Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра СКС
Звіт
з лабораторної роботи № 2
з дисципліни: “Організація та функціонування комп’ютерів”
на тему: “ Набір інструкцій навчального комп’ютера. Загальний порядок виконання інструкцій. ”
Мета: 1. Засвоїти порядок виконання програм у комп’ютері. Ознайомитися з форматом та набором інструкцій симулятора навчальної ЕОМ. Засвоїти формати і способи використання інструкцій звертання до пам’яті та інструкцій арифметичних операцій;
2. Засвоїти призначення регістра ознак процесора;
3. Ознайомитися з потактовим режимом роботи навчального комп’ютера.
4. Засвоїти базовий порядок виконання інструкції навчального комп’ютера та
навчитися досліджувати хід виконання окремих інструкцій.
Ознайомитись з теоретичними відомостями до лабораторної роботи.
Усі інструкції у навчальному комп’ютері можна поділяти за такими напрямками:
За форматом коду інструкції;
За призначенням.
За форматом коду інструкції є адресні та безадресні.
Безадресні інструкції взагалі не використовують будь-які операнди, як, наприклад, інструкція HALT або інструкції зсувів. У таких інструкціях однозначно відомо, звідки брати операнди для операції, наприклад:
- інструкція NOT однозначно працює з акумулятором (інвертує його вміст);
- так само роблять усі інструкції зсувів (LSL, ASR, ROR та інші);
- а от інструкції INPUT та OUTPUT працюють не лише з акумулятором, але й з портами вводу (INPUT) та виводу (OUTPUT).
У свою чергу, адресні інструкції для виконання своєї операції потребують операнди, в якості яких може бути вміст будь-якої з 4096 комірок пам’яті симулятора. Отже, окрім коду операції, який займає найстарші 4 розряди машинного коду інструкції (від 15-го до 12-го ), решту розрядів займає 12-розрядна адреса комірки пам’яті, значення вмісту якої стане операндом і буде оброблятись у даній інструкції.
Усі інструкції навчального комп’ютера за призначенням можна розділити на такі групи:
1) інструкції звертання до пам’яті (LOAD та STORE);
2) арифметичні інструкції (ADD та SUB);
3) логічні інструкції (AND, OR, XOR та NOT);
4) інструкції вводу/виводу (INPUT та OUTPUT);
5) інструкції керування виконанням програми:
а) інструкція зупинки (HALT);
б) інструкції умовних переходів (JNZ, JZ, JP, JM, JNC та JC);
в) інструкція безумовного переходу (JMP);
6) інструкції зсувів (вліво (Left) та вправо (Right)):
а) інструкції логічного зсуву (LSL та LSR);
б) інструкції арифметичного зсуву (ASL та ASR);
в) інструкції циклічного зсуву (ROL та ROR);
г) інструкції циклічного зсуву через тригер ознаки переносу C (RCL та RCR).
2) Описати призначення прапорців Регістру Ознак.
Відповідно до обмежень, які закладені у архітектурі любого комп’ютера, у тому числі і нашого навчального – симулятора DeComp, результат виконання арифметичних і більшості інших інструкцій необхідно аналізувати для визначення його певних особливостей. Що саме:
- потрібно відрізняти додатні і від’ємні числа;
- потрібно визначати стан, коли результат виконання інструкції дорівнює нулю;
- потрібно визначати переповнення розрядної сітки акумулятора.
Для фіксації цих станів існує регістр ознак у процесорі, який має три тригери: Z, S i C. На панелі навчального комп’ютера він розміщений біля акумулятора.
Прапорець Z (Zero - нуль) встановлюється у 1 (світиться), якщо результат операції дорівнює 0. Зрозуміло, що для команди ADD ця ознака встановиться лише у випадку, якщо до 0 додати 0, або якщо додаються два однакових числа з протилежними знаками.
Прапорець S (Sign - знак) встановлюється в 1, якщо результат операції – від’ємне число. Знову ж таки, інструкція ADD не може дати від’ємного результату за винятком чисел у доповняльному коді, яких ми поки-що не розглядаємо. Зрозуміло, якщо віднімати від меншого числа більше інструкцією SUB, отримаємо ознаку від’ємного результату S.
Прапорець ...
