Міністерство освіти і науки України
Національний університет „Львівська політехніка”
Кафедра ЕОМ
Звіт
з лабораторної роботи № 2
з дисципліни: «Організація та функціонування комп’ютерів»
на тему: «Набір інструкцій навчального комп’ютера. Загальний порядок виконання інструкцій»
Мета:
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;
Засвоїти призначення регістра ознак процесора;
Ознайомитися з потактовим режимом роботи навчального комп’ютера.
Засвоїти базовий порядок виконання інструкції навчального комп’ютера та
навчитися досліджувати хід виконання окремих інструкцій.
Теоретичні відомості
Нагадаємо, що за форматом коду інструкції є адресні та безадресні (див. розділ ІІ “Опис архітектури навчального комп’ютера DeComp”). 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).
1) LOAD ADR - завантажити (від англ. Load - завантажувати).
Дивимося на рис. 2.3: машинний код цієї інстркції – 0000 aaaa aaaa aaaa; виконання – (ADDR) ( Акумулятор.
Ця інструкція здійснює читання 16-розрядного числа з комірки пам’яті, на яку вказує поле адреси ADR, і розміщує його у акумуляторі. Перші найстарші 4 розряди (старша тетрада) містять код операції “завантаження” з пам’яті – 0000, а наступні 12 розрядів – адресу комірки, з якої відбуватиметься читання. Наприклад, для того, щоб прочитати число з 15-ї або 2041-ої комірки пам’яті і записати його до акумулятора, необхідно використати :
Мнемонічний запис
Машинний код
LOAD 15
0000 0000 0000 1111
LOAD 2041
0000 1111 1111 1001
2) STORE ADR - зберегти (від англ. Store - зберігати)
Машинний код – 0001 aaaa aaaa aaaa; виконання – Акумулятор ( (ADDR)).
Ця інструкція здійснює протилежну до інструкції LOAD дію, тобто 16-розрядне значення вмісту акумулятора записує у комірку пам’яті, на яку вказує поле адреси ADR. Код операції інструкції “збереження” до пам’яті – 0001, а наступні 12 розрядів – адреса комірки пам’яті. Наприклад, щоб записати значення вмісту акумулятора до 148-ї або 2043 комірки, необхідно використати такі машинні коди:
Мнемонічний запис
Машинний код
STORE 148
0001 0000 1001 0100
STORE 2043
0001 1111 1111 1011
Якщо нам потрібно у пам’яті перенести число з однієї комірки до іншої, однією командою цього зробити не можна. Потрібно скористатись послідовно двома командами ...
