ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ РФ ПО ВЫСШЕМУ ОБРАЗОВАНИЮ

МИНИ= СТЕРСТВО НАУКИ И ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Федеральное государственное бюджет= ное образовательное учреждение высшего образования

«ДАГЕСТАНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Факультет информатики и информацио= нных технологий

Кафедра прикладной информатики и математических методов в управлении

Нурмагомедов Шам= иль Абдулаевич

Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине

«Вычислительные системы, сети и телекоммуникации»

для студентов 2 курса

Направление 09.03.03-Прикладная информатика=

Профиль подготовки:

Прикладная информатика в экономике

Прикладная информатика в менеджменте<= /span>

Прикладная информатика в юриспруденции

Степень выпускника: Бакалавр

Форма обучения: очная

<= /span>

<= /span>

<= /span>

<= /span>

<= /span>

<= /span>

<= /span>

<= /span>

Махачкала

2019

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА БАЗ= ОВОЙ ЭВМ.

1.1. Назначение базовой ЭВМ.<= /p>
Базовая ЭВМ - это про= стая гипотетическая машина, обладающая типичными чертами многих конкретных микро-ЭВМ. Знание принципов построения и функционирования этой ЭВМ будет хорошей базой для освоения микропроцессорных систем любых типов и моделей. Прототипом базовой ЭВМ была выбрана простая модель, так как начинать изуче= ние ЭВМ лучше всего с простых моделей. Базовая ЭВМ моделируется с помощью программы "basepc", разработанной в Л= ИТМО (ныне СПб НИУ ИТМО) на кафедре "Вычислительной техники".

1.2. Структура базовой ЭВМ.
На рис.1.1. приведена укрупненная структура базовой ЭВМ. Это одноадресная ЭВМ, работающая с 16-ти разрядными словами. В ней реализованы два вида адресации: прямая и косвенна= я.

Сначала рассмотрим составные части базовой ЭВМ и их характеристики.

Оперативная память<= /u> состоит из 2048 ячеек (16-ти битовых) с шестнадцатирич= ными адресами: 000, 001, 002, ..., 7FF. Восемь ячеек памяти с адресами: 008, 009, 00А, ..., 00F - несколько отличаются от остальных. Эти ячейки лучше использовать в циклических программах. Если произвести косвенное адресован= ие к какой-либо из этих ячеек, то сначала ее содержимое будет использовано в ка= честве адреса операнда, а затем оно автоматически увеличится на единицу. При прям= ом адресовании индексные ячейки работают как обычные ячейки.

Процессор состо= ит из ряда регистров, арифметико-логического устройства и устройства управлени= я (УУ).

Счетчик команд (СК)= служит для организации обращений к ячейкам памяти, в которых хранятся коман= ды программы. После исполнения любой команды СК автоматически увеличивает свое значение на 1 и указывает адрес ячейки памяти, содержащий следующую команду программы. СК имеет 11 двоичных разрядов.

Регистр адреса (РА) содержит адрес ячейки памяти, к которой в данный момент обращается ЭВМ за командой или данными. РА также имеет 11 двоичных разрядов.

Регистр команд (РК)= имеет 16 двоичных разрядов и используется для хранения кода команды, непосредственно исполняемой маши= ной.

Регистр данных (РД)= используется для временного хранения 16-ти разрядных слов при обмене информацией между памятью и процессором.

Аккумулятор (А) используется для хранения одного из операндов и результата операции при выполнении арифметических и логических операций. Он имеет 16 двоичных разр= ядов и является одним из главных элементов процессора.

Регистр переноса (С= ) - это одноразрядный регистр, выступающий в каче= стве продолжения аккумулятора, и заполняющийся при переполнении А. Этот регистр используется при выполнении сдвигов.

Арифметико-логическое устройство (АЛУ) может выполнять такие арифметические операции, как сложение и сложение с учетом переноса, полученного в результате выполнения предыдущей операции. Кроме того, оно способно выполнять операции логическо= го умножения, инвертирования, циклического сдвига.

Клавишный регистр (КР)= – это шестнадцатиразрядный регистр для набора кодов адресов и данных.

1.3. Система команд базовой ЭВМ

ЭВМ способна понимать и выполнять точно определенный набор команд. При составлении программы пользователь ограничен этими командами. Команды можно разделить на три груп= пы:

·         обращения к памяти (адресные команды);

·         обращения к регистрам (регистровые или безадресные команды);

·         команды ввода-вывода.

Команды обращения к памяти предписывают машине производить действия с содержимым ячейки пам= яти, адрес которой указан в адресной части команды.

Безадресные команды= выполняют различные действия без ссылок на ячейку памяти. В качестве примера можно привести команды: CLA (очистить аккумулятор), HLT (остановить выполне= ние программы) и др.

Команды ввода-вывод= а осуществляют обмен данными между процессором и внешними устройствами ЭВМ.<= span style=3D'font-size:10.0pt'>

Рис. 1.1

Клавишн= ый регистр

В табл. 1.1. приведен полный перечень команд базовой ЭВМ.

СИСТЕМА КОМАНД БАЗОВОЙ ЭВМ

Таблица 1.1. <= /o:p>

Наименование

Мнемон.

обозн.

Код

Описание<= /o:p>

1

2

3

4

Адресные команды

Логическое умножени= е

AND M

1XXX

(M) & (A) ®A<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;mso-ansi= -language: EN-US'>

Пересылка

MOV M

3XXX

(A) ® M

Сложение=

ADD M

4XXX

(M)+(A) ®A

Сложение с переносо= м

ADC M

5XXX

(M)+(A) +(С)®A<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;mso-ansi= -language: EN-US'>

<= o:p>

Продолжение таблицы 1.1

1
2
3
4

Вычитание

SUB M

6XXX

(A)-(M) ®A

Переход, если перен= ос

BCS M

8XXX

Если (С)=3D1, то М®СК

Переход, если плюс<= o:p>

BPL M

9XXX

Если (А)³0, то М®СК

Переход, если минус=

BMI M

AXXX

Если (A)<0, то M®СК

Переход, если ноль<= o:p>

BEQ M

BXXX

Если (A)=3D0, то M<= /span>®СК

Безусловный переход=

BR M=

CXXX

M®СК

Обращение к п/прогр= амме

JSR M

2XXX

(CK) ®M, M+1®CK=

Приращение и пропус= к

ISZ M

0XXX

(M)+1® M; если (M)³0, то (CK)+1® CK

Безадресные команды

Очистка аккумулятор= а

CLA=

F200

0®A<= span style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt'>

Очистка регистра пе= реноса

CLC

F300

0®С

Инверсия аккумулято= ра

CMA

F400

NE(A) ® A

Инверсия регистра переноса

CMC

F500

NE(C) ® C

Циклический сдвиг в= лево на 1 разряд

ROL=

F600

Содержимое A и C сд= вигается влево, A(15) ® C, (C) ®A(0)

Циклический сдвиг в= право на 1 разряд

ROR=

F700

Содержимое A и C сд= вигается вправо, A(0) ® C, (C) ®A(15)

Инкремент аккумулят= ора

INC=

F800

(A)+1®А

Декремент аккумулят= ора

DEC=

F900

(A)-1®А

Останов<= /span>

HLT=

F000

Нет операции

NOP=

F100

Разрешение прерыван= ия

EI<= /span>

FA00

Запрещение прерывания

DI<= /span>

FB00

Команды ввода-вывода

Очистка флага<= /o:p>

CLF B

E0XX

0 ® флаг устройства В

Опрос флага

TSF B

E1XX

Если (флаг устр. B)=3D1, то (CK)+1 = ® CK

Ввод

IN

E2XX

(B<= span style=3D'font-size:10.0pt'>) ® А

Вывод

OUT

E3XX

(A<= span style=3D'font-size:10.0pt'>) ® В

Примечание: (M), (A), (CK), (C), (B) – содержимое: ячейки с адресом M, аккумулятора, счетчика команд, регистра переноса и регистра данных устройства ввода-вывода с адресом B соответственно.

XXX - адрес ячейки памяти.

XX - адрес устройства ввода-вывода.

Описание команд приводится для случая прямой адресации.

=

=

=

1.3.1.Форматы команд и способы адресации.

В базовой ЭВМ предусмотрены три формата 16-ти битовых однословных команд с 4= -х битовым кодом операции (рис. 1.2.).

В командах обращения к памяти на адрес отведено 11 бит, что позволяет прямо а= дресоваться к любой из 2048 ячеек памяти (2¹¹=3D2048). Бит вида адресации при прямой адресации должен содержать 0. Если же в этом бите содержится 1, то адрес, размещенный в адресной части команды, указывает на ячейку памяти, в= которой находится адрес операнда (косвенная адресация).

<= o:p>

                              15     14 =     13      12     11 =    10       9       8=        7       6        5      4       3        2       1     0

Бит вида адресации

Адрес

Код операции

Адресная часть команды

=                                                                            =

а)

                              15     14 =     13      12     11 =    10       9       8=        7       6        5      4       3        2       1     0

Расширение кода операции

Код операции

б)

                              15     14 =     13      12     11 =    10       9       8=        7       6        5      4       3        2       1     0

Код операции

Приказ на ввод-вывод

Адрес устройства ввода-вывода операции

в)

Рис. 1.2. Форматы команд: = а) - адресных, б) - безадресных, в) - команд ввода-вывода.

При косвенной адресации вокруг адреса добавляются скобки и в мнемонике и в описании команды. Напри= мер, команда ADD 25 приказывает ЭВМ сложить содержимое A с содержимым ячейки 25 (прямая адресация), а команда ADD (25) - сложить содержимое A с содержимым ячейки, адрес которой хранится в ячейке 25 (косвенная адресация).

ADD 25          (А)+(025)= ®А           синтаксис для прямой адресации

ADD (25)        (А)+((025))= ®А           синтаксис для косвенной адресац= ии

1.4. Арифметические операции.

В базовой ЭВМ можно выполнять по командам сложение и вычитание положительных целых чисел и цел= ых чисел со знаком. Умножение и деление можно осуществить программным путем.<= /p>
Целые неотрицательные числа (положительные числа и нуль) в базовой ЭВМ могут лежать в диапазоне о= т 0 до (2¹⁶-1)=3D65535.

Для представления целых чисел со знаком используются разряды от 0 до 14, а старший разряд (15-тый) служит для кодирования знака. Таким образом, в базовой ЭВМ можно представл= ять целые числа со знаком в диапазоне от -32768 до +32767 (см. табл.1.2.). Отрицательные числа представляются в дополнительном коде, так как это упрощ= ает выполнение арифметических операций: вычитание заменяется сложением уменьшае= мого с дополнительным кодом вычитаемого. Дополнительный код отрицательного целого числа получается по правил= у:

1) инвертируется код числа;

2) к инверсии добавляется единица.

Например, прямой двоичный код единицы 0000000000000001. Чтобы получить дополнительный код нужно к инверсии этого = кода добавить единицу:

1= 111111111111110 - инверсия 1

+ 0000000000000001

1111111111111111 - дополнительный код 1

Десятичные эквиваленты 16-ти битовых двоичных чисел.      <= /span>Табл. 1.2.

Двоичное число=

Десятичное число

Двоичное число=

Десятичное чис= ло

0000 0000 0000 0000=

0000 0000 0000 0001=

0000 0000 0000 0010=

0000 0000 0000 0011 .................…………………

0111 1111 1111 1110=

0111 1111 1111= 1111

0

+1

+2

+3

………............

+32766

+32767

1111 1111 1111 1111=

1111 1111 1111 1110=

1111 1111 1111 1101=

1111 1111 1111 1100 .................………………..

1000 0000 0000 0001=

1000 0000 0000= 0000

-1

-2

-3

-4

........………..=

-32767

-32768

Сложение целых двоичных чисел со знаком и без знака выполняется в базовой ЭВМ с помощью <= u>команды ADD.

По команде INC к содержимому аккумулятора прибавляется единица, а по команде DEC - единица вычитается. Если при этом возникает перенос из старшего разряда А,= то в регистр переноса (С) заносится 1, в противном случае в него заносится 0.<= /p>
По команде SUB выполняется операция вычитания. Уменьшаемое находится в аккумуляторе, а вычитаемое - в ячейке с указанным адресом.

1.5. Управление вычислительным процессом, сдвиги и логические операции.

З= адача управления вычислительным процессом, т.е. требуемой последовательностью выполнения команд, решается в базовой ЭВМ при помощи команд переходов (BCS, BPL, BMI, BEQ, BR), команд "Приращение и пропуск" (ISZ) и "Останов" (HLT). Все эти команды являются адресными (кроме HLT), = т.е. в них указывается адрес той ячейки памяти, из которой должна быть выбрана следующая команда программы при выполнении того или иного условия. Если же условие не выполняется, то должна исполняться команда, расположенная вслед = за данной командой управления. Как и в других адресных командах, здесь можно использовать косвенную адресацию. Команды переходов не изменяют состояния аккумулятора и регистра переноса. Они могут лишь изменять содержимое счетч= ика команд, поместив в него адрес, определяемый адресной частью команды.

BCS M (Переход, если перенос). Переход к команде, расположенной в ячейке с адресом М, если содержимое регистра переноса равно 1.

BPL M (Переход, если плюс). Переход к команде, расположенной в ячейке с адресом М, если содержимое аккумулятора больше или равно нулю, т.е. в его старшем (знаковом) разряде содержится 0.

BMI M (Переход, если минус). Переход к команде, расположенной в ячейке с адресом М, если содержимое аккумулятора меньше нуля, т.е. в его старшем (знаковом) разряде содержится 1.

BEQ M (Переход, если нуль). Переход к команде, расположенной в ячейке с адресом М, если содержимое аккумулятора равно нулю.

BR M (Переход безусловный).<= span style=3D'mso-spacerun:yes'> Переход к команде, расположенной в яче= йке с адресом М, осуществляемый при любых значениях А и С или других регистров базовой ЭВМ.

Команды переходов широ= ко применяются для организации циклических программ, которые используются в т= ех случаях, когда требуется несколько раз выполнить набор одинаковых действий= с различными наборами данных.

Побитовая обработка данных обеспечивается в базовой ЭВМ командами логического умножения, циклических сдвигов, а также командами инвертирования и очистки регистра переноса.

Команда AND M (Логичес= кое умножение) выполняет над каждой парой разрядов содержимого аккумулятора и ячейки М булеву операцию "&".

Результат выполнения команды для каждой пары бит= ов операндов равен единице только тогда, когда оба бита равны единице, а в остальных случаях бит результата равен нулю. Команда позволяет выделить или очистить определенные биты слова.

Команды ROL (циклический сдвиг влево на один разряд) и ROR (циклический сдвиг вправо на один разряд) замыкают аккумулятор и регистр переноса в кольцо и сдвигают все биты кольца на один разряд влево или вправо (см. рис. 1.3.).

Регистр                         Аккумулятор

переноса

а)               До сдвига         =         0                          101110000010101= 1

После сдвига    =          1                           01110000010101= 10

б)               До сдвига         =         0                          101110000010101= 1

После сдвига             1                           01011100000101= 01

Рис 1.3. Циклические сдвиги: а) - влево, б) - вправо.

Сдвигами числа влево или вправо можно реализовать операции умножения или деления на два (один сдвиг), на четыре (два сдвига)= , на восемь (три) сдвига и.т.д.

1.6. Подпрограммы.

Д= остаточно часто встречаются ситуации, когда отдельные части программы должны выполня= ть одни и те же действия по обработке данных (например вычисление тригонометрической функции). В подобных случаях повторяющиеся части програ= ммы выделяют в подпрограмму, а в соответствующие места программы заносят лишь команды обращения к этой подпрограмме. В базовой ЭВМ для этой цели использ= уется команда JSR (Обращение к подпрограмме). Ниже показана часть основной программы, содержащая две команды JSR 500, с помощью которых осуществляется переход к выполнению команд подпрограммы.

По команде JSR 500, расположенной в ячейке 55, выполняется запись числа 55+1=3D56 (текущего зна= чения счетчика команд) в ячейку с адресом 500 и запись числа 500+1=3D501 в счетч= ик команд (адрес первой команды подпрограммы). Таким образом осуществляется переход к выполнению команд подпрограммы. Далее начинается процесс выполнения команд подпрограммы, который завершается командой BR (500), расположенной в ячейке 526. Это команда безусловного перехода с косвенной адресацией предписывает= ЭВМ выполнить переход к команде, расположенной по адресу, хранящемуся в 500 яче= йке (пересылает содержимое 500 ячейки в СК). Так как в эту ячейку ранее было записано число 56, то будет выполняться команда, находящаяся в ячейке 56, т= .е. следующая за обращением к подпрограмме. Аналогично выполняется команда JSR 500, расположенная в ячейке 82 (после выполнения команд подпрограммы будет выполнен переход к ячейке 83).

54

55

56

81

82

83

500

501

502

526

= Ячейка, содержащая адрес возврата из подпрограммы

Команда выхода из подпрограммы

BR(= 500)<= /p>

JSR 500

JSR 500

ОСНОВНАЯ ПРОГРАММ= А

ПОДПРОГРАММА=

Обращение к подпрограмме, расположенной в ячейках памяти с 500 по 5= 26

Таким образом, при оформлении подпрограммы перед= ее первой командой следует разместить ячейку, в которую будет пересылаться адр= ес возврата из подпрограммы. В команде обращения к подпрограмме указывается а= дрес именно этой ячейки (например адрес М в команде JSR M). Последней командой подпрограммы должна быть команда выхода (команда BR (M) для подпрограммы, размещенной начиная с ячейки М). По ней осуществляется переход к команде, адрес которой сохраняется в начальной ячейке тела подпрограммы.<= /span>

1.7. Выполнение машинных команд.

В процессе выполнения команд устройство управления ЭВМ производит анализ и пересылку команды, отдельных ее частей (кода операции, признака адресации и адреса) или операн= да из одного регистра ЭВМ в другой ее регистр, АЛУ, память или устройства ввода-вывода. Эти действия (микрооперации) протекают в определенной времен= ной последовательности и скоординированы между собой. Для обеспечения такой последовательности в ЭВМ используется генератор тактовых импульсов.

Цикл команды. Д= ля реализации одной команды требуется выполнить определенное количество микрокоманд, каждая из которых инициируется одним тактовым импульсом. Общее число тактовых импульсов, требуемых для выполнения команды, определяет вре= мя ее выполнения, называемое циклом команды. Цикл команды обычно включает од= ин или несколько машинных циклов. Устройство управления базовой ЭВМ может находиться в четырех возможных состояниях: выборки команды, выборки адреса, исполнения и прерывания. Длительность каждого из этих четырех состояний определяет время выполнения соответствующего машинного цикла. Основные действия, выполняемые ЭВМ во время каждого из машинных циклов описаны ниже= .

Выборка команды. В данном машинном цикле выполняется чтение команды из памяти и ее частичное декодирование.

1. Содержимое ячейки памяти, на которую указывает регистр адреса, куда заносится содержимое счет= чика команд, читается из памяти в регистр данных.

2. Содержимое счетчика команд увеличивается на 1.=

3. Содержимое регистра данных пересылается в регистр команд, код операции команды частично декодируется для выявления типа команды (адресная, безадресная или ввода-вывода), анализируется бит признака адресации и происходит подготовка цепей, необходимых для выполнения команды.

Безадресные команды и команды ввода-вывода окончательно исполняются в этом же цикле, т.е. это од= ноцикловые команды.

4. Выполняются действия по завершению одноцикловой команды.

Выборка адреса. Этот машинный цикл следует за циклом выборки команды для адресных команд с косвенной адресацией (бит вида адресации равен 1). Цикл используется для чт= ения из памяти адреса операнда, результата или перехода и состоит из следующих = шагов.

1. Адресная часть кома= нды пересылается из регистра данных, где пока еще сохраняется копия команды, в регистр адреса.

2. Содержимое ячейки памяти, указываемой регистром адреса, читается в регистр данных. Теперь в э= том регистре находится либо адрес операнда, либо адрес результата, либо адрес перехода, который будет использоваться в цикле исполнения команды.

Если косвенно адресуется одна из индексных ячеек (адреса 8, 9,...,F), то цикл выборки адреса опера= нда (результата) продолжается.

3. Содержимое регистра данных увеличивается на единицу.

4. Измененное содержим= ое регистра данных пересылается в ячейку памяти по адресу, указываемому регист= ром адреса.

5. Содержимое регистра данных уменьшается на един= ицу.

После этой операции в регистре данных восстанавливается значение адреса, находившегося в индексной ячейке до выполнения шага 3. Содержимое же индексной ячейки увеличилось на 1 и при следующем обращении к ней будет выбран новый адрес операнда (результата).<= o:p>

Исполнение. Последовательность действий, выполняемых в этом цикле, определяется типом выполняемой адресной команды.<= /p>
1. Для команд, при вып= олнении которых требуется выборка операнда из памяти ЭВМ (AND, ADD, ADC, SUB, ISZ), состояние исполнения используется для чтения операнда в регистр данных и в= ыполнения операции, указываемой кодом операции команды.

2. По команде пересылки (MOV) в этом машинном цикле производится запись содержимого аккумулятора в ячейку памяти с адресом, расположенным в регистре данных. Для этого содерж= имое регистра данных пересылается в регистр адреса, а содержимое аккумулятора = - в регистр данных и далее в ячейку памяти, указываемую регистром адреса.

3. При исполнении кома= нд переходов (BCS, BPL, BMI, BEQ) производится проверка соответствующего услов= ия и пересылка адреса из регистра данных в счетчик команд при выполнении этого = условия. Иначе будет выбрана команда, расположенная вслед за командой перехода. При исполнении команды безусловного перехода (BR) пересылка адреса перехода в счетчик команд выполняется без какой-либо проверки.

4. Для команды обращен= ия к подпрограмме (JSR) во время этого машинного цикла осуществляется пересылка содержимого счетчика команд в ячейку памяти, адрес которой содержится в регистре данных (код команды из регистра данных заносится в регистр адреса= , и при этом код операции теряется, а остается адрес), и занесение в счетчик ко= манд увеличенного на единицу содержимого регистра данных (код операции теряется= , а остается адрес, увеличенный на единицу).

1.8   ПОРЯД= ОК РАБОТЫ С МОДЕЛЬЮ БАЗОВОЙ ЭВМ

Базовая ЭВМ моделирует= ся с помощью специальной программы, работающей в среде MS DOS (при работе в опер= ационной системе Windows 7 используется эмулятор DOS). Техническое обеспечение - IBM PC.

Для запуска программы необходимо войти в каталог BEWM и запустить программу "basepc.bat". Программа предусматрива= ет три режима работы: "Базовая ЭВМ", "Работа с ВУ", "Рабо= та с МПУ". После запуска программы необходимо с помощью клавиш "Shift + F4" войти в меню и выбрать режим "Б= азовая ЭВМ", используя для перемещения курсора клавиши "стрелка вверх&qu= ot;, "стрелка вниз" и для выбора режима - "= Enter". На экране дисплея появится картинка, соответствующая рис.1.1. В левом нижн= ем углу имитируется клавишный 16-ти разрядный регистр для набора и ввода данны= х в ЭВМ. На картинке можно просматривать содержимое памяти, регистра данных, регистра адреса, регистра команд, аккумулятора, регистра переноса и счетчика команд. В нижней и верхней строке экрана выведены подсказки какими клавишами пользоваться для работы с моделью базовой ЭВМ.

Для перемещения в клавишном регистре используются следующие клавиши:

→ - Перемещение указателя на одну позицию вправо. ← - Перемещение указателя на одну позицию влево. 1 - Занесение 1 по текущему положению указателя и перемещение его на на следующую позицию.

0 - Занесение 0 по текущему положению указателя и перемещение его на на следующую позицию.

В процессе работы также используются клавиши:

= F4 - Ввод адреса. По этой клавише содержимое клавишного регистра заносится в счетчик команд.

= F5 - Запись. Информация из клавишного регистра заносится в память по текущему содержимому счетчика команд.

= F6 - Чтение. Из ячейки памяти (по адресу расположенно= му в счетчике команд) информация читается в регистр данных.

= F7 - Пуск. Действие этой клавиши различно в режимах "РАБОТА" и "ОСТАНОВ". В режиме "РАБОТА" по ней происходит обнуление всех регистров, кроме счетчика команд, и происходит запуск программы на выполнение. В режиме "ОСТАНОВ" происходит очистка регистров, кроме счетчика команд, а запуск не производится.

= F8 - Продолжение. В режиме "ОСТАНОВ" происходит исполнение одной кома= нды, адрес которой определяется содержимым СК, а в режиме "РАБОТА" продолжение выполнения программы с адреса в счетчике команд.

= F9 - Клавиша, управляющая переключением режима работы базовой ЭВМ. Производит переключение режимов "РАБОТА" и "ОСТАНОВ".

F10 - Выход из базовой ЭВМ.

Shift+F4 - Смена маски.

ЛАБОР= АТОРНАЯ РАБОТА № 1

Исследование работы ЭВМ при выполнении линейных программ.

Цель работы - изучение приемов работы на базовой ЭВМ и исследование порядка выполнения арифметических команд и команд пересылки.

Порядок выполнения работы.

1. Изучить раздел 1 данных методических указаний.=

2. Занести в память модели ЭВМ заданный вариант программы и, выполняя ее по командам, заполнить таблицу результатов (по фор= ме табл. 1.3.).

Табл. 1.3.<= /o:p>

Выполняемая команда

Содержимое регистров процессора после выполнения команды

Ячейка, содержимое которой изменилось после вып. команды

Адрес

Код=

СК<= /span>

РА<= /span>

РК<= /span>

РД<= /span>

A

С

Адрес

Новый код=

ХХХ

ХХХХ

ХХХ

ХХХ

ХХХХ

ХХХХ

ХХХХ

Х

ХХХ

ХХХХ

&n= bsp;

Содержание = отчета по работе

1. Титульный лист.

2. Цель работы.

Текст исходной программы по следующей форме:

"Адрес"        "Код команды"            "Мнемоника"    "Комментарии"

21                  4015           =                     ADD 15         (A)+(15)--> A

3. Таблица с результатами выполнения программы.
4. Описание программы.

ВАРИАНТЫ ПРОГРАММ

(первая команда программы помечена знаком "+")

Адрес

В а р и а н т ы               п р о г р а м м

1

2

3

4

5

6

017

018

019

01A

01B

01C

01D

01E

01F

020

021

022

023

024

0000

01AA

7099

0255

0000

+F200

4018

401A

301B

F200

4019

101B

301B

F000

0000

+F200

4021

1022

3024

F200

4023

4024

3024

F000

01AA

0255

7099

0000

+F200

4023

4021

3020

F200

4022

1020

3020

F000

0000

7099

01AA

0255

0000

0000

0255

7099

0000

+F200

4024

6018

301A

F200

4019

101A

301A

F000

03CF

0000

01AA

7099

+F200

4018

1024

3023

F200

4019

6023

3023

F000

0000

0255

0000

0000

+F200

4023

6024

3018

F200

4022

1018

3018

F000

01AA

0255

7099

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

= 1. Структура базовой ЭВМ и функции ее компонентов (ОП, РА, РД, А, С, РК, КР, А= ЛУ, УУ, СК).

2. Форматы команд базовой ЭВМ.

3. Форматы данных базовой ЭВМ.

4. Порядок выполнения работы.

5. Объяснение работы программы.

ЛАБОР= АТОРНАЯ РАБОТА № 2

Исследование работы ЭВМ = при выполнении разветвляющихся программ.

<= u>Цель работы - изучение команд переходов, способов организации разветвляющих= ся программ и исследование порядка функционирования ЭВМ при выполнении таких программ.

Подготовка к выполнению работы.

1. Переписать заданную программу, дополнив ее мнемоническими кодами команд и комментариями.

2. Заполнить теоретиче= ски таблицу (типа табл.1.3), мысленно выполняя за базовую ЭВМ заданный вариант программ= ы.

<= u>Порядок выполнения работы.

З= анести в память ЭВМ заданный вариант программы и заполнить таблицу результатов (ти= па табл.1.3), выполняя эту программу по командам. При этом экспериментальная и= теоретическая таблицы выполнения программы должны совпасть. В случае несовпадения найти ошибки.

Содержание отчета по работе.

Титульный лист, цель работы, текст программы с мнемоническими обозначениями команд и комментария= ми, таблица с результатами выполнения программы.

ВАРИАНТЫ ПРОГРАММ

(= первая команда программы помечена знаком "+")

Адрес

В а р и а н т ы            п р о г р а м м

1

2

3

4

5

6

016

017

018

019

01A

01B

01C

01D

01E

01F

020

021

022

023

0255

0FA7

+F200

4016

4017

9020

F200

3022

F100

F000

3022

C01F

1111

0000

+C01A

FFD0

002F

0000

F200

4017

4018

A020

F200

F100

3022

F000

CCCC

0000

0F0A

F0F6

F000

+F200

4016

4017

B020

F200

3018

F000

4016

3018

C01F

0000

0000

+C01B

0019

F000

1000

F200

4019

401A

8022

F200

3018

301A

F000

0000

0000

5417

+F200

4022

4023

9020

F200

3017

F100

F000

3017

C01F

FFD1

002F

0000

+C01B

001B

FFD0

002F

F200

4019

401A

A021

F200

F100

3023

F000

CCCC

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Перечислите команды, с помощью которых организуется разветвление программы= и объясните как они работают.

2. Порядок выполнения работы.

3. Объяснение работы программы.

ЛАБОР= АТОРНАЯ РАБОТА №3

Исследование работы ЭВМ = при выполнении циклических программ.

<= u>Цель работы - изучение способов организации циклических программ и исследова= ние порядка функционирования ЭВМ при выполнении циклических программ.

<= u>Подготовка к выполнению работы. Переписать заданную программу, дополнив ее мнемоническими кодами команд и комментариями.

<= u>Порядок выполнения работы. Занести в память ЭВМ заданный вариант программы и заполнить таблицу результатов (типа табл.1.3), выполняя эту программу по командам.

ВАРИАНТЫ ПР= ОГРАММ

(первая команда программы помечена знаком "+")

Адрес

В а р и а н т ы          = п р о г р а м м

1

2

3

4

5

6

00A

00B

00C

00D

00E

00F

010

011

012

013

014

015

016

017

018

019

01A

01B

01C

01D

01E

01F

0000

0000

0000

0000

001B

0000

0000

0000

FFFD

+F200

480E

B018

4011

3011

0012

C013

F000

0375

0000

F0EB

0000

0000

0000

0000

0000

0000

0000

001B

0000

0000

FFFD

+F200

480F

A018

4011

3011

0012

C013

F000

7F01

DECA

30AE

0000

0000

0000

0000

001A

0000

0000

0000

0000

+F200

480C

9016

401D

301D

0019

C011

F000

FFFD

8778

7777

8788

0000

0000

0000

0011

0000

0000

0000

0000

0000

0000

71BC

ABBA

63CD

FFFD

0000

+F200

480A

A01D

F200

F800

4015

3015

0014

C016

F000

0000

001D

0000

0000

0000

0000

0000

FFFD

+F200

480B

9019

F200

F800

401C

301C

0011

C012

F000

0000

B0BA

5B1B

CF01

0000

0000

0000

0012

0000

0000

0000

0000

0000

0707

0000

FFFD

+F200

480D

B01A

C01D

F800

4011

3011

0015

C016

F000

Содержание отчета по раб= оте.

Титульный лист, цель работы, текст программы с комментариями, таблица с результатами выполнения программы и описание программы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как организуются программные циклы в базовой Э= ВМ?

2. Порядок выполнения работы.

3. Объяснение работы программы.

ЛАБОР= АТОРНАЯ РАБОТА № 4

Иссле= дование работы ЭВМ при выполнении комплекса программ.

Цель работы - изучение способов связи между программными модулями, команды обращения к подпрограмме и исследование порядка функционирования ЭВМ при выполнении комплекса взаимосвязанных программ.

Подготовка к выполн= ению работы. Переписать заданную программу и подпрограмму, дополнив их мнемоническими кодами команд и комментариями.

Порядок выполнения работы. Занести в память ЭВМ заданный вариант программного комплекса и заполнить таблицу результатов (типа табл. 1.3), выполняя этот комплекс по командам.

Содержание отчета по раб= оте.

Текст программы и подпрограммы с мнемоническими обозначениями и комментариями, таблица с результатами выполнения комплекса программ и описания программы и подпрогра= ммы.

ВАРИАНТЫ КОМПЛЕКСА ПРОГРАММ

(первая команда программы п= омечена знаком "+")

Адрес

В а р и а н т ы п р о г р а м м<= /o:p>

1

2

3

4

5

6

00A

00B

00C

00D

00E

00F

010

011

012

013

014

015

016

017

018

019

01A

01B

01C

01D

0011

0000

0000

0000

0000

0000

0000

ABBA

63CD

71BC

FFFD

0000

+F200

480A

A01A

2045

0014

C016

F000

0000

0000

001A

0000

0000

0000

0000

0000

FFFD

+F200

480B

9016

2045

0011

C012

F000

0000

CF01

B0BA

5B1B

0000

0000

0000

0012

0000

0000

0000

0000

FFFD

0000

0707

0000

0000

+F200

480C

B01A

C01B

2045

0011

C016

F000

0000

0000

0000

0019

0000

0000

+F200

480D

B014

2045

0018

C010

F000

0000

FFFD

801B

0000

11FF

0000

0000

0000

0000

0000

0000

0011

0000

0000

6789

5ACA

8A7C

FFFD

+F200

480E

A019

2045

0014

C015

F000

0000

0000

0000

0000

0000

0000

0000

0010

F200

4816

F800

+F200

480F

9017

2045

001A

C013

F000

FFFD

0000

0000

0000

045

046

047

048

049

04A

0000

F200

F800

4015

3015

C845

0000

F200

F800

4019

3019

C845

0000

F200

F800

4015

3015

C845

0000

F200

F800

4017

3017

C845

0000

F200

F800

4010

3010

C845

0000

F200

F800

401B

301B

C845

КОНТРОЛЬ= НЫЕ ВОПРОСЫ

1. Как организуется вызов подпрограмм в базовой Э= ВМ?

2. Порядок выполнения работы.

3. Объяснение работы программы.

ЛИТЕРАТУРА

= Организация ЭВМ. 5^е изд./ К. Мамахер, Э. Врашевич, С. Заки. –= Питер, Киев BHV, = 2003.

= Танененбаум Э. Архитектура компьютера. – СПб.:Питер, 2002. – 7= 04 с.

<= span style=3D'font-family:TimesNewRomanPSMT;mso-bidi-font-family:TimesNewRo= manPSMT'>Бройдо В.Л., Ильина О.П. Архитектура ЭВМ и систем. Учебник для вузов. - СПб.: Питер, 2006. – 716 с.

Жмакин А.= П. Архитектура ЭВМ. – СПб.: БХВ-Петербург, 2008. – 320 с.

Орлов С.А., Цилькер<= /span> Б.Я.. Организация ЭВМ и систем. – Спб.: Питер, 2007. – 672 с.

Пятибратов А.П., Гудыно= Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные системы, сети и телекоммуникации. - М.: Финансы и статистика, 2008.

= Меркухин Е.Н. Организация ЭВМ и систем. – Махачк= ала: ДГТУ, 2010. – 208 с.

Наименование	Мнемон. обозн.	Код	Описание<= /o:p>
1	2	3	4
Адресные команды
Логическое умножени= е	AND M	1XXX	(M) & (A) ®A<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;mso-ansi= -language: EN-US'>
Пересылка	MOV M	3XXX	(A) ® M
Сложение=	ADD M	4XXX	(M)+(A) ®A
Сложение с переносо= м	ADC M	5XXX	(M)+(A) +(С)®A<= span lang=3DEN-US style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt;mso-ansi= -language: EN-US'>

1	2	3	4
Вычитание	SUB M	6XXX	(A)-(M) ®A
Переход, если перен= ос	BCS M	8XXX	Если (С)=3D1, то М®СК
Переход, если плюс<= o:p>	BPL M	9XXX	Если (А)³0, то М®СК
Переход, если минус=	BMI M	AXXX	Если (A)<0, то M®СК
Переход, если ноль<= o:p>	BEQ M	BXXX	Если (A)=3D0, то M<= /span>®СК
Безусловный переход=	BR M=	CXXX	M®СК
Обращение к п/прогр= амме	JSR M	2XXX	(CK) ®M, M+1®CK=
Приращение и пропус= к	ISZ M	0XXX	(M)+1® M; если (M)³0, то (CK)+1® CK
Безадресные команды
Очистка аккумулятор= а	CLA=	F200	0®A<= span style=3D'font-size:10.0pt;mso-bidi-font-size:12.0pt'>
Очистка регистра пе= реноса	CLC	F300	0®С
Инверсия аккумулято= ра	CMA	F400	NE(A) ® A
Инверсия регистра переноса	CMC	F500	NE(C) ® C
Циклический сдвиг в= лево на 1 разряд	ROL=	F600	Содержимое A и C сд= вигается влево, A(15) ® C, (C) ®A(0)
Циклический сдвиг в= право на 1 разряд	ROR=	F700	Содержимое A и C сд= вигается вправо, A(0) ® C, (C) ®A(15)
Инкремент аккумулят= ора	INC=	F800	(A)+1®А
Декремент аккумулят= ора	DEC=	F900	(A)-1®А
Останов<= /span>	HLT=	F000
Нет операции	NOP=	F100
Разрешение прерыван= ия	EI<= /span>	FA00
Запрещение прерывания	DI<= /span>	FB00
Команды ввода-вывода
Очистка флага<= /o:p>	CLF B	E0XX	0 ® флаг устройства В
Опрос флага	TSF B	E1XX	Если (флаг устр. B)=3D1, то (CK)+1 = ® CK
Ввод	IN	E2XX	(B<= span style=3D'font-size:10.0pt'>) ® А
Вывод	OUT	E3XX	(A<= span style=3D'font-size:10.0pt'>) ® В
Примечание: (M), (A), (CK), (C), (B) – содержимое: ячейки с адресом M, аккумулятора, счетчика команд, регистра переноса и регистра данных устройства ввода-вывода с адресом B соответственно. XXX - адрес ячейки памяти. XX - адрес устройства ввода-вывода. Описание команд приводится для случая прямой адресации.

Выполняемая команда	Содержимое регистров процессора после выполнения команды	Ячейка, содержимое которой изменилось после вып. команды
Адрес	Код=	СК<= /span>	РА<= /span>	РК<= /span>	РД<= /span>	A	С	Адрес	Новый код=
ХХХ	ХХХХ	ХХХ	ХХХ	ХХХХ	ХХХХ	ХХХХ	Х	ХХХ	ХХХХ