МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ НАЦІОНАЛЬНИЙ УНІВЕРСИТЕТ “ЛЬВІВСЬКА ПОЛІТЕХНІКА” КАФЕДРА ЕОМ / Звіт по лабораторній роботі №1 (Робота з симулятором машини Ноймана. Дослідження виконання машинного коду в автоматичному режимі) з курсу “Архітектура комп’ютера” Підготував: ст. гр. КІ- 32 Майстренко М.В. Прийняла: Ногаль М.В. Львів-2011 Мета роботи: опанувати роботу на симуляторі машини Ноймана, зрозуміти і дослідити принцип виконання програми машиною Ноймана. 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. Персональне завдання: Створити програму, яка реалізує обчислення виразу X * Y – 2. Теоретичні відомості: CISC – complex instruction set computing (обчислення зі складною системою машинних інструкцій). Аби дослідити дію машини Ноймана використовують симулятори цієї машини, що, в свою чергу, є готовими до використання комп’ютерними програмами. При роботі з такою програмою складається враження роботи з комп’ютером першої генерації, що приймає дані і подає результати і двійковій (бінарній) системі числення, має обмежений обсяг пам’яті, обмежене число регістрів і відсутню операційну систему. Коли в комп’ютері (в нас – в симуляторі комп’ютера) ОС нема, тоді кожну програму треба завершувати виконанням машинної інструкції СТОП. В автоматичному режимі одним натиском на клавішу комп’ютер змушують виконати уведену до нього програму - повністю, від першої до останньої машинної інструкції програми. Розглянемо конкретний симулятор машини Ноймана, якому автор надав назву «Кроха». «Кроха» є DOS програмою, яку запускають у вікні DOS. Отже, миша з симулятором не працює так само, як і в ті давні часи, коли реалізували машину Ноймана. Треба користуватися курсором (рискою підкреслення) і клавішами пересування курсора. Але курсор діє лише у вікні пам’яті. Залишаються можливості керування симулятором натисканням вибраних клавіш апаратури. Таке керування є примітивним але таким, що дозволяє правдиво і чітко зрозуміти, як працює комп’ютер Ноймана, як з ним колись працювали, а також які в нього є принципові недоліки. Наступний рисунок 1 містить копію вікна симулятора Кроха. Симулятор є DOS програмою, що викликається в режимі командного рядка. / Зліва розташоване вікно пам’яті. Тут позначені адреси в бінарному коді, від 00002 до 11112 (всього 16 комірок). Вмістиме кожної комірки – це 3+4+4+4=15 бітова структура, що може бути або бінарним кодом цілого чила, або бінарним кодом машинної команди (так званої інструкції). Отже маємо не зовсім звичний 15-бітовий комп’ютер, що не підтримує парадигму байта. Формат машинної інструкції машини Ноймана В комп’ютері використаний наступний класичний формат 3-адресної машинної інструкції: / / Виконання роботи: Програма, що реалізовує обчислення виразу X * Y – 2: Адреса Інструкція Коментар до інструкції   КОП Оп.1 Оп.2 Рез.   0000 101 0011 0100 0110 Інструкція множення. Операнд 1: Число 710 (знаходиться у комірці 00112), Операнд 2: Число 510 (знаходиться у комірці 01002). Результат запишеться у комірку 01102.  0001 011 0110 0101 0111 Інструкція віднімання. Операнд 1: Результат виконання минулої інструкції (комірка 01102) (у моєму випадку – число 3510). Операнд 2: Число 210, що знаходиться у комірці 01012. Результат запишеться у комірку 01112. Це буде кінцевий результ...