Архитектура ЭВМ и система команд

Министерство образования и науки Российской Федерации Казанский национальный исследовательский технический университет им. А. Н. Туполева Филиал «Восток»

Кафедра компьютерных и телекоммуникационных систем

Лабораторная работа

по дисциплине «Информатика»

Архитектура ЭВМ и система команд y = (x + 10) 5

Выполнил: Шевелев А.М.

студент группы 21 102

Проверил: к.т.н., доцент Белош В.В.

г. Чистополь, 2014

• 1. Цель работы
• 2. Ход работы
• 3. Структурная схема алгоритма
• 4. Окна основных обозревателей системы
• 4.1 Окно «Процессор»
• 4.2 Окно «Память»
• 4.3 Окно «Текст программы»
• 4.4 Окно «Программы»
• 5. Ход программы
• Выводы
• Список литературы

1. Цель работы

Знакомство с интерфейсом модели ЭВМ, методами ввода и отладки программы, действиями основных классов команд и способов адресации.

2. Ход работы

Для начала ознакомимся с архитектурой ЭВМ:

Общая структура ЭВМ представлена на (рис. 1)

Рис. 1. Общая структура учебной ЭВМ Моделируемая ЭВМ включает процессор, оперативную (ОЗУ) и сверхоперативную память, устройство ввода (УВв) и устройство вывода (УВыв). Процессор, в свою очередь, состоит из центрального устройства управления (УУ), арифметического устройства (АУ) и системных регистров (CR, PC, SP и др.).

3. Структурная схема алгоритма

Структурная схема алгоритма решения задачи показана на Рис. 2.

Рис. 2. Структурная схема алгоритма решения задачи

алгоритм программа обозреватель команда

4. Окна основных обозревателей системы

В программной модели учебной ЭВМ использован стандартный интерфейс Windows, реализованный в нескольких окнах: Процессор, Память, Текст программы, Программа.

4.1 Окно «Процессор»

Здесь обеспечивается доступ ко всем регистрам и флагам процессора (рис. 3).

В окне «Процессор» отражаются текущие значения регистров и флагов. Регистры Acc, DR, IR, OR, CR и все ячейки ОЗУ и РОН имеют длину 6 десятичных разрядов, регистры PC, SP, RA и RB — 3 разряда.

Рис. 3. Окно «Процессор»

Программно-доступные регистры и флаги:

Acc — аккумулятор;

PC — счетчик адреса команды, содержащий адрес текущей команды;

SP — указатель стека, содержащий адрес верхушки стека;

RB — регистр базового адреса, содержащий базовый адрес;

RA — регистр адреса, содержащий исполнительный адрес при косвенной адресации;

IR — входной регистр;

OR — выходной регистр;

I — флаг разрешения прерываний;

Системные регистры и флаги:

DR — регистр данных АЛУ, содержащий второй операнд;

MDR — регистр данных ОЗУ;

MAR — регистр адреса ОЗУ;

RDR — регистр данных блока РОН;

RAR — регистр адреса блока РОН4

CR — регистр команд, содержащий поля:

COP — код операции;

TA — тип операции;

ADR — адрес или непосредственный операнд;

Z — флаг нулевого значения Acc;

S — флаг отрицательного значения Acc;

OV — флаг переполнения.

4.2 Окно «Память»

Оно отражает текущее состояние ячеек ОЗУ, как показано на Рис. 4. В этом окне допускается редактирование содержимого ячеек, кроме того, предусмотрена возможность выполнения пяти команд: Сохранить, Загрузить, Перейти к, Вставить, Убрать.

Рис. 4. Окно «Память»

4.3 Окно «Текст программы»

Текст программы (рис. 5) содержит стандартное поле текстового редактора, в котором можно редактировать тексты, загружать в него текстовые файлы и сохранять подготовленный текст в виде файла.

Рис. 5. Окно «Текст программы»

4.4 Окно «Программа»

Оно отображает таблицу, имеющую 300 строк и 4 столбца. Каждая строка таблицы соответствует дизассемблированной ячейке ОЗУ. Второй столбец содержит адрес ячейки ОЗУ, третий — дизассемблированный мнемокод, четвертый — машинный код команды. В первом столбце может помещаться указатель —> на текущую команду и точка останова — красная заливка ячейки (рис.6).

Рис. 6. Окно «Программа»

Окно Программа позволяет наблюдать процесс прохождения программы. В этом окне ничего нельзя редактировать. Органы управления окна позволяют сохранить содержимое окна в виде текстового файла, выбрать начальный адрес области ОЗУ, которая будет дизассемблировать, а также установить/снять точку останова.

5. Ход программы

В данной лабораторной работе используются двухсловные команды с непосредственной адресацией, позволяющие оперировать отрицательными числами и числами по модулю, превышающие 999, в качестве непосредственного операнда.

Составленная программа представлена в табл. 1.

Таблица 1

Ход программы

Программа вычисления выражения y = (x+10)*5 введена в память ЭВМ. Определим содержимое ячеек ОЗУ и РОН, содержащих исходные данные, а также регистров IR и OR. Переведём модель в режим Работа (GO)

Рис. 7. Сообщение о функционировании системы

Выводы

В результате выполнения данной работы получены следующие результаты:

1) изучен интерфейс модели ЭВМ;

2) изучены методы ввода и отладки программы;

3) изучены действия основных классов команд и способов адресации.

1. Жмакин А. П. Архитектура ЭВМ. — СПб.: БХВ-Петербург, 2006. — 320с.: ил.

2. Каган Б. М. ЭВМ и системы. — М.: Энергоатомиздат, 1985.

3. Стариченко Б. Е. Теоретические основы информатики. — М.: Горячая линия — Телеком, 2003.

4. Задачник-практикум по информатике. Учебное пособие под ред. Семакина И. Г., Хеннера Е. К. М.: Изд-во «Лаборатория Базовых Знаний», 1999.