Подякувати Студентському архіву довільною сумою
Admin
26.02.2023 12:38
Дякуємо, що користуєтесь нашим архівом!
Інформація про навчальний заклад
ВУЗ:
Національний університет Львівська політехніка
Інститут:
Не вказано
Факультет:
КН
Кафедра:
Не вказано
Інформація про роботу
Рік:
2018
Тип роботи:
Звіт до лабораторної роботи
Предмет:
АМО
Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):
Міністерство науки і освіти України
Технічний коледж національного університету
«Львівська політехніка»
ЗВІТ
з лабораторної роботи №1
З предмету ОФК
Ознайомлення з організацією навчального комп’ютера – симулятора DeComp;
Львів - 2018
Мета:
1. Вивчити організацію навчального комп’ютера – симулятора DeComp, призначення окремих блоків і можливості їх використання;
2. Засвоїти порядок уведення інформації в регістри та пам’ять симулятора навчального комп’ютера, навчитися вводити і запускати найпростішу програму;
3. Вивчити теоретичні основи побудови систем числення, які використовуються у комп’ютерах;
4. Засвоїти порядок використання двійкової системи числення.
Теоритичні відомості:
Система числення - це сукупність прийомів та правил для зображення чисел за допомогою цифрових символів (цифр), що мають визначені кількісні значення - числовий еквівалент.
У загальному випадку, у довільній системі числення, запис числа називається кодом і у скороченому вигляді може бути відображений таким чином:
Окрему позицію запису числа називають розрядом, а номер позиції n – номером розряду. Кількість розрядів запису числа називається розрядністю числа.
Якщо алфавіт має d різних значень, то і-й розряд у запису числа розглядається як d-ічна цифра, яка може мати одне з d значень. Кожній цифрі ai однозначно відповідає її числовий еквівалент K(), а числовий еквівалент цілого числа A - це деяка функція числових еквівалентів цифр всіх розрядів.
Позиційна система числення - це така система, в якій значення символу (числовий еквівалент) залежить від його положення в записі числа.
Люба позиційна система числення характеризується основою.
Основа або базис d натуральної позиційної системи числення - це впорядкована послідовність кінцевого набору знаків або символів, які використовують для зображення числа у даній системі, у якій величина кожної цифри залежить від її місця у зображенні числа, тобто від позиції розряду. Можлива нескінчена множина позиційних систем числення, через те, що за основу можна прийняти любе число, крім одиниці, створивши нову систему числення.
Однорідна позиційна система числення - це така позиційна система числення, в якій є одна основа d, а вага i-го розряду дорівнює .
Вага розряду p i числа у позиційній системі числення – це відношення
де i - номер розряду справа наліво, від старшого до молодшого, а - це перший розряд ліворуч від коми (старший розряд) і його номер дорівнює 0, а значення дорівнює 1.
Кожне число у позиційній системі числення з основою d може бути записане у вигляді дискретної суми добутків значень окремих розрядів на основу системи числення у степені, яка дорівнює номерам розрядів. Таку форму запису чисел ще називають розгорнутою або повною:
де: Ad – довільне число у системі числення з основою d;
– коефіцієнти або цифри числа;
i = (n, n-1, n-2, …, 1, 0, -1, …, -m+1, -m) – номера розрядів цілої (n) та дробової (-m) частини числа.
У сучасних комп’ютерних системах найбільше застосовуються позиційні системи числення. В універсальних цифрових комп’ютерах використовуються тільки позиційні системи числення, а у спеціалізованих комп’ютерах використовуються такі системи числення (в тому числі і не позиційні), які дозволяють значно зменшити вагу та габарити апаратури процесора, прискорити виконання операцій над числами для обчислення вузького класу задач або навіть окремих алгоритмів.
Двійкова система числення
З точки зору технічної реалізації найліпшою є система з основою 2 або двійкова, тому що двохпозиційні елементи різної фізичної природи легко реалізуються. Крім того, у процесах з двома стійкими станами різниця між цими станами має якісний, а не кількісний характер, що забезпечує надійну реалізацію двійкових цифр. Таким чином, простота арифметичних і логічних дій, мінімум обладнання, що використовується для подання чисел та найбільш зручні умови реалізації визначили застосування двійкових систем числення практично в усіх відомих комп’ютерах і таких, що проектуються.
Двійкова система числення у комп’ютерах є основною, у якій здійснюються арифметичні і логічні перетворення інформації у пристроях комп’ютера. Вона має тільки дві цифри: 0 і 1, а всяке двійкове число зображається у вигляді комбінації нулів і одиниць. Кожний розряд числа у двійковій системі числення ліворуч від коми має вагу. Яка дорівнює двом у відповідній додатній степені, а праворуч від коми – двом у від’ємній степені
Номер розряду
4
3
2
1
0
-1
-2
-3
-4
Двійкова вага
Десяткове значення
16
8
4
2
1 (,)
0,5
0,25
0,125
0,0625
Наприклад, розгорнуту форму двійкового числа 11101,01 за формулою можна записати так:
Хід виконання роботи:
Вивчити теоретичні відомості до лабораторної роботи № 1.
Дайте відповідь на контрольне питання: Які особливості вісімкової системи числення?
Виконання:
Вісімкова система числення має основу d = 8 i можливі значення розрядів = 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7. Число вісім, яке дорівнює основі системи числення, записується двома цифрами у вигляді 10. Любе вісімкове число може бути визначено за допомогою формули розгорнутого запису його десятковим еквівалентом, наприклад:
Запис чисел у вісімковій системі числення у три рази коротше, ніж у двійковій.
Запустити програму “Симулятор навчальної ЕОМ DeComp” (файл DeComp.exe) і включити живлення на панелі навчального комп’ютера. За допомогою набірного поля і кнопок “Занесення з набірного поля”, записати до регістрів процесора такі значення двійкових кодів:
до РА – 0101 0101 0101,
до РД – 0011 0011 0011 0011,
до А – 0000 1111 0000 1111,
до РІ – 0000 0000 1111 1111,
до ЛАІ – 1010 1010 1010.
Виконання:
Я запустив програму DeComp.exe та натиснув кнопку живлення на головній панелі навчальної ЕОМ. В набірному полі я набрав число 0101 0101 0101 і за допомогою кнопок занесення значення набірного поля до регістрів я заніс його до Регістру Адреси пам’яті (РА). Цю ж дію я повторив з іншими значеннями і регістрами.
За допомогою набірного поля і кнопок “Операція з пам’яттю” записати до 5-ти сусідніх комірок пам’яті з адресами 20, 21, 22, 23 та 24 числа 16, 17, 18, 19 та 20. Попередньо всі десяткові числа перевести до двійкової системи числення і результати записати у робочий зошит для подання у звіті.
Виконання:
Для початку всі десяткові числа я перевів до двійкової системи:
16 : 2 = 8 (0) 17 : 2 = 8 (1) 18 : 2 = 9 (0) 19 : 2 = 9 (1)
8 : 2 = 4 (0) 8 : 2 = 4 (0) 9 : 2 = 4 (1) 9 : 2 = 4 (1)
4 : 2 = 2 (0) 4 : 2 = 2 (0) 4 : 2 = 2 (0) 4 : 2 = 2 (0)
2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0)
1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1)
20 : 2 = 10 (0) 21 : 2 = 10 (1) 22 : 2 = 11 (0) 23 : 2 = 11 (1)
10 : 2 = 5 (0) 10 : 2 = 5 (0) 11 : 2 = 5 (1) 11 : 2 = 5 (1)
5 : 2 = 2 (1) 5 : 2 = 2 (1) 5 : 2 = 2 (1) 5 : 2 = 2 (1)
2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0) 2 : 2 = 1 (0)
1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1) 1 : 2 = 0 (1)
24 : 2 = 12 (0)
12 : 2 = 6 (0)
6 : 2 = 3 (0)
3 : 2 = 1 (1)
1 : 2 = 0 (1)
Потім я перейшов до запису чисел в комірки. Я почав з занесення числа 16 в комірку з номером 20. Для початку за допомогою набірного поля я ввів код адреси комірки 0000 0000 0001 0100 і заніс його до Регістру Адреси пам’яті. Далі я набрав число 0000 0000 0001 0000 і заніс його до Регістру Даних пам’яті. Для того щоб записати значення Регістру Даних пам’яті до комірки з адресою яка занесена до Регістру Адреси пам’яті я скористався полем «Операція з пам’яттю» а саме кнопкою «Запис». Ці дії я повторив для занесення інших чисел в відповідні їм комірки.
Записати у пам’ять описану нижче програму, яка додаватиме числа, що знаходяться в 10-й та 11-й комірках пам’яті, а результат запише до 12-ї комірки. Програму розмістити у оперативній пам’яті, починаючи з комірки за адресою 0. Попередньо у 10-ту та 11-ту комірки занести числа відповідно до свого варіанту:
Варіант 1: Числа 22 та 33.
Програма у мнемонічних кодах асемблера DeComp буде мати такий вигляд:
Мнемонічний код інструкції
Дія, яку виконує інструкція
LOAD 10
завантажити (прочитати) значення числа з 10-ї комірки пам’яті до акумулятора;
ADD 11
додати до числа в акумуляторі значення числа з 11-ї комірки пам’яті і результат зберегти в акумуляторі;
STORE 12
зберегти (записати) значення числа з акумулятора до 12-ї комірки пам’яті;
HALT
зупинити роботу процесора.
У двійковому поданні дана програма матиме вигляд:
0000 0000 0000 1010 – двійковий код 1-ї інструкції;
0010 0000 0000 1011 - -‘’- 2-ї інструкції;
0001 0000 0000 1100 - -‘’- 3-ї інструкції;
0111 1100 0000 0000 - -‘’- 4-ї інструкції;
Відповідно, двійковий код першої інструкції необхідно занести до комірки з адресою 0 (0000 0000 0000), другу – у комірку з адресою 1 (0000 0000 0001), третю – у комірку з адресою 2 (0000 0000 0010), а четверту – у комірку з адресою 3 (0000 0000 0011).
Після того, як програма розміщена у пам’яті навчального комп’ютера і у 10-ту (код адреси у двійковій формі - 0000 0000 1010) та у 11-ту (код адреси - 0000 0000 1011) комірки будуть занесені задані числа, необхідно у Лічильнику Адреси Інструкції за допомогою набірного поля встановити адресу першої інструкції, тобто код адреси – 0000 0000 0000, тобто показати процесору звідки починати виконання програми.
Виконання:
За допомогою набірного поля і кнопок поля «Операція з пам’яттю» я розмістив в памяті комп’ютера програму яка додаватиме числа з комірок 10 і 11 та заноситиме результат до 12-ї комірки. Запис програми проходив таким чином: до комірки 0 я заніс двійковий код першої інструкції користуючись набірним полем, кнопками занесення до регістрів і кнопкою запису. Ці ж дії повторив для інших інструцій заносячи їх до наступних комірок.
Щоб занести числа які будуть додаватись я спочатку перевів їх до двійкової системи числення:
22 : 2 = 11 (0) 33 : 2 = 16 (1)
11 : 2 = 5 (1) 16 : 2 = 8 (0)
5 : 2 = 2 (1) 8 : 2 = 4 (0)
2 : 2 = 1 (0) 4 : 2 = 2 (0)
1 : 2 = 0 (1) 2 : 2 = 1 (0)
1 : 2 = 0 (1)
Перевівши числа заніс число до комірки адресою , а до комірки адресою
= = =
Виконати програму у автоматичному режимі і перевірити результат у 12-й комірці, прочитавши значення 12-ї комірки пам’яті.
Виконання:
Я виконав програму в автоматичному режимі натиснувши кнопку «Пуск», перед цим перевіривши чи вибраний потрібний режим. Після цього я перевірив значення комірки 12. Для цього в набірному полі я набрав намер комірки (0000 0000 0000 1100), заніс його до Регістру Адреси пам’яті і натиснув кнопку «Читання». В полі «Пам’ять» я перевірив значення комірки 12, яке відобразилося в Регістрі Даних пам’ті.
Там було число 110111. Я перевів його до десяткової системи числення:
Результат додавання виявився правильним.
Онулити 12-ту комірку, знову встановити у ЛАІ адресу першої інструкції – адресу 0 і дослідити цю програму, виконавши її у покроковому режимі. Після виконання кожної інструкції записати у подану нижче таблицю вміст усіх регістрів процесора.
Виконання:
Для онулення комірки 12 я набрав її адресу (0000 0000 0000 1100) і заніс до Регістру Адреси пам’яті, потім до Регістру Даних пам’яті заніс значення 0 (0000 0000 0000 000) і натиснув кнопку «Запис».
У Лічильник Адреси Інструкції я заніс адресу першої інструкції, а саме адресу нульової комірки (0000 0000 0000 0000) і запустив програму в покроковому режимі обравши «Покроковий» режим і натиснувши «Пуск».
Зміни значень в регістрах я записав у таблицю:
Крок
РА
РД
А
РІ
ЛАІ
РО
1
0000 0000 1010
0000 0000 0001 0110
0000 0000 0001 0110
0000 0000 0000 1010
0000 0000 0001
000
2
0000 0000 1011
0000 0000 0010 0001
0000 0000 0011 0111
0010 0000 0000 1011
0000 0000 0010
000
3
0000 0000 1100
0000 0000 0011 0111
0000 0000 0011 0111
0001 0000 0000 1100
0000 0000 0011
000
4
0000 0000 0011
0111 1100 0000 0000
0000 0000 0011 0111
0111 1100 0000 0000
0000 0000 0011
000
Тепер проаналізуймо зміни в кожному з регістрів:
Регістр Адреси пам’яті (РА):
1-й крок: звернення до 10-ї комірки пам’яті (0000 0000 1010)
2-й крок: звернення до 11-ї комірки пам’яті (0000 0000 1011)
3-й крок: звернення до 12-ї комірки пам’яті (0000 0000 1100)
4-й крок: звернення до 3-ї комірки пам’яті (0000 0000 0011)
Регістр Даних пам’яті:
1-й крок: зчитування першого числа (0000 0000 0001 0110)
2-й крок: зчитування другого числа (0000 0000 0010 0001)
3-й крок: зчитування суми чисел (0000 0000 0011 0111)
4-й крок: зчитування інструкції HALT з третьої комірки (0111 1100 0000 0000)
Акумулятор:
1-й крок: завантаження першого числа з 10-ї комірки (0000 0000 0001 0110)
2-й крок: додавання другого числа з комірки 11 до першого і збереження суми (0000 0000 0011 0111)
3-й крок: без змін, продовження збереження суми (0000 0000 0011 0111)
4-й крок: без змін, продовження збереження суми (0000 0000 0011 0111)
Регістр Інструкцій:
1-й крок: завантаження першої інструкції (0000 0000 0000 1010)
2-й крок: завантаження другої інструкції (0010 0000 0000 1011)
3-й крок: завантаження третьої інструкції (0001 0000 0000 1100)
4-й крок: завантаження четвертої інструкці (0111 1100 0000 0000)
Лічильник Адреси Інструкцій:
1-й крок: вказує процессору, що виконується перша інструкція (0000 0000 0000 0001)
2-й крок: вказує процессору, що виконується друга інструкція (0000 0000 0000 0010)
3-й крок: вказує процессору, що виконується третя інструкція (0000 0000 0000 0011)
4-й крок: зміни не відбуваються (0000 0000 0000 0011)
Регістр ознак:
Без змін протягом виконання всієї программи (000)
Висновок: я вивчив теоретичні відомості про основи побудов систем числення, які використовуються в комп’ютерах. Познайомився з навчальним комп’ютером – симулятором DeComp, навчився заносити дані до різних регістрів та до комірок пам’яті і написав свою першу програму користуючись двійковими інструкціями симулятора.
30.10.2024 01:10-
Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!
0%
Оголошення від адміністратора