Міністерство освіти і науки України Національний університет «Львівська політехніка» Кафедра ЕОМ / ЗВІТ з лабораторної роботи №1 з дисципліни: «Архітектура комп’ютерів» на тему: « Робота з симулятором машини Ноймана. Дослідження виконання машинного коду в автоматичному режимі »  Тема: Робота з симулятором машини Ноймана. Дослідження виконання машинного коду в автоматичному режимі. Мета: Опанувати роботу на симуляторі машини Ноймана, зрозуміти і дослідити принцип виконання програми машиною Ноймана. Теоретичні відомості: CISC – complex instruction set computing (обчислення зі складною системою машинних інструкцій) Аби дослідити дію машини Ноймана використовують симулятори цієї машини, що є готовими до використання комп’ютерними програмами. Коли в комп’ютері (в нас – в симуляторі комп’ютера) ОС нема, тоді кожну програму треба завершувати виконанням машинної інструкції СТОП. «Кроха» є DOS програмою, яку запускають у вікні DOS. Формат машинної інструкції машини Ноймана В комп’ютері використаний наступний класичний формат 3-адресної машинної інструкції: Поле коду операції. Довжина 3 біти Поле адреси 1-го операнда. Довжина 4 біти Поле адреси 2-го операнда. Довжина 4 біти Поле адреси результату. Довжина 4 біти  КОп А1 А2 А3  Рис. 1.2 – Формат машинної інструкції Про машину Ноймана Структуру машини містить рис. 1.6. / Рис. 1.6. Структура машини Ноймана, запропонована в 1945 році в Гарвардському університеті США. За допомогою пристрою введення бінарні коди чисел і машинних інструкцій потрапляють (чорні лінії) транзитом через АЛП до пам’яті, де і зберігаються під час автоматичного виконання обчислень. Отже, під час введення АЛП зайнято транзитним пересиланням і комп’ютер не може обчислювати. Коли уведен00ня завершене, тоді по команді старту, що надає людина, комп’ютер починає виконувати заведену людиною до пам’яті програму автоматично. При цьому бінарні коди з пам’яті, що надсилаються (синя лінія) до пристрою керування, сприймаються як машинні інструкції. На основі прийнятих з пам’яті кодів машинних інструкцій пристрій керування керує роботою всіх інших пристроїв комп’ютера (червоні штрихові лінії). Бінарні коди, що надсилаються з пам’яті до АЛП (чорні лінії), сприймаються як коди чисел, що приймають участь в формування результату. Можливе збереження проміжних результатів обчислень в тій самій пам’яті чорна двохнаправлена лінія). Остаточні результати також спочатку надсилають до пам’яті, а вже потім виводять через пристрій виводу (чорна лінія). Завдання: запустити симулятор, увести до нього коди машинних інструкцій і коди чисел, навчитися утворювати і змінювати ці коди, дослідити і пояснити принципи трактування машиною Ноймана бінарних кодів. Розробити тестову програму, завантажити програму і відповідні дані до симулятора, виконати програму в автоматичному режимі, проаналізувати і пояснити отримані результати, скласти звіт з виконання лабораторних досліджень та захистити його. Хід виконання роботи: Задано вираз відповідно до варіанту(4) : r=5(x-y)/(z+y) До симулятора уведена програма, яка обчислить заданий вираз: Адреса пам’яті Машинна інструкція Коментар   Дія інструкції Бінарний код   00002 (13) – (14) => (12) 011 1101 1110 11002 r = x - y  00012 (11) * (12) =>(12) 101 1011 1100 11002 r = 5 * r  00102 (15) + (14) => (10) 001 1111 1110 10102 k = z + y  00112 (12) / (10) => (12) 010 1100 1010 11002 r = r / k  01002 стоп, вивід (12) (12) (12) 111 1100 1100 11002 виведення результату  10102 z+y проміжний результат (k)  10112 5 000 0000 0000 01012 const  11002 r Результат  11012 x Операнд  11102 y Операнд  11112 z Операнд   Оберемо довільні значення операндів, наприклад: x= 4010 , y=510 та z=1010, внесемо значення до відповідних комірок пам'яті. Результат виконання програми в режимі АВТО: / Аналіз роботи програми: В екранному вікні з’явилися операнди і результат в бінарній і десятковій формах. r = 5 * ( 40 + 5) / ( 10 + 5) = 11,(66)10 ≈ 1...