1122

Архитектура вычислительных систем

Лабораторная работа

Информатика, кибернетика и программирование

Ознакомление с принципом действия, машинными циклами и тактами микропроцессора КР580: изучение правил записи машинных программ(в машинных кодах и мнемокодах), исследование выполнения команд пересылки байта.

Русский

2013-01-06

2.32 MB

45 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего профессионального образования

«Тульский государственный университет»

Кафедра «Автоматика и телемеханика»

Архитектура вычислительных систем

Лабораторная работа2

ЗАПИСЬ И ВЫПОЛНЕНИЕ ПРОСТЫХ КОМАНД

     Выполнил студент группы 720211 К .А. Сафонова.____________

Проверил доц. каф. АТМ А.В. Копылов. ____________

Тула 2012 г.

Цель работы:

Ознакомление с принципом действия, машинными циклами и тактами микропроцессора КР580: изучение правил записи машинных программ(в машинных кодах и мнемокодах); исследование выполнения команд пересылки байта.

Задание на работу:

1.1.Ознакомиться с принципом действия, машинными циклами и тактами

микропроцессора КР580.

.2. Изучите правила записи машинных программ при работе с УОУ.

.3. Написать программу для выполнения действий, указанных в табл. 1.

Программу разместить в любой свободной области оперативной памяти УОУ. 

.4. Пользуясь таблицей кодов команд, размещенной на лицевой панели

УОУ, записать машинные коды команд программы. Константы перевести

из десятичной в шестнадцатеричную систему счисления.

Вариант8

47 ->H    168->А    225->В    )->С    (A)->L     (B)->Е

Теоретические сведения. 

         В УОУ "Электроника 580" предусмотрен ввод-вывод программ только в машинных кодах, записанных в шестнадцатеричной системе счисления. Такое представление программ неудобно для программиста, так как затрудняет понимание и увеличивает вероятность ошибок. Для человека более удобна символическая (мнемоническая) запись программ. Поэтому на практике целесообразно совмещать на одном бланке машинные и мнемонические коды команд. Рассмотрим особенности записи программ на примере  (Учебная программа):

                                                                                                          

Таблица 1. Учебная программа

Бланк разделен на пять вертикальных полей. В первом поле записывается шестнадцатеричный адрес ячейки памяти, в которой размещен первый байт кода команды, а во втором поле  машинный код команды (один, два или три байта) в порядке размещения байтов в памяти. При записи следует помнить, что в трехбайтных командах во втором байте команды записывается младший байт адреса или операнда, а в третьем -  старший.

 В третьем поле записывается символическое имя (метка), соответствующее адресу, находящемуся в первом поле. В примере метка START обозначает ячейку памяти с адресом 8148. В программах метки используются в командах переходов, а также для обозначения некоторых команд с целью повышения наглядности текстов программ.

В четвертом поле записывается мнемоническое обозначение соответствующей машинной команды. Сначала записывается мнемоника кода операции, а затем мнемоники операндов или адресов. В этом поле двухбайтные коды принято записывать в привычном виде: сначала старший байт, а затем - младший.

В поле комментария записываются в свободной форме различные пояснения.

Обычно работа программы заканчивается командой останова (HLT). При отладке программ в УОУ не рекомендуется заканчивать командой остановки, так как при этом будет невозможно с помощью монитора просмотреть содержимое регистров или памяти. Вместо команды останова лучше использовать команду RST4 (код Е7), которая будет передавать управление монитору. При записи программ все числа представляются в шестнадцатеричной системе счисления.

Машинные циклы и такты.

В МП КР580 каждая команда выполняется в течение 1 - 5 машинных циклов МП. Число машинных циклов команды определяется числом обращений к внешним подсистемам (памяти и средствам ввода-вывода) для обмена информацией между микропроцессором и адресуемым внешним регистром, исключение составляет команда DAD, выполняемая за три машинных цикла с обращением к памяти только в первом цикле.

Машинный цикл состоит из 3 - 5 машинных тактов T1, называемых также функциональными состояниями или просто состояниями микропроцессора. Длительность такта равна периоду сигналов синхронизации. Продолжительность выполнения различных команд составляет от 4 до 18 тактов.

Для МП КР580 существует 10 типов машинных циклов:

. Извлечение кода команды (М1).

2. Чтение данных из памяти.

. Запись данных в память.

. Извлечение данных из стека.

. Запись данных в стек.

. Ввод данных из внешнего устройства.

. Вывод данных во внешнее устройство.

. Цикл обслуживания прерывания.

9. Останов.

10. Обслуживание прерываний в режиме останова.

Первые три такта всех машинных команд унифицированы и образуют фазу адресации. Собственно адресация осуществляется в цикле T1. Микропроцессор выдает сигналы на шину адреса. Источником адреса могут быть следующие внутренние регистры: программный счетчик, указатель стека, регистровые пары B, D или Н, L, а также пара W, Z.

Такт Т2 отведен для проверки необходимости реакции на некоторые управляющие сигналы, влияющие на функционирование МП. В этом такте проверяются уровни внешних сигналов готовности READY, запроса прямого доступа к памяти HOLD, а также внутреннего сигнала подтверждения останова HLTA. Кроме того, в такте Т2 последнего машинного цикла каждой команды проверяется уровень внешнего сигнала запроса прерывания INT.

Помимо проверки управляющих сигналов в такте Т2 производятся следующие действия: если текущий машинный цикл связан с обращением к программной памяти, то выполняется инкремент программного счетчика РС; если текущий цикл предназначен для ввода данных в МП, то формируется сигнал считывания; если текущий цикл связан с выводом данных из МП, то формируются соответствующие сигналы на шине данных.

Такт Т3 отведен непосредственно для обмена информацией.

В тактах Т4 производятся дешифрование кода операции, необходимые внутренние передачи и преобразования данных. Например, в тактах Т4, Т5 команд INR (INX) и DCR (DCX) осуществляется инкремент или декремент адресуемого регистра (регистровой пары), в командах разветвлений проверяются указанные в них условия, в такте T4 команды СМА инвертируется аккумулятор и т.п.

Ход работы.

  1.  Разработали новую программу.

Таблица  2. Новая программа

АДРЕС

МАШ.

КОД

МЕТКИ

МНЕМОКОД

КОММЕНТА-РИИ

8200

26 67

START

MVI H,2F

Записываем в регистр H число 2F

8202

3E A8

MVI A,A8

Записываем в регистр A число A8

8204

06FF

MVI B,FF

Записываем в регистр B число FF

8206

4C

MOV C,H

Записываем в регистр 2F число FF

8207

6F

MOV L,A

Пересылаем число A8 из регистра H в L

8208

58

MOV E,B

Пересылаем число FF из регистра B в E

8209

E7

RST  4

Конец программы и возврат в монитор

  1.  Определили содержимое регистров общего назначения.

Таблица 3. Содержимое РОН до выполнения программы

B

C

00

D

00

E

00

H

00

L

00

A

00

  1.  Установили стартовый адрес программы и запустили её выполнение.
  2.  Вновь определили содержимое всех регистров РОН процессора и проверили правильность решения задачи в Таблице 4.

Таблица  4. Содержимое РОН после выполнения программы

B

FF

C

2F

D

00

E

2F

H

67

L

A8

A

A8

В результате выполнения работы мы записали число 2F в регистр H, число A8 в регистр A, число FF в регистр B, затем данные из регистра H скопировали в регистр С, затем данные из регистра A скопировали в регистр L. Потом из регистра B скопировали  данные в регистр E. В последствии мы  перезаписываем регистр С вводя в него число 2F. Затем записываем число A8 в регистр L, число FF в регистр E. Программа разработана, введена в УОУ и проверена на правильность выполнения.

Проверка.

После выполнения программы, до которого содержимое регистров отражено в таблице 3. Регистры приняли значения, проведенные в таблице 4. При проверке данных в регистрах они соответствуют значениям, которые требуются по заданию. Регистр A принял значения A8, регистр В значение FF, регистр С -2F, регистр E -FF, регистр H- 2F, регистры L-A8, регистр D мы не использовали в ходе выполнения работы.

Вывод.

В ходе выполнения работы была изучена запись данных в регистры, а так же их перенос данных из одного регистра в другой. Проведено изучение состояния и изменение содержимого памяти УОУ. Выполнено исследование и изменение содержимого регистров. Была написана программа, запущена и проверен результат её выполнения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

81812. Наука как социокультурный феномен. Становление науки как социального института 38.59 KB
  Становление науки как социального института. Именно деятельностное понимание науки особо отмечал В. Вернадский: Ее содержание не ограничивается научными теориями гипотезами моделями создаваемой ими картиной мира в основе она главным образом состоит из научных фактов и их эмпирических обобщений и главным живым содержанием является в ней научная работа живых людей Во втором истолковании когда наука выступает как система знаний отвечающих критериям объективности адекватности истинности научное знание пытается обеспечить себе...
81813. Историческое развитие институциональных форм научной деятельности. Научные сообщества и их исторические типы 37.76 KB
  Возникновение науки как социального института связывают с кардинальными изменениями в общественном строе и в частности с эпохой буржуазных революций которая дала мощный толчок развитию промышленности торговли строительству горному делу мореплаванию. Способы организации и взаимодействия ученых менялись на протяжении всего исторического развития науки. Само существование науки в качестве социального института говорило о том что в системе общественного разделения труда она должна выполнять специфические функции а именно отвечать за...
81814. Наука и экономика. Наука и власть.Проблема государственного регулирования науки 28.08 KB
  Проблема государственного регулирования науки. Отношения науки и экономики всегда представляли собой большую проблему. Традиционное представление о том что технология является неотъемлемым приложением науки сталкивается с эмпирическими и практическими возражениями. Однако если прикладные науки обслуживая производство могут надеяться на долю в распределении его финансовых ресурсов то фундаментальные науки напрямую связаны с объемом бюджетного финансирования и наличием тех планов и программ которые утверждены государственными структурами.
81815. Поиск нового типа цивилизационного развития и новые функции науки в культуре 42.75 KB
  Наука действительно являет собой сложный полиструктурный организм целый мир в недрах которого бушуют познавательные страсти схлестываются несовместимые точки зрения ведется кропотливая экспериментаторская и теоретическая работа. Наука обладает способностью поглощать своих субъектов делать их фанатиками исследования. Однако на самом деле наука лишь один из видов человеческой соотнесенности с миром возникший исторически довольно поздно и выполняющий в жизни общества совершенно конкретные функции. Коренное различие состояло в том что...
81816. Роль науки в преодолении глобальных проблем современности 27.77 KB
  Ученые во всеуслышание заявляют о глобальных проблемах современности к которым относят проблемы охватывающие систему мир человек в целом и которые отражают жизненно важные факторы человеческого существования. Глобальные проблемы имеют не локальный а всеохватывающий планетарный характер. К глобальным проблемам современности относят экологические демографические проблемы войны и мира проблемы кризиса культуры. В силу этого глобальные проблемы должны решаться комплексно координированно усилиями всего мирового сообщества.
81817. Предмет современной философии науки 31.34 KB
  Создавая образ философии науки следует четко определить о чем идет речь: о философии науки как направлении западной и отечественной философии или же о философии науки как о философской дисциплине наряду с философией истории логикой методологией культурологией исследующих свой срез рефлексивного отношения мышления к бытию в данном случае к бытию науки. Философия науки как направление современной философии представлена множеством оригинальных концепций предлагающих ту или иную модель развития науки и эпистемологии. Она сосредоточена на...
81818. Понятие науки. Основные аспекты бытия науки 34.37 KB
  Наука как социальный институт или форма общественного сознания связанная с производством научнотеоретического знания представляет собой определенную систему взаимосвязей между научными организациями членами научного сообщества систему норм и ценностей. Они участвуют в разнообразных формах научного общения дискуссии конференции издания монографии учебники читают лекции и т. Выделим самые характерные черты научного знания. Еще Кант в качестве неотъемлемой черты науки отмечал систематичность научного знания: именно этим как он...
81819. Виховне середовище школи як інтегрований чинник впливу на соціальне становлення та розвиток учнівської молоді 74 KB
  У статті розглядається вплив виховного середовища в школі на соціальне становлення та розвиток учнівської молоді. Розкрито залежність типу виховного середовища школи від особистісної центрації педагога та педагогічного колективу загалом.
81820. Логико-эпистемологический подход к исследованию науки 32.07 KB
  Они полагали что причина большинства эпистемологических затруднений в неправильном использовании языка. Правильное же использование языка которому мы пока не научились даст возможность либо вообще избежать ошибок либо по крайней мере свести к минимуму ущерб от них. исследования языка в основу своих эпистемологических поисков неопозитивисты принялись за работу над многими проблемами методологии науки: тут и соотношение уровней познания принципы выбора теории определение факта место логики и математики в познании и т. Карнапа...