Лабораторная работа № 2. Командный цикл процессора

Лабораторная работа № 1. Архитектура ЭВМ и система команд

Общие положения

Для решения с помощью ЭВМ некоторой задачи должна быть разработана программа. Программа на языке ЭВМ представляет собой последовательность команд. Код каждой команды определяет выполняемую операцию, тип адресации и адрес. Выполнение программы, записанной в памяти ЭВМ, осуществляется последовательно по командам в порядке возрастания адресов команд или в порядке, определяемом командами передачи управления.

Для того чтобы получить результат выполнения программы, пользователь должен:

- ввести программу в память ЭВМ;

- определить, если это необходимо, содержимое ячеек ОЗУ и РОН, содержащих исходные данные, а также регистров IR и BR;

- установить в PC стартовый адрес программы;

- перевести модель в режим Работа.

Каждое из этих действий выполняется посредством интерфейса модели, описанного в главе.Ввод программы может осуществляться как в машинных кодах непосредственно в память модели, так и в мнемокодах в окно Текст программы с последующим ассемблированием.

Цель настоящей лабораторной работы — знакомство с интерфейсом модели ЭВМ, методами ввода и отладки программы, действиями основных классов команд и способов адресации. Для этого необходимо ввести в память ЭВМ и выполнить в режиме Шаг некоторую последовательность команд (определенную вариантом задания) и зафиксировать все изменения на уровне программно-доступных объектов ЭВМ, происходящие при выполнении этих команд.

Команды в память учебной ЭВМ вводятся в виде шестиразрядных десятичных чисел (см. форматы команд на рис. 3, коды команд и способов адресации в табл. 2—4).

В настоящей лабораторной работе будем программировать ЭВМ в машинных кодах.

Пример 1

Дана последовательность мнемокодов, которую необходимо преобразовать в машинные коды, занести в ОЗУ ЭВМ, выполнить в режиме Шаг и зафиксировать изменение состояний программно-доступных объектов ЭВМ (табл. 9).

Таблица 9.

Введем полученные коды последовательно в ячейки ОЗУ, начиная с адреса 000. Выполняя команды в режиме Шаг, будем фиксировать изменения программно-доступных объектов (в данном случае это Асc, PC и ячейки ОЗУ 020 и 030) в табл. 10.

Таблица 10. Содержимое регистров

Задание 1

1. Ознакомиться с архитектурой ЭВМ.

2. Записать в ОЗУ "программу", состоящую из пяти команд — варианты задания выбрать из табл. 11. Команды разместить в последовательных ячейках памяти.

3. При необходимости установить начальное значение в устройство ввода IR.

4. Определить те программно-доступные объекты ЭВМ, которые будут изменяться при выполнении этих команд.

5. Выполнить в режиме Шаг введенную последовательность команд, фиксируя изменения значений объектов, определенных в п. 4, в таблице (см. форму табл. 10).

6. Если в программе образуется цикл, необходимо просмотреть не более двух повторений каждой команды, входящей в тело цикла.

Таблица 11. Варианты задания 1

Содержание отчета

1. Формулировка варианта задания.

2. Машинные коды команд, соответствующих варианту задания.

3. Результаты выполнения последовательности команд в форме табл. 10.

Контрольные вопросы

1. Из каких основных частей состоит ЭВМ и какие из них представлены в модели?

2. Что такое система команд ЭВМ?

3. Какие классы команд представлены в модели?

4. Какие действия выполняют команды передачи управления?

5. Какие способы адресации использованы в модели ЭВМ? В чем отличие между ними?

6. Какие ограничения накладываются на способ представления данных в модели ЭВМ?

Лабораторная работа № 2. Командный цикл процессора

Реализация программы в ЭВМ сводится к последовательному выполнению команд. Каждая команда, в свою очередь, выполняется как последовательность микрокоманд, реализующих элементарные действия над операционными элементами процессора.

В программной модели учебной ЭВМ предусмотрен Режим микрокоманд, в котором действие командного цикла реализуется и отображается на уровне микрокоманд. Список микрокоманд текущей команды выводится в специальном окне Микрокомандный уровень (см. рис. 8).

Задание 2.1

Выполнить снова последовательность команд по варианту задания 1 (см. табл. 11), но в режиме Шаг. Зарегистрировать изменения состояния процессора и памяти в форме табл. 12, в которой приведены состояния ЭВМ при выполнении примера 1 (фрагмент).

Задание 2.2

Записать последовательность микрокоманд для следующих команд модели учебной ЭВМ:

ADD R3

ADD @R3

ADD @R3+ADD -@R3

JRNZ R3,M

MOV R4,R2

JMP M

CALL M

RET: PUSH R3

POP R5

Контрольные вопросы

1. Какие микрокоманды связаны с изменением состояния аккумулятора?

2. Какие действия выполняются в модели по микрокоманде MRd? RWr?

3. Попробуйте составить микропрограмму (последовательность микрокоманд, реализующих команду) для несуществующей команды "умножение модулей чисел".

4. Что изменится в работе процессора, если в каждой микропрограмме микрокоманду увеличения программного счетчика PC:= PC + 1 переместить в самый конец микропрограммы?

Таблица 12. Состояние модели в режиме моделирования на уровне микрокоманд

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: