCB>Qilmw i+w)wii)w) iNAv+%ibmwti(EowidENlw)iovCwANid)voi7tlwAiiNf(miENi
BC;B>Qi BC<B>Qi BC=B>i EtCi tv+i i -wtlDfoi i r)v(wNNv)N%i kE(mi vdi lmwNwi )E) i Dti NrwwCi vdi
lmwD)ivrw)ElDvt%ibmwisbi(vorElD&AwNi3iBC;B>ivt+E)CNQi)ftiDtivtwivdilmwil+viovCwN9i
• 3wEAiiovCwii

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• -)vlw(lwCiovCwii

bmwir)v(wNNv)i(vorAwjiDNilmwitEowivdilmwi(D)(fDli&vE)CilmEli(vtlEDtNilmwioEDtiN Nlwoi
r)v(wNNv)iEtCiEt ivlmw)i(D)(fDl) iCD)w(lA i)wAElwCilviDlQiNf(miENi(Av(1i(vtl)vAQi(E(mwQiEtCi
Nvi dv)lm%i bmwi r)v(wNNv)i (vorAwji CwND1ti EAAv+Ni lmwi fNw)i lvi wENDA i fr1)ECwi lmwi N Nlwoi
AElw)ilviEitw+ir)v(wNNv)il rwi& i(mEt1Dt1ivtwi(E)C%i7tiwddw(lQiDliEovftlNilviEiovCfAE)i
ovlmw)&vE)Ci+DlmiEi)wrAE(wE&Awir)v(wNNv)iNw(lDvt%i

$ElwNli CwND1tNi EAAi Dt(v)rv)Elwi lmwi i fr1)ECE&Awi r)v(wNNv)%i 7tlwAi mENi CwND1twCi EAAi =B>Qi
lOzteuCn  lOzteuC  ssTn  azI  lOzteuC  lgN  ogNrOppNgp  tNi &wi fr1)ECE&Awi lvi dENlw)i
/NvowlDowNi (EAAwCi #)w)()D)w0i r)v(wNNv)Ni Dti lmwi dflf)wi & i NDorA i N+ErrDt1i /v)i ECCDt10i
lmwitw+ir)v(wNNv)i(mDr%iemEt1Dt1ivtA ilmwir)v(wNNv)i(mDridv)iEidENlw)ivtwiDNilmwiwENDwNli
EtCi 1wtw)EAA i ovNli (vNl!wddw(lD)wi +E i lvi fr1)ECwi +Dlmvfli (mEt1Dt1i lmwi wtlD)wi
ovlmw)&vE)C%ii

si(vorflw)ioE iDt(v)rv)Elwivtwiv)iov)wiwjlw)tEAir)v(wNNv)NiEtCiENND1tilmwoilmwilEN1i
vdi(vooftD(ElDt1iCD)w(lA i+DlmiEAAi7D#iCw)D(wN%istiDtrfl!vflrflir)v(wNNv)i/7#-0ioE i&wi
(AENNDdDwCiENiEir)v(wNNv)i+DlmiCD)w(liowov) iE((wNNi(ErE&DADl ilmEli(vooftD(ElwNi+Dlmi
7D#iCw)D(wN%i7tilmDNi(vtdD1f)ElDvtQilmwi(vorflw)iN Nlwoi(Eti&wiCD)DCwCiDtlviEiowov) i
ftDlQi EtCi Ei tfo&w)i vdi r)v(wNNv)Ni (vor)DNwCi vdi lmwi e-.i EtCi vtwi v)i ov)wi7#-N%i kE(mi
7#-i lE1wNi (E)wi vdi Dtrfli EtCi vflrfli lEN1NQi )wADw)Dt1i lmwi e-.i d)voi lmwi mvfNw1wwrDt1i
(mv)wNiDt)vA)wCiDti7D#il)EtNdw)N%i

bmwi 7#-i DNi NDoDAE)i lvi Ei e-.i wj(wrli lmEli Dli DNi CwND1twCi lvi mEtCAwi lmwi CwlEDANi vdi 7D#i
ogNrOppez13 VzSeFO tcO 6sA rNztgNSSOg tcat Cupt 4O NwlifriwtlD)wA i& ilmwie-.Qilmwi7#-i
(Eti dwl(mi EtCi wjw(flwi DlNi v+ti DtNl)f(lDvtN%i7#-i DtNl)f(lDvtNi E)wi Nrw(DEAA i CwND1twCi lvi
dE(DADlElwi7D#il)EtNdw)N%i7ti ECCDlDvtQilmwi7#-i(Etirw)dv)oivlmw)i r)v(wNNDt1ilEN1NQiNf(mi
ENiE)DlmowlD(QiAv1D(Qi&)Et(mDt1QiEtCi(vCwil)EtNAElDvt%i

bmwi &Av(1i CDE1)Eoi vdi Ei (vorflw)i +Dlmi l+vi r)v(wNNv)Ni DNi Nmv+ti Dti ,D1f)wi >%<?%i bmwi
owov) iftDliv((frDwNiEi(wtl)EAirvNDlDvtiEtCi(Eti(vooftD(Elwi+DlmiwE(mir)v(wNNv)i& i
owEtNivdiCD)w(liowov) iE((wNN%ibmwie-.iDNi)wNrvtND&Awidv)ir)v(wNNDt1iCElEitwwCwCiDti
lmwi NvAflDvti vdi (vorflElDvtEAi lEN1N%i bmwi 7#-i r)v)DCwNi Ei rElmi dv)i l)EtNdw)i vdi CElEi
&wl+wwti)E)DvfNirw)Drmw)EAiCwD(wNiEtCilmwiowov) ift→%∑

,D1f)wi>%<?9i Av(1iCDE1)EoivdiEi(vorflw)i+Dlmi7D#ir)v(wNNv)i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
.cO Iata mNgCatp Nm oOgeocOgaS IO-erOp IemmOg mgNC COCNg2 azI :lV Iata mNgCatp3 .cO 
Yfl  Cupt  ptgurtugO  Iata  yNgIp  mgNC  Caz2  IemmOgOzt  pNugrOp3  8Ng  OBaCoSOn  et  Ca2  4O 
zOrOppag2 tN taFO mNug 42tOp mgNC az ezout IO-erO azI oarF tcOC eztN NzO KGR4et yNgI 
4OmNgO tcO tgazpmOg tN COCNg23 6ata agO 1atcOgOI ez tcO Yfl at tcO IO-erO gatO azI 4et 
raoaret2  yceSO  tcO  :lV  ep  OBOrutez1  etp  Nyz  ogN1gaC3  AmtOg  tcO  ezout  Iata  agO 
appOC4SOI eztN a COCNg2 yNgIn tcO2 agO tgazpmOggOI mgNC Yfl IegOrtS2 eztN COCNg2 42 
RptOaSez1R NzO COCNg2 r2rSO mgNC tcO :lV3 TeCeSagS2n az Nutout yNgI tgazpmOggOI mgNC 
COCNg2 tN tcO Yfl ep IegOrtOI mgNC tcO Yfl tN tcO Nutout IO-erO at tcO IO-erO gatO azI 
4et raoaret23 
 
.cO  rNCCuzerateNz  4OtyOOz  tcO  Yfl  azI  tcO  IO-erOp  attarcOI  tN  et  ep  peCeSag  tN  tcO 
ogN1gaC rNztgNS COtcNI Nm tgazpmOg3   .cO ya2 42 ycerc tcO :lV azI Yfl rNCCuzeratO 
IOoOzIp  Nz  tcO  SO-OS  Nm  pNocepterateNz  ezrSuIOI  ez tcO  p2ptOC3  Yz  CNpt  rNCoutOg 
p2ptOCpn tcO :lV ep tcO CaptOg yceSO tcO Yfl ep a pSa-O ogNrOppNg3 .cO :lV ep appe1zOI 
tcO  tapF  Nm  ezeteatez1  aSS  NoOgateNzpn  4ut  Ykf  ezptgurteNzp  agO  OBOrutO  ez  tcO  Yfl3  :lV 
ezptgurteNzp  ogN-eIO  NoOgateNzp  tN  ptagt  az  Ykf  tgazpmOg  azI  aSpN  tN  tOpt  Ykf  ptatup 
rNzIeteNzp  zOOIOI  mNg  CaFez1  IOrepeNzp  Nz  -ageNup  Ykf  arte-eteOp3  .cO  Yfln  ez  tugzn 
t2oeraSS2  apFp  mNg  :lV  attOzteNz  42  COazp  Nm  az  eztOgguot3  Yt  aSpN  gOpoNzIp  tN  :lV 
gO/uOptp 42 oSarez1 a ptatup yNgI  ez  a  ogOprge4OI SNrateNz  ez COCNg2 tN 4O OBaCezOI 
SatOg  42  a  :lV  ogN1gaC3  5cOz  az  Ykf  NoOgateNz  ep  IOpegOIn  tcO  :lV  ezmNgCp  tcO  Yfl 
ycOgO tN mezI tcO Ykf ogN1gaC azI tcOz SOa-Op tcO tgazpmOg IOtaeSp tN tcO Yfl3 
 
 
6.4.1 CPU-IOP Communication 
 
.cOgO agO Caz2 mNgC Nm tcO rNCCuzerateNz 4OtyOOz :l V azI Yfl3 .cOpO agO IOoOzIez1 
Nz  tcO  oagteruSag  rNCoutOg  rNzpeIOgOI3  Yz  CNpt  rapOp  tcO  COCNg2  uzet  artp  ap  a 
COppa1O rOztOg ycOgO Oarc ogNrOppNg SOa-Op ezmNgCateNz mNg tcO NtcOg3 .N aoogOreatO tcO 
NoOgateNz Nm a t2oeraS Yfln yO yeSS eSSuptgatO 42 a poOremer OBaCoSO tcO COtcNI 42 ycerc 
tcO :lV azI Yfl rNCCuzeratO3 .cep ep a peCoSemeOI OBaCoSO tcat NCetp Caz2 NoOgatez1 
IOtaeSp ez NgIOg tN ogN-eIO az N-Og-eOy Nm 4aper rNzrOotp3 
 
.cO pO/uOzrO Nm NoOgateNzp Ca2 4O raggeOI Nut ap pcNyz ez tcO mSNyrcagt Nm 8e13 ”3“–3 
.cO  :lV  pOzIp  az  ezptgurteNz  tN  tOpt  tcO  Yfl  oatc3 .cO  Yfl  gOpoNzIp  42  ezpOgtez1  a 
ptatup yNgI ez COCNg2 mNg tcO :lV tN rcOrF3 .cO 4etp Nm tcO ptatup yNgI ezIeratO tcO 
rNzIeteNz Nm tcO Yfl azI Ykf IO-erOn purc ap Yfl N-OgSNaI rNzIeteNzn IO-erO 4up2 yetc 
azNtcOg tgazpmOgn Ng IO-erO gOaI2 mNg Ykf tgazpmOg3 .cO :lV gOmOgp tN tcO ptatup yNgI ez 
COCNg2 tN IOreIO ycat tN IN zOBt3 Ym aSS  ep ez NgIOgn tcO :lV pOzIp tcO ezptgurteNz tN 
ptagt  Ykf  tgazpmOg3  .cO  COCNg2  aIIgOpp  gOrOe-OI  yetc  tcep  ezptgurteNz  tOSSp  tcO  Yfl 
ycOgO tN mezI etp ogN1gaC3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO ”3“–b :lVRYfl rNCCuzerateNz 
 
.cO  :lV  raz  zNy  rNztezuO  yetc  azNtcOg  ogN1gaC  yceSO  tcO  Yfl  ep  4up2  yetc  tcO  Ykf 
ogN1gaC3  PNtc  ogN1gaCp  gOmOg  tN  COCNg2  42  COazp  Nm 6sA  tgazpmOg3  5cOz  tcO  Yfl 
tOgCezatOp tcO OBOruteNz Nm etp ogN1gaCn et pOzIp az eztOgguot gO/uOpt tN tcO :lV3 .cO 
:lV  gOpoNzIp  tN  tcO  eztOgguot  42  eppuez1  az  ezptgurteNz  tN  gOaI  tcO  ptatup  mgNC  tcO 
Yfl3  .cO  Yfl  gOpoNzIp  42  oSarez1  tcO  rNztOztp  Nm  etp  ptatup  gOoNgt  eztN  a  poOremeOI 
COCNg2 SNrateNz3 
 
.cO  Yfl  taFOp  ragO  Nm  aSS  Iata  tgazpmOgp  4OtyOOz  pO-OgaS  Ykf  uzetp  azI  tcO  COCNg2 
yceSO tcO :lV ep ogNrOppez1 azNtcOg ogN1gaC3 .cO Yfl azI :lV agO rNCoOtez1 mNg tcO 
upO  Nm  COCNg2n  pN  tcO  zuC4Og  Nm  IO-erOp  tcat  raz  4O  ez  NoOgateNz  ep  SeCetOI  42  tcO 
arrOpp teCO Nm tcO COCNg23  
YPs Kv– Ykf :cazzOS 
 
Yz tcO YPs Kv–n tcO Ykf ogNrOppNg rNCoutOg ep FzNyz ap a rcazzOS3 A t2oeraS rNCoutOg 
p2ptOC rNzme1ugateNz ezrSuIOp a zuC4Og Nm rcazzOSp yetc Oarc rcazzOS attarcOI tN NzO 
Ng CNgO Ykf IO-erOp3 .cOgO agO tcgOO t2oOp Nm rcazzOSpb CuSteoSOBOgn pOSOrtNgn azI 4SNrFR
CuSteoSOBOg3  .cO  CuSteoSOBOg  rcazzOS  raz  4O  rNzzOrtOI  tN  a  zuC4Og  Nm  pSNyR  azI 
COIeuCRpoOOI  IO-erOp  azI  ep  raoa4SO  Nm  NoOgatez1  yetc  a  zuC4Og  Nm  Ykf  IO-erOp 
peCuStazONupS23 .cO pOSOrtNg rcazzOS ep IOpe1zOI tN cazISO NzO Ykf NoOgateNz at a teCO 
azI ep zNgCaSS2 upOI tN rNztgNS NzO ce1cRpoOOI IO-erO3  

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO :lV rNCCuzeratOp IegOrtS2 yetc tcO rcazzOSp tcgNu1c IOIeratOI rNztgNS SezOp azI 
ezIegOrtS2  tcgNu1c  gOpOg-OI  ptNga1O  agOap  ez  COCNg23  8e1ugO  ”3“w  pcNyp  tcO  yNgI 
mNgCatp  appNreatOI  yetc  tcO  rcazzOS  NoOgateNz3  .cO Ykf  ezptgurteNz  mNgCat  cap  tcgOO 
meOSIpb NoOgateNz rNIOn rcazzOS aIIgOppn azI IO-erO aIIgOpp3 .cO rNCoutOg p2ptOC Ca2 
ca-O a zuC4Og Nm rcazzOSpn azI Oarc ep appe1zOI az aIIgOpp3 TeCeSagS2n Oarc rcazzOS 
Ca2  4O  rNzzOrtOI  tN  pO-OgaS  IO-erOp  azI  Oarc  IO-erO  ep  appe1zOI  az  aIIgOpp3  .cO 
NoOgateNz rNIO poOremeOp NzO Nm Oe1ct Ykf ezptgurteNzpb ptagt Ykfn ptagt Ykf mapt gOSOapOn 
tOpt Ykfn rSOag Ykfn caSt Ykfn caSt IO-erOn tOpt rcazzOSn azI ptNgO rcazzOS eIOztemerateNz3 
.cO aIIgOppOI rcazzOS gOpoNzIp tN Oarc Nm tcO Ykf ezptgurteNzp azI OBOrutOp et3 Yt aSpN 
pOtp  NzO  Nm  mNug  rNzIeteNz  rNIOp  ez  a  ogNrOppNg  gO1eptOg  raSSOI  lT5  9ogNrOppNg  ptatup 
yNgIE3 .cO :lV raz rcOrF tcO rNzIeteNz rNIO ez tcO lT5 tN IOtOgCezO tcO gOpuSt Nm tcO 
Ykf  NoOgateNz3  .cO  COazez1  Nm  tcO  mNug  rNzIeteNz  rNIOp  ep  IemmOgOzt  mNg  Oarc  Ykf 
ezptgurteNz3  Putn  ez  1OzOgaSn  tcO2  poOrem2  ycOtcOg tcO  rcazzOS  Ng  tcO  IO-erO  ep  4up2n 
ycOtcOg Ng zNt et ep NoOgateNzaSn ycOtcOg eztOgguoteNzp agO oOzIez1n em tcO Ykf NoOgateNz 
caI  ptagtOI  purrOppmuSS2n  azI  ycOtcOg  a  ptatup  yNgI  yap  ptNgOI  ez  COCNg2  42  tcO 
rcazzOS3 
 
.cO  mNgCat  Nm  tcO rcazzOS  ptatup  yNgI  ep  pcNyz  ez  8e13  ”3“w94E3 Yt  ep  aSya2p  ptNgOI  ez 
SNrateNz  ”“  ez  COCNg23  .cO  FO2  meOSI  ep  a  ogNtOrteNz  COrcazepC  upOI  tN  ogO-Ozt 
uzautcNge(OI arrOpp 42 NzO upOg tN ezmNgCateNz tcat 4OSNz1p tN azNtcOg upOg Ng tN tcO 
NoOgatez1  p2ptOC3  .cO  aIIgOpp  meOSI  ez  tcO  ptatup  yNgI  1e-Op  tcO  aIIgOpp  Nm  tcO  Sapt 
rNCCazI yNgI upOI 42 tcO rcazzOS3 .cO rNuzt meOSI 1e-Op tcO gOpeIuaS rNuzt ycOz tcO 
tgazpmOg  yap  tOgCezatOI3  .cO  rNuzt  meOSI  yeSS  pcNy (OgN  em  tcO  tgazpmOg  yap  rNCoSOtOI 
purrOppmuSS23 .cO ptatup meOSI eIOztemeOp tcO rNzIeteNzp ez tcO IO-erO azI tcO rcazzOS azI 
az2 OggNgp tcat NrruggOI Iugez1 tcO tgazpmOg3 
 
.cO IemmOgOzrO 4OtyOOz tcO ptagt Ykf azI ptagt Ykf mapt gOSOapO ezptgurteNzp ep tcat tcO 
SattOg gO/uegOp SOpp :lV teCO mNg etp OBOruteNz3 5cOz tcO rcazzOS gOrOe-Op NzO Nm tcOpO 
tyN  ezptgurteNzpn  et  gOmOgp  tN  COCNg2  SNrateNz  vG  mNgrO  aIIgOpp  Nm  tcO  megpt  rcazzOS 
rNCCazI  yNgI  9::5E3  .cO  mNgCat  Nm  tcO  rcazzOS  rNCCazI  yNgI  ep  pcNyz  ez  8e13 
”3“w9rE3 .cO Iata aIIgOpp meOSI poOremeOp megpt aIIgOpp Nm a COCNg2 4ummOg azI tcO rNuzt 
meOSI 1e-Op tcO zuC4Og Nm ez-NS-OI ez tcO tgazpmOg3 .cO rNCCazI meOSI poOremeOp az Ykf 
NoOgateNz  mSa1  4etp  ogN-eIO  aIIeteNzaS  ezmNgCateNz mNg  tcO  rcazzOS3  .cO  rNCCazI  azI 
rNggOpoNzIp tN az NoOgateNz rNIO tcat poOremeOp NzO Nm peB 4aper t2oOp Nm f NoOgateNzpb 
 
w3   5getO3 .gazpmOg Iata mgNC COCNg2 tN w– IO-erO3 
G3   UOaI3 .gazpmOg Iata mgNC Ykf IO-erO tN COCNg23 
K3   UOaI 4arFyagIp3 UOaI Ca1zOter taoO yetc taoO CN-ez1 4arFyagI 
“3   :NztgNS3  VpOI  tN  ezeteatO  az  NoOgateNz  zNt  ez-NS-ez1  tgazpmOg  Nm  Iatan  purc  ap 
gOyezIez1 Nm taoO Ng oNpeteNzez1 a IepFRarrOpp COrcazepC3 
'3   TOzpO3    YzmNgCp  tcO  rcazzOS  tN  tgazpmOg  etp  rcazzOS  ptatup  yOgO  COCNg2  SNrateNz 
”“3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
”3   .gazpmOg  ez  rcazzOS3  VpOI  ezptOaI  Nm  a  ZuCo  ezptgurteNz3  7OgO  a  yNgI  ez  Ceppez1 
aIIgOpp meOSI poOremeOp tcO aIIgOpp Nm tcO zOBt rNCCazI yNgI tN 4O OBOrutOI 42 tcO 
rcazzOS3 
 
8e1ugO ”3“wb YPs Kv– Ykf gOSatOI yNgI mNgCatp3 
 
Az OBaCoSO Nm a rcazzOS ogN1gaC ep pcNyz ez .a4SO ”3v3 Yt rNzpeptp Nm tcgOO rNCCazI 
yNgIp3  .cO  megpt  raupOp  a  42tO  tgazpmOg  eztN  a  Ca1zOter  taoO  mgNC  COCNg2  ptagtez1  at 
aIIgOpp “–––3 .cO zOBt tyN rNCCazIRyNgIp oOgmNgC a  peCeSag muzrteNz yetc a IemmOgOzt 
oNgteNz  Nm  COCNg2  azI  42tO  rNuzt3  .cO  peB  mSa1p  ez Oarc  rNztgNS  yNgI  poOrem2  rOgtaez 
eztOggOSateNzp  4OtyOOz  rNuzt3  .cO  megpt  mSa1  ep  pOt  tN  w  ez  tcO  megpt  rNCCazI  yNgI  tN 
poOrem2  RIata  rcaezez13R  Yt  gOpuStp  ez  rNC4ezez1  tcO  ”–  42tOp  mgNC  tcO  megpt  rNCCazI 
yNgI yetc tcO yNgI yetc tcO G– 42tOp Nm etp purrOppNg eztN NzO gOrNgI Nm x– 42tOp3 .cO 
x–  42tOp agO ygettOz Nz taoO yetcNut az2 pOoagateNz Ng 1aop O-Og tcNu1c tyN COCNg2 
pOrteNzp yOgO upOI3 .cO pOrNzI mSa1 ep pOt tN w ez tcO pOrNzI rNCCazI yNgI tN poOrem2 
RrNCCazI rcaezez13R Yt ezmNgCp tcO rcazzOS tcat tcO zOBt rNCCazI yNgI yeSS upO tcO 
paCO  Ykf  IO-erOn  ez  tcep  rapOn  tcO  taoOn  tcO  rcazzOS  ezmNgCp  tcO  taoO  uzet  tN  ptagt 
ezpOgtez1 a gOrNgI 1ao Nz tcO taoO azI ogNrOOIp tN gOaI tcO zOBt rNCCazI yNgI mgNC 
COCNg23  .cO  “–  42tOp  at  tcO  tcegI  rNCCazI  yNgI  agO tcOz  ygettOz  Nz  taoO  ap  a 
pOoagatO  gOrNgI3  5cOz  aSS  tcO  mSa1p  agO  O/uaS  tN  (OgNn  et  pe1zemeOp  tcO  OzI  Nm  Ykf 
NoOgateNzp mNg tcO oagteruSag Ykf IO-erO3 
 
.a4SO ”3vb PsRKv– :cazzOS lgN1gaC LBaCoSO 
 
A COCNg2 Cao pcNyez1 aSS oOgtezOzt ezmNgCateNz mNg Ykf ogNrOppez1 ep eSSuptgatOI ez 8e1 
”3“G3 .cO NoOgateNz 4O1ezp ycOz tcO :lV ogN1gaC Ozr NuztOgp a ptagt Ykf ezptgurteNz3 
.cO Yfl tcOz 1NOp tN COCNg2 SNrateNz vG tN N4taez a rcazzOS aIIgOpp yNgI3 .cep yNgI 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
rNztaezp tcO ptagtez1 aIIgOpp Nm tcO Ykf rcazzOS ogN1gaC3 .cO rcazzOS tcOz ogNrOOIp 
tN  OBOrutO  tcO  ogN1gaC  poOremeOI  42  tcO  rcazzOS  rNCCazI  yNgIp3  .cO  rcazzOS 
rNzptgurtp  a  ptatup  yNgI  Iugez1  tcO  tgazpmOg  azI  ptNgOp  et  ez  SNrateNz  ”“3  VoNz 
eztOgguoteNzn tcO :lV raz gOmOg tcO COCNg2 SNrateNz ”“ mNg tcO ptatup yNgI3 
 
 
 
8e1ugO ”3“Gb MNrateNz Nm YzmNgCateNz ez sOCNg2 mNg Ykf foOgateNz ez tcO YPs v– 
 
 
6.4.2 Serial Communication 
 
dNy  yO  pOO  tcO  pOgeaS  rNCCuzerateNz3  A  Iata  rNCCuzerateNz  ogNrOppNg  ep  az  Ykf 
ogNrOppNg  tcat  Ieptge4utOp  azI  rNSSOrtp  Iata  mgNC  Caz2  gOCNtO  tOgCezaSp  rNzzOrtOI 
tcgNu1c  tOSOocNzO  azI  NtcOg  rNCCuzerateNz  SezOp3  Yt  ep  a  poOreaSe(OI  Ykf  ogNrOppNg 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
IOpe1zOI  tN  rNCCuzeratO  IegOrtS2  yetc  Iata  rNCCuzer ateNz  zOtyNgFp3  A 
rNCCuzerateNz  zOtyNgF  Ca2  rNzpept  Nm  az2  Nm  a  yeIO -ageOt2  Nm  IO-erOpn  purc  ap 
ogeztOgpn  eztOgarte-O  IepoSa2  IO-erOpn  Ie1etaS  pOzpNgpn  Ng  a  gOCNtO  rNCoutez1  mareSet23 
5etc tcO upO Nm a Iata rNCCuzerateNz ogNrOppNgn tcO rNCoutOg raz pOg-erO mga1COztp Nm 
Oarc zOtyNgF IOCazI ez az eztOgpoOgpOI CazzOg azI t cup ca-O tcO aooagOzt 4Oca-eNg 
Nm pOg-ez1 Caz2 upOgp at NzrO3 Yz tcep ya2 tcO rNCoutOg ep a4SO tN NoOgatO OmmereOztS2 ez 
a teCORpcagez1 Oz-egNzCOzt3  
 
.cO Caez IemmOgOzrO 4OtyOOz az Ykf ogNrOppNg azI a Iata rNCCuzerateNz ogNrOppNg ep 
ez  tcO  ya2  tcO  ogNrOppNg  rNCCuzeratOp  yetc  tcO  Ykf IO-erOp3  Az  Ykf  ogNrOppNg 
rNCCuzeratOp  yetc  tcO  oOgeocOgaSp  tcgNu1c  a  rNCCNz Ykf  4up  tcat  ep  rNCogepOI  Nm 
Caz2  Iata  azI  rNztgNS  SezOp3  ASS  oOgeocOgaSp  pcagO tcO  rNCCNz  4up  azI  upO  et  tN 
tgazpmOg  ezmNgCateNz  tN  azI  mgNC  tcO  Ykf  ogNrOppNg3  A  Iata  rNCCuzerateNz  ogNrOppNg 
rNCCuzeratOp yetc Oarc tOgCezaS tcgNu1c a pez1SO oaeg Nm yegOp3 PNtc Iata azI rNztgNS 
ezmNgCateNz agO tgazpmOggOI  ez a pOgeaS mapceNz  yetc tcO gOpuSt tcat tcO tgazpmOg gatO ep 
Curc pSNyOg3 .cO tapF Nm tcO Iata rNCCuzerateNz ogNrOppNg ep tN tgazpCet azI rNSSOrt 
Ie1etaS  ezmNgCateNz  tN  azI  mgNC  Oarc  tOgCezaSn  IOtOgCezO  em  tcO  ezmNgCateNz  ep  Iata  Ng 
rNztgNS azI gOpoNzI tN aSS gO/uOptp arrNgIez1 tN ogOIOtOgCezOI Opta4SepcOI ogNrOIugOp3 
.cO  ogNrOppNgn  N4-eNupS2n  Cupt  aSpN  rNCCuzeratOn  yetc  tcO  :lV  azI  COCNg2  ez  tcO 
paCO CazzOg ap az2 Ykf ogNrOppNg3 
 
.cO ya2 tcat gOCNtO tOgCezaSp agO rNzzOrtOI tN a Iata rNCCuzerateNz ogNrOppNg ep -ea 
tOSOocNzO SezOp Ng NtcOg ou4Ser Ng oge-atO rNCCuzerateNz mareSeteOp3 TezrO tOSOocNzO SezOp 
yOgO Nge1ezaSS2 IOpe1zOI mNg -NerO rNCCuzerateNz azI rNCoutOgp rNCCuzeratO ez tOgCp 
Nm Ie1etaS pe1zaSpn pNCO mNgC Nm rNz-OgpeNz Cupt 4O upOI3 .cO rNz-OgtOgp agO raSSOI Iata 
pOtpn arNupter rNuoSOgp Ng CNIOCp 9mgNC RCNIuSatNgRIOCNIuSatNgRE3 A CNIOC rNz-Ogtp 
Ie1etaS pe1zaSp eztN auIeN tNzOp tN 4O tgazpCettOI N-Og tOSOocNzO SezOp azI aSpN rNz-Ogtp 
auIeN tNzOp mgNC tcO SezO tN Ie1etaS pe1zaSp mNg CarcezO upO3  
 
T2zrcgNzNup  tgazpCeppeNz  INOp  zNt  upO  ptagtRptNo  4etp  tN  mgaCO  rcagartOgp  azI 
tcOgOmNgO CaFOp CNgO OmmereOzt upO Nm tcO rNCCuzerateNz SezF3 7e1cRpoOOI IO-erOp upO 
p2zrcgNzNup tgazpCeppeNz tN gOaSe(O tcep OmmereOzr23 .cO CNIOCp upOI ez p2zrcgNzNup 
tgazpCeppeNz  ca-O  eztOgzaS  rSNrFp  tcat  agO  pOt  tN  tcO  mgO/uOzr2  tcat  4etp  agO  4Oez1 
tgazpCettOI  ez  tcO  rNCCuzerateNz  SezO3  8Ng  ogNoOg  NoOgateNzn  et  ep  gO/uegOI  tcat  tcO 
rSNrFp  ez  tcO  tgazpCettOg  azI  gOrOe-Og  CNIOCp  gOCaez  p2zrcgNze(OI  at  aSS  teCOp3  .cO 
rNCCuzerateNz  SezOn  cNyO-Ogn  rNztaezp  NzS2  tcO  Iata  4etp  mgNC  ycerc  tcO  rSNrF 
ezmNgCateNz Cupt 4O OBtgartOI3 8gO/uOzr2 p2zrcgNze(ateNz ep arceO-OI 42 tcO gOrOe-ez1 
CNIOC mgNC tcO pe1zaS tgazpeteNzp tcat Nrrug ez tcO gOrOe-OI Iata3 Az2 mgO/uOzr2 pcemt 
tcat Ca2 Nrrug 4OtyOOz tcO tgazpCettOg azI gOrOe-Og rSNrFp ep rNztezuNupS2 aIZuptOI 42 
Caeztaezez1 tcO gOrOe-Og rSNrF Qat tcO mgO/uOzr2 Nm tcO ezrNCez1 4et ptgOaC3 .cO CNIOC 
tgazpmOgp tcO gOrOe-OI Iata tN1OtcOg yetc tcO rSNrF tN tcO eztOgmarO uzet3 
 
:Nztgag2  tN  ap2zrcgNzNup  tgazpCeppeNzn  ycOgO  Oarc  rcagartOg  raz  4O  pOzt  pOoagatOS2 
yetc  etp  Nyz  ptagt  azI  ptNo  4etpn  p2zrcgNzNup  tgazpCeppeNz  Cupt  pOzI  a  rNztezuNup 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
COppa1O  ez  NgIOg  tN  Caeztaez  p2zrcgNzepC3  .cO  COppa1O  rNzpeptp  Nm  a  1gNuo  Nm  4etp 
tgazpCettOI pO/uOzteaSS2 ap a 4SNrF Nm Iata3 .cO OztegO 4SNrF ep tgazpCettOI yetc poOreaS 
rNztgNS rcagartOgp at tcO 4O1ezzez1 azI OzI Nm tcO 4SNrF3 .cO rNztgNS rcagartOgp at tcO 
4O1ezzez1 Nm tcO 4SNrF puooS2 tcO ezmNgCateNz zOOIOI tN pOoagatO tcO ezrNCez1 4etp eztN 
ezIe-eIuaS rcagartOgp3 
 
Yz p2zrcgNzNup tgazpCeppeNzn ycOgO az OztegO 4SNrF Nm rcagartOgp ep tgazpCettOIn Oarc 
rcagartOg  cap  a  oaget2  4et  mNg  tcO  gOrOe-Og  tN  rcOrF3  AmtOg  tcO  OztegO  4SNrF  ep  pOztn  tcO 
tgazpCettOg pOzIp NzO CNgO rcagartOg ap a oaget2 N-Og tcO SOz1tc Nm tcO COppa1O3 .cep 
rcagartOg  ep  raSSOI  a  SNz1etuIezaS  gOIuzIazr2  rcOrF  9MU:E  azI  ep  tcO  arruCuSateNz  Nm 
tcO OBrSupe-ORfU Nm aSS tgazpCettOI rcagartOgp3 .cO gOrOe-ez1 ptateNz raSruSatOp tcO MU: 
ap et gOrOe-Op rcagartOgp azI rNCoagOp et yetc tcO tgazpCettOI MU:3 .cO raSruSatOI azI 
gOrOe-OI MU: pcNuSI  4O  O/uaS mNg OggNgRmgOO COppa1Op3 Ym tcO gOrOe-Og mezIp az OggNg  ez 
tcO tgazpCettOI 4SNrFn et ezmNgCp tcO pOzIOg tN gOtgazpCet tcO paCO 4SNrF NzrO a1aez3 
AzNtcOg  COtcNI  upOI  mNg  rcOrFez1  OggNgp  ez  tgazpCeppeNz  ep  tcO  r2rSer  gOIuzIazr2 
rcOrF 9:U:E3 .cep ep a oNS2zNCeaS rNIO N4taezOI mgNC tcO COppa1O 4etp 42 oappez1 tcOC 
tcgNu1c a mOOI4arF pcemt gO1eptOg rNztaezez1 a zuC4Og Nm OBrSupe-ORfU 1atOp3 .cep t2oO 
Nm rNIO ep pueta4SO mNg IOtOrtez1 4ugpt OggNgp Nrruggez1 ez tcO rNCCuzerateNz rcazzOS3 
6ata  raz  4O  tgazpCettOI  4OtyOOz  tyN  oNeztp  ez  tcgOO  IemmOgOzt  CNIOp  R  peCoSOBn  caSmR
IuoSOBn  azI  muSSRIuoSOB3  A  peCoSOB  SezO  raggeOp  ezmNgCateNz  ez  NzO  IegOrteNz  NzS23  .cep 
CNIO ep pOSINC upOI ez Iata rNCCuzerateNz 4OraupO tcO gOrOe-Og razzNt rNCCuzeratO 
yetc  tcO  tgazpCettOg  tN  ezIeratO  tcO  NrruggOzrO  Nm OggNgp3  LBaCoSOp  Nm  peCoSOB 
tgazpCeppeNz agO gaIeN azI tOSO-epeNz 4gNaIraptez13 
A  caSmRIuoSOB  tgazpCeppeNz  p2ptOC  ep  NzO  tcat  ep  raoa4SO  Nm  tgazpCettez1  ez  4Ntc 
IegOrteNzp 4ut Iata raz 4O tgazpCettOI ez NzS2 NzO IegOrteNz at a teCO3 A oaeg Nm yegOp ep 
zOOIOI mNg tcep CNIO3  
A muSSRIuoSOB tgazpCeppeNz raz pOzI azI gOrOe-O Iata ez 4Ntc IegOrteNzp peCuStazONupS23 
.cep  raz  4O  arceO-OI  42  COazp  Nm  a  mNugRyegO  SezFn yetc  a  IemmOgOzt  oaeg  Nm  yegOp 
IOIeratOI tN Oarc IegOrteNz Nm tgazpCeppeNz3 
 
.cO  rNCCuzerateNz  SezOpn  CNIOCpn  azI  NtcOg  O/ueoCOzt  upOI  ez  tcO  tgazpCeppeNz  Nm 
ezmNgCateNz 4OtyOOz tyN Ng CNgO ptateNzp ep raSSOI a Iata SezF3 .cO NgIOgS2 tgazpmOg Nm 
ezmNgCateNz ez a Iata SezF ep arrNCoSepcOI 42 COazp Nm a ogNtNrNS3 A Iata SezF rNztgNS 
ogNtNrNS ep a pOt Nm guSOp tcat agO mNSSNyOI 42 eztOgrNzzOrtez1 rNCoutOgp azI tOgCezaSp 
tN OzpugO tcO NgIOgS2 tgazpmOg Nm ezmNgCateNz3 .cO ougoNpO Nm a Iata SezF ogNtNrNS ep tN 
Opta4Sepc azI tOgCezatO a rNzzOrteNz 4OtyOOz tyN ptateNzpn tN eIOztem2 tcO pOzIOg azI 
gOrOe-Ogn tN OzpugO tcat aSS COppa1Op agO oappOI rNggOrtS2 yetcNut OggNgpn azI tN cazISO 
aSS rNztgNS muzrteNzp ez-NS-OI ez a pO/uOzrO Nm Iata tgazpmOgp3 lgNtNrNSp agO Ie-eIOI eztN 
tyN  CaZNg  ratO1NgeOp  arrNgIez1  tN  tcO  COppa1ORmgaCez1n  tOrcze/uO  upOI3  .cOpO  agO 
rcagartOgRNgeOztOI ogNtNrNS azI 4etRNgeOztOI ogNtNrNS3 
 
6.4.3 Character-Oriented Protocol 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO rcagartOgRNgeOztOI  ogNtNrNS ep 4apOI Nz a rcagartOg pOt3 .cO rNIO CNpt rNCCNzS2 
upOI ep AT:YY 9ACOgeraz TtazIagI :NIO mNg YzmNgCateNz YztOgrcaz1OE3 Yt ep a vR4et rNIO 
yetc az Oe1ctc 4et upOI mNg oaget23 .cO rNIO cap wGx rcagartOgpn Nm ycerc X' agO 1gaocer 
rcagartOgp  azI  KK  agO  rNztgNS  rcagartOgp3  .cO  1gaocer  rcagartOgp  ezrSuIO  tcO  uooOgR 
azI SNyOgrapO SOttOgpn tcO tOz zuCOgaSpn azI a -ageOt2 Nm poOreaS p2C4NSp3 A Sept Nm tcO 
AT:YY  rcagartOgp  raz  4O  mNuzI  ez  .a4SO  ”3x3  .cO  rNztgNS  rcagartOgp  agO  upOI  mNg  tcO 
ougoNpO Nm gNutez1 Iatan aggaz1ez1 tcO tOpt ez a IOpegOI mNgCatn azI mNg tcO Sa2Nut Nm tcO 
ogeztOI  oa1O3  .cO  rcagartOgp  tcat  rNztgNS  tcO  tgazpCeppeNz  agO  raSSOI  rNCCuzerateNz 
rNztgNS rcagartOgp3 .cOpO rcagartOgp agO SeptOI ez .a4SO ”3x3 Larc rcagartOg cap a vR4et 
rNIO azI ep gOmOggOI tN 42 a tcgOORSOttOg p2C4NS3 .cO gNSO Nm Oarc rcagartOg ez tcO rNztgNS 
Nm Iata tgazpCeppeNz ep ptatOI 4geOmS2 ez tcO muzrteNz rNSuCz Nm tcO ta4SO3 
.cO TWd rcagartOg pOg-Op ap p2zrcgNze(ez1 a1Ozt 4OtyOOz tcO tgazpCettOg azI gOrOe-Og3  
 
5cOz  tcO  vR4et  AT:YY  rNIO  ep  upOI  yetc  az  NIIRoaget2  4et  ez  tcO  CNpt  pe1zemerazt 
oNpeteNzn  tcO  appe1zOI  TWd  rcagartOg  cap  tcO  xR4et rNIO  –––w–ww–  ycerc  cap  tcO 
ogNoOgt2 tcatn uoNz regruSag pcemtez1n et gOoOatp etpOSm NzS2 amtOg a muSS xR4et r2rSO3 5cOz 
tcO tgazpCettOg ptagtp pOzIez1 xR4et rcagartOgpn et pOzIp a mOy rcagartOgp megpt azI tcOz 
pOzIp tcO artuaS COppa1O3 .cO ezeteaS rNztezuNup ptgez1 Nm 4etp arrOotOI 42 tcO gOrOe-Og 
ep  rcOrFOI  mNg  a  TWd  rcagartOg3  Yz  NtcOg  yNgIpn  yetc  Oarc  rSNrF  ouSpOn  tcO  gOrOe-Og 
rcOrFp tcO Sapt Oe1ct 4etp gOrOe-OI3 Ym tcO2 IN zNt Catrc tcO 4etp Nm tcO TWd rcagartOgn 
tcO gOrOe-Og arrOotp tcO zOBt 4etn gOZOrtp tcO ogO-eNup ce1cRNgIOg 4etn azI a1aez rcOrFp 
tcO Sapt Oe1ct 4etp gOrOe-OI mNg a TWd rcagartOg3 .cep ep gOoOatOI amtOg Oarc rSNrF ouSpO 
azI 4et gOrOe-OI uzteS a TWd rcagartOg ep gOrN1ze(OI3 fzrO a TWd rcagartOg ep IOtOrtOIn 
tcO gOrOe-Og cap mgaCOI a rcagartOg3 8gNC cOgO Nz tcO gOrOe-Og rNuztp O-Og2 Oe1ct 4etp 
azI  arrOotp  tcOC  ap  a  pez1SO  rcagartOg3  VpuaSS2n  tcO  gOrOe-Og  rcOrFp  tyN  rNzpOrute-O 
TWd rcagartOgp tN gOCN-O az2 INu4t tcat tcO megpt IeI zNt Nrrug ap a gOpuSt Nm a zNepO 
pe1zaS  Nz  tcO  SezO3  sNgON-Ogn  ycOz  tcO  tgazpCettOg ep  eISO  azI  INOp  zNt  ca-O  az2 
COppa1O  rcagartOgp  tN  pOzIn  et  pOzIp  a  rNztezuNup  ptgez1  Nm  TWd  rcagartOgp3  .cO 
gOrOe-Og gOrN1ze(Op tcOpO rcagartOgp ap a rNzIeteNz mNg p2zrcgNze(ez1 tcO SezO azI 1NOp 
eztN  a  p2zrcgNzNup  eISO  ptatO3  Yz  tcep  ptatOn  tcO  tyN  uzetp  Caeztaez  4et  azI  rcagartOg 
p2zrcgNzepC O-Oz tcNu1c zN COazez1muS ezmNgCateNz ep rNCCuzeratOI3 
.a4SO ”3xb AT:YY :NCCuzerateNz :NztgNS :cagartOgp 
 
5O tgazpCet COppa1Op tcgNu1c tcO Iata SezF yetc az Opta4SepcOI mNgCat rNzpeptez1 Nm a 
cOaIOg  meOSIn  a  tOBt  meOSIn  azI  az  OggNgRrcOrFez1  meOSI3  A  t2oeraS  COppa1O  mNgCat  mNg  a 
rcagartOgRNgeOztOI  ogNtNrNS  ep  pcNyz  ez  8e13  ”3“K3 .cO  tyN  TWd  rcagartOgp  appugO 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
ogNoOg p2zrcgNze(ateNz at tcO ptagt Nm tcO COppa1O3 8NSSNyez1 tcO TWd rcagartOgp ep tcO 
cOaIOgn ycerc ptagtp yetc az  Tf7  9ptagt Nm cOaIez1E rcagartOg3 .cO cOaIOg rNzpeptp Nm 
aIIgOpp azI rNztgNS ezmNgCateNz3 .cO T.T rcagartOg tOgCezatOp tcO cOaIOg azI pe1zemeOp 
tcO  4O1ezzez1  Nm  tcO  tOBt  tgazpCeppeNz3  .cO  tOBt  oNgteNz  Nm  tcO  COppa1O  ep  -agea4SO  ez 
SOz1tc  azI  Ca2  rNztaez  az2  AT:YY  rcagartOgp  OBrOot tcO  rNCCuzerateNz  rNztgNS 
rcagartOgp3 .cO tOBt meOSI ep tOgCezatOI yetc tcO L.T rcagartOg3 .cO Sapt meOSI ep a 4SNrF 
rcOrF  rcagartOg  9P::E  upOI  mNg  OggNg  rcOrFez13  Yt  ep  upuaSS2  OetcOg  a  SNz1etuIezaS 
gOIuzIazr2 rcOrF 9MU:E Ng a r2rSer gOIuzIazr2 rcOrF 9:U:E3 .cO gOrOe-Og arrOotp tcO 
COppa1O  azI  raSruSatOp  etp  Nyz  P::3  Ym  tcO  P::  tgazpCettOI  INOp  zNt  a1gOO  yetc  tcO 
P::  raSruSatOI  42  tcO  gOrOe-Ogn  tcO  gOrOe-Og  gOpoNzIp  yetc  a  zO1ate-O  arFzNySOI1O 
9dA?E rcagartOg3 .cO COppa1O ep tcOz gOtgazpCettOI azI rcOrFOI a1aez3 UOtgazpCeppeNz 
yeSS  4O  t2oeraSS2  attOCotOI  pO-OgaS  teCOp  4OmNgO  et  ep  appuCOI  tcat  tcO  SezO  ep  mauSt23 
5cOz tcO tgazpCettOI P:: CatrcOp tcO NzO raSruSatOI  42 tcO gOrOe-Ogn tcO gOpoNzpO ep 
a oNpete-O arFzNySOI1COzt upez1 tcO A:? rcagartOg3 
 
.gazpCeppeNz LBaCoSO 
 
MOt  up  eSSuptgatO  42  a  poOremer  OBaCoSO  tcO  COtcNI 42  ycerc  a  tOgCezaS  azI  tcO 
ogNrOppNg rNCCuzeratO3 .cO rNCCuzerateNz yetc tcO C OCNg2 uzet azI :lV ep peCeSag 
tN az2 Ykf ogNrOppNg3 
 
8e1ugO ”3“Kb .2oeraS COppa1O mNgCat mNg rcagartOgRNgeOztOI ogNtNrNS 
 
A t2oeraS COppa1O tcat Ce1ct 4O pOzt mgNC a tOgCezaS tN tcO ogNrOppNg ep SeptOI ez .a4SO 
”3X3 A SNNF at tcep COppa1O gO-OaSp tcat tcOgO agO a zuC4Og Nm rNztgNS rcagartOgp upOI 
mNg COppa1O mNgCateNz3 Larc rcagartOgn ezrSuIez1 tcO rNztgNS rcagartOgpn ep tgazpCettOI 
pOgeaSS2 ap az xR4et 4ezag2 rNIO ycerc rNzpept Nm tcO vR4et AT:YY rNIO oSup az NII oaget2 
4et  ez  tcO  Oe1ctc  CNpt  pe1zemerazt  oNpeteNz3  .cO  tyN  TWd  rcagartOgp  agO  upOI  tN 
p2zrcgNze(O  tcO  gOrOe-Og  aC  tgazpCettOg3  .cO  cOaIez1  ptagtp  yetc  tcO  Tf7  rcagartOg 
azI  rNztezuOp  yetc  tyN  rcagartOgp  tcat  poOrem2  tcO aIIgOpp  Nm  tcO  tOgCezaS3  Yz  tcep 
oagteruSag OBaCoSO tcO aIIgOpp ep .“n 4ut ez 1OzOgaS et raz ca-O az2 pOt Nm tyN Ng CNgO 
1gaocer  rcagartOgp3  .cO  T.T  rcagartOg  tOgCezatOp  tcO  cOaIez1  azI  pe1zemeOp  tcO 
4O1ezzez1 Nm tcO tOBt tgazpCeppeNz3 .cO tOBt Iata Nm rNzrOgz cOgO ep RgO/uOpt 4aSazrO Nm 
arrNuzt zuC4Og wGK“3R .cO ezIe-eIuaS rcagartOgp mNg tcep COppa1O agO zNt SeptOI ez tcO 
ta4SO  4OraupO  tcO2  yeSS  taFO  tNN  Curc  poarO3  Yt  Cupt  4O  gOaSe(OI  cNyO-Ogn  tcat  Oarc 
rcagartOg  ez  tcO  COppa1O  cap  az  xR4et  rNIO  azI  tcat  Oarc  4et  ep  tgazpCettOI  pOgeaSS23 
.cO  L.T  rNztgNS  rcagartOg  pe1zemeOp  tcO  tOgCezateNz  Nm  tcO  tOBt  rcagartOgp3  .cO  zOBt 
rcagartOg  mNSSNyez1  L.T  ep  a  SNz1etuIezaS  gOIuzIazr2  rcOrF  9MU:E3  Larc  4et  ez  tcep 
rcagartOg  ep  a  oaget2  4et  raSruSatOI  mgNC  aSS  tcO  4etp  ez  tcO  paCO  rNSuCz  ez  tcO  rNIO 
pOrteNz Nm tcO ta4SO3  
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO Iata rNCCuzerateNz ogNrOppNg gOrOe-Op tcep COppa1O azI ogNrOOIp tN azaS2(O et3 Yt 
gOrN1ze(Op tOgCezaS .“ azI ptNgOp tcO tOBt appNreatOI yetc tcO COppa1O3 5ceSO gOrOe-ez1 
tcO rcagartOgpn tcO ogNrOppNg rcOrFp tcO oaget2 Nm Oarc rcagartOg azI aSpN rNCoutOp tcO 
SNz1etuIezaS oaget23 .cO rNCoutOI MU: ep rNCoagOI yetc tcO MU: rcagartOg gOrOe-OI3 Ym 
tcO  tyN  Catrcn  a  oNpete-O  arFzNySOI1OCOzt  9A:?E  a  pOzt  4arF  tN  tcO  tOgCezaS3  Ym  a 
CepCatrc OBeptpn a zO1ate-O arFzNySOI1COzt  9dA?E  ep gOtugzOI tN tcO tOgCezaSn ycerc 
yNuSI  ezeteatO  a  gOtgazpCeppeNz  Nm  tcO  paCO  4SNrF3 Ym  tcO  ogNrOppNg  mezIp  tcO  COppa1O 
yetcNut OggNgpn et tgazpmOgp tcO COppa1O eztN COCNg2 azI eztOgguotp tcO :lV3 5cOz tcO 
:lV arFzNySOI1Op tcO eztOgguotn et azaS2(Op tcO COppa1O azI ogOoagOp a tOBt COppa1O 
mNg gOpoNzIez1 tN tcO gO/uOpt3 .cO :lV pOzIp az ezptgurteNz tN tcO Iata rNCCuzerateNz 
ogNrOppNg tN pOzI tcO COppa1O tN tcO tOgCezaS3 
 
.a4SO ”3Xb .2oeraS .gazpCeppeNz mgNC a .OgCezaS tN lgNrOppNg 
 
A  t2oeraS  gOpoNzpO  mgNC  ogNrOppNg  tN  tOgCezaS  ep  SeptOI  ez  .a4SO  ”3X3  AmtOg  tyN  TWd 
rcagartOgpn  tcO  ogNrOppNg  arFzNySOI1Op  tcO  ogO-eNup  COppa1O  yetc  az  A:?  rcagartOg3 
.cO  SezO  rNztezuOp  tN  eISO  yetc  TWd  rcagartOg  yaetez1  mNg  tcO  gOpoNzpO  tN  rNCO3  .cO 
COppa1O  gOrOe-OI  mgNC  tcO  :lV  ep  aggaz1OI  ez  tcO  ogNoOg  mNgCat  42  tcO  ogNrOppNg  42 
ezpOgtez1 tcO gO/uegOI rNztgNS rcagartOgp 4OmNgO azI amtOg tcO tOBt3 .cO COppa1O cap tcO 
cOaIez1 Tf7 azI tcO aIIgOpp Nm tcO tOgCezaS .“3 .cO tOBt COppa1O ezmNgCp tcO tOgCezaS 
tcat tcO 4aSazrO ep Uw––3 Az MU: rcagartOg ep rNCoutOI azI pOzt tN tcO tOgCezaS3 Ym tcO 
tOgCezaS gOpoNzIp yetc a dA? rcagartOgn tcO ogNrOppNg gOtgazpCetp tcO COppa1O3 
 
 
 
.a4SO ”3w–b .2oeraS .gazpCeppeNz mgNC lgNrOppNg tN .OgCezaS 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
6.4.4 Bit-Oriented Protocol 
 
.cep  ogNtNrNS  INOp  zNt  upO  rcagartOgp  ez  etp  rNztgNS  meOSI  azI  ep  ezIOoOzIOzt  Nm  az2 
oagteruSag rNIO3 Yt aSSNyp tcO tgazpCeppeNz Nm pOgeaS 4et ptgOaC Nm az2 SOz1tc yetcNut tcO 
eCoSerateNz Nm rcagartOg 4NuzIageOp3 sOppa1Op agO Ng1aze(OI ez a poOremer mNgCat raSSOI 
a  mgaCO3  Yz  aIIeteNz  tN  tcO  ezmNgCateNz  meOSIn  a  mgaCO  rNztaezp  aIIgOppn  rNztgNSn  azI 
OggNgRrcOrFez1 meOSIp .cO mgaCO 4NuzIageOp agO IOtOgCezOI mgNC a poOreaS xR4et zuC4Og 
raSSOI  a  mSa1  LBaCoSOp  Nm  4etRNgeOztOI  ogNtNrNSp  agO  T6M:  9p2zrcgNzNup  Iata  SezF 
rNztgNSE upOI 42 YPsn 76M: 9ce1cRSO-OS Iata SezF rNztgNSE aINotOI 42 tcO YztOgzateNzaS 
TtazIagIp fg1aze(ateNzn azI A6::l 9aI-azrOI Iata rN CCuzerateNz rNztgNS ogNrOIugOE 
aINotOI 42 tcO ACOgeraz dateNzaS TtazIagIp YzptetutO3 
 
Az2  Iata  rNCCuzerateNz  SezF  ez-NS-Op  at  SOapt  tyN  oagtereoatez1  ptateNzp  .cO  ptateNz 
tcat cap gOpoNzpe4eSet2 mNg tcO Iata SezF azI eppuOp tcO rNCCazIp tN rNztgNS tcO SezF ep 
raSSOI  tcO  ogeCag2  ptateNz3  .cO  NtcOg  ptateNz  ep  a pOrNzIag2  ptateNz3  PetRNgeOztOI 
ogNtNrNSp  appuCO  tcO  ogOpOzrO  Nm  NzO  ogeCag2  ptateNz  azI  NzO  Ng  CNgO  pOrNzIag2 
ptateNzp3 ASS rNCCuzerateNz Nz tcO Iata SezF ep mgNC tcO ogeCag2 ptateNz tN NzO Ng CNgO 
pOrNzIag2 ptateNzpn Ng mgNC a pOrNzIag2 ptateNz tN tcO ogeCag2 ptateNz3                                          
 
.cO  mgaCO  mNgCat  mNg  tcO  4etRNgeOztOI  ogNtNrNS  ep  pcNyz  ez  8e13  ”3““3  A  mgaCO  ptagtp 
yetcRtcO  xR4et  mSa1  –wwwwww–  mNSSNyOI  42  az  aIIgOpp  azI  rNztgNS  pO/uOzrO3  .cO 
ezmNgCateNz  meOSI  ep  zNt  gOptgertOI  ez  mNgCat  Ng  rNztOzt  azI  raz  4O  Nm  az2  SOz1tc3  .cO 
mgaCO rcOrF meOSI ep a :U: 9r2rSer gOIuzIazr2 rcOrF pO/uOzrO upOI mNg IOtOrtez1 OggNgp 
ez tgazpCeppeNz3 .cO OzIez1 mSa1 ezIeratOK tN tcO gOrOe-ez1 ptateNz tcat tcO w” 4etp Zupt 
gOrOe-OI  rNzptetutO  tcO  :U:  4etp  .cO  OzIez1  mgaCO  raz  4O  mNSSNyOI  42  azNtcOg  mgaCOn 
azNtcOg mSa1n Ng a pO/uOzrO Nm rNzpOrute-O ip3 5cOz tyN mgaCOp mNSSNy Oarc NtcOgn tcO 
eztOg-Ozez1 mSa1  ep peCuStazONupS2 tcO OzIez1 mSa1 Nm tcO megpt mgaCO azI  tcO 4O1ezzez1 
mSa1 Nm tcO zOBt mgaCO3 Ym zN ezmNgCateNz ep OBrcaz1OIn tcO tgazpCettOg pOzIp a pOgeOp Nm 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
mSa1p tN FOOo tcO SezO ez tcO arte-O ptatO3 .cO SezO ep paeI tN 4O ez tcO eISO ptatO yetc tcO 
NrruggOzrO Nm w' Ng CNgO rNzpOrute-O SQp3 8gaCOp yetc rOgtaez rNztgNS COppa1Op agO pOzt 
yetcNut  az  ezmNgCateNz  meOSI3  A  mgaCO  Cupt  ca-O  a  CezeCuC  Nm  KG  4etp  4OtyOOz  tyN 
mSa1p  tN  arrNCCNIatO  tcO  aIIgOppn  rNztgNSn  azI  mgaCO  rcOrF  meOSIp3  .cO  CaBeCuC 
SOz1tc  IOoOzIp  Nz  tcO  rNzIeteNz  Nm  tcO  rNCCuzerateNz  rcazzOS  azI  etp  a4eSet2  tN 
tgazpCet SNz1 COppa1Op OggNgRmgOO3 
 
.N ogO-Ozt a mSa1 mgNC Nrruggez1 ez tcO CeIISO Nm a mgaCOn tcO 4etRNgeOztOI ogNtNrNS upOp 
a  COtcNI  raSSOI  (OgN  ezpOgteNz3  Yt  gO/uegOp  a  –  4O ezpOgtOI  42  tcO  tgazpCettez1  ptateNz 
amtOg az2 purrOppeNz Nm me-O rNztezuNup SQp3 .cO gOrOe-Og aSya2p gOCN-Op a – tcat mNSSNyp 
a purrOppeNz Nm me-O SQp3 .cup tcO 4et oattOgz –wwwwww ep tgazpCettOI ap –wwwww–w azI 
gOptNgOI 42 tcO gOrOe-Og tN et Nge1ezaS -aSuO 42 gOCN-aS Nm tcO – mNSSNyez1 tcO me-O SQp3 Ap a 
rNzpO/uOzrOn  zN  oattOgz  Nm  –wwwwww–  ep  O-Og  tgazpCettOI  4OtyOOz  tcO  4O1ezzez1  azI 
OzIez1 mSa1p3 
 
8e1ugO ”3““b 8gaCO 8NgCat mNg PetRNgeOztOI lgNtNrNS 
 
8NSSNyez1 tcO mSa1 ep tcO aIIgOpp meOSIn ycerc ep upOI 42 tcO ogeCag2 ptateNz tN IOpe1zatO 
tcO  pOrNzIag2  ptateNz  aIIgOpp3  Az  aIIgOpp  meOSI  Nm Oe1ct  4etp  raz  poOrem2  uo  tN  G'” 
aIIgOppOp3 TNCO 4etRNgeOztOI ogNtNrNSp oOgCet tcO upO Nm az OBtOzIOI aIIgOpp meOSI3 .N 
IN  tcepn  tcO  SOapt  pe1zemerazt  4et  Nm  az  aIIgOpp  42tO  ep  pOt  tNN  em  azNtcOg  aIIgOpp  42tO 
mNSSNyp3 A w ez tcO SOapt pe1zemerazt 4et Nm a 42tO ep upO tN gOrN1ze(O tcO Sapt aIIgOpp 42tO3 
 
8NSSNyez1 tcO aIIgOpp meOSI ep tcO rNztgNS meOSI3 .cO rNztgNS meOSI rNCOp ez tcgOO IemmOgOzt 
mNgCatpn  ap  pcNyz  ez  8e13  ”3“'3  .cO  ezmNgCateNz  tgazpmOg  mNgCat  ep  upOI  mNg  NgIezag2 
Iata  tgazpCeppeNz3  Larc  mgaCO  tgazpCettOI  ez  tcep  mNgCat  rNztaezp  pOzI  azI  gOrOe-O 
rNuztp3 A ptateNz tcat tgazpCetp pO/uOzrO mgaCOp rNuztp azI zuC4Ogp Oarc mgaCO3 .cep 
rNuzt ep 1e-Oz 42 tcO pOzI rNuzt d
s3 A ptateNz gOrOe-ez1 pO/uOzrOI mgaCOp rNuztp Oarc 
OggNgRmgOO mgaCO tcat gOrOe-Op3 .cep rNuzt ep 1e-Oz 42 tcO gOrOe-O rNuzt d
r3 .cO dr rNuzt 
aI-azrO ycOz a mgaCO ep rcOrFOI azI mNuzI tN 4O yetcNut OggNgp3 .cO gOrOe-Og rNzmegCp 
arrOotOI  zuC4OgOI  ezmNgCateNz  mgaCOp  42  gOtugzez1  etp  d
r  rNuzt  tN  tcO  tgazpCettez1 
ptateNz3 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8e1ugO ”3“'b :NztgNS 8eOSI 8NgCat ez PetRNgeOztOI lgNtNrNS 
 
.cO lk8 4et ep upOI 42 tcO ogeCag2 ptateNz tN oNSS a pOrNzIag2 ptateNz tN gO/uOpt tcat et 
QezeteatO  tgazpCeppeNz3  Yt  ep  upOI  42  tcO  pOrNzIag2  ptateNz  tN  ezIeratO  tcO  mezaS 
tgazpCettOI  mgaCO3  .cup  tcO  lk8  meOSI  ep  raSSOI  l  9oNSSE  ycOz  tcO  ogeCag2  ptateNz  ep 
tgazpCettez1  4ut  ep  IOpe1zatOI  ap  8  9mezaSE  ycOz  a pOrNzIag2  ptateNz  ep  tgazpCettez13 
Larc mgaCO pOzt tN tcO pOrNzIag2 ptateNz mgNC tcO ogeCag2 ptateNz cap a l 4et pOt tN –3 
5cOz  tcO  ogeCag2  ptateNz  ep  mezepcOI  azI  gOaI2  mNg tcO  pOrNzIag2  ptateNz  tN  gOpoNzIn 
tcO l 4et ep pOt tN w3 .cO pOrNzIag2 ptateNz tcOz gOpoNzIp yetc a zuC4Og Nm mgaCOp ez 
ycerc tcO 8 4et ep pOt tN –3 5cOz tcO pOrNzIag2 ptateNz pOzIp tcO Sapt mgaCOn et pOtp tcO 
8 4et tN w3 .cOgOmNgOn tcO lk8 4et ep upOI tN IOtOgCezO ycOz Iata tgazpCeppeNz mgNC a 
ptateNz ep mezepcOI3 
.cO puoOg-epNg2 mNgCat Nm tcO rNztgNS meOSI ep gOrN1ze(OI mgNC tcO megpt tyN 4etp 4Oez1 w 
azI –3 .cO zOBt tyN 4etp ezIeratO tcO t2oO Nm rNCCazI3  .cO mgaCOp Nm tcO puoOg-epNg2 
mNgCat  IN  zNt  ragg2  az  ezmNgCateNz  meOSI3  .cO2  agO upOI  tN  appept  ez  tcO  tgazpmOg  Nm 
ezmNgCateNz  ez  tcat  tcO2  rNzmegC  tcO  arrOotazrO  Nm ogOrOIez1  mgaCOp  ragg2ez1 
ezmNgCateNzn rNz-O2 gOaI2 Ng 4up2 rNzIeteNzpn azI gOoNgt mgaCO zuC4Ogez1 OggNgp3 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 7 
 
MEMORY ORGANIZATION 
 
 
 
7.1 SpinmPgyepmom:yPg
7.2 SoevgipinmPg
7.2.1  LuSgovMgLwSg:yestgg
7.2.2  SpinmPguMMmpttgSosg
7.3 udAeheomPgipinmPg
7.3.1  SoEvp e:gMet1tg
7.3.2  SoEvp e:gxospg
7.4 ao:ypgipinmPg
7.4.1  /emp: gSossevEg
7.4.2  uttn:eo eTpgSossevEg
7.4.3  Dp kgottn:eo eTpgSossevEg
7.4.4  lem dohgipinmPg
7.4.5  uttn:eo eTpgipinmPg-oEpg oChpg
7.4.6  -oEpgLpsho:pipv g
 
g
Introduction 
 
SpinmPg evg og :nisd pmg tPt pig :ovg Cpg MeTeMpMg ev ng  +ng ioevg :hottpt9gmain  storeg ovMg
secondary storeOgSoevgt nmpgetg ypgyeEygtsppMgipinmPgdtpMg ngynhMg ypgsmnEmoitgovMg
Mo og:dmmpv hPgevgdtpOgDp:nvMomPgt nmpgetg ypgipinmPgdtpMgrnmghnvEg pmigt nmoEpgnrgMo ocg
pOEOg og Met1g MmeTpOg xyetg tp: envg Met:dttptg ioevg t nmpg kg  ypg vpA g Mpohtg +e yg tp:nvMomPg
t nmpOgg
g
anisd pmgipinmPgetgioMpgnrgogvdiCpmgnrgcellsg/nvpgspmgCe 0cgpo:ygnrg+ye:yg:ovgpAet gevg
 +ngMet ev: gt o ptg:nmmptsnvMevEg ng ypgTohdpgnrgtnipgsyPte:ohgsmnspm POgaphhtgompgnr pvg
EmndspMg  nEp ypmg  ng rnmig +nmMtOg fo:yg :phhg yotg ovgaddressg +ye:yg ohhn+tg e g  ng Cpg
dveGdphPgtsp:erepMOgg
/errpmpv g syPte:ohg smnspm eptg :ovg Cpg dtpMg  ng t nmpg ypg evrnmio envOg xypg rnhhn+evEg ompg
:niinvhPgdtpMgip ynMtOgg
a fhp: me:ohg+e ygrppMCo:1g/pOEOgrheskrhnst0gg
a fhp: me:ohg+e ygt nmpMg:yomEpg/CotpMgnvg:oso:e ov:p0gg
a SoEvp e:g/pOEOgMet1gMmeTpt0gg
a D md: dmohg/pOEOg:niso: gMet1t0Ogg
g
anisd pmgipinmPg:ovg ohtngCpg:hottpMgo::nmMevEg ng ypgip ynMgnrgo::pttg ng ypg:phhtOg
Random access memorygetgommovEpMgtng yo g ypg eipg o1pvg ngmpoMgnmg+me pgovPg:phhgetg
 ypgtoipcgmpEomMhpttgnrge tghn:o envOgSoevgipinmPgetgmovMniko::pttOgbn pgyn+pTpmcg yo g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
kUIekI/pe/MoDtpeMnnIaaepIpt/1e4xPS6egaetikIoedaIDek te/IiI/etoy1ektekUIe/IMD2E/gkMHyIe
pMgoe pIpt/1e daIDe it/e aUt/ke kI/pe DMkMe akt/MlIbeSerial  access  memorye gae M//MolIDe ate
kUMkekUIekgpIekMTIoekteMnnIaaeMesM/kgndyM/enIyyegaeDIsIoDIokegaeDIsIoDIoketoekUIesU1agnMye
ytnMkgtoetiekUIenIyyOeMoDedadMyy1eDIsIoDaetoekUIestagkgtoetiekUIeyMakenIyyeMnnIaaIDbeRMsIe
D/g5IaeM/IeaI/gMyeMnnIaaeDI5gnIabee
e
-Ie nMoe Myate nyMaagi1e pIpt/1e Mnnt/Dgole kte EUIkUI/e t/e otke EIe nMoe ptDgi1e kUIe nIyye
ntokIokabeRead only memorye4x0S6egaepIpt/1eEUtaIentokIokaenMootkeHIeptDgigIDbeRUgae
pM1eIgkUI/eHIeaIpgntoDdnkt/epIpt/1Oet/eMe/IMD2toy1eDI5gnIeadnUeMaeMoet/DgoM/1etskgnMye
DgaTe 4c92x0S6be RUIe nt/Ie tie Me ntpsdkI/Qae tsI/Mkgole a1akIpe gae tikIoe akt/IDe goe
aIpgntoDdnkt/ex0Sbee
 
 
7.1 Memory Hierarchy 
 
SIpt/1e8gI/M/nU1egaektetHkMgoekUIeUglUIakestaagHyIeMnnIaaeasIIDeEUgyIepgogpg(golekUIe
ktkMyentaketiekUIepIpt/1ea1akIpe
e
ctpsdkI/e a1akIpae MyEM1ae ntpHgoIe aI5I/Mye DgiiI/Ioke k1sIae tie kUIe pIpt/1e DI5gnIae
DgandaaIDe MHt5Ibe RUgae gae HInMdaIe otoIe MytoIe nMoe s/t 5gDIe Myye kUIe /IGdg/IDe
nUM/MnkI/gakgnabehDIMyy1entpsdkI/epIpt/1eaUtdyDeHIekUIeityytEgolbee
M6erI/1eiMakee
H6eapMyyee
n6ectoadpIeytEestEI/ee
D6extHdakeMoDeoto25tyMkgyIe4/IpIpHI/egkaentokIokaeI5IoeEUIoeaEgknUIDetii6ee
e) cUIMsee
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Magnetic 
 
tapes 
Magnetic disk 
 
I/O 
 
processor 
CPU 
Main 
 
memory 
Cache 
 
memory 
Auxiliary memory 
Register 
Cache 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
e
e
e
e
e
e
3oit/kdoMkIy1ekUIaIeMgpaentoiygnkOeMoDeDgiiI/Iokek1sIaetiepIpt/1eDI5gnIetiiI/e
DgiiI/IokeHIoIigkaeMoDeD/MEHMnTabee
e
e
Internal CPU memory  
RUgae gae 5I/1e iMakbe 8tEI5I/Oe gke gae HdyT1Oe IusIoag5IOe ntoadpIae Me ytke tie stEI/Oe MoDe kUIe
ntokIokaeM/IeytakeEUIoestEI/egae/Ipt5IDbee
e
Main store  
xIyMkg5Iy1eiMakOeHdkeakgyyeHdyT1OeIusIoag5IeMoDe5tyMkgyIbee
e
Magnetic disk  
RUIaIe nMoe akt/Ie yM/lIe GdMokgkIae tie DMkMe nUIMsy1e MoDe goe Me apMyye asMnIbe Fd/kUI/pt/IOe
kUIaIenMoeHIedaIDeit/esI/pMpIokDaIpg2sI/pMoIokeakt/MlIOeMaekUIeDMkMegaeotkeytakeEUIoe
stEI/egae/Ipt5IDbe8tEI5I/OekUIeMnnIaaekgpIegaepdnUeaytEI/ekUMoepMgoepIpt/1bee
e
Magnetic tape and optical storage  
RUIaIe M/Ie HtkUe 5I/1e nUIMse MoDe nMoe akt/Ie UdlIe GdMokgkgIae tie DMkMe goe Me apMyye asMnIbe
R1sgnMyy1e kUI1e daIe /Ipt5MHyIe pIDgMOe MoDe ate M/Ie gDIMye it/e sI/pMoIoke akt/MlIe tie DMkMbe
8tEI5I/OeMnnIaaekgpIaeM/IeIuk/IpIy1eytolbee
e
 1e ntpHgogole DgiiI/Ioke k1sIae tie pIpt/1e goe Me agolyIea1akIpOe kUIe DIagloI/e nMoe lIke kUIe
HIake tie Myye Et/yDae MoDe HdgyDe Me /IyMkg5Iy1e ytEe ntakea1akIpe EgkUe Me UglUe nMsMngk1e MoDe Me
asIIDeMyptakekUMketieMeUdlIepMgoepIpt/1bee
 
Semiconductor (main) Memory 
Pyye tie kUIe pIpt/1e daIDe Mae pMgoe akt/Ie goe Me ptDI/oe ntpsdkI/e gae gpsyIpIokIDe Mae
aIpgntoDdnkt/aeiMH/gnMkIDetoeEMiI/aetieagygntobeWIpgntoDdnkt/epIpt/1egaeiMakeMoDeIMa1e
kte daIbe Rte idyigyye kUIe oIIDae tie ptDI/oe ntpsdkI/e a1akIpae gke gae HIntpgole gon/IMagoly1e
DIoaIe4pt/IeHgkaesI/enUgs6eMoDenUIMsbee
Pe aIpgntoDdnkt/e pIpt/1e nUgse ntoagakae tie Me yM/lIe odpHI/e tie nIyyae t/lMogaIDe gokte Moe
M//M1Oe MoDe kUIe ytlgne oInIaaM/1e kte MnnIaae Mo1e M//M1egoe kUIe nIyye IMagy1be WIpg2ntoDdnkt/e
pIpt/1epM1eHIenyMaaIDeMnnt/DgolektekUIepInUMogapeda IDeH1eIMnUenIyyekteakt/IeDMkMbee
e
RUIeagpsyIakek1sIetiepIpt/1egaenMyyIDestatic memorybehoeakMkgnepIpt/1eIMnUenIyyedaIaeMe
iygs2iytsepMDIei/tpeitd/et/eaguek/Moagakt/abeRUIeDMkMegoeIMnUenIyyegae/IpIpHI/IDedokgyekUIe
Main Memory 
Magnetic Disk 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
stEI/egaeaEgknUIDetiibeWkMkgnepIpt/1egaeIMa1ektedaIeMoDe/IygMHyIOeHdkegae/IyMkg5Iy1eHdyT1Oe
aytEeMoDeIusIoag5Ibee
Stake ntpsdkI/e a1akIpae kUI/Iit/Ie daIedynamic  memorye Mae kUIg/e pMgoe akt/Ibe 91oMpgne
pIpt/1e daIae Edake Me agolyIe k/Moagakt/e sI/e nIyyOe MoDegae kUI/Iit/Ie DIoaI/Oe iMakI/e MoDe
nUIMsI/be 3oit/kdoMkIy1e IMnUe nIyye l/MDdMyy1e it/lIkaekUIe DMkMe akt/IDe goe gkOe MoDe ate Iuk/Me
ng/ndgk/1epdakeHIedaIDektentokgodMyy1e/Ii/IaUekUIenIyyabee
 
Memory Organisation 
RUgae aInkgtoe yttTae Mke UtEe kUIe 5M/gtdae ntpstoIokae tie Me ntpsdkI/Qae pMgoe pIpt/1e M/Ie
M//MolIDbee
Poen2HgkeMDD/IaaeHdaeMyytEaedaektedogGdIy1e/IiI/ektedsekte;
n
eDgiiI/IokepIpt/1eytnMkgtoabe
0ikIoekUIaIepIpt/1eytnMkgtoaeM/IegpMlgoIDeyMgDetdkegoeMentydpoOeTotEoeMaekUIeaddress 
spacebe rM/gtdae /Ilgtoae tie kUIe MDD/Iaae asMnIe M/Ie kUIoe l/tdsIDe gokte HytnTae kte it/pe Me
memory mapbeRUIeHytnTaepM1e/IiI/ekteUM/DEM/Ie4gbIbesU1agnMyexPSeMoDex0SeDI5gnIa6Oet/e
kteytlgnMyeIokgkgIae4gbIbes/tl/MpaOeDMkMOeIknb6bee
 
Address Decoding 
RUIeoIIDeit/epIpt/1eMDD/IaaeDIntDgoleM/gaIaei/tpekUIeiMnkekUMkekUIepMgoepIpt/1etieMe
ntpsdkI/ea1akIpegaeotkentok/dnkIDei/tpeMeagolyIentpstoIokeEUgnUedogGdIy1eMDD/IaaIae
IMnUestaagHyIepIpt/1eytnMkgtobee
hpMlgoIeMeagkdMkgtoeEUI/IekEte:SepIpt/1enUgsaeM/IentooInkIDekteMe<;2HgkeMDD/IaaeHdae
ktepMTIe;SetiepIpt/1eM5MgyMHyIbeAMnUepIpt/1enUgseEg yyeoIIDekEIok1eMDD/IaaeygoIaekte
dogGdIy1e gDIokgi1e IMnUe ytnMkgtoe goe gkbe hie kUIe MDD/Iaae ygoIae tie IMnUe pIpt/1e nUgse EI/Ie
agpsy1entooInkIDektekUIeig/akekEIok1ecG3eMDD/IaaeygoIaOekUIoeHtkUepIpt/1enUgsaeEtdyDe
HIeMnnIaaIDeagpdykMoItday1eEUIoI5I/ekUIecG3e/IiI//IDekteMo1eMDD/Iaabe-IepdakeigoDeMe
ak/MkIl1ekUMkeMyytEaedaektegoDg5gDdMyy1eMDD/IaaeIMnUepIpt/1enUgsbePaeIMnUepIpt/1enUgse
EgyyeUM5IeMoeIoMHyIegosdkOekUgaenMoe/Iy1etoeaIyInkg5Iy1eIoMHygolekUIetoIeEUgnUeEIeEMokekte
MnnIaabee
e
a) Partial Address Decoding 
RUgae gae kUIe agpsyIake MoDe yIMake IusIoag5Ie it/pe tie MDD/Iaae DIntDgolbe hoe kUIe MHt5Ie
IuMpsyIOe EIe ntdyDe ntooInke kUIe nUgse aIyInke gosdke tietoIe pIpt/1e nUgse kte kUIe yMake cG3e
MDD/IaaeygoIOeMoDekUIenUgseaIyInkegosdketiekUIetkUI/ektekUIeaMpIeMDD/IaaeygoIeHdke5gMeMoe
go5I/kI/behoekUgaeEM1ekUIekEtenUgsaeEtdyDeoI5I/eHIeMnnIaaIDeagpdykMoItday1bee
e
8tEI5I/OekUgaegaeMe5I/1egoIiigngIokeanUIpIbeAyI5IoetiekUIeMDD/IaaeygoIaeM/IeotkedaIDOeMoDe
toIe tie kUIe kEte pIpt/1e nUgsae gae MyEM1ae aIyInkIDbe RUIe daMHyIe MDD/Iaae asMnIe tie kUIe
ntpsdkI/e UMae HIIoe /IDdnIDe i/tpe =me kte ;8be GM/kgMye MDD/Iaae DIntDgole gae daIDe goe apMyye
DIDgnMkIDea1akIpaeEUI/IeytEentakegaekUIeptakegpst/kMokeiMnkt/beRUIesIoMyk1esMgDegaekUMke
otkeMyyekUIeMDD/IaaeasMnIenMoeHIedaIDOeMoDeidkd/IeIusMoagtoeEgyyeHIeDgiigndykbee
 
Full Address Decoding 
Pe ntpsdkI/e a1akIpe gae aMgDe kte UM5Ie idyye MDD/Iaae DIntDgole EUIoe IMnUe MDD/IaaMHyIe
ytnMkgtoe EgkUgoe Me pIpt/1e ntpstoIoke nt//IastoDae kte Me agolyIe MDD/Iaae toe kUIe cG3Qae

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
MDD/Iaae Hdabe RUMke gaOe I5I/1e MDD/Iaae ygoIe gae daIDe kte asIngi1e IMnUe sU1agnMye pIpt/1e
ytnMkgtoOekU/tdlUeMentpHgoMkgtoetieasIngi1goleMeDI5gnIeMoDeMeytnMkgtoeEgkUgoegkbee
e
FdyyeMDD/IaaeDIntDgolepMTIaekUIeptakeIiigngIokedaIetiekUIeM5MgyMHyIeMDD/IaaeasMnIOeHdke
gaetikIoegps/MnkgnMHyIektedaIeHInMdaIetiekUIeIunIaag5IeUM/DEM/IeoIIDIDektegpsyIpIokegkbe
RUgaegaesM/kgndyM/y1ek/dIeEUI/IeDI5gnIaeEgkUeMeapMyyeodpHI/etieMDD/IaaMHyIeytnMkgtoae4it/e
IuMpsyIepIpt/12pMssIDehD0eDI5gnIa6eM/IedaIDbee
e
b) Block Address Decoding 
 ytnTe MDD/Iaae DIntDgole gae Me ntps/tpgaIe HIkEIIoe sM/kgMye MDD/Iaae DIntDgole MoDe idyye
MDD/IaaeDIntDgolbeRUIepIpt/1easMnIegaeDg5gDIDegokteMeodpHI/etieHytnTabeFt/eIuMpsyIOe
goe Me a1akIpe EgkUe Me <;2Hgke MDD/Iaae HdaOe kUIe pIpt/1e asMnIe ntdyDe HIe Dg5gDIDe gokte =C?>e
HytnTaetie:SbeRUgaentdyDeHIegpsyIpIokIDedagoleagpsyIeDIntDgoleDI5gnIabee
e
SMo1e /IMye a1akIpae Ipsyt1e Me ntpHgoMkgtoe tie kUIe MHt5Ie DIntDgole kInUogGdIabe Ft/e
IuMpsyIOe aI5I/Mye apMyye DI5gnIae pM1e /IagDIe goe kUIeaMpIe HytnTe H1e dagole sM/kgMye MDD/Iaae
DIntDgoleEgkUgoekUMkeHytnTbee
 
Cache Memory 
PykUtdlUeaIpgntoDdnkt/epIpt/1egaeiMakOek1sgnMyy1egkekMTIaeytolI/eit/ekUIecG3ekteMnnIaae
pMgoepIpt/1ekUMoekteIuIndkIeagpsyIegoak/dnkgtoabe-IenMoelIkeM/tdoDekUgaes/tHyIpeH1e
kMTgoleMD5MokMlIetielocality of referencebeR1sgnMyy1eEUIoeIuIndkgoleMes/tl/MpOepIpt/1e
MnnIaaIae t5I/e Me aUt/ke gokI/5Mye kIoDe kte HIe kte agpgyM/e pIpt/1e ytnMkgtoabe Stake ptDI/oe
ntpsdkI/ea1akIpaekUI/Iit/IedaIeMeapMyyeMptdoketie5I/1eiMakepIpt/1eHIkEIIoekUIecG3e
MoDepMgoepIpt/1OeTotEoeMae cacheepIpt/1be-UIoI5I/ekUIecG3eoIIDaekteMnnIaaepMgoe
pIpt/1OekUIenMnUIegaeig/akenUInTIDekteaIIegiekUIeDMkMegaeakt/IDekUI/IbehiegkegaOekUIoepMgoe
pIpt/1e oIIDe otke HIe MnnIaaIDbe hie gke gae otkOe kUIoe gkegae iIknUIDe i/tpe pMgoe pIpt/1e MoDe
syMnIDe goe kUIe nMnUIOe ktlIkUI/e EgkUe kUIe DMkMe oIM/H1Oe goe kUIe UtsIe kUMke kUgae Egyye Myate HIe
oIIDIDe attobe hoe kUgae EM1Oe MnnIaaIae kte pMgoe pIpt/1e nMoe HIe l/IMky1e /IDdnIDe 4k1sgnMyy1e
/IDdnIDekteyIaaekUMoe:C]6bee
-Ie UM5Ie My/IMD1e aIIoe kUMke cG3e pIpt/1e gae iMakI/e kUMoe pMgoe pIpt/1Oe Hdke gae 5I/1e
IusIoag5IOe MoDe kMTIae dse Me ytke tie /ttpe toe Me nUgse EUgnUe gae My/IMD1e ygTIy1e kte HIe iMg/y1e
DIoaIy1e sMnTIDbe SMo1e a1akIpae kUI/Iit/Ie daIe Me kEt2akMlIe nMnUIe DIagloOe dagole Me apMyye
Mptdoketieto2nUgsenMnUIepIpt/1OeMoDeMeyM/lI/eIukI/oMyenMnUIbee
 
7.2 Main Memory  
• Pememory unitegaeMentyyInkgtoetieakt/MlIenIyyaektlIkUI/eEgkUeMaatngMkIDeng/ndgkae
ktek/MoaiI/egoit/pMkgtoegoeMoDetdketieakt/MlIe
• RUIepIpt/1eakt/IaeHgoM/1eDMkMegoel/tdsaetieHgkaenMyyIDeEt/Dae
• PeEt/DenMoe/Is/IaIokeMoegoak/dnkgtoentDIet/eMysUModpI/gnenUM/MnkI/ae
• AMnUeEt/DegoepIpt/1egaeMaagloIDeMoeMDD/Iaaei/tpeCekte;
k
e):OeEUI/IekegaekUIe
odpHI/etieMDD/IaaeygoIae
• PedecoderegoagDIekUIepIpt/1eMnnIskaeMoeMDD/IaaetsIoaekUIesMkUaeoIIDIDekte
aIyInkekUIeHgkaetiekUIeasIngigIDeEt/De

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• xypg ipinmPg :oso:e Pg etg t o pMg otg  ypg  n ohg vdiCpmg nrg CP ptg  yo g :ovg Cpg
t nmpMg
• Lprpmg ng ypgvdiCpmgnrgCP ptgdtevEgnvpgnrg ypgrnhhn+evEg
o 8g/1ehn0gIg;
10

o Sg/ipEo0gIg;
20

o -g/EeEo0ggIg;
30

• >=8∑I∑;
10
cg;SgIg;
21
cgovMg=-gIg;
32

• Rvgrandom-access  memoryg /LuS0g  ypg ipinmPg :phhtg :ovg Cpg o::pttpMg rnmg
evrnmio envgrmnigovPgMptempMgmovMnighn:o envg
• xypgsmn:pttgnrghn:o evEgog+nmMgevgipinmPgetg ypgtoipgovMgmpGdemptgovgpGdohg
oindv gnrg eipgvngio  pmg+ypmpg ypg:phhtgompghn:o pMgsyPte:ohhPgevgipinmPg
• aniidve:o envg Cp +ppvg ipinmPg ovMg e tg pvTemnvipv g etg o:yepTpMg Teog Mo og
evsd govMgnd sd ghevptcgoMMmpttgtphp: envtghevptcgovMg:nv mnhghevptg
• xypgngMo ogevsd ghevptgsmnTeMpg ypgevrnmio envg ngCpgt nmpMgevgipinmPg
• xypgngMo ognd sd ghevptgtdsshPg ypgevrnmio envg:nievEgnd gnrgipinmPg
• xypgkgoMMmpttghevptgsmnTeMpgogCevomPgvdiCpmgnrgkgCe tg yo gtsp:erPgogtsp:ere:g
+nmMgnmghn:o envg
• xypg +ng:nv mnhghevptgtsp:erPg ypgMemp: envgnrg movtrpmg3gpe ypmgmpoMgnmg+me pg


• D pstg ngwriteg ngipinmP9g
o usshPg ypgCevomPgoMMmpttgnrg ypgMptempMg+nmMgev ng ypgoMMmpttghevptg
o usshPg ypgMo ogCe tg yo gompg ngCpgt nmpMgevgipinmPgnvg ypgMo oghevptg
o u: eTo pg ypg+me pgevsd g
• D pstg ngreadgrmnigipinmP9g
o usshPg ypgCevomPgoMMmpttgnrg ypgMptempMg+nmMgev ng ypgoMMmpttghevptg
o u: eTo pg ypgmpoMgevsd g

• ugread-only  memoryg /LwS0g etg og ipinmPg dve g  yo g spmrnmitg  ypg mpoMg
nspmo envgnvhPg3g ypmpgetgvng+me pg:osoCehe Pg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• RUIeHgoM/1egoit/pMkgtoeakt/IDegoeMex0SegaesI/pMoIokeDd/golekUIeUM/DEM/Ie
s/tDdnkgtoe
• xPSegaeMelIoI/My2sd/staIeDI5gnIeEUtaIentokIokaenMoeHIeMykI/IDe
• RUIegoit/pMkgtoegoex0Seit/paekUIe/IGdg/IDegokI/ntooInkgtoesMkkI/oe
• x0Sae ntpIe EgkUe asIngMye gokI/oMye IyInk/togne idaIae kUMke nMoe HIe s/tl/MppIDe
it/eMeasIngignentoigld/Mkgtoe
• Poemeuenex0Se gaeMoeM//M1etie HgoM/1enIyyaet/lMog(IDe goktemeEt/Daetiene Hgkae
IMnUe
• Pex0SeUMaekeMDD/IaaeygoIaekteaIyInketoIetiemeEt/DaegoepIpt/1eMoDenetdksdke
ygoIaOetoIeit/eIMnUeHgketiekUIeEt/De
• SM1eUM5IetoIet/ept/IeIoMHyIegosdkaeit/eIusMoagtoe
• RUIetdksdkaeM/IeMeidonkgtoetietoy1ekUIes/IaIokegosdke4kUIeMDD/Iaa6OeategkegaeMe
ntpHgoMkgtoMyeng/ndgkentoak/dnkIDetieDIntDI/aeMoDe0xelMkIae
 
7.2.1 RAM and ROM Chips 
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e e
e
e
RAM and ROM Chips  
Typical RAM chip 
R1sgnMyex0SenUgse
cUgseaIyInke:e
cUgseaIyInke;e
xIMDe
Write 
A2HgkeMDD/Iaae
cW:e
cW;e
x9e
-xe
AD 7 
:;BeueBe
e
xPSe
B2HgkeDMkMeHdae
CS1  CS2     RD    WR 
    0        0        x        x 
    0        1        x        x 
    1        0        0        0 
    1        0        0        1 
    1        0        1        x 
    1        1        x        x 
Memory function 
      Inhibit 
      Inhibit 
      Inhibit 
      Write 
      Read 
      Inhibit 
    
State of data bus 
 
High-impedence 
 
High-impedence 
 
Input data to RAM 
 
Output data from RAM 
 
High-impedence 
 
Chip select 1 
Chip select 2 
9-bit address 
CS1 
CS2 
AD 9 
512 x 8 
 ROM 
8-bit data bus 
High-impedence 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
• .ypvg dtpMg otg og ipinmPg dve cg e g t nmptg reApMg smnEmoitg  yo g ompg vn g  ng Cpg
oh pmpMgovMgrnmg oChptgnrg:nvt ov tg yo g+ehhgvn g:yovEpg
• .ypvg dtpMg evg  ypg MpteEvg nrg :nv mnhg dve tg rnmg MeEe ohg :nisd pmtcg e g t nmptg
:nMpMgevrnmio envg yo gmpsmptpv tg ypgtpGdpv:pgnrgev pmvohg:nv mnhgTomeoChptg
 ngpvoChpg ypgTomendtgnspmo envtg
• ug:nv mnhgdve g yo gd ehe2ptgogLwSgetg:ohhpMgogmicroprogrammed control unit∑
• xypgmpGdempMgso ytgioPgCpgsmnEmoiipMgevg ymppgMerrpmpv g+oPtg
• Mask  programmingg etg Mnvpg CPg  ypg tpie:nvMd: nmg :nisovPg CotpMg dsnvg og
 md yg oChpgsmnTeMpMgCPg ypgiovdro: dmpmg
• Programmable  read-only  memoryg /-LwS0g etg inmpg p:nvnie:ohOg -LwSg dve tg
:nv oevgohhgrdtptgev o: govMgompgChn+vgCPgdtpmtg
• Erasable PROMg/f-LwS0g:ovgCpgoh pmpMgdtevEgogtsp:eohgdh moTenhp gheEy g
Electrical erasable PROMg/ff-LwS0g:ovgCpgpmotpMg+e ygphp: me:ohgteEvohtgg

7.2.2 Memory Address Map 
 
xypgMpteEvpmgnrgog:nisd pmgtPt pigidt g:oh:dho pg ypgoindv gnrgipinmPgmpGdempMgrnmg
 ypg som e:dhomg osshe:o envg ovMg otteEvg e g  ng pe ypmgLuSg nmg LuSOg xypg ev pm:nvvp: envg
Cp +ppvg ipinmPg ovMg smn:pttnmg etg  ypvg pt oChetypMg rmnig 1vn+hpMEpg nrg  ypg te2pg nrg
ipinmPg vppMpMg ovMg  ypg  Pspg nrg LuSg ovMg LwSg :yestg oToehoChpOg xypg oMMmpttevEg nrg
ipinmPg vppMpMg ovMg  ypg  Pspg nrg LuSg ovMg LwSg :yestg oToehoChpOg xypg oMMmpttevEg nrg
ipinmPg:ovg Cpgpt oChetypMg CPgipovtgnrgog oChpg yo gtsp:reptg ypgipinmPgotteEvpMg ng
po:yg :yesOg xypg  oChpg :ohhpMg og ipinmPg oMMmpttg ioscg etg se: nmeohg mpsmptpv o envg nrg
otteEvpMgoMMmpttgtso:pgrnmgpo:yg:yesgevg ypgtPt piO∑

xng Mpinvt mo pg +e yg som e:dhomg pAoishpcg ottdipg  yo g og :nisd pmg tPt pig vppMtg @:;g
CP ptgnrgLuSgovMg@:;gCP ptgnrgLwSOgxypgLuSgovMgLwSg :yestg ngCpgdtpMgompgtsp:erepMg
evg reEg Oxypg ipinmPg oMMmpttg iosg rnmg myetg :nvreEdmo envg etg tyn+vg evg  oChpg :;k:Og xypg
anisvpv g :nhndig tsp:ereptg +yp ypmg og LuSg nmg LwSg :yesg etg dtpMOg xypg ypAoMp:eiohg
tMMmpttg:nhndivgotteEvgogmovEpgnrgypAoMp:eiohgpGdeTohpv goMMmpttptgrnmgpo:yg:yesOgxypg
oMMmpttg Cdtg hevptg ompg het pMg evg  ypg  yemMg :nhdivOg uh yndEyg  ypmpg ompg :>g hevptg evg  ypg
oMMmpttg Cdtcg  ypg  oChpg tyn+tg nvhPg :Cg hevptg Cp:odtpg ypg n ypmg ompg :>g hevptg evg  yetg
pAoishpg ovMg ompg ottdipMg  ng Cpg 2pmnOg xypg tiohhg AOtg dvMpmg  ypg oMMmpttg Cdtg hevptg
MpteEvo pg  yntpg hevptg  yo g idt g Cpg :nvvp: pMg  ng  ypg oMMmpttg hevptOxypg LwSg :yesg yotg
@:;gCP ptgovMgvppMtg?goMMmpttghevptOgxypgAOtgompgoh+oPptgotteEvpMg ng ypghn+gomMpmgCdtg
hevpt9ghevptg:g ymndEygAgrnmgLoigovMhevptg:g ymndEyg?grnmg ypgLwSOg


gganisnvpv g g zpAoMp:eiohg g g g oMMmpttgCdtg
g g g oMMmpttg
∑ ∑ ∑ ∑ ∑ ∑ :C∑∑∑∑?∑∑∑∑∑B∑∑∑∑A∑∑∑∑∑∑∑>∑∑∑∑∑∑∑∑@∑∑∑=∑∑∑<∑∑ ;∑∑:∑∑∑
LuSg:gg g CCCCkCCA,g g Cg CgggCggggTggggggTggggggggTgggT ∑∑∑T∑∑T∑∑T∑
LuSg;gg g CCBCkCC,,g g Cg Cggg:g gTggggggTgggggggTgggTggg T∑∑T∑∑T∑∑∑
LuSg<gg g C:CCkC:A,g g Cg :gggCggggTgggggggTggggggTgggTg ∑∑T∑∑T∑∑T∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
LuSg=gg g C:BCkC:,,g g Cg :ggg:ggggTgggggggTggggggTgggTg ggTggTggTgg
LwSg g g C;CCkC<,,g g :g TgggTggggTggggggTggggggTgggTgggT ggTggTgg
 
 
 
 
 
7.3 Auxiliary Memory 
xypg int g :niinvg odAeheomPg ipinmPg MpTe:ptg dtpMg evg :nisd pmg
tPt pitg ompg ioEvp e:g Met1tg ovMg  osptOg w ypmg :nisnvpv tg dtpMcg
Cd g vn g otg rmpGdpv hPcg ompg ioEvp e:g Mmditcg ioEvp e:g CdCChpg
ipinmPcgovMgns e:ohgMet1tOg
g
 
7.3.1 Magnetic Disks 
 
wrg ypgTomendtg PsptgnrgudAeheomPgD nmoEpcg ypg PsptgdtpMgint gnr pvgevTnhTpgtnipg Pspgnrg
magnetic  diskOg xyptpg :nipg evg Tomendtg te2ptg ovMg io pmeohtcg otg +pgtyohhg tppOg xyetg
ip ynMgdtptgioEvp etig ngt nmpg ypgMo ognvgogioEvp e:gtdmro:pOgg
 
Advantages:  g
yeEyg t nmoEpg :oso:e Pgg
mpheoChpgg
EeTptgMemp: go::pttg ngMo ogg
ugdrivegtsevtg ypgMet1gTpmPgGde:1hPgdvMpmvpo ygogmpoMD+me pgypoMcg+ye:ygMnptg+yo ge tg
voipgtoPtOgR gmpoMtgMo ogrmnigogMet1govMg+me ptgMo og ngogMet1Ogg
Types of Magnetic Disks 
/et1p  pgDg,hnssPg/et1 
De2pt9gg
@_Rg
ggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggggg
gggggggggggggggggggggggggggg<`Rgg
g
Nn yg te2ptg ompg ioMpg nrg iPhomg +e yg ovg nAeMpg :no evEOg xypg nAeMpg smnTeMptg  ypg ioEvp e:g
Gdohe Pgrnmg ypgMet1OgxypgRrhnssPRgsom getg+yo getgevteMpg ypgMet1p  pg:nTpmtgkgogTpmPgrhnssPg
sep:pgnrgshot e:g/eOpOg ypgiPhom0gg
g
Other Removable Media:g
DpTpmohg n ypmg 1evMtg nrg mpinToChpg ioEvp e:g ipMeog ompg evg dtpcg td:yg otg ypg snsdhomg 4esg
Met1Og uhhg nrg  yptpg yoTpg og id:yg yeEypmg :oso:e Pg  yovg rhnssPg Met1tOg Dnipg 1evMtg nrg vp+g
:nisd pmtg:nipg+e ynd gogrhnssPgMet1gMmeTpgo gohhOg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
g
fo:yg  Pspg nrg ipMeog mpGdemptg e tg n+vg MmeTpOg xypg MmeTptg ovMg Met1tg ompg id:yg inmpg
pAspvteTpg  yovg rhnssPg MmeTptg ovMg Met1tcg Cd g  ypvcg Pndg ompg Ep  evEg id:yg homEpmg
:oso:e eptOg
g
Hard Disks:g
g
xyptpg :nvtet g nrg :g nmg inmpg ip ohg sho  pmtg +ye:yg ompg tpohpMg
evteMpgog:otpOgxypgip ohgetgnvpg+ye:ygetgioEvp e:OgxypgyomMgMet1g
etgdtdohhPgevt ohhpMgevteMpg ypg:nisd pmQtg:otpcg yndEyg ypmpgompg
mpinToChpg ovMg :om meMEp PsptcohtnOgg
ggg
xp:yve:ohhPg  ypgyomMg MmeTpg etg +yo g :nv mnhtg  ypg in envg nrg  ypg
yomMg Met1tg+ye:yg:nv oevg ypgMo oOgNd g int gspnshpgdtpgRyomMg
Met1Rg ovMg RyomMg MmeTpRg ev pm:yovEpoChPOg xypPg MnvQ gio1pg  yo g
iet o1pgrnmgrhnssPgMet1tgovMgrhnssPgMmeTptOgR getg:hpompmg+e ygrhnsseptg yo g ypgMmeTpgovMg
 ypgMet1gompgtpsomo pg yevEtOg
g
Physical Characteristics of Disks: 
1. xypg t nmoEpg :oso:e Pg nrg og tevEhpg Met1g movEptg rmnig :CSNg  ng :C-NOg ug  Pse:ohg
:niipm:eohgMo oCotpgioPgmpGdempgydvMmpMtgnrgMet1tOgg
2. ,eEdmpg:CO;gtyn+tgoginTevEkypoMgMet1gip:yovetiOgg
o fo:ygMet1gplattergyotgogrho g:em:dhomgtyospOgR tg +ngtdmro:ptgompg:nTpmpMg
+e yg og ioEvp e:g io pmeohg ovMg evrnmio envg etg mp:nmMpMg nvg  ypg tdmro:ptOg
xypgsho  pmgnrghard disksgompgioMpgrmnigmeEeMgip ohgnmgEhottcg+yehpgfloppy 
disksgompgioMpgrmnigrhpAeChpgio pmeohOgg
o xypg Met1g tdmro:pg etg hnEe:ohhPg MeTeMpMg ev ngtrackscg +ye:yg ompg tdCMeTeMpMg
ev ngsectorsOgugtp: nmg/TomPevEgrmnig<;gCP ptg ng=C?>gCP ptcgdtdohhPg@:;g
CP pt0getg ypgtiohhpt gdve gnrgevrnmio envg yo g:ovgCpgmpoMgrmnignmg+me  pvg
 ng Met1Og xypmpg ompg =k<;g tp: nmtg spmg  mo:1g ovMg ;Ck:@CCg  mo:1tg spmg Met1g
tdmro:pOgg
o xypgomig:ovgCpgsnte envpMgnTpmgovPgnvpgnrg ypg mo:1tOgg
o xypgsho  pmgetgtsdvgo gyeEygtsppMOgg
o xngmpoMgevrnmio envcg ypgomigetgsnte envpMgnTpmg ypg:nmmp: g mo:1Ogg
o .ypvg ypgMo og ngCpgo::pttpMgsottptgdvMpmg ypgypoMcg ypgmpoMgnmg+me pg
nspmo envgetgspmrnmipMOgg
3. ug Met1g  Pse:ohhPg :nv oevtg idh eshpg sho  pmtg /tppg ,eEdmpg :CO;0Og xypg mpoMk+me pg
ypoMtgnrgohhg ypg mo:1tgompgindv pMgnvgogtevEhpgottpiChPg:ohhpMgogdisk armcgovMg
inTpg nEp ypmOgg
o Sdh eshpgMet1gomitgompginTpMgotgogdve gCPg ypgo: do nmOgg
o fo:ygomigyotg +ngypoMtcg ngmpoMgMet1tgoCnTpgovMgCphn+ge Ogg
o xypgtp gnrg mo:1tgnTpmg+ye:yg ypgypoMtgompghn:o pMgrnmitgog:PhevMpmOgg
o xyetg :PhevMpmg ynhMtg  yo g Mo og  yo g etg o::ptteChpg +e yevg  ypg Met1g ho pv:Pg
 eipOgg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
o R g etg :hpomhPg tpvteChpg  ng t nmpg mpho pMg Mo og evg  ypg toipg nmg oMEo:pv g
:PhevMpmtOgg
4. /et1g sho  pmtg movEpg rmnig :OBRg  ng :=Rg evg Meoip pmcg ovMg @R:D=g ovMg <R:D;g Met1tg
Mnievo pg Mdpg  ng  ypg hn+pmg :nt g ovMg rot pmg tpp1g  eipg  yovg Mng homEpmg Met1tcg Pp g
 ypPgsmnTeMpgyeEygt nmoEpg:oso:e POgg
5. ugdisk  controllerg ev pmro:ptg Cp +ppvg  ypg :nisd pmg tPt pig ovMg  ypg o: dohg
yomM+ompg nrg  ypg Met1g MmeTpOg R g o::ps tg :niiovMtg  ngmD+g og tp: nmcg ovMg eve eo pg
o: envtOg /et1g :nv mnhhpmtg ohtng o  o:ygchecksumsg  ng po:yg tp: nmg  ng :yp:1g mpoMg
pmmnmOgg
6. Remapping of bad sectors9gRrgog:nv mnhhpmgMp p: tg yo gogtp: nmgetgMoioEpMg+ypvg
 ypgMet1getgeve eohhPgrnmio  pMcgnmg+ypvgovgo  pis getgioMpg ng+me pg ypgtp: nmcge g
:ovghnEe:ohhPgiosg ypgtp: nmg ngogMerrpmpv gsyPte:ohghn:o envOgg
7. DaDRg /Small Computer System  Interconnect0g etg :niinvhPg dtpMg  ng :nvvp: g Met1tg
 ng -atg ovMg +nm1t o envtOg Soevrmoipg ovMg tpmTpmg tPt pitg dtdohhPg yoTpg og rot pmg
ovMginmpgpAspvteTpgCdtg ng:nvvp: g ng ypgMet1tOgg
8. zpoMg:moty9g+yPg:odtpg ypgpv empgMet1groehevEg/F0Ogg
9. ugfixed dead diskgyotgogtpsomo pgypoMgrnmgpo:yg mo:1gkkgTpmPgiovPgypoMtcgTpmPg
pAspvteTpOgMultiple  disk  arms9g ohhn+g inmpg  yovg nvpg  mo:1g  ng Cpg o::pttpMg o g og
 eipOgNn yg+pmpgdtpMgevgyeEygspmrnmiov:pgioevrmoipgtPt pitgCd gompgmpho eTphPg
mompg nMoPOgg
Performance Measures of Disks 
xypgioevgipotdmptgnrg ypgGdohe eptgnrgogMet1gompgcapacitycgaccess timecgdata transfer 
ratecgovMgreliabilitycgg
g
1. access time9g ypg eipgrmnig+ypvgogmpoMgnmg+me pgmpGdpt getgettdpMg ng+ypvgMo og
 movtrpmg CpEevtOg xng o::pttg Mo og nvg og EeTpvg tp: nmg nrg og Met1cg  ypg omig remt g idt g
inTpgtng yo ge getgsnte envpMgnTpmg ypg:nmmp: g mo:1cgovMg ypvgidt g+oe grnmg ypg
tp: nmg ngosspomgdvMpmge gotg ypgMet1gmn o ptOgxypg eipgrnmgmpsnte envevEg ypgomig
etg :ohhpMg tpp1g  eipcg ovMg e g ev:mpotptg +e yg  ypg Met ov:pg  ypg omig idt g inTpOg
xPse:ohgtpp1g eipgmovEpgrmnig;g ng<Cgiehhetp:nvMtOgg
Average seek timegetg ypgoTpmoEpgnrg ypgtpp1g eipcgipotdmpMgnTpmgogtpGdpv:pgnrg
/dvernmihPgMet meCd pM0gmovMnigmpGdpt tcgovMge getgoCnd gnvpg yemMgnrg ypg+nmt k
:otpgtpp1g eipOgg
wv:pg ypgtpp1gyotgn::dmmpMcg ypg eipgtspv g+oe evEgrnmg ypgtp: nmg ngCpgo::pttptg
 ng osspomg dvMpmg  ypg ypoMg etg :ohhpMg mn o envohg ho pv:Pg  eipOg uTpmoEpg mn o envohg
ho pv:Pg  eipg etg oCnd g yohrg nrg  ypg  eipg rnmg og rdhhg mn o envg nrg  ypg Met1Og /xPse:ohg
mn o envohgtsppMtgnrgMet1tgmovEptgrmnig>Cg ng:;Cgmn o envtgspmgtp:nvM0Ogg
g
xypg o::pttg  eipg etg  ypvg  ypg tdig nrg  ypg tpp1g  eipg ovMg  ypg ho pv:Pg ovMg movEptg
rmnig:Cg ng=Cgiehhektp:Og
2. data transfer ratecg ypgmo pgo g+ye:ygMo og:ovgCpgmp mepTpMgrmnignmgt nmpMg ng ypg
Met1Og admmpv g Met1g tPt pitg tdssnm g  movtrpmg mo pg rmnig :g  ng @g ipEoCP ptg spmg
tp:nvMOgg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
3. reliabilityOepIMad/IDeH1ekUIemean time to failurebeRUIek1sgnMyepIMoekgpIekteiMgyd/Ie
tieDgaTaektDM1e/MolIaei/tpe<COCCCekteBCCOCCCeUtd/ae4MHtdke<b=ekte?:e1IM/a6bee
e
Optimization of Disk-Block Access 
 
1. 9MkMegaek/MoaiI//IDeHIkEIIoeDgaTeMoDepMgoepIpt/1egoedogkaenMyyIDeHytnTabee
2. PeHytnTegaeMentokgldtdaeaIGdIonIetieH1kIaei/tpeMeagolyIek/MnTetietoIesyMkkI/bee
3.  ytnTeag(Iae/MolIei/tpe@:;eH1kIaekteaI5I/MyekUtdaMoDbee
4. RUIe ytEI/e yI5Iyae tie igyIe a1akIpe pMoMlI/e nt5I/ke HytnTe MDD/IaaIae gokte kUIe
UM/DEM/I2yI5Iyen1ygoDI/Oead/iMnIOeMoDeaInkt/eodpHI/bee
5. PnnIaae kte DMkMe toe DgaTe gaeaI5I/Mye t/DI/ae tie pMlogkdDIe aytEI/e kUMoe gae MnnIaae kte
DMkMe goe pMgoe pIpt/1be 0skgpg(Mkgtoe kInUogGdIae HIagDIae HdiiI/gole tie HytnTae goe
pMgoepIpt/1bee
o WnUIDdygol9e hieaI5I/Mye HytnTaei/tpe Me n1ygoDI/e oIIDekte HIe k/MoaiI//IDOe EIe
pM1eaM5IekgpIeH1e/IGdIakgolekUIpegoekUIet/DI/egoeEUgnUekUI1esMaaedoDI/e
kUIe UIMDabe Pe ntpptoy1e daIDe DgaT2M/pe anUIDdygole Mylt/gkUpe gae kUIe
elevator algorithmbee
o FgyIe t/lMog(Mkgtobe 0/lMog(Ie HytnTae toe DgaTe goe Me EM1e kUMke nt//IastoDae
nytaIy1ektekUIepMooI/ekUMkeEIeIusInkeDMkMekteHIeMnnIaaIDbeFt/eIuMpsyIOe
akt/Ie/IyMkIDegoit/pMkgtoetoekUIeaMpIek/MnTOet/esU1agnMyy1enytaIek/MnTaOet/e
MDEMnIoke n1ygoDI/ae goe t/DI/e kte pgogpg(Ie aIITekgpIbeh Se pMgoi/MpIe 0WQae
s/t5gDIe s/tl/MppI/ae igoIe ntok/tye toe syMnIpIoke tie igyIae Hdke gon/IMaIe
s/tl/MppI/QaeHd/DIobee
3ChTe t/e Gce 0Wae UgDIe DgaTe t/lMog(Mkgtoae i/tpe daI/abe05I/e kgpIOe Me
aIGdIokgMye igyIe pM1e HIntpIe i/MlpIokIDbe Rte /IDdnIe i/MlpIokMkgtoOe kUIe
a1akIpe nMoe pMTIe Me HMnT2dse nts1e tie kUIe DMkMe toe DgaTeMoDe /Iakt/Ie kUIe
Iokg/Ie DgaTbe RUIe /Iakt/Ie tsI/Mkgtoe E/gkIae HMnTe kUIeHytnTae tie IMnUe igyIe
ntokgodtday1e 4t/e oIM/y1e at6be WtpIe a1akIpaOe adnUe MaeSW290WOe UM5Ie
dkgygkgIae kUMke anMoe kUIe DgaTe MoDe kUIoe pt5Ie HytnTae kte DIn/IMaIe kUIe
i/MlpIokMkgtobe
Cto5tyMkgyIe E/gkIe HdiiI/abe 3aIenonvolatile  RAMe 4adnUe Maebattery-back-up 
RAM6e kte asIIDe dse DgaTe E/gkIae D/MakgnMyy1e 4ig/ake E/gkIekte oto5tyMkgyIe xPSe
HdiiI/eMoDegoit/pe0WekUMkeE/gkIaentpsyIkID6bee
o ftleDgaTbePotkUI/eMss/tMnUekte/IDdngoleE/gkIeyMkIon1egaektedaIeMelog diskOe
Me DgaTe DI5tkIDe kte E/gkgole Me aIGdIokgMye ytlbe Pyye MnnIaae kte kUIe ytle DgaTe gae
aIGdIokgMyOe IaaIokgMyy1e IygpgoMkgole aIITe kgpIOe MoDeaI5I/Mye ntoaIndkg5Ie
HytnTae nMoe HIe E/gkkIoe Mke tonIOe pMTgole E/gkIae kte ytle DgaTe aI5I/Mye kgpIae
iMakI/ekUMoe/MoDtpeE/gkIabee
7.3.2    Magnetic Tape 
e
e
e
e
e
Information Organization on Magnetic Tapes  
EOF 
IRG 
block 1           block  2 
block 

block 3 
R1 
R2    R3           R4 
R5 
R6 
R1 
R3  
file i 
EOF 
Auxiliary Memory

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Pe pMloIkgne kMsIe k/Moast/ke ntoagakae tie kUIe IyInk/gnMyOe pInUMognMyOe MoDe IyInk/togne
ntpstoIokaektes/t5gDIekUIesM/kaeMoDentok/tyepInUMogapeit/eMepMloIkgn2kMsIedogkbe
RUIe kMsIe gkaIyie gae Me ak/gse tie syMakgne ntMkIDe EgkUe Me pMloIkgne /Int/Dgole pIDgdpbe  gkae
M/Ie/Int/DIDeMaepMloIkgneastkaetoekUIekMsIeMytoleaI5I/Myek/MnTabe3adMyy1OeaI5Ioet/e
ogoIeHgkaeM/Ie/Int/DIDeagpdykMoItday1ekteit/peMenUM/MnkI/ektlIkUI/eEgkUeMesM/gk1eHgkbe
xIMDDE/gkIeUIMDaeM/IeptdokIDetoIegoeIMnUek/MnTeatekUMkeDMkMenMoeHIe/Int/DIDeMoDe
/IMDe Mae Me aIGdIonIe tie nUM/MnkI/abe SMloIkgne kMsIe dogkae nMoe HIe aktssIDOe akM/kIDe kte
pt5Ieit/EM/Det/egoe/I5I/aIOet/enMoeHIe/IEtdoDbeRUI1enMootkeHIeakM/kIDet/eaktssIDe
iMakeIotdlUeHIkEIIoegoDg5gDdMyenUM/MnkI/abe
e
e
7.4 Cache Memory 
e
xPSepIpt/1enMoeHIeMnnIaaIDegon/IDgHy1eiMakbe8tEeiMakFe-IyyOeakMoDM/DeW9xPSeUMae
Me nytnTe sdyaIe tie :<<S8(be RUMke pIMoae Me Et/De tie pIpt/1e nMoe HIe MnnIaaIDe
Organization of Disk Hardware 
Trac

Moving Head Disk      Fixed Head 
Disk 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
:<<CCCCCCs meuirs hs ri adC%s #cs eds amMics +acCros ems mh1irs h&aSms C%CCCCCCCCA@s
ri adCrsmasCashsuiuac scihC%s"aSdCrsbhrm%stSmsh mSh77 smMisrfiiCsuh s&isuacis7e1is
>Csdrs/C%CCCCCCC>sri adCr0s&i hSrisabs7hmid  %s
s
-ca&7ius ers mMhms l-.Qrs da+s cSds hms h&aSms :y*2os acs adshs  7a 1s fS7ris h&aSms
:CCCCCCCCCsmeuirshsri adCsacsi)ic sC%CCCCCCCC:sri a dCs/:sdr0%svMhmsuihdrsmMhmsebs
mMis l-.s ers +ac1edAs +emMs uiuac s uarms abs mMis meuis ems+e77s &is remmedAs hcaSdCs CaedAs
damMedAs /?B]s abs mMis meui0%s ,acs mMhms cihrads +is rims So  a  pCaSSOg  aCNuzt  Nm  TUAs 
 h77iCscache memorysmMhmsmMisl-.s+ac1rs+emMsCeci m7 sedrmihCsabsmMisr7a+ics/hdCs
7hcAic0s T6UAs3  
s
TUAs  94ueSt  upez1  rNC4ezatNgeaS  SN1er  1atOp  ezptOaIs abs  hfh emacr0s Mhrs hds h  irrs
rfiiCs abs h&aSms :Cs dr%ss
s
TN ycat ep tcO OppOzteaS oNezt cOgO" saFO pugO tcatsmMisuiuac smMhmsmMisl-.sdiiCrs
mash  irrsersh7cihC sedsmMis h Mis+MidsemsdiiCrsem%s'is+e77s7aa1shmsuimMaCrsabsSredAs
 h Misuiuac shdCsemrsedmich meads+emMsmMiscirmsabs-As ez tcep rcaotOg3  
 
7.4.1 Direct Mapping 
 
vMis reAdebe hdms a)icMihCs abs hrra ehme)is uiuac s hdCsh77s mMaris hCCcirrirs  hds &is
h)aeCiCs& sdamsrmacedAshCCcirrir%s.drmihCos+is+e77srmacisChmhsedsmMis h MisESrms7e1is
yO IN ez UAs3 Put tcOz yO zOOI pNCO ya2 tN Cao SNtp  Nm UAs aIIgOppOp tN Curc 
bi+ics hCCcirrirs eds mMis  h Mi%s "auis 1edCs abs hcemMuhme %s vMers ers  h77iCsdirect 
mapping%s.dsmMersr Miuish77s hCCcirrirs+emMsmMisrhuis7a+icsacCics&emrs+e77suhfsmas
mMisrhuishCCcirrsedsmMis h Mi%s.bs+isMh)isad7 s:8sabs h Mios+is+e77sSrisad7 smMis7hrms
w– SNyOg NgIOg 4etp Nm tcO UAs aIIgOpp mNg tcO rarcishCCcirrosbacs=8s+is+e77sSrismMis
7hrms:;s&emr%s$imQrsrh s+isCasmMhmos+isMh)is=8s h MO mNg a ”“? UAs Nm tcO gOSate-OS2 
peCoSO :lV3 Yz tcat rapOn cNy Caz2 UAs aIIgOppOp ye 77suhfsmasmMisrhuishCCcirrs
eds mMis  h MiFs *a+s +e77s +is cira7)is mMis  a77ereadrFss
s
.dsCeci msuhffedAos+iscira7)ismMis a77ereadrs& srmagez1 tcO gOpt Nm tcO UAs aIIgOpp 
/mMis7hrms=sMeAMicsacCics&emrsedsmMers hri0s+emMsmMis+acCsabsChmhos"auimMedAs$e1ismMer9ss
s

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
.cO  SOmt  N-Og  4etp  ptNgOI  yetc  tcO  Iata  agO  raSSOI tcO tag3  .N  arrOpp  a  yNgI  ez 
COCNg2 tcO :lV megpt rcOrFp tN pOO em et ep ez tcO rarcO 42 1Nez1 tN tcO aIIgOpp Nm 
tcO  Sapt  w–  4etp  Nm  UAs  9tcO indexE  azI  tcOz  rcOrFez1  tcO  ta1  tN  CaFO  pugO  et 
CatrcOp  tcO  ce1cOg  NgIOg  4etpn  azI  aSpN  rcOrFez1  tcO  -aSeI  4et  tN  CaFO  pugO  et  ep 
-aSeI3  5cat  em  tcO  ta1  INOp  zNt  Catrc"  
 
fm  rNugpO  IegOrtRCaooOI  rarcO  raz  4O  4ueSt  yetc  SezOp  ap  yOSSn  pNCOtcez1  SeFO  

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
e
e
7.4.2 Associative Memory Cache 
 
WtdeUM5Iekte/IpIpHI/ekUMkenMnUIepIpt/1egaeH1eDIigogkgtoetoy1eMeadHaIketiekUIektkMye
xPSbe0oy1eMeaIyInkeiIEeEt/DaetiepIpt/1enMoeigkegoktekUIenMnUIbeWteEUgnUetoIaelIkekteigke
goekUIenMnUIFeRUMkeDIsIoDaetoeEUMkegaeoIIDIDbee
e
-IyyOeUtEeEgyyeEIeMDD/IaaekUgaepIpt/1bexIpIpHI/OekUMketoekUIe/IyMkg5Iy1eagpsyIecG3Oe
xPSepIpt/1egaeMDD/IaaIDeEgkUeMe:>eHgkeMDD/IaaOeatpIkUgoleygTIekUga9ee
EUI/IeIMnUeH1kIegaeMnnIaaIDeEgkUeMeasIngigne:>eHgkeMDD/IaaeygTIeEIeDgandaaIDegoekUIe
yInkd/IetoepIpt/1eytnMkgtobe dkekUMkeEgyyeotkeEt/Teit/ekUIenMnUIeHInMdaIeDgiiI/Ioke
Et/DaetiepIpt/1eEgyyeHIeapdaUIDektlIkUI/egoeotesM/kgndyM/et/DI/bee
e
WtOekUIeig/akepIkUtDetieakt/MlIeEIeEgyyek/1eit/enMnUIegaektegonydDIekUIexPSepIpt/1e
MDD/Iaaeit/eIMnUeH1kIetiexPSekUMkegaeotEeHIgoleakt/IDegoekUIenMnUIOeatpIkUgoleygTIekUga9ee
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
RUgaegaenMyyIDeassociative cachebeCtkgnIekUMkekUI/IegaeMel/IMkeDIMyetiet5I/UIMDeUI/IeagonIe
IMnUeH1kIeoIIDaeMoeMDDgkgtoMye;eH1kIaetieakt/MlIeit/egkaeMDD/IaaOeMytoleEgkUeMoeIuk/MeHgke
tiegoit/pMkgtoegoDgnMkgolekUMkekUgaeH1kIegaeMe5MygDesgInIetiexPSbe-gkUeMaatngMkg5Ie
pIpt/1OeMnnIaaekteMeH1kIegaeDIkI/pgoIDeH1ekUIeDMkMegosdkektekUIeng/ndgkbehkegaekIakIDe
MlMgoakekUIemaske/IlgakI/ekteaIIeEUgnUeHgkaeM/IekUIeMDD/IaabeRUtaIeoIIDektepMknUe
IuMnky1eEgkUekUIeDMkMbehiekUIeH1kIegaeMyate5MygDekUIoeMeHgkegaeaIkeit/ekUMkeytnMkgtoegoekUIe
match registereMnnt/DgolektekUIeng/ndgkeaUtEoHIytE9ee
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Argument register(A) 
Key register (K) 
Associative memory 
 array and logic 
m words 
 n bits per word 
Match 
 register 
Input 
Read 
Write 

Associative Memory 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
.cep regruet ep gOoOatOI mNg Oarc yNgI ez COCNg23 Yz tcep ya2 CNgO tcaz NzO yNgI rNuSI 
4O CagFOI ap Catrcez1 ez tcO Catrc gO1eptOg3 Put ez oarterOn yetc rarcO COCNg2n Oarc 
yNgI  mgNC  UAs  yNuSI  NzS2  ca-O  NzO  rNo2  ez  tcO  rarcO  pN  NzS2  NzO  4et  ez  tcO  Catrc 
gO1eptOg  yNuSI  4O  pOt  at  a  teCO3  
:NCoagO Oarc yNgI ez :As ez oagaSSOS yetc tcO  
  rNztOzt Nm A9Ag1uCOzt UO1eptOgE 
R Ym :As 5NgIXeN I An s9eE I w  
R UOaI pO/uOzteaSS2 arrOppez1 :As mNg :As 5NgI9eE mNg s9eE I w 
R ?9?O2 UO1eptOgE ogN-eIOp a CapF mNg rcNNpez1 a  
    oagteruSag meOSI Ng FO2 ez tcO ag1uCOzt ez A 
    9NzS2 tcNpO 4etp ez tcO ag1uCOzt tcat ca-O wOp ez 
    tcOeg rNggOpoNzIez1 oNpeteNz Nm ? agO rNCoagOIE 
 
P2 tcO ya2n mNg a “? appNreate-O COCNg2 rarcOn ycat ep tcO pe(O Nm tcO Catrc gO1eptOg"  
 
Associative memory with lines 
Ap  2Nu  raz  pOO  tcO  N-OgcOaI  mNg  appNreate-O  COCNg2 ep  pe1zemerazt3  fzO  ya2  tN  SOppOz 
tcO N-OgcOaI tN tN 1gNuo tN1OtcOg 42tOp Nm COCNg2 eztN rcuzFp yetc NzS2 NzO aIIgOpp 
mNg  tcO  ycNSO  rcuzF3  .cOpO  RrcuzFpR  Nm  COCNg2  agO  raSSOI lines3  .cO  appNreate-O 
COCNg2  yetc  SezOp  raz  4O  4ueSt  SeFO  tcepb  
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
s
s
#&)eaSr7 osmMersrh)irs adreCich&7 sadsa)icMihCsabsrmachAi%s'MhmsershdamMicshC)hdmhAisabs
SredAs7edirsabsChmhFss
7.4.3 Set-Associative Cache 
'Mhms ers mMis edMicidms Cch+&h 1s abs Ceci m!uhffedAFss
s
vas a)ic auis mMis fca&7iurs +emMs Ceci m!uhffedAs CireAdicrs mMaSAMms abs hs mMecCs r Miuis
 h77iCsSet-associative  mapping%s vMers )icreads abs mMis  h Mis uiuac s ers cih77 s ESrms
hdamMics m fis abs Ceci m!uhffedA%s tSms edrmihCs abs hs redA7is +acCs abs uiuac s &iedAs h&7is mas
a  Sf shsAe)idsedCi3s7a hmeadsmMiciserscaausbacsm+asacsuacis+acCr%s.dsmMersi3huf7iosbaScs
wayss hcis rmaciCs bacs ih Ms edCi3%ss
s

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
RUIekMleakgyyeUMaekteHIepMknUIDegoet/DI/ekteigoDekUIeEt/DeEIeEMokei/tpexPSeHdkeotEeEIe
lIkekteyttTeMkeitd/enMogDMkIaekteaIIegietoIepMknUIabeWte1tdeUM5IeMe=ekgpIael/IMkI/enUMonIe
tieigoDgoleEUMke1tdeM/IeyttTgoleit/bee
e
ftnMygk1etiexIiI/IonIe
eeeeeee2eRUIe/IiI/IonIaektepIpt/1eMkeMo1elg5IoekgpIee
eeeeeeeeee gokI/5MyekIoDekteHIentoigoIDeEgkUgoeMeytnMyg(IDeM/IMae
eeeeeee2eRUgaeM/IMentokMgoaeMeaIketiegoit/pMkgtoeMoDe
eeeeeeeeee kUIepIpHI/aUgsenUMolIael/MDdMyy1eMaekgpIeltIaeH1e
eeeeeee2eTemporal LocalityeRUIegoit/pMkgtoeEUgnUeEgyyeHIedaIDegoeoIM/eidkd/Ie
eeeeeeeeee gaeygTIy1ekteHIegoedaIeMy/IMD14eIblbexIdaIetiegoit/pMkgtoegoeyttsa6e
eeeeeee2eSpatial Locality:hieMeEt/DegaeMnnIaaIDOeMDEMnIok4oIM/6eEt/DaeM/IeygTIy1ee
MnnIaaIDe atto4Iblbe xIyMkIDe DMkMe gkIpae 4M//M1a6e M/IedadMyy1e akt/IDe ktlIkUI/Ke
goak/dnkgtoaeM/IeIuIndkIDeaIGdIokgMyy16e
e
cMnUIe
eeeeeee2eRUIes/tsI/k1etieftnMygk1etiexIiI/IonIepMTIaekUIee
e cMnUIepIpt/1ea1akIpaeEt/Te
eeeeeee2ecMnUIegaeMeiMakeapMyyenMsMngk1epIpt/1ekUMkeaUtdyDeUtyDekUtaIegoit/pMkgtoee
e EUgnUeM/IeptakeygTIy1ekteHIeMnnIaaIDe
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Main memory 
 
Cache memory 
CPU 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
7.4.4  Virtual Memory 
 
TtNga1O  aSSNrateNz  cap  aSya2p  4OOz  az  eCoNgtazt  rNzpeIOgateNz  ez  rNCoutOg 
ogN1gaCCez1  IuO  tN  tcO  ce1c  rNpt  Nm 
Caez  COCNg2  azI  tcO  gOSate-O  a4uzIazrO  azI 
SNyOg  rNpt  Nm pOrNzIag2  ptNga1O3  lgN1gaC  rNIO  azI  Iata  gO/uegOI  mNg  OBOruteNz  Nm  a 
ogNrOpp  Cupt  gOpeIO  ez  Caez  COCNg2  tN  4O  OBOrutOIn 4ut  Caez  COCNg2  Ca2  zNt  4O 
Sag1O  OzNu1c  tN  arrNCNIatO  tcO  zOOIp  Nm  az  OztegO  ogNrOpp3  LagS2  rNCoutOg 
ogN1gaCCOgp  Ie-eIOI  ogN1gaCp  eztN  pOrteNzp  tcat  yOgO  tgazpmOggOI  eztN  Caez  COCNg2 
mNg  a  oOgeNI  Nm  ogNrOppez1  teCO3  Ap  tcO  ogN1gaC  ogNrOOIOIn  zOy  pOrteNzp  CN-OI  eztN 
Caez COCNg2 azI gOoSarOI pOrteNzp tcat yOgO zNt zOOIOI at tcat teCO3 Yz tcep OagS2 Oga 
Nm rNCoutez1n tcO ogN1gaCCOg yap gOpoNzpe4SO mNg IO-epez1 tcep N-OgSa2 p2ptOC3  
 
Ap ce1cOg SO-OS Saz1ua1Op 4OraCO oNouSag mNg ygetez1 CNgO rNCoSOB ogN1gaCp azI tcO 
ogN1gaCCOg 4OraCO SOpp maCeSeag yetc tcO CarcezOn tcO OmmereOzr2 Nm rNCoSOB ogN1gaCp 
pummOgOI  mgNC  oNNg  N-OgSa2  p2ptOCp3  .cO  ogN4SOC  Nm ptNga1O  aSSNrateNz  4OraCO  CNgO 
rNCoSOB3 
.yN  tcONgeOp  mNg  pNS-ez1  tcO  ogN4SOC  Nm  ezOmmereOzt  COCNg2  Caza1OCOzt  OCOg1OI  RR 
ptater azI I2zaCer aSSNrateNz3 
 
Static aSSNrateNz  appuCOp  tcat  tcO  a-aeSa4eSet2  Nm  COCNg2 gOpNugrOp  azI  tcO COCNg2 
gOmOgOzrO ptgez1 Nm a ogN1gaC raz 4O ogOIertOI3 
Dynamic  aSSNrateNz  gOSeOp  Nz  COCNg2  upa1O  ezrgOapez1  azI  IOrgOapez1  yetc  artuaS 
ogN1gaC zOOIpn zNt Nz ogOIertez1 COCNg2 zOOIp3  
 
lgN1gaC  N4ZOrte-Op  azI  CarcezO  aI-azrOCOztp  ez  tcO Q”–p  CaIO  tcO  ogOIerteNzp 
gO/uegOI  mNg  ptater  aSSNrateNz  IemmeruStn  em  zNt  eCoNppe4SO3  .cOgOmNgOn  tcO  I2zaCer 
aSSNrateNz pNSuteNz yap 1OzOgaSS2 arrOotOIn 4ut NoezeNzp a4Nut eCoSOCOztateNz yOgO pteSS 
Ie-eIOI3  fzO  1gNuo  4OSeO-OI  tcO  ogN1gaCCOg  pcNuSI  rNztezuO  tN  4O  gOpoNzpe4SO  mNg 
ptNga1O  aSSNrateNzn  ycerc  yNuSI  4O  arrNCoSepcOI  42 p2ptOC  raSSp  tN  aSSNratO  Ng  IOR
aSSNratO COCNg23 .cO pOrNzI 1gNuo puooNgtOI automatic storage allocation oOgmNgCOI 
42  tcO  NoOgatez1  p2ptOCn  4OraupO  Nm  ezrgOapez1  rNCoSOBet2  Nm  ptNga1O  aSSNrateNz  azI 
OCOg1ez1  eCoNgtazrO  Nm  CuSteogN1gaCCez13  Yz  wX”wn  tyN  1gNuop  ogNoNpOI  a  NzORSO-OS 
COCNg2 ptNgO3 fzO ogNoNpaS raSSOI mNg a -Og2 Sag1O Caez COCNg2 tN aSSO-eatO az2 zOOI 
mNg ptNga1O aSSNrateNz3 .cep pNSuteNz yap zNt oNppe4SO IuO tN -Og2 ce1c rNpt3 .cO pOrNzI 
ogNoNpaS ep FzNyz ap -egtuaS COCNg23 
 
7.4.5 Associative memory Page Table Space 
 
iegtuaS  COCNg2  ep  a  tOrcze/uO  tcat  aSSNyp  ogNrOppOp  tcat  Ca2  zNt  4O  OztegOS2  ez  tcO 
COCNg2  tN  OBOrutO  42  COazp  Nm autNCater  ptNga1O  aSSNrateNz  uoNz  gO/uOpt3  .cO  tOgC 
-egtuaS  COCNg2  gOmOgp  tN  tcO  a4ptgarteNz  Nm  pOoagatez1  MfhY:AM  COCNg2RRCOCNg2  ap 
pOOz  42  tcO  ogNrOppRRmgNC  l7WTY:AM  COCNg2RRCOCNg2  ap  pOOz  42  tcO  ogNrOppNg3 
POraupO  Nm  tcep  pOoagateNzn  tcO  ogN1gaCCOg  zOOIp  tN  4O  ayagO  Nm  NzS2  tcO  SN1eraS 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
COCNg2  poarO  yceSO  tcO  NoOgatez1  p2ptOC  Caeztaezp  tyN  Ng  CNgO  SO-OSp  Nm  oc2peraS 
COCNg2 poarO3 
 
A  gazINCRarrOpp  COCNg2  oa1O  ta4SO  ep  ezOmmereOzt  yetc  gOpoOrt  tN  ptNga1O  uteSe(ateNz3 
.cO -egtuaS COCNg2 a4ptgarteNz ep eCoSOCOztOI 42 upez1 pOrNzIag2 ptNga1O tN au1COzt 
tcO  ogNrOppNgQp  Caez  COCNg23  6ata  ep  tgazpmOggOI  mgNC  pOrNzIag2  tN  Caez  ptNga1O  ap 
azI  ycOz  zOrOppag2  azI  tcO  Iata  gOoSarOI  ep  ygettOz  4arF  tN  tcO  pOrNzIag2  ptNga1O 
arrNgIez1 tN a ogOIOtOgCezOI 
gOoSarOCOzt aS1NgetcC3 Ym tcO Iata pyaooOI ep IOpe1zatOI 
a meBOI pe(On tcep pyaooez1 ep raSSOI pagingK em -agea4SO pe(Op agO oOgCettOI azI tcO Iata 
ep poSet aSNz1 SN1eraS SezOp purc ap pu4gNutezOp Ng CatgerOpn et ep raSSOI segmentation3 
TNCO NoOgatez1 p2ptOCp rNC4ezO pO1COztateNz azI oa1 ez13 
 
.cO  Iea1gaC  eSSuptgatOp  tcat  a  ogN1gaC  1OzOgatOI  aIIgOpp  9wE  Ng  RSN1eraS  aIIgOppR 
rNzpeptez1  Nm  a  SN1eraS  oa1O  zuC4Og  oSup  tcO  SNrateNz  yetcez  tcat  oa1O  9BE  Cupt  4O 
eztOgogOtOI  Ng  RCaooOIR  NztN  az  artuaS  9oc2peraSE  Caez  COCNg2  aIIgOpp  42  tcO 
NoOgatez1  p2ptOC  upez1  az  aIIgOpp  tgazpSateNz  muzrteNz  Ng mapper  9GE3  Ym  tcO  oa1O  ep 
ogOpOzt ez tcO Caez COCNg2n tcO CaooOg pu4ptetutOp tcO oc2peraS oa1O mgaCO zuC4Og 
mNg tcO SN1eraS zuC4Og 9KE3 Ym tcO CaooOg IOtOrtp tcat tcO oa1O gO/uOptOI ep zNt ogOpOzt 
ez  Caez  COCNg2n  a  mauSt  Nrrugp  azI  tcO  oa1O  Cupt  4O  gOaI  eztN  a  mgaCO  ez  Caez 
COCNg2 mgNC pOrNzIag2 ptNga1O 9“n'E 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
7.4.5 Associative Memory and the Page Table 
 
.cO  eCoSOCOztateNz  Nm  tcO oa1O  ta4SO  ep  -etaS  tN  tcO  OmmereOzr2  Nm  tcO  -egtuaS  COCNg2 
tOrcze/uOn mNg Oarc COCNg2 gOmOgOzrO Cupt aSpN ezrSuIO a gOmOgOzrO tN tcO oa1O ta4SO3 
.cO maptOpt pNSuteNz ep a pOt Nm IOIeratOI gO1eptOgp tN cNSI tcO oa1O ta4SO 4ut tcep COtcNI 
ep eCogarteraS mNg Sag1O oa1O ta4SOp 4OraupO Nm tcO OBoOzpO3 Put FOOoez1 tcO oa1O ta4SO 
ez Caez COCNg2 rNuSI raupO eztNSOga4SO IOSa2p 4OraupO O-Oz NzS2 NzO COCNg2 arrOpp 
mNg tcO oa1O ta4SO ez-NS-Op a pSNyINyz Nm w–– oOgrOzt azI Sag1O oa1O ta4SOp raz gO/uegO 
CNgO tcaz NzO COCNg2 arrOpp3 .cO pNSuteNz ep tN au1COzt tcO oa1O ta4SO yetc poOreaS 
ce1cRpoOOI COCNg2 CaIO uo Nm appNreate-O gO1eptOgp Ng translation lookaside buffers 
(TLBs) ycerc agO raSSOI ASSOCIATIVE MEMORY.   
 
Demonstation of the operation of Virtual Memory.  
Larc  Nm  tcOpO  appNreate-O  COCNg2  gO1eptOgp  rNztaezp  a  FO2  azI  a  -aSuO3  .cO  FO2p  tN 
appNreate-O COCNg2 gO1eptOgp raz aSS 4O rNCoagOI peCuStazONupS23 Ym a Catrc ep mNuzIn 
tcO -aSuO rNggOpoNzIez1 tN tcO FO2 ep Nutout3 .cep gOtugzOI -aSuO rNztaezp tcO oc2peraS 
aIIgOpp Nm tcO SN1eraS oa1O azI az arrOpp rNIO tN ezIeratO etp ogOpOzrO ez Caez COCNg23  
AppNreate-O  COCNg2  gO1eptOgp  agO  -Og2  OBoOzpe-O  pN NzS2  tcO  CNpt  mgO/uOztS2  arrOppOI 
oa1Op  pcNuSI  4O  gOogOpOztOI  42  tcOC3  7Ny  Caz2  appNreate-O  COCNg2  gO1eptOgp  agO 
gO/uegOI  mNg  a  -egtuaS  COCNg2  eCoSOCOztateNz  tN  guz  OmmereOztS2"  .cO  oOgrOzta1O  Nm 
teCOp  a  oa1O  ep  mNuzI  ez  tcO  appNreate-O  COCNg2  gO1eptOgp  ep  raSSOI  7Y.  UA.Yf3  .cO 
OmmOrte-O arrOpp teCO Nm tcO -egtuaS COCNg2 p2ptOC raz 4O rNCoutOI 42 CuSteoS2ez1 tcO 
cet  gateN  42  tcO  arrOpp  teCO  upez1  appNreate-O  COCNg2  azI  aIIez1  9w  R  tcO  cet  gateNE 
teCOp tcO arrOpp teCO upez1 tcO Caez COCNg2  oa1O ta4SO3 9UOCOC4Ogn  upez1 tcO oa1O 
ta4SO gO/uegOp az OBtga arrOpp tN Caez COCNg23E .cep tNtaS ep tcOz rNCoagOI tN tcO teCO 
mNg a peCoSO arrOpp tN tcO Caez COCNg23  
8Ng  OBaCoSOb  Ym tcO  arrOpp  teCO  mNg  Caez  COCNg2  ep wG–  zazNpOrNzIp  azI  tcO  arrOpp 
teCO  mNg  appNreate-O  COCNg2  ep  w'  zazNpOrNzIp  azI  tcO  cet  gateN  ep  x'  oOgrOztn  tcOz 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
E((wNNilDowiIi%B@iji/:@iHi:;C0iHi/:i!i%B@0iji/:@iHi:;CiH:;C0iIi:@<itEtvNw(vtCN%i"Dt(wi
lmwiNDorAwiE((wNNilDowiDNi:;Ci tEtvNw(vtCNQilmDNi)wr)wNwtlNiEiNAv+Cv+ti vdi;Airw)(wtli
(vorE)wCilvilmwiNDorAwioEDtiowov) iE((wNN%i

Virtual Memory up to now: all of a process in main memory (somewhere)  
• rE)lDlDvtNQirE1wNQiNw1owtlNii
• tv+9i)D)lfEAiowov) ii
• EAAv+iwjw(flDvtivdir)v(wNNwNi+mD(mioE i&wirE)lDEAA iDtiowov) ii
• &wtwdDlN9ii
• r)v1)EoNi(Eti&wiAE)1wiEtCiowov) i(Eti&wiNoEAAii
• ezrgOapOI CuSteogN1gaCCez1 YslMYLT 4OttOg oOgmNgCaz(wii
• AwNNi7D#idv)iAvECDt1DN+ErrDt1ir)v1)EoNii
• +m ir)v1)EoNiCvtQlitwwCilvi&wiwtlD)wA iDtiowov) 9ii
• (vCwidv)iftfNfEAiw))v)i(vtCDlDvtNii
• ov)wiowov) iEAAv(ElwCilmEtiDNitwwCwCii
• NvowidwElf)wNivdir)v1)Eoi)E)wA ifNwCii
• is ep tcO pOoagateNz Nm upOg SN1eraS COCNg2 mgNC oc ND(EAiowov) ii
Page Table ∑∑


• Av1D(EAiECC)wNNi)N%irm ND(EAiECC)wNNii
• CwoEtCirE1Dt19ivtA iSStw(wNNE) QQirE1wNiE)wi&)vf1mliDtlviowov) ii

7.5.6 Page Replacement∑

si )D)lfEAi owov) i N Nlwoi DNi Ei (vo&DtElDvti vdi mE)C+E)wi EtCi Nvdl+E)wi lw(mtDGfwN%i bmwi
owov) i oEtE1wowtli Nvdl+E)wi N Nlwoi mEtCAwNi EAAi lmwi Nvdl+E)wi vrw)ElDvtNi dv)i lmwi
wddD(DwtliflDAD2ElDvtivdiowov) iNrE(w%i7liofNliCw(DCwi

:0i'mD(mirE1wiDtioEDtiowov) ivf1mlilvi&wi)wov)wCilvioE1wi)vvoidv)iEitw+irE1wi

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
;0i'mwtiEitw+irE1wiDNilvi&wil)EtNdw))wCid)voiEfjDADE) iowov) ilvioEDtiowov) i
<0i 'mw)wi lmwi rE1wi DNi lvi &wi l)EtNdw))wCi d)voi EfjDADE) i owov) i lvi oEDti oErrDt1i
ow(mEtDNoiEtCilmwiowov) ioEtE1wowtliNvdl+E)wilv1wlm w)i(vtNlDlflwilmwiE)(mDlw(lf)wi
vdi)D)lfEAiowov) %i
evtNDCw)ilmwidvAAv+Dt1i)D)lfEAirE1wi)wdw)wt(wiNwGfwt(w9irE1wi:Qi;Qi<Qi=Qi;Qi:Qi@Qi>Qi;Qi:Qi
;Qi<%ibmDNiDtCD(ElwNilmElilmwNwirE)lD(fAE)irE1wNitwwCilvi&wiE((wNNwCi& ilmwi(vorflw)iDti
lmwiv)Cw)iNmv+t%ievtNDCw)iwE(mivdilmwidvAAv+Dt1i=iEA1v)Dlmo!d)Eowi(vo&DtElDvtN9i
• $3.i+Dlmi<id)EowNii
• ,7,#i+Dlmi<id)EowNii
• $3.i+Dlmi=id)EowNii
• ,7,#i+Dlmi=id)EowNii

-)DtliEi(vr ivdilmDNirE1w%i,v)iwE(mivdilmwi=i(vo&DtElDvtNQi&wAv+Qiov)wid)voiAwdlilvi)D1mli
ENilmwi)D)lfEAirE1witfo&w)NiE)wi)wGfwNlwCiDtiNwGfwt(w%i-fliwE(mi)D)lfEAirE1wiDtlvivtwi
vdi lmwi d)EowNi & i +)DlDt1i DlNi tfo&w)i lmw)wi /DtDlDEAA i +mDAwi worl i d)EowNi )woEDtQi AvECi
lmwoid)voilvriCv+t0%i'mwtiEAAid)EowNiE)wiEA)wEC iv((frDwCi& ivlmw)irE1wNQi(mvvNwilmwi
)D1mlirE1wilviCDNrAE(wiE((v)CDt1ilvilmwiErrAD(E&AwiEA1v)Dlmoi/$3.iv)i,7,#0iEtCioE)1ilmwi
w)wtli+DlmiEti,idv)i,EfAl%i/(vitvli(vftliEidEfAli+mwtiAvECDt1iEioDNNDt1irE1wiEliEilDowi
+mwti lmw)wi DNi Ei d)Eowi ftv((frDwCQi Dti vlmw)i +v)CNi vti lmwi dD)Nli <i v)i =i AvECN%0i 'mwti
dDtDNmwCQilvlEAilmwitfo&w)ivdirE1widEfAlNiEtCi+)DlwiDliDti+mw)wiDtCD(ElwC%i
"f&oDli lmwi r)Dtlvfl%i bmwi ENND1towtli +DAAi &wi 1)ECwCivti Bi DlwoN9i lmwi =i dDtEAi rE1wi
(vtdD1f)ElDvti dD1f)wNi Eli lmwi wjl)wowi )D1mli /(v))w(li v)i Dt(v))w(l0Qi EtCi lmwi =i rE1wi dEfAli
lvlEANi+)Dllwti/(v))w(liv)iDt(v))w(l0%i-AwENwi+v)1i(E)wdfAA %i
 
THREE Page Frames ∑

$wENl!)w(wtlA !fNwCi/$3.0iowlmvC9i
:∑∑ ;∑∑ <∑∑ =∑∑ ;∑∑ :∑∑ @∑∑ >∑∑ ;∑∑ :∑∑ ;∑∑ <∑∑




∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑

∑∑
∑∑
∑∑


nfo&w)ivdirE1widEfAlNidv)i$3.D<9iiiiiiiiiiiiiiiiiii∑∑∑
∑∑
,D)Nl!Dt!,D)Nl!vfli/,7,#0iowlmvC9i
:∑∑ ;∑∑ <∑∑ =∑∑ ;∑∑ :∑∑ @∑∑ >∑∑ ;∑∑ :∑∑ ;∑∑ <∑∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
  
  
  
 
                       
duC4Og Nm oa1O mauStp mNg 8Y8fkKb                      
  
FOUR Page Frames 
MOaptRgOrOztS2RupOI 9MUVE COtcNIb 
w   G   K   “   G   w   '   ”   G   w   G   K  
 
 
 
 
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
                       
duC4Og Nm oa1O mauStp mNg MUVk“b                      
  
8egptRezR8egptRNut 98Y8fE COtcNIb 
w   G   K   “   G   w   '   ”   G   w   G   K  
 
 
 
 
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
  
  
  
  
 
 
 
duC4Og Nm oa1O mauStp mNg 8Y8fk“b                      
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 8 
 
INTRODUCTION TO PARALLEL PROCESSING 
 
 
Bb:ee GgsIygogolee
8.1.1 GM/MyyIyes/tnIaagole
8.1.2 GgsIygogolelIoI/MyentoagDI/Mkgtoe
8.1.3 P/gkUpIkgnesgsIygoIe
8.1.4 hoak/dnkgtoesgsIygoIe
 
e
8.1 .1 Parallel Processing 
 
GPxPffAfeGx0cAWWhCmegaeMekI/pedaIDekteDIotkIeMeyM/l IenyMaaetiekInUogGdIaekUMkeM/Ie
daIDe kte s/t5gDIe agpdykMoItdae DMkM2s/tnIaagole kMaTaeit/e kUIe sd/staIe tie gon/IMagole kUIe
ntpsdkMkgtoMye asIIDe tie Me ntpsdkI/e a1akIpbe hoakIMDe tie s/tnIaagole IMnUe goak/dnkgtoe
aIGdIokgMyy1e Mae goe Me nto5IokgtoMye ntpsdkI/Oe Me sM/MyyIye s/tnIaagole a1akIpe gae MHyIe kte
sI/it/pentond//IokeDMkMes/tnIaagolekteMnUgI5IeiMakI/eIuIndkgtoekgpIbeFt/eIuMpsyIOeEUgyIe
Moe goak/dnkgtoe gae HIgole IuIndkIDe goe kUIe Pf3Oe kUIe oIuke goak/dnkgtoe nMoe HIe /IMDe i/tpe
pIpt/1beRUIea1akIpepM1eUM5IekEtet/ept/IePf3aeMoDeHI eMHyIekteIuIndkIekEtet/ept/Ie
goak/dnkgtoae Mke kUIe aMpIe kgpIbe Fd/kUI/pt/IOe kUIe a1akIpe pM1e UM5Ie kEte t/e pt/Ie
s/tnIaat/aetsI/Mkgolentond//Ioky1beRUIesd/staIetiesM/MyyIyes/tnIaagolegaekteasIIDedsekUIe
ntpsdkI/e s/tnIaagole nMsMHgygk1e MoDe gon/IMaIe gkae kU/tdlUsdkOe kUMke gaOe kUIe Mptdoke tie
s/tnIaagole kUMke nMoe HIe MnntpsygaUIDe Dd/gole Me lg5IoegokI/5Mye tie kgpIbe RUIe Mptdoke tie
gon/IMaIe EgkUe sM/MyyIye s/tnIaagolOe MoDe EgkUe gkOe kUIe ntake tie kUIe a1akIpe gon/IMaIabe
8tEI5I/Oe kInUotytlgnMye DI5IytspIokae UM5Ie /IDdnIDe UM/DEM/Ie ntakae kte kUIe stgoke EUI/Ie
sM/MyyIyes/tnIaagolekInUogGdIaeM/IeIntotpgnMyy1eiIMagHyIbe
e
GM/MyyIyes/tnIaagolenMoeHIe5gIEIDei/tpe5M/gtdaeyI5IyaetientpsyIugk1bePkekUIeytEIakeyI5IyOe
EIe DgakgoldgaUe HIkEIIoe sM/MyyIye MoDe aI/gMye ntpsyIugk1be Pke kUIe ytEIake yI5IyOe EIe
DgakgoldgaUe HIkEIIoe sM/MyyIye MoDe aI/gMye tsI/MkgtoaeH1e kUIe k1sIe tie /IlgakI/ae daIDbe WUgike
/IlgakI/ae tsI/MkIe goe aI/gMye iMaUgtoe toIe Hgke Mke Me kgpIOe EUgyIe /IlgakI/ae EgkUe sM/MyyIye ytMDe
tsI/MkIeEgkUeMyyekUIeHgkaetiekUIeEt/DeagpdykMoItday1OesM/MyyIyes/tnIaagoleMkeMeUglUI/eyI5Iye
tie ntpsyIugk1e nMHe HIe MnUgI5IDe H1e UM5Ie Me pdykgsygngk1e tie idonkgtoMye dogkae kUMke sI/it/pe
gDIokgnMye t/e DgiiI/Ioke tsI/Mkgtoae agpdykMoItday1be GM/MyyIye s/tnIaagole gae IakMHygaUIDe H1e
Dgak/gHdkgolekUIeDMkMeMptolekUIepdykgsyIeidonkgtoMyedogkabeFt/eIuMpsyIOekUIeM/gkUpIkgne
ytlgneMoDeaUgiketsI/MkgtoaenMoeHIeaIsM/MkIDegoktekU/IIedogkaeMoDekUIetsI/MoDaeDg5I/kIDe
kteIMnUedogkedoDI/ekUIeadsI/5gagtoetieMentok/tyedogkbe
e
RUI/Ie M/Ie Me 5M/gIk1e tie EM1ae kUMke sM/MyyIye s/tnIaagole nMoe HIe nyMaagigIDbe hke nMHe HIe
ntoagDI/IDe i/tpe kUIe gokI/oMye t/lMog(Mkgtoe tie kUIe s/tnIaat/aOe i/tpe kUIe gokI/ntooInkgtoe
ak/dnkd/IeHIkEIIoes/tnIaat/aOet/ei/tpekUIeiytEetiegoit/pMkgtoekU/tdlUekUIea1akIpbe0oIe

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
:hottere:o envgev mnMd:pMgCPgSO7Og,hPvvg:nvteMpmtg ypgnmEove2o envgnrgog:nisd pmgtPt pig
CPg  ypg vdiCpmg nrg evt md: envtg ovMg Mo og e pitg  yo g ompg iovesdho pMg teidh ovpndthPOg
xypgvnmiohgnspmo envgnrgog:nisd pmgetg ngrp :ygevt md: envtgrmnigipinmPgovMgpAp:d pg
 ypigevg ypgsmn:pttnmOgxypgtpGdpv:pgnrgevt md: envtgmpoMgrmnigipinmPg:nvt e d ptgovg
instruction streamOgxypgnspmo envtgspmrnmipMgnvg ypgMo ogevg ypgsmn:pttnmg:nvt e d pgog
Mo og t mpoiOg -omohhphg smn:pttevEg ioPg n::dmg evg  ypg evt md: envg t mpoicg evg  ypg Mo og
t mpoicg nmg evg Cn yOg ,hPvvOtg :hottere:o envg MeTeMptg:nisd pmtg ev ng rndmg ioEnmg Emndstg otg
rnhhn+t9g
g
DevEhpgevt md: envgt mpoicgtevEhpgMo ogt mpoig/DRD/0g
DevEhpgevt md: envgt mpoicgidh eshpgMo ogt mpoig/DRS/0g
Sdh eshpgevt md: envgt mpoitcgtevEhpgMo ogt mpoig/SRD/0g
Sdh eshpgevt md: envgt mpoitcgidh eshpgMo ogt mpoig/SRS/0g
g
DRD/g mpsmptpv tg  ypg nmEove2o envtg nrg og tevEhpg :nisd pmg :nv oevevEg og :nv mnhg dve cg og
smn:pttnmg dve cg ovMg og ipinmPg dve Og Rvt md: envtg ompg pAp:d pMg tpGdpv eohhPg ovMg  ypg
tPt pig ioPg nmg ioPg vn g yoTpg ev pmvohg somohhphg smn:pttevEg :osoCehe eptOg -omohhphg
smn:pttevEg evg  yetg :otpg ioPg Cpg o:yepTpMg CPg ipovtg nrg idh eshpg rdv: envohg dve tg nmg CPg
sesphevpgsmn:pttevEOg
g
DRS/g mpsmptpv tg ovg nmEove2o envg  yo g ev:hdMptg iovPgsmn:pttevEg dve tg dvMpmg  ypg
tdspmTetenvgnrgog:niinvg:nv mnhgdve Oguhhgsmn:pttnmtgmp:peTpg ypgtoipgevt md: envgrmnig
 ypg:nv mnhgdve gCd gnspmo pgnvgMerrpmpv ge pitgnrgMo oOgxypgtyompMgipinmPgdve gidt g
:nv oevg idh eshpg inMdhptg tng  yo g e g :ovg :niidve:o pg +e yg ohhg  ypg smn:pttnmtg
teidh ovpndthPOgSRD/gt md: dmpgetgnvhPgnrg ypnmp e:ohgev pmpt gtev:pgvngsmo: e:ohgtPt pig
yotgCppvg:nvt md: pMgdtevEg yetgnmEove2o envOgSRS/gnmEove2o envgmprpmtg ngog:nisd pmg
tPt pig:osoChpgnrgsmn:pttevEgtpTpmohgsmnEmoitgo g ypgtoipg eipOgSnt gidh esmn:pttnmg
ovMgidh ek:nisd pmgtPt pitg:ovgCpg:hotterepMgevg yetg:o pEnmPOg
g
,hPvvOtg:hottere:o envgMpspvMtgnvg ypgMet ev: envgCp +ppvg ypgspmrnmiov:pgnrg ypg:nv mnhg
dve g ovMg  ypg Mo og smn:pttevEg dve Og R g pisyote2ptg  ypg CpyoTenmohg :yomo: pmet e:tg nrg  ypg
:nisd pmgtPt pigmo ypmg yovge tgnspmo envohgovMgt md: dmohgev pm:nvvp: envtOgwvpg Pspg
nrgsomohhphgsmn:pttevEg yo gMnptgvn gre g,hPvvOtg:hottere:o envgetgsesphevevEOgg
g
zpmpg+pgompg:nvteMpmevEgsomohhphgsmn:pttevEgdvMpmg ypgrnhhn+evEgioevg nse:t9g
g
1.  -esphevpgsmn:pttevEg
2.  lp: nmgsmn:pttevEg
3.  ummoPgsmn:pttnmtg
g
-esphevpgsmn:pttevEgetgovgeishpipv o envg p:yveGdpg+ypmpgome yip e:gtdCgnspmo envtgnmg
 ypg syotptg nrg og :nisd pmg evt md: envg :P:hpg nTpmhosgevg pAp:d pg Tp: nmksmn:pttevEg Mpohtg
+e yg:nisd o envtgevTnhTevEghomEpgTp: nmtgovMgio me:ptOgummoPgsmn:pttnmtg:nisd o envtg
nvghomEpgommoPtgnrgMo oOg

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8.1.2  Pipelining general consideration 
e
GgsIygogolegaeMekInUogGdIetieDIntpstagoleMeaIGdIokgMyes/tnIaaegokteadHetsI/MkgtoaOeEgkUe
IMnUe adHe s/tnIaae HIgole IuIndkIDe goe asIngMye DIDgnMkIDe aIlpIokae kUMke tsI/MkIae
ntond//Ioky1e EgkUe Myye tkUI/e aIlpIokabe Pe sgsIygoIe nMoe HIe 5gadMyg(IDe Mae Me ntyyInkgtoe tie
s/tnIaagole aIlpIokae kU/tdlUe EUgnUe HgoM/1e goit/pMkgtoe iytEabe AMnUe aIlpIoke sI/it/pae
sM/kgMyes/tnIaagoleDgnkMkIDeH1ekUIeEM1ekUIekMaTesM/kgkgtoIDbeRUIe/IadyketHkMgoIDei/tpekUIe
ntpsdkMkgtoe goe IMnUe aIlpIoke gae k/MoaiI//IDe kte kUIe oIuke aIlpIoke goe kUIe sgsIygoIbe RUIe
igoMye /Iadyke gae tHkMgoIDe MikI/e kUIe DMkMe UM5Ie sMaaIDe kU/tdlUe Myye aIlpIokabe RUIe oMpIe
vsgsIygoIwegpsygIaekUIeiytEetiegoit/pMkgtoeMoMytltdaekteMoegoDdak/gMyeMaaIpHy1eygoIbehkegae
nUM/MnkI/etiesgsIygoIaekUMkeaI5I/MyentpsdkMkgtoaenMoeHIegoes/tl/IaaegoeDgakgonkeaIlpIokae
Mke kUIe aMpIe kgpIbe RUIe t5I/yMssgole tie ntpsdkMkgtoae gae pMDIe staagHyIe H1e MaatngMkgole Me
/IlgakI/eEgkUeIMnUeaIlpIokegoekUIesgsIygoIbeRUIe/IlgakI/aes/t5gDIegatyMkgtoeHIkEIIoeIMnUe
aIlpIokeatekUMkeIMnUenMoetsI/MkIetoeDgakgonkeDMkMeagpdykMoItday1be
e
e
GI/UMsae kUIe agpsyIake EM1e tie 5gIEgole kUIe sgsIygoIe ak/dnkd/Ie gae kte gpMlgoIe kUMke IMnUe
aIlpIokentoagakaetieMoegosdke/IlgakI/eityytEIDeH1eMentpHgoMkgtoMyeng/ndgkFeRUIe/IlgakI/e
UtyDae kUIe DMkMe MoDe kUIe ntpHgoMkgtoMye ng/ndgke sI/it/pae kUIe adHe tsI/Mkgtoe goe kUIe
sM/kgndyM/e aIlpIokbe RUIe tdksdke tie kUIe ntpHgoMkgtoMye ng/ndgke goe Me lg5Ioe aIlpIoke gae
MssygIDektekUIegosdke/IlgakI/etiekUIeoIukeaIlpIokbePenytnTegaeMssygIDekteMyye/IlgakI/aeMikI/e
IotdlUe kgpIe UMae IyMsaIDe kte sI/it/pe Myye aIlpIoke Mnkg5gk1be hoe kUgae EM1e kUIe goit/pMkgtoe
iytEaekU/tdlUekUIesgsIygoIetoIeakIseMkeMekgpIbe
e
e RUIe sgsIygoIe t/lMog(Mkgtoe Egyye HIe DIptoak/MkIDe H1epIMoae tie Me agpsyIe IuMpsyIbe
WdsstaIe kUMke EIe EMoke kte sI/it/pe kUIe ntpHgoIDe pdykgsy1e MoDe MDDe tsI/Mkgtoe EgkUe Me
ak/IMpetieodpHI/abe
e e e e e
A
ie[e geHecieeeit/eheIe:Oe;Oe<OeaaabbOAe
e
AMnUeadsetsI/MkgtoegaekteHIegpsyIpIokIDegoeMeaIlpIokeEgkUgoeMesgsIygoIbeAMnUeaIlpIoke
UMaetoIet/ekEte/IlgakI/aeMoDeMentpHgoMkgtoMyeng/ndgkeMaeaUtEoe goeiglbe?b;bex:ekU/tdlUe
x@eM/Ie/IlgakI/aekUMke/InIg5IeoIEeDMkMeEgkUeI5I/1enytnTesdyaIbeRUIepdykgsygI/eMoDeMDDI/e
M/Ie ntpHgoMkgtoMye ng/ndgkabe RUIe adHe tsI/Mkgtoae sI/it/pIDe goe IMnUe aIlpIoke tie kUIe
sgsIygoIeM/IeMaeityytEa9e
x:ebeP
iOex;ebe ge e e hosdkePgeMoDe ie
x<ebex:e[ex;Oex=ebecOe e Sdykgsy1eMoDegosdkec
ge
x@ebex<eHex=ee e PDDec gektes/tDdnke
e
RUIeig5Ie/IlgakI/aeM/IeytMDIDeEgkUeoIEeDMkMeI5I/1enytnTesdyaIbeRUIeIiiInketieIMnUenytnTegae
aUtEoegoeRMHyIe?2:beRUIeig/akenytnTesdyaIek/MoaiI/aeP
:eMoDe 1egoktex1eMoDex;beRUIeaIntoDe
nytnTesdyaIek/MoaiI/aekUIes/tDdnketiex:eMoDex;egoktex<eMoDec
1egoktex=beRUIeaMpIenytnTe
sdyaIe k/MoaiI/ae P
2e MoDe  2e gokte x:e MoDe x;bRUIe kUg/De nytnTe sdyaIe tsI/MkIae toe Myye kU/IIe

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
pO1COztp peCuStazONupS23 Yt oSarOp A3 azI P3 eztN Uw azI UGn tgazpmOgp tcO ogNIurt Nm 
Uw azI UG eztN UKn tgazpmOgp :
2 eztN U“n azI oSarOp tcO puC Nm UK azI U“ eztN U'3 Yt 
taFOp tcgOO rSNrF ouSpOp tN meSS uo tcO oeoO azI gOtgeO-O tcO megpt Nutout mgNC U'3 8gNC 
tcOgO  Nzn  Oarc  rSNrF  ogNIurOp  a  zOy  Nutout  azI  CN-Op  tcO  Iata  NzO  ptOo  INyz  tcO 
oeoOSezO3 .cep caooOzp ap SNz1 ap zOy ezout Iata mSNy eztN tcO p2ptOC3 5cOz zN CNgO 
ezout Iata agO a-aeSa4SOn tcO rSNrF Cupt rNztezuO uzteS tcO Sapt Nutout OCOg1Op Nut Nm 
tcO oeoOSezO3 
 
8e1ugO LBaCoSO Nm oeoOSezO ogNrOppez1
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
.APML :NztOzt Nm UO1eptOgp ez leoOSezO LBaCoSO 
___________________________________________________cccccccccc 
:SNrF     TO1COzt w    TO1COzt G    TO1COzt K 
luSpO               cccccccc           ccccccccccc    ccccccccc    
duC4Og  Uw      UG    UK    U“      U' 
w    A w  Bw    R  R            R 
G    A
G  BG    A1  [  Pw  Cw              R 
K    A
K  BK    AG   *   B2  : 2   Aw [ Pw ; :w 
“    A “  B“    A3  [    P3  : 3  A G [ P2 ; :2 
'    A
'  B'    A4  [    P4  : 4  A 3 [ P3 ; :3 
”    A
”  B6    A 5  [    P5  : 5  A 4 [ P4 ; :4 
v    A
v  B7    A 6  [    P”  C”  A5 [ P5 ; :5 
Ai 
R1 
Multiplier 
Bi 
R2 
R3 
Bi 
R4 
Adder  
R5 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Bi i !i !i i s Aiii[iii 7i e Ai A>i[i 6iHie>i
?i i !i !i i iiiiii!iii i i!i s 7i[i 7iHie7i
i
i
i
i
8.1.3  Arithmetic pipeline 
s)DlmowlD(i -DrwADtw9i -DrwADtwi E)DlmowlD(i ftDlNi E)wifNfEAA i dvftCi Dti )w) i mD1m!NrwwCi
(vorflw)N%i bmw i E)wi fNwCi lvi DorAwowtli dAvElDt1!rvDtli vrw)ElDvtNQi ofAlDrAD(ElDvti vdi
dDjwC!rvDtli tfo&w)NQi EtCi NDoDAE)i (vorflElDvtNi wt(vftlw)wCi Dti N(DwtlDdD(i r)v&AwoN%i si
rDrwADtwi ofAlDrADw)i DNi wNNwtlDEAA i Eti E))E i ofAlDrADw)i ENi CwN()D&wCi Dti ,D1%i :C!:CQi +Dlmi
Nrw(DEAi ECCw)Ni CwND1twCi lvi oDtDoD2wi lmwi (E)) i r)vrE1ElDvti lDowi lm)vf1mi lmwi rE)lDEAi
r)vCf(lN%i ,AvElDt1!rvDtli vrw)ElDvtNi E)wi wENDA i Cw(vorvNwCi Dtlvi Nf&i vrw)ElDvtNi ENi
CwovtNl)ElwCiDti"w(%i:C!@%i'wi+DAAitv+iNmv+iEtiwjEorAwivdiEirDrwADtwiftDlidv)idAvElDt1!
rvDtliECCDlDvtiEtCiNf&l)E(lDvt% 
i
bmwiDtrflNilvilmwidAvElDt1!rvDtliECCw)irDrwADtwiE)wil+vitv)oEAD2wCidAvElDt1!rvDtli&DtE) i
tfo&w)N%i
TiIisiTi;
a
i
WiIi iTi;
b
i
i
siEtCi iE)wil+vid)E(lDvtNilmEli)wr)wNwtlNilmwioEtlDNNENiEtCiEiEtCi&iE)wilmwiwjrvtwtlN%i
bmwi dAvElDt1!rvDtli ECCDlDvti EtCi Nf&l)E(lDvti (Eti &wirw)dv)owCi Dti dvf)i Nw1owtlNQi ENi
Nmv+ti Dti ,D1%i ?!>%i bmwi )w1DNlw)Ni AE&wAwCi 3i E)wi rAE(wCi &wl+wwti lmwi Nw1owtlNi lvi Nlv)wi
Dtlw)owCDElwi)wNfAlN%ibmwiNf&ivrw)ElDvtNilmEliE)wirw)dv)owCiDtilmwidvf)iNw1owtlNiE)w9i
1. evorE)wilmwiwjrvtwtlN%i
2. sAD1tilmwioEtlDNNEN%i
3. sCCiv)iNf&l)E(lilmwioEtlDNNENi
4. nv)oEAD2wilmwi)wNfAl%i
i
bmDNi dvAAv+Ni lmwi r)v(wCf)wi vflADtwCi Dti lmwi dAv+(mE)li vdi ,D1%i :C!:@i &fli +Dlmi Nvowi
)E)DElDvtNi lmEli E)wi fNwCi lvi )wCf(wi lmwi wjw(flDvti lDowi vdi lmwi Nf&i vrw)ElDvtN%i bmwi
wjrvtwtlNiE)wi (vorE)wCi& iNf&l)E(lDt1ilmwoilviCwlw)oDtwilmwD)i CDddw)wt(w%ibmwiAE)1w)i
wjrvtwtli DNi (mvNwti ENi lmwi wjrvtwtli vdi lmwi )wNfAl%i bmwi wjrvtwtli CDddw)wt(wi Cwlw)oDtwNi
mv+ioEt ilDowNilmwioEtlDNNEiENNv(DElwCi+DlmilmwiNoEAAw)iwjrvtwtliofNli&wiNmDdlwCilvi
lmwi)D1ml%ibmDNir)v(wCf)wNiEtCiEAD1towtlivdilmwil+vioEtlDNNEN%i7liNmvfACi&witvlwCilmEli
lmwiNmDdliofNli&wiCwND1twCiENiEi(vo&DtElDvtEAi(D)(fDlilvi)wCf(wilmwiNmDdlilDow%ibmwil+vi
oEtlDNNENiE)wiECCwCiv)iNf&l)E(lwCiDtiNw1owtli<%ibmwi)wNfAliDNitv)oEAD2wCiDtiNw1owtli=%i
'mwtiEtiv)w)dAv+iv((f)NQilmwioEtlDNNEivdilmwiNfoiv)iCDddw)wt(wiDNiNmDdlwCi)D1mliEtCilmwi
wjrvtwtli Dt()wowtlwCi & i vtw%i 7di Eti ftCw)dAv+i v((f)NQi lmwi tfo&w)i vdi AwECDt1i 2w)vNi Dti
lmwioEtlDNNEiCwlw)oDtwNilmwitfo&w)ivdiAwdliNmDdlNiDtilmwioEtlDNNEiEtCilmwitfo&w)ilmEli
ofNli&wiNf&l)E(lwCid)voilmwiwjrvtwtl%i
i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO  mNSSNyez1  zuCOgeraS  OBaCoSO  Ca2  rSagem2  tcO  pu4  NoOgateNzp  oOgmNgCOI  ez  Oarc 
pO1COzt3  8Ng  peCoSeret2n  yO  upO  IOreCaS  zuC4Ogpn  aStcNu1c  8e13  XR”  gOmOgp  tN  4ezag2 
zuC4Ogp3 :NzpeIOg tcO tyN zNgCaSe(OI mSNatez1RoNezt zuC4Ogpb 
T I –3X'–“ T w–
3
 
W I –3xG–– T w–
2
 
 
.cO tyN OBoNzOztp agO pu4tgartOI  ez tcO megpt pO1COzt tN N4taez  K ) G  I w3 .cO  Sag1Og 
OBoNzOzt  K  ep  rcNpOz  ap  tcO  OBoNzOzt  Nm  tcO  gOpuSt3  .cO  zOBt  pO1COzt  pcemtp  tcO 
Cazteppa Nm W tN tcO ge1ct tN N4taez  
T I –3X'–“ T w–
3
 
W I –3–xG– T w–
3
 
 
.cep  aSe1zp  tcO  tyN  Cazteppap  uzIOg  tcO  paCO  OBoNzOzt3  .cO  aIIeteNz  Nm  tcO  tyN 
Cazteppap ez pO1COzt K ogNrOIugOp tcO puC 
0 I w3–KG“ T w–

 
 
  LBoNzOztp            sazteppap     
 
 
 
 
 
 
 
        6emmOgOzrO 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
R  R 
Compare 
Exponents 
By subtraction 

Choose exponent 

Adjust 
Exponent 
Align mantissas 

Add or subtract 
Mantissas 

Normalize 
Result 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8e13 leoOSezO mNg mSNatez1 oNezt aIIeteNz azI pu4tgarteNz 
 
 
.cO puC ep aIZuptOI 42 zNgCaSe(ez1 tcO gOpuSt pN tcat et cap a mgarteNz yetc a zNz(OgN 
megpt Ie1et3 .cep ep INzO 42 pcemtez1 tcO Cazteppa NzrO tN tcO ge1ct azI ezrgOCOztez1 tcO 
OBoNzOzt 42 NzO tN N4taez tcO zNgCaSe(OI puC3 
0 I –3w–KG“ T w–
4
 
 
.cO  rNCoagatNgn  pcemtOgn  aIIOg  pu4tgarteNzn  ezrgOCOztOgn  azI  IOrgOCOztOI  ez  tcO 
mSNatez1  oNezt  oeoOSezO  agO  eCoSOCOztOI  yetc  rNC4ezateNzaS  regruetp3  TuooNpO  tcat  tcO 
teCO IOSa2p Nm tcO mNug pO1COztp agO t
1 I ”–zpn t2 I v–zpn t3 I w––zpn t4 I x–zpn azI tcO 
eztOgmarO gO1eptOg ca-O a IOSa2 Nm t
g I w–zp3 .cO rSNrF regrSO ep rcNpOz tN 4O tp I t3 ; tr I 
ww–zp3 Az O/ue-aSOzt zN oeoOSezO mSNatez1 oNezt aIIOg pu4tgartNg yeSS ca-O a IOSa2 teCO 
t
z =t1;  t2  ;  t3  ;  t4  ;  tr  I  KG–  zp3  Yz  tcep  rapO  tcO  oeoOSezOI  aIIOg  cap  a  poOOIuo  Nm 
KG–kww– I G3X N-Og tcO zNzoeoOSezOI aIIOg3  
 
 
8.1.4 Instruction pipeline 
 
YzptgurteNz  leoOSezOb  leoOSezO  ogNrOppez1  raz  Nrrug  zNt  NzS2  ez  tcO  Iata  ptgOaC  4ut  ez 
tcO  ezptgurteNz  ptgOaC  ap  yOSS3  Az  ezptgurteNz  oeoOSezO  gOaIp  rNzpOrute-O  ezptgurteNzp 
mgNC  COCNg2  yceSO  ogO-eNup  ezptgurteNzp  agO  4Oez1  OBOrutOI  ez  NtcOg  pO1COztp3  .cep 
raupO tcO ezptgurteNzp mOtrc azI OBOrutO ocapOp tN N-OgSao azI oOgmNgC peCuStazONup 
NoOgateNzp3  fzO  oNppe4SO  Ie1gOppeNz  appNreatOI  yetc  purc  a  prcOCO  ep  tcat  az 
ezptgurteNz  Ca2  raupO  a  4gazrc  Nut  Nm  pO/uOzrO3  Yz tcat  rapO  tcO  oeoOSezO  Cupt  4O 
OCoteOI  azI  aSS  tcO  ezptgurteNzp  tcat  ca-O  4OOz  gOaI  mgNC  COCNg2  amtOg  tcO  4gazrc 
ezptgurteNz Cupt 4O IepragIOI3 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
evtNDCw)iEi(vorflw)i+DlmiEtiDtNl)f(lDvtidwl(mi ftDliEtCiEtiDtNl)f(lDvti wjw(flDvti ftDli
CwND1twCi lvi r)v)DCwi Ei l+v!Nw1owtli rDrwADtw%i bmwi DtNl)f(lDvti dwl(mi Nw1owtli (Eti &wi
DorAwowtlwCi & i owEtNi vdi Ei dD)Nl!DtQi dD)Nl!vfli /,7,#0i &fddw)%i bmDNi DNi Ei l rwi vdi ftDli lmEli
dv)oNiEiGfwfwi)Elmw)ilmEtiEiNlE(1%i'mwtw)w)ilmwiwjw(flDvtiftDliDNitvlifNDt1iowov) Qi
lmwi (vtl)vAi Dt()wowtlNi lmwi r)v1)Eoi (vftlw)i EtCi fNwNi DlNi ECC)wNNi )EAfwi lvi )wECi
(vtNw(flD)wi DtNl)f(lDvtNi dv)oi owov) %i bmwi DtNl)f(lDvtNi E)wi DtNw)lwCi Dtlvi lmwi ,7,#i
&fddw)i Nvi lmEli lmw i (Eti &wi wjw(flwCi vti Ei dD)Nl!DtQidD)Nl!vfli &ENDN%i bmfNi Eti DtNl)f(lDvti
Nl)wEoi(Eti&wirAE(wCiDtiEiGfwfwQi+EDlDt1idv)iCw(vCDt1iEtCir)v(wNNDt1i& ilmwiwjw(flDvti
Nw1owtl%i bmwi DtNl)f(lDvti Nl)wEoi GfwfDt1i ow(mEtDNoi r)v)DCwNi Eti wddD(Dwtli +E i dv)i
)wCf(Dt1ilmwiE)w)E1wiE((wNNilDowilviowov) idv)i)wECDt1iDtNl)f(lDvtN%i'mwtw)w)ilmw)wiDNi
NrE(wiDtilmwi,7,#i&fddw)Qilmwi(vtl)vAiftDliDtDlDElwNilmwitwjliDtNl)f(lDvtidwl(mirmENw%ibmwi
&fddw)i E(lNi ENi Ei Gfwfwi dv)oi +mD(mi (vtl)vAi lmwti wjl)E(lNi lmwi DtNl)f(lDvtNi dv)i lmwi
wjw(flDvtiftDl%i
i i
i evorflw)Ni +Dlmi (vorAwji DtNl)f(lDvtNi )wGfD)wi vlmw)irmENwNi Dti ECCDlDvti lvi lmwi
dwl(miEtCiwjw(flwilvir)v(wNNiEtiDtNl)f(lDvti+DlmilmwidvAAv+Dt1iNwGfwt(wivdiNlwrN%i
i
1. ,wl(milmwiDtNl)f(lDvtid)voiowov) %i
2. (w(vCwilmwiDtNl)f(lDvt%i
3. eEA(fAElwilmwiwddw(lD)wiECC)wNN%i
4. ,wl(milmwivrw)EtCNid)voiowov) %ii
5. kjw(flwilmwiDtNl)f(lDvt%i
6. "lv)wilmwi)wNfAliDtilmwir)vrw)irAE(w%i
i
i
i
bmw)wi E)wi (w)lEDti CDddD(fAlDwNi lmEli +DAAi r)w)wtli lmwi DtNl)f(lDvti rDrwADtwi d)voi
vrw)ElDt1iEliDlNioEjDofoi)Elw%i(Dddw)wtliNw1owtlNioE ilE1wiCDddw)wtlilDowNilvivrw)Elwi
vti lmwi Dt(voDt1i Dtdv)oElDvt%i "vowi Nw1owtlNi E)wi N1DrrwCi dv)i (w)lEDti vrw)ElDvtN%i ,v)i
wjEorAwQi Ei )w1DNlw)i ovCwi DtNl)f(lDvti CvwNi tvli twwCiEti wddw(lD)wi ECC)wNNi (EA(fAElDvt%i
b+vi v)i ov)wi Nw1owtlNi oE i )wGfD)wi owov) i E((wNNi Eli lmwi NEowi lDowQi (EfNDt1i vtwi
Nw1owtlilvi+EDliftlDAiEtvlmw)iDNidDtDNmwCi+DlmilmwiCOCNg23 sOCNg2 arrOpp rNzmSertp agO 
NvowlDowNi)wNvA)wCi& ifNDt1il+viowov) i&fNwNidv)iE((wNNDt1iDtNl)f(lDvtNiEtCiCElEiDti
NwrE)Elwi ovCfAwN%i 7ti lmDNi +E Qi Eti DtNl)f(lDvti +v)CiEtCi Ei CElEi +v)Ci (Eti &wi )wECi
NDofAlEtwvfNA id)voil+viCDddw)wtliovCfAwN%i
i
bmwi CwND1ti vdi Eti DtNl)f(lDvti rDrwADtwi +DAAi &wi ovNliwddD(Dwtli Ddi lmwi DtNl)f(lDvti ( (Awi DNi
CD)DCwCi Dtlvi Nw1owtlNi vdi wGfEAi Cf)ElDvt%i bmwi lDowi lmEli wE(mi Nlwri lE1wNi lvi dfAdDAAi DlNi
dft(lDvtiCwrwtCNivtilmwiDtNl)f(lDvtiEtCilmwi+E iDliDN%i
i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 9 
 
VECTOR PROCESSING 
 
 
9.1 uw(lv)ivrw)ElDvtNi
9.2 satgeB CuSteoSerateNz 
9.3 sOCNg2 eztOgSOa-ez1 
 
9.1 Vector operations 
 
bmw)wiE)wi(w)lEDti(vorflElDvtEAir)v&AwoNilmEli(Etitvli&wi)wNvA)wCi& iEiE)wi&w vtCilmwi
(ErE&DADlDwNivdiEi(vt)wtlDvtEAi(vorflw)ivtilmwi&ENDNivdilmwidE(lilmElilmw i)wGfD)wiEi)ENli
tfo&w)ivdi(vorflElDvtNilmEli+DAAilE1wiEi(vt)wtlDvtEAi(vorflw)iCE Niv)iw)wti+ww1Nilvi
(vorAwlw%i 7ti oEt i N(Dwt(wi EtCi wt1Dtww)Dt1i ErrAD(ElDvtNQi lmwi r)v&AwoNi (Eti &wi
dv)ofAElwCiDtilw)oNivdi)w(lv)NiEtCioEl)D(wNilmElilwtCilmwoNwA)wNilvi)w(lv)ir)v(wNNDt1%i
evorflw)Ni +Dlmi )w(lv)i r)v(wNNDt1i (ErE&DADlDwNi E)wi )w) i of(mi )wGfD)wCi Dti Nrw(DEAD2wCi
ErrAD(ElDvtN%ibmwidvAAv+Dt1iE)wi)wr)wNwtlElD)wiErrAD(ElDvtiE)wENi+mw)wi)w(lv)ir)v(wNNDt1i
DNivdilmwiflovNliDorv)lEt(w9i
•  $vt1!)Et1wi+wElmw)idv)w(ENlDt1i
•  -wl)vAwfoiwjrAv)ElDvtNi
•  "wDNoD(iCElEiEtEA NDNi
•  sOIeraS Iea1zNpep 
•  sw)vC tEoD(NiEtCiNrE(widAD1mliNDofAElDvtNi
•  s)lDdD(DEAiDtlwAAD1wt(wiEtCiwjrw)liN NlwoNi
•  saooez1 tcO cuCaz 1OzNCO 
•  7oE1wir)v(wNNDt1i

uw(lv)i EtCi rE)EAAwAi r)v(wNNDt1i lw(mtDGfwNi NmvfACi &wi ErrADwCi lvi E(mDw)wi )wNfAli vdi mD1mi
rw)dv)oEt(wiDti(ENwivdiftE)EDAE&DADl ivdi(vorAwji(vorflw)NilviNrwwCifrilmwiwjw(flDvti
lDowivdiDtNl)f(lDvtN%iiii
saz2  preOztemer  ogN4SOCp  gO/uegO  agetcCOter  NoOgatevtNi vti AE)1wi E))E Ni vdi tfo&w)N%i
bmwNwi tfo&w)Ni E)wi fNfEAA i dv)ofAElwCi ENi )w(lv)Ni EtCi oEl)D(wNi vdi )wAElDt1i rvDtli
tfo&w)N%i bvi wjEoDtwi lmwi CDddw)wt(wi &wl+wwti Ei (vt)wtlDvtEAi N(EAE)i r)v(wNNv)i EtCi Ei
)w(lv)ir)v(wNNv)Qi(vtNDCw)ilmwidvAAv+Dt1i,v)lEti(viAvvr9i
i (#ii;Cii7iIi:Qi:CCi
i ;C9iei/70iIi /70iHisi/70i

bmDNiDNiEir)v1)Eoidv)iECCDt1il+vi)w(lv)NisiEtCi ivdiAwt1lmi:CCir)vCf(wNiEi)w(lv)ie%i
bmDNiDNiDorAwowtlwCiDtioE(mDtwiAEt1fE1wi& ilmwidvAAv+Dt1iNwGfwt(wivdiivrw)ElDvtN9i
i i 7tDlDEAD2wi7iIiCi
i ;Cii 3wECisi/70i
i i 3wECi i/70i

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
g g D nmpgag/R0gIgu/R0gHNg/R0g
g g Rv:mpipv gRgIgRgH:g
g g RrgRgZg:CCgEng ng;Cg:nv evdpg
xyetg:nvt e d ptgogsmnEmoighnnsg yo gmpo:yptgogsoemgnrgnspmo envtgrmnigommoPtgugovMgNg
ovMgspmrnmigogrhno evEgsnev goMMe envOgxypghnnsg:nv mnhgTomeoChpgetg ypvgdsMo pMgovMg ypg
t pstgmpspo g:CCg eiptOg
ug:nisd pmg:osoChpgnrgTp: nmgsmn:pttevEgpheievo ptg ypgnTpmypoMtg ottn:eo pMg+e yg ypg
 eipg e g  o1ptg  ng rp :yg ovMg pAp:d pg  ypg evt md: envgevg  ypg smnEmoig hnnsOg R g ohhn+tg
nspmo envtg ngCpgtsp:erepMg+e ygogtevEhpgTp: nmgevt md: envtgnrg ypgrnmig
ag/:9:CC0gIgug/:9g:CC0gHNg/:9g:CC0g

xypg Tp: nmg evt md: envtg ev:hdMpg  ypg eve eohg oMMmpttg nrg  ypg nspmovMtcg  ypg hpvE yg nrg  ypg
Tp: nmtg ovMg  ypg nspmo envg  ng Cpg spmrnmipMcg ohhg evg nvpg :nisnte pg evt md: envOg xypg
oMMe envgetgMnvpg+e ygogsesphevpMgrhno evEgsnev goMMpmOgugsntteChpgevt md: envgrnmio grnmg
ogTp: nmgevt md: envtgetgtyn+vg,eEdmpg@O:=Og


ggwspmo envg
gggggganMpg


Notpg
oMMmpttg
tndm:pg:g


Notpg
oMMmpttg
tndm:pg;g


NotpgoMMmpttg
Mpt evo envg


lp: nmg
IpvE yg
,eEdmpg@O:=g

xyetg etg pttpv eohhPg og  ymppg oMMmpttg evt md: envg +e yg  ymppg rephMtg tsp:erPevEg  ypg Cotpg
oMMmpttgnrg ypgnspmovMtgovMgovgoMMe envohgrephMg yo gEeTptg ypghpvE ygnrg ypgMo oge pitgevg
 ypgTp: nmtOg
Example 
 
 
9.2 Matrix Multiplication 

So meAgidh eshe:o envgetgnvpgnrg ypgint g:nisd o envohgev pvteTpgnspmo envtgspmrnmipMg
evg:nisd pmtg+e ygTp: nmgsmn:pttnmtOgxypgidh eshe:o envgnrg +ngvgAgvgio me:ptg:nvtet tg
nrgv
2
gevvpmgsmnMd: tgnmgv
3
gidh eshPkoMMgnspmo envtOguvgvgAgigio meAgnrgvdiCpmtgyotgvg
mn+tgovMgig:nhdivtgovMgioPgCpg:nvteMpmpMgotg:nvt e  d evEgogtp gnrgvgmn+gTp: nmtgnmgog
tp gnrgig:nhdivgTp: nmtOganvteMpmcgrnmgpAoishpcg ypgidh eshe:o envgnrg +ng<gAg<gio me:ptg
ugovMgNOg

xypgsmnMd: gio meAgagetgog<gAg<gio meAg+yntpgphpipv tgompgmpho pMg ng ypgphpipv tgnrgug
ovMgNgCPg ypgevvpmgsmnMd: 9g
kj
3
1k
ikij
baC∑
=
×=∑

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
8Ng OBaCoSOn tcO zuC4Og ez tcO megpt gNy azI megpt rNSuCz Nm CatgeB : ep raSruSatOI 42 
SOttez1 e I wn Z I wn tN N4taez 
C
11 I a11 411 ; a12 421 ; a13 431 
.cep  gO/uegOp  tcgOO  CuSteoSerateNzp  azI  9amtOg  ezeteaSe(ez1  r
11  tN  –E  tcgOO  aIIeteNzp3  .cO 
tNtaS zuC4Og Nm CuSteoSerateNzp Ng aIIeteNzp gO/uegOI tN rNCoutO tcO CatgeB ogNIurt ep 
X B KI Gv3 Ym yO rNzpeIOg tcO SezFOI CuSteoS2RaII NoOgateNz r I a B 4 ap a ruCuSate-O 
NoOgateNzn tcO ogNIurt Nm tyN z B z CatgerOp gO/uegOp z
2
 CuSteoS2RaII NoOgateNzp3 .cO 
rNCoutateNz  rNzpeptp  Nm  z
2
  ezzOg  ogNIurtpn  yetc  Oarc  ezzOg  ogNIurt  gO/uegez1 z 
CuSteoS2RaII  NoOgateNzpn  appuCez1  tcat  r  ep  ezeteaSe(OI  tN  (OgN  4OmNgO  rNCoutez1  Oarc 
OSOCOzt ez tcO ogNIurt CatgeB3  
Yz 1OzOgaSn tcO ezzOg ogNIurt rNzpeptp Nm tcO puC Nm F ogNIurt tOgCp Nm tcO mNgC 
: I A
1B1 ; A2 P2 ; A3 ; P3 ; A4 ; P4 ; a ; Ak Pk 
Yz  a  t2oeraS  aooSerateNz  F  Ca2  4O  O/uaS  tN  w––  Ng  O-Oz  w–––3  .cO  ezzOg  ogNIurt 
raSruSateNz Nz a oeoOSezO -OrtNg ogNrOppNg ep pcNyz ez 8e13 '3w'3 .cO -aSuOp Nm A azI P 
agO OetcOg ez COCNg2 Ng ez ogNrOppNg gO1eptOgp3 .cO mSNatez1RoNezt CuSteoSeOg oeoOSezO azI 
tcO mSNatez1RoNezt aIIOg oeoOSezO agO appuCOI tN ca-O mNug pO1COztp Oarc3 ASS pO1COzt 
gO1eptOgp  ez  tcO  CuSteoSeOg  azI  aIIOg  agO  ezeteaSe(OI  tN  –3  .cOgOmNgOn  tcO  Nutout  Nm  tcO 
aIIOg ep – mNg tcO megpt Oe1ct r2rSOp uzteS 4Ntc oeoOp agO muSS3 A
i azI Pi oaegp agO 4gNu1ct 
ez azIRCuSteoSeOI at a gatO Nm NzO oaeg oOg r2rSO3 AmtOg tcO megpt mNug r2rSOpn tcO ogNIurtp 
4O1ez tN 4O aIIOI tN tcO Nutout Nm tcO aIIOg3 6ugez1 tcO zOBt mNug r2rSOp – ep aIIOI tN 
tcO  ogNIurtp  OztOgez1  tcO  aIIOg  oeoOSezO3  At  tcO OzI  Nm  tcO  Oe1ctc  r2rSOn tcO  megpt  mNug 
ogNIurtp  A
1  P1  tcgNu1c  A4  P4  agO  ez  tcO  mNug  aIIOg  pO1COztpn  azI  tcO  zOBt  mNug 
ogNIurtpn  A
5B5  tcgNu1c  A8  L8  agO  ez  tcO  CuSteoSeOg  pO1COztp3  At  tcO  4O1ezzez1  Nm  tcO 
zeztc r2rSOn tcO Nutout  Nm tcO aIIOg  ep A
1B1 azI tcO Nutout Nm tcO CuSteoSeOg  ep A5 P53 
.cup tcO zeztc r2rSO ptagtp tcO aIIeteNz A
1 P1 ; A5 P' ez tcO aIIOg oeoOSezO3 .cO tOztc 
r2rSO  ptagtp  tcO  aIIeteNz  A
2  P2  ;  A6  P6n  azI  pN  Nz3  .cep  oattOgz  4gOaFp  INyz  tcO 
puCCateNz eztN mNug pOrteNzp ap mNSSNypb 
 
 
8e1ugO '3w'b leoOSezO mNg raSruSatez1 az ezzOg ogNIurt 
 
 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
9.3  Memory interleaving 
 
Interleaving etg ovg oMTov:pMg  p:yveGdpg dtpMg CPg yeEykpvMg in ypmCnomMtD:yestp tg  ng
eismnTpg ipinmPg spmrnmiov:pOg SpinmPg ev pmhpoTevEg ev:mpotptg CovM+eM yg CPg ohhn+evEg
teidh ovpndtg o::pttg  ng inmpg  yovg nvpg :ydv1g nrg ipinmPOg xyetg eismnTptg spmrnmiov:pg
Cp:odtpg  ypg smn:pttnmg :ovg  movtrpmg inmpg evrnmio envg  nDrmnig ipinmPg evg  ypg toipg
oindv g nrg  eipcg ovMg yphstg ohhpTeo pg  ypg smn:pttnmkipinmPg Cn  hpvp:1g  yo g etg og ioEnmg
heie evEgro: nmgevgnTpmohhgspmrnmiov:pOg
g
Rv pmhpoTevEg +nm1tg CPg MeTeMevEg  ypg tPt pig ipinmPg ev ng idh eshpg Chn:1tOg xypg int g
:niinvgvdiCpmtgompg +ngnmgrndmcg:ohhpMgtwo-waygnmgfour-waygev pmhpoTevEcgmptsp: eTphPOg
fo:yg Chn:1g nrg ipinmPg etg o::pttpMg dtevEg Merrpmpv g tp tg nrg :nv mnhg hevptcg +ye:yg ompg
ipmEpMg nEp ypmgnvg ypgipinmPgCdtOg.ypvgogmpoMgnmg+me pgetgCpEdvg ngnvpgChn:1cgogmpoMg
nmg+me pg ngn ypmgChn:1tg:ovgCpgnTpmhosspMg+e yg ypgremt gnvpOgxypginmpgChn:1tcg ypginmpg
 yo gnTpmhossevEg:ovgCpgMnvpOgutgovgovohnEPcg:nvteMpmgpo evEgogsho pgnrgrnnMg+e ygogrnm1Og
x+nk+oPg ev pmhpoTevEg +ndhMg ipovg MeTeMevEg  ypg rnnMg nv ng  +ng sho ptg ovMg po evEg +e yg
Cn ygyovMtcgdtevEg +ngrnm1tOg/,ndmk+oPgev pmhpoTevEg+ndhMgmpGdempg +nginmpgyovMtOg9d0g0g
LpipiCpmg yo gypmpg ypgsmn:pttnmgetgMnevEg ypgRpo evERgovMge getgid:ygrot pmg yovg ypg
rnm1tg/ipinmP0gRrppMevERge g/dvhe1pgogspmtnvcg+yntpgyovMtgompgEpvpmohhPgrot pmO0g
g
Rvg nmMpmg  ng Ep g  ypg Cpt g spmrnmiov:pg rmnig  yetg  Pspg nrg ipinmPg tPt picg :nvtp:d eTpg
ipinmPg oMMmpttptg ompg tsmpoMg nTpmg  ypg Merrpmpv g Chn:1tg nrg ipinmPOg Rvg n ypmg +nmMtcg erg
Pndg yoTpg =g Chn:1tg nrg ev pmhpoTpMg ipinmPcg  ypg tPt pig MnptvQ g rehhg  ypg remt g Chn:1cg ovMg
 ypvg ypgtp:nvMgovMgtngnvOgR gdtptgohhg=gChn:1tcgtsmpoMevEg ypgipinmPgomndvMgtng yo g
 ypgev pmhpoTevEg:ovgCpgpAshne pMOg
Rv pmhpoTevEg etg ovg oMTov:pMg  p:yveGdpg  yo g etg vn g EpvpmohhPg tdssnm pMg CPg int g -ag
in ypmCnomMtcg int g he1phPg Mdpg  ng :nt Og R g etg int g yphsrdhg nvg yeEykpvMg tPt pitcg
ptsp:eohhPg tpmTpmtcg  yo g yoTpg  ng smn:pttg og Empo g Mpohg nrg evrnmio envg Gde:1hPOg xypg
Rv phg
wmenvg:yestp getgnvpg yo gMnptgtdssnm gipinmPgev pmhpoTevEOg
g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
UNIT 10 
 
MULTIPROCESSORS 
 
e
e
10.1 cUM/MnkI/gakgnaetiepdykgs/tnIaat/ae
10.2 hokI/ntooInkgtoeak/dnkd/Ie
10.2.1 RgpI2aUM/IDentpptoeHdae
10.2.2 Sdykg2st/kepIpt/1e
10.2.3 c/taaHM/eaEgknUe
10.2.4 SdykgakMlIeaEgknUgoleoIkEt/Te
10.2.5 81sI/ndHIegokI/ntooInkgtoe
10.3 hokI/es/tnIaat/eM/Hgk/Mkgtoe
10.4 cMnUIentUI/IonIe
e
10.1 Introduction to MULTIPROCESSORS 
 
cUM/MnkI/gakgnae tie Sdykgs/tnIaat/a9e Pe pdykgs/tnIaat/ae a1akIpe gae Moe gokI/ntooInkgtoe tie
kEtet/ept/IecG3aeEgkUepIpt/1eMoDegosdk2tdksdkeIGdgs pIokbeRUIekI/pevs/tnIaat/wegoe
multiprocessor nMoe pIMoe IgkUI/e Me nIok/Mye s/tnIaagole dogke 4cG36e t/eMoe gosdk2tdksdke
s/tnIaat/e4h0G6bee
e
e ctpsdkI/aeM/IegokI/ntooInkIDeEgkUeIMnUetkUI/eH1epI MoaetientppdognMkgtoeygoIae
kte it/pe Mecomputer  networkbe RUIe oIkEt/Te ntoagakae tie aI5I/Mye Mdktotptdae ntpsdkI/ae
kUMke pM1e t/e pM1e otke ntppdognMkIe EgkUe IMnUe tkUI/be Pepdykgs/tnIaat/e a1akIpe gae
ntok/tyyIDeH1etoIetsI/Mkgolea1akIpekUMkes/t5gDIaegokI/MnkgtoeHIkEIIoes/tnIaat/aeMoDeMyye
kUIentpstoIokaetiekUIea1akIpenttsI/MkIegoekUIeatydkgtoetieMes/tHyIpbe
e
e Sdykgs/tnIaagolegps/t5IaekUIe/IygMHgygk1etiekUIea1akIpeatekUMkeMeiMgyd/Iet/eI//t/egoe
toIesM/keUMaeMeygpgkIDeIiiInketoekUIe/IaketiekUIea1akIpbehieMeiMdykenMdaIaetoIes/tnIaat/ekte
iMgyOe Me aIntoDe s/tnIaat/e nMoe HIe MaagloIDe kte sI/it/pe kUIe idonkgtoae tie kUIe DgaMHyIDe
s/tnIaat/beRUIea1akIpeMaeMeEUtyIenMoentokgodIekteidonkgtoent//Inky1eEgkUesI/UMsaeatpIe
ytaaegoeIiigngIon1be
e
e RUIeHIoIigkeDI/g5IDei/tpeMepdykgs/tnIaat/aet/lMog( MkgtoegaeMoegps/t5IDea1akIpe
sI/it/pMonIbeRUIea1akIpeDI/g5IaegkaeUglUesI/it/pMonIei/tpekUIeiMnkekUMkentpsdkMkgtoae
nMoes/tnIIDegoesM/MyyIyegoetoIetiekEteEM1abe
1. SdykgsyIegoDIsIoDIokeEtHaenMoeHIepMDIektetsI/MkIegoesM/MyyIyb 
2. PeagolyIeEtHenMoeHIesM/kgkgtoIDegoktepdykgsyIesM/MyyIyekMaTab 
e
 
10.2. Interconnection Structures: 
e

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
RUIe ntpstoIokae kUMke it/pe Me pdykgs/tnIaat/ae a1akIpe M/Ie cG3aOe h0Gae ntooInkIDe kte
gosdk2tdksdke DI5gnIaOe MoDe Me pIpt/1e dogke kUMke pM1e HIe sM/kgkgtoIDe gokte Me odpHI/e tie
aIsM/MkIe ptDdyIabe RUIe gokI/ntooInkgtoe HIkEIIoe kUIe ntpstoIokae nMoe UM5Ie DgiiI/Ioke
sU1agnMyentoigld/MkgtoaOeDIsIoDgoletoekUIeodpHI/etiek/MoaiI/esMkUaekUMkeM/IeM5MgyMHyIe
HIkEIIoe kUIe s/tnIaat/ae MoDe pIpt/1e goe Me aUM/IDe pIpt/1e a1akIpe t/e Mptole kUIe
s/tnIaagole IyIpIokae goe Me yttaIy1e ntdsyIDe a1akIpbe RUI/Ie M/Ie aI5I/Mye sU1agnMye it/pae
M5MgyMHyIe it/e IakMHygaUgole Moe gokI/ntooInkgtoe oIkEt/Tbe WtpIe tie kUIaIe anUIpIae M/Ie
s/IaIokIDegoekUgaeaInkgto9e
1. RgpI2aUM/IDentpptoeHdae
2. Sdykgst/kepIpt/1 
3. c/taaHM/eaEgknU 
4. SdykgakMlIeaEgknUgoleoIkEt/T 
5. 81sI/ndHIea1akIp 
e
e
10.2.1  Time-shared Common Bus: ee
e
Pe ntppto2Hdae pdykgs/tnIaat/e a1akIpe ntoagakae tie Me odpHI/e tie s/tnIaat/ae ntooInkIDe
kU/tdlUe Me ntpptoe sMkUe kte Me pIpt/1e dogkbe Pe kgpI2aUM/IDe ntpptoe Hdae it/e ig5Ie
s/tnIaat/aegaeaUtEoegoeiglbe:<2:be0oy1etoIes/tnIaat/enMoentppdognMkIeEgkUekUIepIpt/1e
t/e MotkUI/e s/tnIaat/e Mke Mo1e lg5Ioe kgpIbe R/MoaiI/e tsI/Mkgtoae M/Ie ntoDdnkIDe H1e kUIe
s/tnIaat/e kUMke gae goe ntok/tye tie kUIe Hdae Mke kUIe kgpIbe Po1e tkUI/e s/tnIaat/e EgaUgole kte
gogkgMkIeMek/MoaiI/epdakeig/akeDIkI/pgoIekUIeM5MgyMHgygk1eakMkdaetiekUIeHdaOeMoDetoy1eMikI/e
kUIeHdaeHIntpIaeM5MgyMHyIenMoekUIes/tnIaat/eMDD/IaaekUIeDIakgoMkgtoedogkektegogkgMkIekUIe
k/MoaiI/be Pe ntppMoDe gae gaadIDe kte goit/pe kUIe DIakgoMkgtoe dogke EUMke tsI/Mkgtoe gae kte HIe
sI/it/pIDbe RUIe /InIg5gole dogke /Intlog(Iae gkae MDD/Iaae goe kUIe Hdae MoDe /IastoDae kte kUIe
ntok/tye agloMyae i/tpe kUIe aIoDI/Oe MikI/e EUgnUe kUIe k/MoaiI/e gae gogkgMkIDbe RUIe a1akIpe pM1e
IuUgHgke k/MoaiI/e ntoiygnkae agonIe toIe ntpptoe Hdae gaeaUM/IDe H1e Myye s/tnIaat/abe RUIaIe
ntoiygnkae pdake HIe /Iaty5IDe H1e gont/st/Mkgole Me Hdae ntok/tyyI/e kUMke IakMHygaUIae s/gt/gkgIae
MptolekUIe/IGdIakgoledogkabe
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
e
Fgld/Ie:<2:eRgpI2aUM/IDentpptoeHdaet/lMog(Mkgtobe
Memory unit 
CPU 1  IOP 2 CPU 2  CPU 3  IOP 1 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
A pez1SO rNCCNzR4up p2ptOC ep gOptgertOI tN NzO tgazpmOg at a teCO3 .cep COazp 
tcat  ycOz  NzO  ogNrOppNg  ep  rNCCuzeratez1  yetc  tcO  COCNg2n  aSS  NtcOg  ogNrOppNgp  agO 
OetcOg  4up2  yetc  eztOgzaS  NoOgateNzp  Ng  Cupt  4O  eISO  yaetez1  mNg  tcO  4up3  Ap  a 
rNzpO/uOzrOn tcO tNtaS N-OgaSS tgazpmOg gatO yetcez tcO p2ptOC ep SeCetOI 42 tcO poOOI Nm 
tcO pez1SO oatc3 .cO ogNrOppNgp ez tcO p2ptOC raz 4O FOot 4up2 CNgO NmtOz tcgNu1c tcO 
eCoSOCOztateNz Nm tyN Ng CNgO ezIOoOzIOzt 4upOp tN oOgCet CuSteoSO peCuStazONup 4up 
tgazpmOgp3 7NyO-Ogn tcep ezrgOapOp tcO p2ptOC rNpt azI rNCoSOBet23 
 
  A  CNgO  OrNzNCeraS  eCoSOCOztateNz  Nm  a  IuaS  4up  ptgurtugO  ep  IOoertOI  ez  8e13 
7OgO yO ca-O a zuC4Og Nm SNraS 4upOp Oarc rNzzOrtOI tN etp Nyz SNraS COCNg2 azI tN 
NzO  Ng  CNgO  ogNrOppNgp3  Larc  SNraS  4up  Ca2  4O  rNzzOrtOI  tN  a  :lVn  az  Yfln  Ng  az2 
rNC4ezateNz Nm ogNrOppNgp3 A p2ptOC 4up rNztgNSSOg SezFp Oarc SNraS  4up tN a rNCCNz 
p2ptOC  4up3  .cO Ykf  IO-erOp rNzzOrtOI  tN  tcO  SNraS Yfln  ap  yOSS  ap  tcO  SNraS  COCNg2n 
agO a-aeSa4SO tN tcO SNraS ogNrOppNg3 .cO COCNg2 rNzzOrtOI tN tcO rNCCNz p2ptOC 4up 
ep pcagOI 42 aSS ogNrOppNgp3 Ym az Yfl ep rNzzOrtOI IegOrtS2 tN tcO p2ptOC 4upn tcO Ykf 
IO-erOp attarcOI tN et Ca2 4O IOpe1zOI ap a rarcO COCNg2 attarcOI tN tcO :lV 9pOO TOr3 
wGR”E3  Yz  tcep  ya2n  tcO  a-Oga1O  arrOpp  teCO  Nm  tcO SNraS  COCNg2  raz  4O  CaIO  tN 
aoogNarc tcO r2rSO teCO Nm tcO :lV tN ycerc et ep attarcOI3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
System 
bus 
controller 
CPU   IOP  Local 
memory 
Common 
share 
memory 
System 
bus 
controller CPU   IOP  Local 
memory 
System 
bus 
controller 
CPU   Local 
memory 
Local Bus  Local Bus 
Local Bus 
System Bus 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
10.2.2 Multi-port Memory:  
 
A CuSteoNgt COCNg2 p2ptOC OCoSN2p pOoagatO 4upOp 4OtyOOz Oarc COCNg2 CNIuSO azI 
Oarc :lV3 .cep ep pcNyz ez 8e13 wKRK mNg mNug :lVp azI mNug COCNg2 CNIuSOp 9sspE3 
Larc ogNrOppNg 4up ep rNzzOrtOI tN Oarc COCNg2 CNIu SO3 A ogNrOppNg 4up rNzpeptp Nm 
tcO aIIgOppn Iata azI rNztgNS SezOp gO/uegOI tN rNCCuzeratO yetc COCNg23 .cO COCNg2 
CNIuSO  ep paeI tN ca-O mNug  oNgtp azI Oarc oNgt arrNCCNIatOp NzO Nm tcO 4upOp3 .cO 
CNIuSO  Cupt  ca-O  eztOgzaS  rNztgNS  SN1er  tN  IOtOgCezO  ycerc  oNgt  yeSS  ca-O  arrOpp  tN 
COCNg2  at  az2  1e-Oz  teCO3  sOCNg2  arrOpp  rNzmSertp  agO  gOpNS-OI  42  appe1zez1  meBOI 
ogeNgeteOp  tN  Oarc  COCNg2  oNgt3  .cO  ogeNget2  mNg  COCNg2  arrOpp  appNreatOI  yetc  Oarc 
ogNrOppNg Ca2 4O Opta4SepcOI 42 tcO oc2peraS oNgt oNpeteNz tcat etp 4up NrruoeOp ez Oarc 
CNIuSO3 .cup :lV w yeSS ca-O ogeNget2 N-Og :lV Gn :lV G yeSS ca-O ogeNget2 N-Og :lV Kn 
azI :lV “ yeSS ca-O tcO SNyOpt ogeNget23 
 
  .cO  aI-azta1O  Nm  tcO  CuSteoNgt  COCNg2  Ng1aze(ateNz  ep  tcO  ce1c  tgazpmOg  gatO 
tcat  raz  4O  arceO-OI  4OraupO  Nm  tcO  CuSteoSO  oatcp 4OtyOOz  ogNrOppNgp  azI  COCNg23 
.cO IepaI-azta1O ep tcat et gO/uegOp OBoOzpe-O COCNg2 rNztgNS SN1er azI a Sag1O zuC4Og 
Nm  ra4SOp  azI  rNzzOrtNgp3  Ap  a  rNzpO/uOzrOn  tcep  eztOgrNzzOrteNz  ptgurtugO  ep  upuaSS2 
aoogNogeatO mNg p2ptOCp yetc a pCaSS zuC4Og Nm ogNrOppNgp3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
CPU 1 
MM 1  MM 2  MM 3  MM 4 
CPU 2 
CPU 3 
CPU 4 
Memory Modules 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
 
8e1ugO wKRK suSteoNgt COCNg2 Ng1aze(ateNz3 
 
 
 
10.2.3 Crossbar Switch 
 
.cO rgNpp4ag pyetrc Ng1aze(ateNz rNzpeptp Nm a zuC4Og Nm rgNpp ogeztp tcat agO oSarOI at 
eztOgpOrteNzp  4OtyOOz  ogNrOppNg  4upOp  azI  COCNg2  CNIuSO  oatcp3  8e1ugO  pcNyp  a 
rgNpp4ag  pyetrc  eztOgrNzzOrteNz  4OtyOOz  mNug  :lVp  azI  mNug  COCNg2  CNIuSOp3  .cO 
pCaSS p/uagO ez Oarc rgNpp oNezt ep a pyetrc tcat IOtOgCezOp tcO oatc mgNC a ogNrOppNg 
tN  a  COCNg2  CNIuSO3  Larc  pyetrc  oNezt  cap  rNztgNS  SN1er  tN  pOt  uo  tcO  tgazpmOg  oatc 
4OtyOOz a ogNrOppNg azI COCNg23 Yt OBaCezOp tcO aIIgOpp tcat ep oSarOI ez tcO 4up tN 
IOtOgCezO  ycOtcOg  etp  oagteruSag  CNIuSO  ep  4Oez1  aIIgOppOI3  Yt  aSpN  gOpNS-Op  CuSteoSO 
gO/uOptp mNg arrOpp tN tcO paCO COCNg2 CNIuSO Nz a ogOIOtOgCezOI ogeNget2 4apep3 
 
  8e1ugO  pcNyp  tcO  muzrteNzaS  IOpe1z  Nm  a  rgNpp4ag  pyetrc  rNzzOrtOI  tN  NzO 
COCNg2 CNIuSO3 .cO regruet rNzpeptp Nm CuSteoSOBOp tcat pOSOrt tcO Iatan aIIgOppn azI 
rNztgNS  mgNC  NzO  :lV  mNg  rNCCuzerateNz  yetc  tcO  COCNg2  CNIuSO3  lgeNget2  SO-OSp  agO 
Opta4SepcOI 42 tcO ag4etgateNz SN1er tN pOSOrt NzO :lV ycOz tyN Ng CNgO :lVp attOCot 
tN arrOpp tcO paCO COCNg23 .cO CuSteoSOBOp agO rNztgNSSOI yetc tcO 4ezag2 rNIO tcat ep 
1OzOgatOI 42 a ogeNget2 OzrNIOg yetcez tcO ag4etgateNz SN1er3 
 
  A  rgNpp4ag  pyetrc  Ng1aze(ateNz  puooNgtp  peCuStazON up  tgazpmOgp  mgNC  aSS 
COCNg2  CNIuSOp  4OraupO  tcOgO  ep  a  pOoagatO  oatc  appNreatOI  yetc  Oarc  CNIuSO3 
7NyO-Ogn  tcO  cagIyagO  gO/uegOI  tN  eCoSOCOzt  tcO  pyetrc  rNuSI  4O  /uetO  Sag1O  azI 
rNCoSOB3 
  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
MM 1  MM 2  MM 3  MM 4 
CPU 1 
CPU 2 
CPU 3 
Memory Modules 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8e1ugO wKR“ :gNpp4ag Tyetrc 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
8e1ugO PSNrF Iea1gaC Nm rgNpp4ag pyetrc 
 
10.2.4 Multistage Switching Network:  
.cO  4aper  rNCoNzOzt  Nm  a  CuStepta1O  zOtyNgF  ep  a  tyNRezoutn  tyNRNutout  eztOgrcaz1O 
pyetrc3  Ap  pcNyz  ez  me13  tcO  G  T  G  pyetrc  cap  tyN  ezoutpn  Sa4OSOI  A  azI  Pn  azI  tyN 
Nutoutpn  Sa4OSOI  –  azI  w3  .cOgO  agO  rNztgNS  pe1zaSp  9zNt  pcNyzE  appNreatOI  yetc  tcO 
pyetrc tcat Opta4Sepc tcO eztOgrNzzOrteNz 4OtyOOz tcO ezout azI Nutout tOgCezaSp3 .cO 
pyetrc cap tcO raoa4eSet2 Nm rNzzOrtez1 ezout A tN OetcOg Nm tcO Nutoutp3 .OgCezaS P Nm 
tcO pyetrc 4Oca-Op ez a peCeSag mapceNz3 .cO pyetrc aSpN cap tcO raoa4eSet2 tN ag4etgatO 
4OtyOOz rNzmSertez1 gO/uOptp3 Ym ezoutp A azI P 4Ntc gO/uOpt tcO paCO Nutout tOgCezaSn 
NzS2 NzO Nm tcOC yeSS 4O rNzzOrtOIK tcO NtcOg yeSS 4O 4SNrFOI3  
 
  Vpez1 tcO G T G pyetrc ap a 4ueSIez1  4SNrFn et ep  oNppe4SO tN 4ueSI a CuStepta1O 
zOtyNgF  tN  rNztgNS  tcO  rNCCuzerateNz  4OtyOOz  a  zuC4Og  Nm  pNugrO  azI  IOptezateNzp3 
 
 
 
 
Memory 
Module 
Data 
Address 
Read/Write 
Memory 
Enabled 
 
 
 
 
Multiplexes 
and 
arbitration 
logic 
Data, address, and control 
from CPU 1 
Data, address, and control 
from CPU 2 
Data, address, and control 
from CPU 3 
Data, address, and control 
from CPU 4 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
000 
001 




010 
011 
100 
101 


110 
111 


P1 
P2 




.N pOO cNy tcep ep INzOn rNzpeIOg tcO 4ezag2 tgOO pcNyz 8e13 wKRv3 .cO tyN ogNrOppNgp 
P
1 azI l2 agO rNzzOrtOI tcgNu1c pyetrcOp tN Oe1ct COCNg2 CNI uSOp CagFOI ez 4ezag2 
mgNC  –––  tcgNu1c  www3  .cO  oatc  mgNC  pNugrO  tN  a  IOptezateNz  ep  IOtOgCezOI  mgNC  tcO 
4ezag2  4etp  Nm  tcO  IOptezateNz  zuC4Og3  .cO  megpt  4et  Nm  tcO  IOptezateNz  zuC4Og 
IOtOgCezOp tcO pyetrc Nutout ez tcO megpt SO-OS3 .cO pOrNzI 4et poOremeOp tcO Nutout Nm tcO 
pyetrc ez tcO pOrNzI SO-OSn azI tcegI 4et poOremeOp tcO Nutout Nm tcO pyetrc ez tcO tcegI 
SO-OS3 8Ng OBaCoSOn tN rNzzOrt l
1 tN COCNg2 w–wn et ep zOrOppag2 tN mNgC a oatc mgNC l 1 
tN Nutout w ez tcO megpt SO-OS pyetrcn Nutout – ez tcO pOrNzIRSO-OS pyetrcn azI Nutout w ez 
tcO tcegIRSO-OS pyetrc3 Yt ep rSOag tcat OetcOg lw Ng lG raz 4O rNzzOrtOI tN az2 NzO Nm tcO 
Oe1ct COCNgeOp3 :Ogtaez gO/uOpt oattOgzpn cNyO-Ogn razzNt 4O patepmeOI peCuStazONupS23 
8Ng OBaCoSOn em lw ep rNzzOrtOI tN NzO Nm tcO IOptezateNzp ––– tcgNu1c –wwnlG raz 4O 
rNzzOrtOI tN NzS2 NzO Nm tcO IOptezateNzp w–– tcgNu1c www3 
 
saz2 IemmOgOzt tNoNSN1eOp ca-O 4OOz ogNoNpOI mNg CuStepta1O pyetrcez1 zOtyNgFp 
tN rNztgNS ogNrOppNgRCOCNg2 rNCCuzerateNz ez a te1ctS2 rNuoSOI CuSteogNrOppNg p2ptOC 
Ng tN rNztgNS tcO rNCCuzerateNz 4OtyOOz tcO ogNrOppez1 OSOCOztp ez a SNNpOS2 rNuoSOI 
p2ptOC3 fzO purc tNoNSN12 ep tcO NCO1aRpyetrcez1 zOtyNgF pcNyz ez 8e13 wKRx3 Yz tcep 
rNzme1ugateNzn tcOgO ep OBartS2 NzO oatc mgNC Oarc pNugrO tN az2 oagteruSag IOptezateNz3 
TNCO  gO/uOpt  oattOgzpn  cNyO-Ogn  razzNt  4O  rNzzOrtOI  peCuStazONupS23  8Ng  OBaCoSOn 
az2 tyN pNugrOp razzNt 4O rNzzOrtOI peCuStazONupS2 tN IOptezateNzp ––– azI ––w3 
 
8e1ugO foOgateNz Nm G T G eztOgrcaz1O pyetrc3 
 
 
 
 
 
8e1ugO Pezag2 tgOO yetc G T G pyetrcOp3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
   
 
   
 
 

B



B


A connected to 0  A connected to 1 

B


B connected to 0 


B

B connected to 1 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
 
 
 
 
 
 
 
A  oagteruSag gO/uOpt ep ezeteatOI  ez tcO pyetrcez1 zOtyNgF 42 tcO pNugrOn ycerc 
pOzIp  a  KR  4et  oattOgz  gOogOpOztez1  tcO  IOptezateNz  zuC4Og3  Ap  tcO  4ezag2  oattOgz 
CN-Op tcgNu1c tcO zOtyNgFn Oarc SO-OS OBaCezOp a IemmOgOzt 4et tN IOtOgCezO tcO G T G 
  pyetrc  pOttez13  MO-OS  w  ezpoOrtp  tcO  CNpt  pe1zemerazt  4etn  SO-OS  G  ezpoOrtp  tcO 
CeIISO  4etn  azI  SO-OS  K  ezpoOrtp  tcO  SOapt  pe1zemerazt  4et3  5cOz  tcO  gO/uOpt  agge-Op  Nz 
OetcOg ezout Nm tcO G T G pyetrcn et ep gNutOI tN tcO uooOg Nutout em tcO poOremeOI 4et ep – 
Ng tN tcO SNyOg Nutout em tcO 4et ep w3  
 
Yz  a  te1ctS2  rNuoSOI  CuSteogNrOppNg  p2ptOCn  tcO  pNugrO  ep  a  ogNrOppNg  azI  tcO 
IOptezateNz ep a COCNg2 CNIuSO3 .cO megpt oapp tcgNu1c tcO zOtyNgF pOtp uo tcO oatc3 
TurrOOIez1 oappOp agO upOI tN tgazpmOg tcO aIIgOpp eztN COCNg2 azI tcOz tgazpmOg tcO 
Iata  ez  OetcOg  IegOrteNzn  IOoOzIez1  Nz  ycOtcOg  tcO gO/uOpt  ep  a  gOaI  Ng  a  ygetO3  Yz  a 
SNNpOS2 rNuoSOI CuSteogNrOppNg p2ptOCn 4Ntc tcO pNugrO azI IOptezateNz agO ogNrOppez1 
OSOCOztp3 AmtOg tcO oatc ep Opta4SepcOIn tcO pNugrO ogNrOppNg tgazpmOgp a COppa1O tN tcO 
IOptezateNz ogNrOppNg3  
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
10.2.5 Hypercube Interconnection  
 








000 
001 
010 
011 
100 
101 
110 
111 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO c2oOgru4O Ng 4ezag2 z ) ru4O CuSteogNrOppNg ptgurtugO ep a SNNpOS2 rNuoSOI 
p2ptOC rNCoNpOI Nm d I G
n
 ogNrOppNg eztOgrNzzOrtOI ez az zR IeCOzpeNzaS 4ezag2 ru4O3 
Larc ogNrOppNg mNgCp a zNIO Nm tcO ru4O3 AStcNu1c et ep ruptNCag2 tN gOmOg tN Oarc zNIO 
ap ca-ez1 a ogNrOppNgn ez OmmOrt et rNztaezp zNt NzS2 a :lV 4ut aSpN SNraS COCNg2 azI 
Ykf  eztOgmarO3  Larc  ogNrOppNg  cap  IegOrt  rNCCuzerateNz  oatcp  tN  z  NtcOg  zOe1c4Ng 
ogNrOppNgp3 .cOpO oatcp rNggOpoNzI tN tcO OI1Op Nm tcO ru4O3 .cOgO agO G

Ieptezrt zR 4et 
4ezag2 aIIgOppOp tcat raz 4O appe1zOI tN tcO ogNrOppNgp3 Larc ogNrOppNg aIIgOpp IemmOgp 
mgNC tcat Nm Oarc Nm etp z zOe1c4Ngp 42 OBartS2 NzO 4et oNpeteNz3  
 
8e1ugO  wKRX  pcNyp  tcO  c2oOgru4O  ptgurtugO  mNg  z  I  wnGn  azI  K3  A  NzORru4O 
ptgurtugO  cap  z  I  w  azI  GW  I  G3  Yt  rNztaezp  tyN  ogNrOppNg  eztOgrNzzOrtOI  42  a  pez1SO 
oatc3 A tyNRru4O ptgurtugO cap zI G azI GW I “3 Yt rNztaezp mNug zNIOp eztOgrNzzOrtOI 
ap a p/uagO3 A tcgOOR ru4O ptgurtugO cap Oe1ct zNIOp eztOgrNzzOrtOI ap a ru4O3 Az z ) 
ru4O  ptgurtugO  cap  GW  zNIOp  yetc  a  ogNrOppNg  gOpeIez1  ez  Oarc  zNIO3  Larc  zNIO  ep 
appe1zOI a 4ezag2 aIIgOpp ez purc a ya2 tcat tcO aIIgOppOp Nm tyN zOe1c4Ngp IemmOg ez 
OBartS2 NzO 4et oNpeteNz3 8Ng OBaCoSOn tcO tcgOO zOe1c4Ngp Nm tcO zNIO yetc aIIgOpp w–– 
ez a tcgOO ) ru4O ptgurtugO agO –––n ww–nazI w–w Oarc Nm tcOpO 4ezag2 zuC4Ogp IemmOgp 
mgNC aIIgOpp w–– 42 NzO 4et -aSuO3  
 
UNutez1  COppa1O  tcgNu1c  az  zRru4O  ptgurtugO  Ca2  taFO  mgNC  NzO  tN  z  SezFp 
mgNC a pNugrO zNIO tN a IOptezateNz zNIO3 8Ng OBaCoSOn ez a tcgOOR ru4O ptgurtugOn zNIO 
tN  a  IOptezateNz  zNIO3  8Ng  OBaCoSOn  ez  a  tcgOOR  ru4O  ptgurtugOn  zNIO  –––  raz 
rNCCuzeratO IegOrtS2 yetc  zNIO ––w3 Yt Cupt rgNpp at SOapt tyN SezFp tN rNCCuzeratO 
yetc  –ww  9mgNC  –––  tN  ––w  tN  –ww  Ng  mgNC  –––  tN  –w–  tN  –wwE3  Yt  ep  zOrOppag2  tN  1N 
tcgNu1c  at  SOapt  tcgOO  SezFp  tN  rNCCuzeratO  mgNC  zNIO  –––  tN  zNIO  www3  A  gNutez1 
ogNrOIugO raz 4O IO-OSNoOI 42 rNCoutez1 tcO OBrSupe-O )fU Nm tcO pNugrO zNIO aIIgOpp 
yetc  tcO  IOptezateNz  zNIO  aIIgOpp3  .cO  gOpuStez1  4ezag2  -aSuO  yeSS  ca-O  w  4etp 
rNggOpoNzIez1  tN  tcO  aBOp  Nz  ycerc  tcO  tyN  zNIOp  IemmOg3  .cO  COppa1O  ep  tcOz  pOzt 
aSNz1 az2 NzO Nm tcO aBOp3 8Ng OBaCoSOn ez a tcgOOR ru4O ptgurtugOn a COppa1O at –w– 
1Nez1 tN ––w ogNIurOp az OBrSupe-OR fU Nm tcO tyNRaIIgOpp O/uaS tN –ww3 .cO COppa1O 
raz 4O pOzt aSNz1 tcO pOrNzI aBep tN ––– azI tcOz tcgNu1c tcO tcegI aBep tN ––w3  
 
   
   
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

1  00 
01 
00 
00 
010 
111 
110 
011 
00

One-cube  Two-cube 
Three-cube 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
e
e
e
e
e
e
Pe /Is/IaIokMkg5Ie tie kUIe U1sI/ndHIe M/nUgkInkd/Ie gae kUIe hokIye hsane ntpsdkI/e
ntpsyIubehkentoagakaetie:;Be4oeIeA6epgn/tntpsdkI/aentooInkIDekU/tdlUentppdognMkgtoe
nUMooIyabe AMnUe otDIe ntoagakae tie cG3Oe Me iytMkgol2stgoke s/tnIaat/Oe ytnMye pIpt/1Oe MoDe
aI/gMye ntppdognMkgtoe gokI/iMnIe dogkabe RUIe goDg5gDdMye otDIae tsI/MkIe goDIsIoDIoky1e toe
DMkMeakt/IDegoeytnMyepIpt/1eMnnt/Dgolekte/IagDIokes/tl/MpabeRUIeDMkMeMoDes/tl/Mpaekte
IMnUeotDIentpIekU/tdlUeMepIaaMlI2esMaagolea1akIpei/ tpetkUI/eotDIaet/ei/tpeMendHIe
pMoMlI/be PssygnMkgtoe s/tl/Mpe M/Ie DI5IytsIDe MoDe ntpsygIDe toe kUIe ndHIe pMoMlI/e MoDe
kUIoe DtEoytMDe kte kUIe goDg5gDdMye otDIabe ctpsdkMkgtoae M/Ie Dgak/gHdkIDe kU/tdlUe kUIe
a1akIpeMoDeIuIndkIDentond//Ioky1be
e
e
10.3 Interprocessor Arbitration  
 
ctpsdkI/ea1akIpaentokMgoeMeodpHI/etieHdaIaeMke5M/gt daeyI5IyaekteiMngygkMkIekUIe
k/MoaiI/e tie goit/pMkgtoe HIkEIIoe ntpstoIokabe RUIe cG3e ntokMgoae Me odpHI/e tie gokI/oMye
HdaIaeit/ek/MoaiI//golegoit/pMkgtoeHIkEIIoes/tnIaat/e/IlgakI/aeMoDePf3bePepIpt/1eHdae
ntoagakaetieygoIaeit/ek/MoaiI//goleDMkMOeMDD/IaaOeMoDe/IMDDE/gkIegoit/pMkgtobePoehD0eHdae
gae daIDe kte k/MoaiI/e goit/pMkgtoe kte MoDe i/tpe gosdke MoDe tdksdke DI5gnIabe Pe Hdae kUMke
ntooInkae pMEt/e ntpstoIokae goe Me pdykgs/tnIaat/e a1akIpOe adnUe Mae cG3aOe h0GaOe MoDe
pIpt/1OegaenMyyIDeMea1akIpeHdabeRUIesU1agnMyeng/ndgkaetieMea1akIpeHdaeM/IentokMgoIDegoe
Me odpHI/e tie gDIokgnMye s/gokIDe ng/ndgke HtM/Dabe AMnUeHtM/De goe kUIe a1akIpe HIytolae kte Me
sM/kgndyM/e ptDdyIbe RUIe HtM/De ntoagakae kte ng/ndgkae ntooInkIDe goe sM/MyyIye kU/tdlUe
ntooInkt/abe AMnUe sgoe tie IMnUe ng/ndgke ntooInkt/e gae ntooInkIDe H1e Me Eg/Ie kte kUIe
nt//IastoDgole sgoe tie Myye tkUI/e ntooInkt/ae goe tkUI/eHtM/Dabe RUdae Mo1e HtM/De nMoe HIe
sydllIDegokteMeaytkegoekUIeHMnTesyMoIekUMkeit/paekUIea1akIpeHdabee
e
RUIe s/tnIaat/ae goe Me aUM/IDe pIpt/1e pdykgs/tnIaat/e a1akIpe /IGdIake MnnIaae kte
ntpptoe pIpt/1e t/e tkUI/e ntpptoe /Iatd/nIae kU/tdlUe kUIe a1akIpe Hdabe hie ote tkUI/e
s/tnIaat/e gae nd//Ioky1e dkgyg(Mkgtoe kUIe HdaOe kUIe /IGdIakgole s/tnIaat/e pM1e HIe l/MokIDe
MnnIaaegppIDgMkIy1be8tEI5I/OekUIe/IGdIakgoles/tnIaat/epdakeEMgkegieMotkUI/es/tnIaat/e
gae nd//Ioky1e dkgyg(gole kUIe a1akIpe Hdabe Fd/kUI/pt/IOe tkUI/e s/tnIaat/ae pM1e /IGdIake kUIe
a1akIpe Hdae Mke kUIe aMpIe kgpIbe P/Hgk/Mkgtoe pdake kUIoeHIe sI/it/pIDe kte /Iaty5Ie kUgae
pdykgsyIentokIokgtoeit/ekUIeaUM/IDe/Iatd/nIabeRUIeM/Hgk/MkgtoeytlgneEtdyDeHIesM/ketiekUIe
a1akIpeHdaentok/tyyI/esyMnIDeHIkEIIoekUIeytnMyeHdaeMoDekUIea1akIpeHdaeMaeaUtEoegoeiglbe
:<e)e;be
ee
10.4 Cache Coherence  
e
000 
000  100 
101 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
.cO  ogeCag2  aI-azta1O  Nm  rarcO  ep  etp  a4eSet2  tN  gOIurO  tcO  a-Oga1O  arrOpp  teCO  ez 
uzeogNrOppNgp3 5cOz tcO ogNrOppNg mezIp a yNgI ez rarcO Iugez1 a gOaI NoOgateNzn tcO 
Caez COCNg2 ep zNt ez-NS-OI ez tcO tgazpmOg3 Ym tcO NoOgateNz ep tN ygetOn tcOgO agO tyN 
rNCCNzS2 upOI ogNrOIugOp tN uoIatO COCNg23 Yz tcO y getO ) tcgNu1c oNSer2n 4Ntc rarcO 
azI Caez COCNg2 agO uoIatOI yetc O-Og2 ygetO NoOgateNz3 Yz tcO ygetOR4arF oNSer2n NzS2 
tcO rarcO ep uoIatOI azI tcO SNrateNz ep CagFOI pN tcat et raz 4O rNoeOI SatOg eztN Caez 
COCNg23  
 
Yz a pcagOI COCNg2 CuSteogNrOppNg p2ptOCn aSS tcO ogNrOppNgp pcagO a rNCCNz 
COCNg23 Yz aIIeteNzn Oarc ogNrOppNg Ca2 ca-O a SNraS COCNg2n oagt Ng aSS Nm ycerc Ca2 
4O a rarcO3 .cO rNCoOSSez1 gOapNz mNg ca-ez1 pOoagatO rarcOp mNg Oarc ogNrOppNg ep tN 
gOIurO tcO a-Oga1O arrOpp teCO ez Oarc ogNrOppNg3 .cO paCO ezmNgCateNz Ca2 gOpeIO ez a 
zuC4Og Nm rNoeOp ez pNCO rarcOp azI Caez COCNg23 .N  OzpugO tcO a4eSet2 Nm tcO p2ptOC 
tN OBOrutO COCNg2 NoOgateNzp rNggOrtS2n tcO CuSteoSO rNoeOp Cupt 4O FOot eIOzteraS3 .cep 
gO/uegOCOzt eCoNpOp a rarcO rNcOgOzrO ogN4SOC3 A CO CNg2 prcOCO ep rNcOgOzt em tcO 
-aSuO gOtugzOI Nz a SNaI ezptgurteNz ep aSya2p tcO -aSuO 1e-Oz 42 tcO rarcO rNcOgOzrO 
ogN4SOCn  rarcez1  razzNt  4O  upOI  ez  4up  )  NgeOztOI  CuSteogNrOppNgp  yetc  tyN  Ng  CNgO 
ogNrOppNgp3 
 
Conditions for incoherence  
:arcO rNcOgOzrO ogN4SOCp OBept ez CuSteogNrOppNgp yetc oge-atO rarcOp 4OraupO 
Nm tcO zOOI tN pcagO yget a4SO  Iata3 UOaI  ) NzS2 Iata raz pamOS2  4O gOoSeratOI yetcNut 
rarcO rNcOgOzrO OzmNgrOCOzt COrcazepCp3 .N eSSuptgatO tcO ogN4SOC rNzpeIOg tcO tcgOO 
) ogNrOppNg rNzme1ugateNz yetc oge-atO rarcOp pcNyz ez 8e13 wK ) wG3 TNCOteCO Iugez1 
tcO NoOgateNz az OSOCOzt T mgNC Caez COCNg2 ep SNaIOI eztN tcO tcgOO ogNrOppNgpn lwn 
lG  azI  lK3Ap  a  rNzpO/uOzrOn  et  ep  aSpN  rNoeOI  eztN tcO  oge-atO  rarcOp  Nm  tcO  tcgOO 
ogNrOppNgp3 8Ng peCoSeret2n yO appuCO ap tcat T rNztaezp tcO -aSuO Nm 'G3 .cO SNaI Nz T 
tN tcO tcgOO ogNrOppNgp gOpuStp ez rNzpeptOzt rNoeOI ez tcO rarcOp azI Caez COCNg23  
 
Ym  NzO  Nm  tcO  ogNrOppNg  oOgmNgCp  a  ptNgO  tN  Tn  tcO rNoeOp  Nm  T  ez  tcO  rarcOp 
4OrNCO  ezrNzpeptOzt3  A  SNaI  42  tcO  NtcOg  ogNrOppNgp  yeSS  zNt  gOtugz  tcO  SatOpt  -aSuO3 
6OoOzIez1 Nz tcO COCNg2 uoIatO oNSer2 upOI ez tcO rarcOn tcO Caez COCNg2 Ca2 aSpN 
4O ezrNzpeptOzt yetc gOpoOrt tN tcO rarcO3 .cep ep pcNyz ez me13 wKRwK3 A ptNgO tN T 9Nm 
tcO -aSuO Nm wG–E eztN tcO rarcO Nm ogNrOppNg l
w uoIatOp COCNg2 tN tcO zOy -aSuO ez a 
ygetO ) tcgNu1c oNSer23 A ygetOR tcgNu1c oNSer2 Caeztaezp rNzpeptOzr2 4OtyOOz COCNg2 
azI tcO Nge1ezatez1 rarcOn 4ut tcO NtcOg rarcOp agO ezrNzpeptOzt pezrO tcO2 pteSS cNSI tcO 
NSI -aSuO3 Yz a ygetO ) 4arF oNSer2n Caez COCNg2 ep zNt uoIatOI at tcO teCO Nm tcO ptNgO3 
.cO  rNoeOp  ez  tcO  NtcOg  tyN  rarcOp  azI  Caez  COCNg2 ep  ezrNzpeptOzt3  sOCNg2  ep 
uoIatOI O-OztuaSS2 ycOz tcO CNIemeOI Iata ez tcO rarcO agO rNoeOI 4arF eztN COCNg23  
 
AzNtcOg rNzme1ugateNz tcat Ca2 raupO rNzpeptOzr2 ogN4SOCp ep a IegOrt COCNg2 
arrOpp 96sAE arte-et2 ez rNzZuzrteNz yetc az Yfl rNzzOrtOI tN tcO p2ptOC 4up3 Yz tcO 
rapO Nm ezoutn tcO 6sA Ca2 CNIem2 SNrateNzp ez Caez COCNg2 tcat aSpN gOpeIO ez rarcO 
yetcNut  uoIatez1  tcO  rarcO3  6ugez1  a  6sA  Nutoutn  COCNg2  SNrateNzp  Ca2  4O  gOaI 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
Cprnmpg ypPgompgdsMo pMgrmnig ypg:o:ypg+ypvgdtevEg ypg+me pgCo:1gsnhe:POgRDwg3gCotpMg
ipinmPg ev:nypmpv:pg:ovg CpgnTpmkg:nipgCPgio1evEg ypgRw-gog som e:esov gevg ypg:o:ypg
:nypmpv gtnhd envg yo getgoMns pMgevg ypgtPt piOgg
 
Solutions to the Cache Coherence Problem  
lomendtg t:ypiptg yoTpg Cppvg smnsntpMg  ng tnhTpg  ypg :o:ypg :nypmpv:pg smnChpig evg
tyompMg ipinmPg idh esmn:pttnmtOg .pg Met:dttg tnipg nrg  yptpg t:ypiptg CmeprhPg ypmpOg Dppg
mprpmpv:ptg<govMg:CgrmnginmpgMp oehpMgMet:dttenvtOgg
g
ug teishpg t:ypipg etg  ng Metohhn+g smeTo pg :o:yptg rnmg po:yg smn:pttnmg ovMg yoTpg og
tyompMg:o:ypgipinmPgottn:eo pMg+e ygioevgipinmPOgfT pmPgMo ogo::pttgetgioMpg ng ypg
tyompMg :o:ypOg xyetg ip ynMg Tenho ptg  ypg smev:eshpg nrg :hntpvpttg nrg a-.g  ng :o:ypg ovMg
ev:mpotptg ypgoTpmoEpgipinmPgo::pttg eipOgRvgprrp: tcg yetgt:ypipgtnhTptg ypgsmnChpigCPg
oTneMevEge Ogg
g
,nmgspmrnmiov:pg:nvteMpmo envtge getgMptemoChpg ngo  o:ygotgsmeTo pg:o:ypg ngpo:yg
smn:pttnmOgwvpgt:ypipg yo gyotgCppvgdtpMgohhn+tgnvhPgvnvktyompMgovMgmpoMgnvhPgMo og
 ngCpgt nmpMgevg:o:yptOgDd:yge pitgompg:ohhpMg:o:ypoChpOgDyompMg+me oChpgMo ogompgvnvk
:o:ypoChpOg xypg :nisehpmg idt g  oEg Mo og otg pe ypmg :o:ypoChpg nmg vnvk:o:ypoChpcg ovMg  ypg
tPt pigyomM+ompgio1ptgtdmpg yo gnvhPg:o:ypoChpgMo o gompgt nmpMgevg:o:yptOgxypgvnvk
:o:ypoChpgMo ogmpioevgipinmPOgxyetgip ynMgmpt me: tg ypg PspgnrgMo ogt nmpMgevg:o:yptg
ovMgev mnMd:ptgovgpA mogtnr +ompgnTpmypoMg yo gioPgMpEmoMpgspmrnmiov:pOgg
g
ug t:ypipg  yo g ohhn+tg +me oChpg Mo og  ng pAet g evg o g hpot g nvpg :o:ypg etg og ip ynMg
 yo gpishnPtgogcentralized global table evge tg:nisehpmOgxypgt o dtgnrgipinmPgChn:1tgetg
t nmpMg evg  ypg :pv mohg EhnCohg  oChpOg fo:yg Chn:1g etg eMpv erepMgread-onlyg /Lw0g nmgread  and 
writeg /L.0Og uhhg :o:yptg :ovg yoTpg :nseptg nrg Chn:1g eMpv erepMg otg LwOg wvhPg nvpg :o:ypg :ovg
yoTpg og :nsPg nrg ovg L.g Chn:1Og xydtg erg  ypg Mo og ompg dsMo pMg evg  ypg :o:ypg +e yg ovg L.g
Chn:1cg ypgn ypmg:o:yptgompgvn gorrp: pMgCp:odtpg ypPgMngvn gyoTpgog:nsPgnrg yetgChn:1Og
xypg :o:ypg :nypmpv:pg smnChpig :ovg Cpg tnhTpMg CPg ipovtgnrg og :niCevo envg nrg
tnr +ompg ovMg yomM+ompg nmg CPg ipovtg nrg yomM+ompknvhPgt:ypiptOg xypg  +ng ip ynMtg
ipv envpMg smpTendthPg dtpg tnr +ompkCotpMg smn:pMdmptg yo g mpGdempg  ypg oCehe Pg  ng  oEg
evrnmio envg evg nmMpmg  ng MetoChpg :o:yevEg nrg tyompMg +me oChpg Mo oOg zomM+ompknvhPg
tnhd envtgompgyovMhpMgCPg ypgyomM+ompgod nio e:ohhPgovMgyoTpg ypgoMTov oEpgnrgyeEypmg
tsppMg ovMg smnEmoig  movtsompv:POg Rvg  ypg yomM+ompg tnhd envcg  ypg :o:ypg :nv mnhhpmg etg
tsp:eohhPg MpteEvpMg  ng ohhn+g e g  ng inve nmg ohhg Cdtg mpGdpt tg rmnig a-.tg ovMg Rw-tOg uhhg
:o:yptg o  o:ypMg  ng  ypg Cdtg :nvt ov hPg inve nmg  ypg vp +nm1g rnmg sntteChpg +me pg
nspmo envtOg/pspvMevEgnvg ypgip ynMgdtpMcg ypPgidt g ypvgpe ypmgdsMo pgnmgevToheMo pg
 ypemgn+vg:o:ypg:nseptg+ypvgogio :ygetgMp p: pMOgxypgCdtg:nv mnhhpmg yo ginve nmtg yetg
o: envg etg mprpmmpMg  ng otg ogsnoopy  cache  controller.g xyetg etg Cote:ohhPg og yomM+ompg dve g
MpteEvpMg  ng ioev oevg og Cdtk+o :yevEg ip:yovetig nTpmgohhg  ypg :o:yptg o  o:ypMg  ng  ypg
CdtOg
g

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
iageNup prcOCOp ca-O 4OOz ogNoNpOI tN pNS-O tcO rarcO rNcOgOzrO ogN4SOC 42 COazp Nm 
pzNNo2  rarcO  ogNtNrNS3  .cO  peCoSOpt  COtcNI  ep  tN  aINot  ygetORtcgNu1c  oNSer2  azI  upO 
tcO  mNSSNyez1  ogNrOIugO3  ASS  tcO  pzNNo2  rNztgNSSOgp  yatrc  tcO  4up  mNg  COCNg2  ptNgO 
NoOgateNzp3  5cOz  a  yNgI  ez  a  rarcO  ep  uoIatOI  42  ygetez1  eztN  etn  tcO  rNggOpoNzIez1 
SNrateNz  ez  Caez  COCNg2  ep  aSpN  uoIatOI3  .cO  SNraS pzNNo2  rNztgNSSOgp  ez  aSS  NtcOg 
rarcOp rcOrF tcO COCNg2 tN IOtOgCezO em tcO2 ca-O a rNo2 Nm tcO yNgI tcat  cap 4OOz 
N-OgygettOz3 Ym a rNo2 aSgOaI2 OBeptp ez a gOCNtO rarcOn tcat SNrateNz ep CagFOI ez-aSeI3 
POraupO aSS rarcOp pzNNo Nz aSS 4up ygetOpn ycOzO-Og a yNgI ep ygettOzn tcO zOt OmmOrt ep 
tN uoIatO et ez tcO Nge1ezaS rarcO azI Caez COCNg2 azI gOCN-O et mgNC aSS NtcOg rarcOp3 
Ym aS pNCO mutugO teCO a ogNrOppNg arrOppOp tcO ez-aSeI etOC mgNC etp rarcOn tcO gOpoNzpO 
ep O/ue-aSOzt tN a rarcO Ceppn azI tcO uoIatOI etOC ep tgazpmOggOI mgNC Caez COCNg23 
Yz tcep ya2n ezrNzpeptOzt -OgpeNzp agO ogO-OztOI3 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
X = 52 
X = 52  X = 52  X = 52 
P1  P3 P2 
Caches 
Processors 
Bus 
Main Memory 

Paper Name: Computer Organization and Architecture  
 
8e1ugO :arcO rNzme1ugateNzp amtOg a ptNgO tN T 42 ogNrOppNg l 13 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
9aE 5etc ygetORtcgNu1c rarcO oNSer2 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
X =120 
X = 120  X = 52  X = 52 
P1  P3 P2 
Caches 
Processors 
Bus 
Main Memory 
X = 52 
X = 120  X = 52  X = 52 
P1  P3 P2 
Caches 
Processors 
Bus 
Main Memory