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” 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: «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 результат виконання програми.  0010 111 0000 0000 0000 Інструкція завершує роботу програми  0011 000 0000 0000 0111 Число 710. (Х)  0100 000 0000 0000 0101 Число 510. (Y)  0101 000 0000 0000 0010 Число 210.  0110 000 0000 0000 0000 Комірка проміжного результату. (Тут збережеться результат виконання інструкції №1 (множення), адреса інструкції: 00002).  0111 000 0000 0000 0000 Комірка для збереження кінцевого результату. (Тут збережеться результат виконання інструкції №2 (віднімання), адреса інструкції: 00012)   Скріншоти програми: / Рис. 1. Скріншот перед виконанням програми / Рис. 2. Скріншот після виконання програми. Коментар до Рис. 2.: У комірці 01112 лежить число 3310, яке є результатом виконання операцій X * Y – 2, у моєму випадку: 7 * 5 – 2. 7 * 5 = 35. 35 – 2 = 33. Висновок: при виконанні лабораторної роботи мною було опановано роботу на симуляторі Ноймана. Я дослідив і зрозумів принцип виконання програми машиною Ноймана.