Архитектура аппаратных средств

" Краснодарский информационно-технологический техникум" .

Отчёт по лабораторной работе Архитектура аппаратных средств Краснодар 2014.

Цель работы — знакомство с интерфейсом модели ЭВМ, методами ввода и отладки программы, действиями основных классов команд и способов адресации.

Формулировка задания — 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.

1. Процессор, оперативная память (ОЗУ), сверхоперативная память (регистры общего назначения и кэш-память), устройство ввода (Увв) и устройство вывода (Увыв).

В состав процессора входят центральное устройство управления (УУ) и арифметическое устройство (АУ).

• 2. Система команд — это совокупность всех команд, которые способна выполнить данная ЭВМ. Система команд характеризуется тремя аспектами: форматами, способами адресации и системой операций.
• 3. Арифметико-логические и специальные команды, команды пересылки и загрузки, команды ввода/вывода, команды передачи управления Системные команды интерфейс электронный программа
• 4. Изменение естественного порядка выполнения команд программы; изменение содержимого счетчика команд с обеспечением переходов по программе
• 5. В модели учебной ЭВМ реализованы семь способов адресации:

Прямая адресация — в адресном поле располагается адрес операнда (номер ячейки памяти). Разновидностью прямой адресации является прямая регистровая адресация, при которой адресуется не ячейка памяти, а РОН.

Непосредственная адресация — в поле адреса команды располагается не адрес операнда, а сам операнд.

Относительная адресация — адрес формируется как сумма двух слагаемых: базы, хранящейся в специальном регистре или в одном из РОН, и смещения, извлекаемого из поля адреса команды. Разновидностью относительной адресации является индексная адресация. Индексная адресация предполагает наличие индексного регистра вместо базового.

При каждом обращении содержимое индексного регистра обычно модифицируется автоматически: увеличивается на 1 (индексная с постинкрементом) или уменьшается на 1 (индексная с прединкрементом).

Косвенная адресация — в поле адреса команды располагается адрес ячейки памяти, в которой хранится адрес операнда («адрес адреса»), разновидностью косвенной адресации является косвенно-регистровая адресация, при которой в поле адреса команды размещается адрес РОН, хранящего адрес операнда.

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

Ограничения накладываемые на способ представления данных в модели: диапазон изменения чисел -99 999 ч +99 999. Если результат арифметической операции выходит за рамки указанного диапазона, то происходит переполнение разрядной сетки. Деление на ноль вызывает переполнение.

7. Пуск или Шаг.

Команда Пуск запускает программу на выполнение. Программа представляет собой последовательность команд, записанных в ОЗУ. Программа выполняется в автоматическом режиме до команды HLT (Стоп) или точки останова. Программа выполняется по командам, начиная с ячейки ОЗУ, на которую указывает счетчик команд (PС), причем изменение состояний объектов модели отображается в окнах компонентов.

В состоянии Остановка модель учебной ЭВМ переходит в результате действия команды СТОП или автоматически в зависимости от выбранного режима работы.

Команда Шаг запускает выполнение одной команды либо одной микрокоманды (если установлен Режим микрокоманд) после чего модель переходит в состояние Останов.

В состоянии Остановка пользователь может просмотреть или изменить основные компоненты модели: регистры ЦП и РОН, ячейки ОЗУ, устройства ввода/вывода.

8. Как записать программу в машинных кодах в память модели ЭВМ?

Записать программу в машинных кодах в память модели ЭВМ можно на примере программной модели учебной ЭВМ реализованной стандартным Windows-совместимым интерфейсом, состоящий из нескольких окон: основного окна Модель учебной ЭВМ и окон компонентов Процессор, Память, Текст программы, Программа, Кэш-память, Микрокомандный уровень.

В окне Текст программы редактировать текст, загружать в него текстовые файлы и сохранять текст в виде файлов.

Окно компонента Программа состоит из трех составляющих: стандартного для эмулятора меню, панели управления и таблицы, которая имеет 300 строк и 4 столбца, каждая строка соответствует дизассемблированной ячейке памяти.

• 9.
• * трехадресный;
• * двухадресный;
• * одноадресный;
• * безадресный.
• 10. JMP — Безусловный переход;

JZ — Переход, если 0;

JNZ — Переход, если не 0;

JS — Переход, если отрицательно;

JNS — Переход, если положительно;

JO — Переход, если переполнение;

JNO — Переход, если нет переполнения;

JRNZ — Цикл.

Технология выполнения работы:

Для преобразования заданных мнемокодов в машинные коды составим таблицу соответствия.

Например, Команда 1 имеет вид IN. Согласно табл. 1 приложения, которая содержит команды учебной ЭВМ переведем команду IN в машинный код, где старший разряд равен 0 и младший равен 1, IN: =01. Далее следует тип адресации, т.к. его нет, то он равен 0. Затем в команде следует номер ячейки памяти ОЗУ, которую согласно формату, данных учебной ЭВМ следует привести к трехзначному числу 000. Следовательно, Команда 1 в машинных кодах имеет вид: 01 0 000. Аналогично переводим в машинные коды остальные четыре команды.

Команда 2 имеет вид MUL #2. Согласно табл. 1 приложения, которая содержит команды учебной ЭВМ переведем команду MUL #2 в машинный код, где старший разряд равен 2 и младший равен 5, MUL #2: =25. Далее следует тип адресации, он равен 1. Затем в команде следует номер ячейки памяти ОЗУ, которую согласно формату, данных учебной ЭВМ следует привести к трехзначному числу 002. Следовательно, Команда 2 в машинных кодах имеет вид: 25 1 002.

Команда 3 имеет вид WR 10. Согласно табл. 1 приложения, которая содержит команды учебной ЭВМ переведем команду WR 10 в машинный код, где старший разряд равен 2 и младший равен 2, WR 10: =22. Далее следует тип адресации, он равен 0. Затем в команде следует номер ячейки памяти ОЗУ, которую согласно формату, данных учебной ЭВМ следует привести к трехзначному числу 010. Следовательно, Команда 2 в машинных кодах имеет вид: 22 0 010.

Команда 4 имеет вид WR @10. Согласно табл. 1 приложения, которая содержит команды учебной ЭВМ переведем команду WR @10 в машинный код, где старший разряд равен 2 и младший равен 2, WR @10: =22. Далее следует тип адресации, он равен 0. Затем в команде следует номер ячейки памяти ОЗУ, которую согласно формату, данных учебной ЭВМ следует привести к трехзначному числу 010. Следовательно, Команда 2 в машинных кодах имеет вид: 22 0 010.

Команда 5 имеет вид JNS 001. Согласно табл. 1 приложения, которая содержит команды учебной ЭВМ переведем команду JNS 001 в машинный код, где старший разряд равен 1 и младший равен 4, JNS 001: =14. Далее следует тип адресации, он равен 0. Затем в команде следует номер ячейки памяти ОЗУ, которую согласно формату, данных учебной ЭВМ следует привести к трехзначному числу 001. Следовательно, Команда 2 в машинных кодах имеет вид: 14 0 001.

Команды и коды.

Введем полученные коды последовательно в ячейки ОЗУ, начиная с адреса 000. Выполняя команды в режиме Шаг, будем фиксировать изменения программно-доступных.

Содержимое программно-доступных объектов.

Вывод: Я ознакомился с интерфейсом модели ЭВМ, методами ввода и отладки программы, действиями основных классов команд и способов адресации своих 5-ти команд.