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 21102
Проверил: к.т.н., доцент Белош В.В.
г. Чистополь, 2014
Содержание
1. Цель
работы
2. Ход работы
. Структурная
схема алгоритма
. Окна
основных обозревателей системы
.1 Окно
«Процессор»
.2 Окно
«Память»
.3 Окно
«Текст программы»
.4 Окно
«Программы»
. Ход
программы
Выводы
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:- аккумулятор;- счетчик адреса
команды, содержащий адрес текущей команды;- указатель стека, содержащий адрес
верхушки стека;- регистр базового адреса, содержащий базовый адрес;- регистр
адреса, содержащий исполнительный адрес при косвенной адресации;- входной
регистр;- выходной регистр;- флаг разрешения прерываний;
Системные регистры и флаги:- регистр данных АЛУ, содержащий второй
операнд;- регистр данных ОЗУ;- регистр адреса ОЗУ;- регистр данных блока РОН;-
регистр адреса блока РОН4- регистр команд, содержащий поля:- код операции;- тип
операции;- адрес или непосредственный операнд;- флаг нулевого значения Acc;-
флаг отрицательного значения Acc;- 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.
.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 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
№
|
1
|
IR
|
000010
|
Команда 1
|
IN
|
Команда 2
|
Команда 3
|
ADD #10
|
Команда 4
|
MUL #5
|
Команда 5
|
OUT
|
Команда 6
|
HLT
|
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;
) изучены действия основных классов команд и способов адресации.
Список литературы
1. Жмакин
А.П. Архитектура ЭВМ. - СПб.: БХВ-Петербург, 2006. - 320с.: ил.
. Каган Б.М.
ЭВМ и системы. - М.: Энергоатомиздат, 1985.
. 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.