ID: 966

Название работы: Разработка программы для гипотетического (иллюстрированного) микропроцессора

Категория: Курсовая

Предметная область: Информатика, кибернетика и программирование

Описание: Задан массив из пяти элементов - целых положительных чисел. Необходимо написать программу для гипотетического (иллюстрированного) микропроцессора. Эта программа позволит выполнять различные манипуляции с элементами массива.

Язык: Русский

Дата добавления: 2013-01-06

Размер файла: 425 KB

Работу скачали: 17 чел.

МИНОБРНАУКИ РОССИИ

Филиал федерального государственного бюджетного образовательного учреждения высшего профессионального образования

Самарский государственный технический университет

в г. Сызрани

         Кафедра «Автоматизация технологических процессов и производств»

Расчетно-пояснительная записка к курсовому проекту

по дисциплине «Вычислительные машины, системы и сети»

Вариант 1,2,5,4,3min,6,7.

                Исполнитель: студент гр. ЭАЗ-405(32) ______ Доровских А.О.       

                                                                             (подпись)

         Руководитель КП:   доцент               _  Тараканов А.В.                               

                                                                                                                                                                          (подпись)

______________

(оценка работы)

______________

       (дата)

2012 г.

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

2 ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО ПРОЦЕССОРА

3 ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ

3.1 Блок-схема для операции №1

3.2 Блок-схема для операции №2

3.3 Блок-схема для операции №5

3.4 Блок-схема для операции №4

3.5 Блок-схема для операции №3min

3.6 Блок-схема для операции №6

3.7 Блок-схема для операции №7

4 ОПЕРАЦИЯ ЗАГРУЗКИ ПРОГРАММЫ

5 КОД ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО ПРОЦЕССОРА

6 КАРТЫ ИНФОПОТОКОВ

7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

8 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

ПРИЛОЖЕНИЕ (АЛГОРИТМ)

ВВЕДЕНИЕ

В настоящее время выпускается много моделей микропроцессоров с очень широким спектром параметров. Опишем гипотетический микропроцессор с архитектурой (т. е. структурой и языком), обладающей типичными чертами. Таким образом, мы сможем лучше осветить наиболее существенные аспекты функционирования микропроцессоров вообще, не вдаваясь в детали, характерные для тех или иных конкретных моделей. Хотя наш гипотетический микропроцессор и не выпускается промышленностью, он близок к некоторым реально существующим моделям, например к процессорам серии 8000 фирмы «Интел».

Микрокомпьютер — это система с шинной организацией, состоящая из модулей, или блоков, реализованных в виде больших интегральных схем. Эти модули обрабатывают информацию, управляют потоком и интерпретацией команд, управляют работой шин, хранят информацию и осуществляют взаимодействие между компьютером и его окружением.

Первые четыре функции обычно выполняются одним функциональным блоком — микропроцессором. Функции хранения информации осуществляет запоминающее устройство. В него могут входить как постоянная память, так и оперативная. Наконец, внешние коммуникации осуществляют блоки, называемые портами ввода/вывода; Каждый такой порт является интерфейсом между микропроцессором и: каким-либо внешним устройством, например терминалом, внешней памятью для хранения больших объемов информации, контроллером технологических процессов или измерительным прибором.

Структура микрокомпьютера, состоящего из подобных блоков, приведена на рисунке 1. Взаимодействие блоков осуществляется при помощи шин трех типов: адресных шин, шин данных и управляющих шин.

Рисунок 1  - Структура микрокомпьютера с шинной организацией

1 ЗАДАНИЕ НА КУРСОВОЕ ПРОЕКТИРОВАНИЕ

Задан массив из пяти элементов - целых положительных чисел. Необходимо написать программу для гипотетического (иллюстрированного) микропроцессора. Эта программа позволит выполнять различные манипуляции с элементами массива.

1.  Операция №1, сложение каких-либо двух элементов массива.
2.  Операция №2, сложение  элементов массива с константой.
3.  Операция №5, переход к подпрограмме с передачей параметров через регистры.
4.  Операция №4, сложение всех элементов массива.
5.  Операция №3, нахождение наименьшего из элементов массива.
6.  Операция №6, переход к подпрограмме с передачей параметров через стек.
7.  Операция №7, умножение двух элементов массива.

В качестве дополнительной операции привести операцию загрузки программы.

Написать программу, выполняющую первую операцию, на языке Ассемблер для процессора i8086.

Для первой  операции составить блок-схему алгоритма и  карты инфопотоков.

2 ОПИСАНИЕ ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО ПРОЦЕССОРА

Общая структура гипотетического иллюстративного микропроцессора представлена на рисунке 2. Входящие в его состав компоненты говорят о том, что он является процессором с программным управлением. Некоторые компоненты, а именно программный счетчик (счетчик команд), стек и регистр команд, служат для обработки команд.

Рисунок 2 - Структура гипотетического микропроцессора

Такие компоненты, как АЛУ, триггер переноса, общие регистры (или рабочие) и регистр адреса данных, служат для обработки данных. Все остальные компоненты, а именно дешифратор команд и блок управления и синхронизации (БУС), управляют работой других компонентов. Взаимодействие компонентов осуществляется по внутренним каналам передачи данных. Связь микропроцессора с другими блоками (ЗУ и устройствами ввода/вывода) происходит по адресной шине, шине данных и управляющей шине.

Микропроцессор работает со словами, состоящими, из 8 бит. Такие слова, называемые байтами, удобны при выполнении арифметических и логических операций. Если в расчетах встречаются числа "большей длины", то применяются специальные программы для вычислений с "двойной точностью", "тройной точностью" и т. д.

С другой стороны, адрес из 8 битов позволяет прямо адресовать только 28 = 256 ячеек памяти. Для реальных задач этого, конечно, мало. Поэтому для задания адреса памяти обычно используется 16 разрядов (два байта), и это позволяет прямо адресовать 216=65 536 ячеек.

Информация к микропроцессору и от него передается по шинам. Шины данных в соответствии с длиной слова состоят из 8 линий, тогда как адресная шина состоит из 16 линий. Как показано на рисунке 2, адресная шина однонаправленная, а шина данных двунаправленная. Управляющая шина состоит из 5 линий, ведущих к блоку управления и синхронизации и 8 выходящих из него линий. По этим линиям передаются управляющие и тактирующие сигналы между компонентами микропроцессора и между микропроцессором и другими блоками микрокомпьютера.

Счетчик команд состоит из 16 битов и содержит адрес очередного байта команды, считываемого из памяти. Он автоматически увеличивается на единицу после чтения каждого байта. Существует связь между счетчиком команд и вершиной стека из 64 регистров. Одна из функций стека сохранение адреса возврата из подпрограммы. В стеке могут также сохраняться данные из верхних трех общих регистров и триггера переноса.

В то время как слово данных всегда состоит из одного байта, команда может состоять из одного, двух или трех байтов. Первый байт любой команды поступает из памяти по шине данных на регистр команд. Этот первый байт подается на вход дешифратора команд, который определяет ее смысл. В частности, дешифратор определяет, является ли команда однобайтовой, или   она  состоит   из   большего   числа  байтов.   В   последнем  случае дополнительные   байты   передаются   по   шинам   данных   из   памяти   и принимаются или на регистр адреса данных,  или  на  один   из  общих регистров.

Регистр адреса данных содержит адрес операнда для команд, обращающихся к памяти, адрес порта для команд ввода/вывода или адрес следующей команды для команд перехода.

Пятнадцать 8-битовых общих регистров содержат операнды для всех команд, работающих с данными. Для указания этих регистров используются 4-битовые коды от 0000 до 1110. Регистр 0000 называется аккумулятором (Асс) и участвует во всех арифметических и логических операциях. В частности, он содержит один из операндов перед выполнением операции и получает результат после ее завершения. Обычно обращения к общим регистрам осуществляются при помощи К-селектора или г-селектора. R-селектор позволяет обращаться к любому регистру, тогда как через r-селектор доступны только регистры 0000,0001 и 0010.

Очень полезная возможность, присутствующая во многих машинах, это косвенная адресация. Задание несуществующего регистра общего назначения 1111 используется как указание на то, что нужно обратиться к байту памяти по 16-разрядному адресу, который получается комбинированием содержимого двух фиксированных общих регистров. А именно, старшие 8 разрядов адреса из регистра 0001 (Н), а младшие 8 разрядов адреса изрегистра0010(L).

Все арифметические и логические операции выполняются в арифметико-логическом устройстве (АЛУ). Входами АЛУ служат две 8-битовые шины. Одна из них идет от аккумулятора (регистр 0000), а другая от К. -селектора, который выбирает либо один из регистров общего назначения от 0000 до 1110, либо ячейку памяти, если задана косвенная адресация. Еще одна входная линия поступает в АЛУ от триггера переноса С, который участвует в некоторых арифметических и логических операциях.

Результаты из АЛУ передаются в аккумулятор по выходной 8-битовой шине. Существуют еще две линии, идущие от АЛУ к блоку управления и синхронизации; они передают информацию о наличии или отсутствии двух особых условий: аккумулятор содержит нули (линия Z) и старший разряд аккумулятора равен 1 (линия N). Вторая линия очень удобна при работе с числами в дополнительном коде, когда старший разряд знаковый, причем 1 соответствует отрицательным числам. Триггер переноса и обе линии состояния АЛУ Z и N называются флажками и используются в командах условного перехода.

Последний компонент микропроцессора это блок управления и синхронизации (БУС). Он получает сигналы от дешифратора команд, который анализирует команду. Как уже упоминалось, в БУС из АЛУ и от триггера переноса поступают сигналы, по которым определяются условия для передач управления. Все остальные компоненты микропроцессора получают   от   БУС   управляющие   и   синхронизирующие   сигналы, необходимые для выполнения команды. С помощью 13-ти внешних линий реализуется интерфейс устройства управления с другими модулями микрокомпьютера.

3 ОПИСАНИЕ ОПЕРАЦИЙ

В начале программы определяются некоторые константы. Постоянная единица, хранится в регистре RЕ и служит для различных, необходимых для нас операций. Например, упрощения увеличения или уменьшения счетчиков. Данные в оперативной памяти располагаются сразу после кода. Определим их в массиве как  целые и положительные и однобайтовые числа.

1.  Операция №1. Сложение каких-либо двух элементов массива. Регистр   R0 используется для хранения первого слагаемого, R1 - второго. Результат  сложения  записывается   в  память   после  произведения  двух элементов массива. Блок-схема представлена на рис. 3.
2.  Операция  №2.   Сложение   элементов   массива  с   константой. Однобайтовая константа загружается  в регистр R3, в регистре R5 находится счётчик для цикла перебора всех элементов массива. Блок-схема представлена на рис. 4.
3.  Операция №5.  Через регистры     подпрограмме передается  четыре однобайтовых значения 01, 02, 03, 04. Результат в .  Блок-схема представлена на рис. 5.
4.  Операция  №4.   Сложение  всех  элементов массива.  Результат суммирования   будет  хранится   в  паре  регистров  R3 : R4   регистр R5, используется как счётчик.  Результат операции записывается в память. Блок-схема представлена на рис. 6.
5.  Операция №3. Нахождение наименьшего из элементов массива.

В начале операции в регистре R3, записывается наибольшее однобайтовое значение (00 16), регистр R5, служит счётчиком. В конце операции в регистре R3 будет   находиться   значение   наименьшего  элемента   массива,   которое записывается  в память.  Блок-схема представлена на рис. 7.

1.  Операции  №6,  Через стек подпрограмме передается  четыре однобайтовых значения 01, 02, 03, 04, эти значения в подпрограмме должны быть помещены соответственно в регистры R3, R4, R5, R6. Адрес возврата временно сохраняется в паре регистров R7: R8.  Подпрограмма выполняет логическое умножение (АND) между регистрами R3 и R5 R4, и R6, результаты записываются в регистры R5   и   R6 соответственно. Блок-схема представлена на рис. 8.
2.  Операция  №7.   В    регистр R3  помещается   первый множитель, второй помещается в R4, результат умножения помещается в пару регистров R5:R6.  Результат записывается в память.  Блок-схема представлена на рис. 9.

3.1 Блок-схема для операции №1

Сложение каких-нибудь двух элементов  массива.

3.2 Блок-схема для операции №2

Сложение  элементов массива с константой.

3.3  Блок-схема для операции №5

Переход к подпрограмме с передачей параметров через регистры.

3.4 Блок-схема для операции №4

Сложение всех элементов массива.

3.5 Блок-схема для операции №3

Нахождение наименьшего из элементов массива

3.6 Блок-схема для операции №6

Переход к подпрограмме с передачей параметров через стек

3.7 Блок-схема для операции №7

Умножение двух элементов массива.

4 ОПЕРАЦИЯ ЗАГРУЗКИ ПРОГРАММЫ

Для   загрузки   программы   в   оперативную   память   существует специальная    программа, выполняющая эту функцию, может быть как подпрограммой  операционной  системы,  так  и  находится  в  заголовке выполняемого файла. Блок-схема загрузчика приводится ниже.

В R1 : R2 указатель на ячейку памяти куда производится запись, в  R3:R4 хранится конечный адрес.

Приведённый код программы для гипотетического микропроцессора, соответствует указанной выше блок-схеме загрузчика. Текст кода состоит из четырёх частей (столбцов, слева на право): адрес ячейки, машинный код операции, символический код операции и комментарии. Все числа в шестнадцатеричной системе счисления.

Таблица 1

0000	7F	JMS	; Обращение к подпрограмме ввода
0001	00	00
0002	1F	1F
0003	01	MOV 0 to 1	; Получение начального адреса записи (H)
0004	7F	JMS	; Обращение к подпрограмме ввода
0005	00	00	;
0006	1F	1F	;
0007	02	MOV 0 to 2	; Получение начального адреса записи (L)
0008	7F	JMS	; Обращение к подпрограмме ввода
0009	00	00	;
000A	1F	1F	;
000B	03	MOV 0 to 3	; Получение конечного адреса записи (H)
000C	7F	JMS	; Обращение к подпрограмме ввода
000D	00	00	;
000E	1F	1F	;
000F	04	MOV 0 to 4	; Получение конечного адреса записи (L)
0010	7F	JMS	; Обращение к подпрограмме ввода
0011	00	00	;
0012	1F	1F	;
0013	0F	MOV 0 to F	; Запись полученного байта в память
0014	F5	IHL	;
0015	14	MOV 0 from 4	; Сравнение текущего и конечного адресов
0016	A2	SUB 2	;
0017	13	MOV 0 from 3	;
0018	B1	SBC 1	;
0019	7C	JCZ	;Если конечный больше, то считать след. байт
001A	00	00	;
001B	10	10	;
001C	7B	JMP	;
001D	00	00
001E	27	27
001F	FD	INP	;
0020	00	00	; Подпрограмма ввод, проверка – готово ли
0021	7A	JAP	; устройство к чтению с него байта
0022	00	00	; Если нет, то повторить проверку
0023	1F	1F	;
0024	FD	INP	;
0025	01	01	; Если готово, то считывается байт
0026	F8	RET	; Конец подпрограммы вывода

5 КОД ПРОГРАММЫ ДЛЯ ИЛЛЮСТРИРОВАННОГО ПРОЦЕССОРА

Приведённый код программы для гипотетического микропроцессора, соответствует указанным выше операциям. Текст кода состоит из четырёх частей (столбцов, слева на право): адрес ячейки, машинный код операции, символический код операции и комментарии. Все числа в шестнадцатеричной системе счисления.

Таблица 2

Ячейка памяти	Команда на машинном языке	Команда в символьной форме	Комментарий
0027	70	LDR 0	;начало операции №1      Загрузка   1ого  элемента в Асс
0028	00	00
0029	D1	D1
002A	71	LDR 1	Загрузка второго  элемента в регистр Н
002B	00	00
002C	D2	D2
002D	81	ADD 1	Далее суммирование с содержимым Асс
002E	74	STR 0	Запись результата в память
002F	00	00
0030	DC	DC	;конец операции №1
0031	70	LDR 0	;начало операции №2. Загрузка первого элемента в Асс
0032	00	00	;
0033	D1	D1	;
0034	61	LRI 1	Загрузка константы в регистр 1
0035	D6	D6
0036	81	ADD 1	;сложение1 с константой cумма в аккумулятор
0037	74	STR 0	Запись результата в память
0038	00	00
0039	D7	D7
003A	70	LDR 0	Передача содержимого ячейки памяти в Асс
003B	00	00
003C	D2	D2
003D	81	ADD 1	;сложение2 с константой cумма в аккумулятор
003E	74	STR 0	Запись результата в память
003F	00	00
0040	D8	D8
0041	70	LDR 0	Передача содержимого ячейки памяти в Асс
0042	00	00
0043	D3	D3
0044	81	ADD 1	;сложение3 с константой cумма в аккумулятор
0045	74	STR 0	Запись результата в память
0046	00	00
0047	D9	D9
0048	70	LDR 0	Передача содержимого ячейки памяти в Асс
0049	00	00
004A	D4	D4
004B	81	ADD 1	;сложение4 с константой cумма в аккумулятор
004C	74	STR 0	Запись результата в память
004D	00	00
004E	DA	DA
004F	70	LDR 0	Передача содержимого ячейки памяти в Асс
0050	00	00
0051	D5	D5
0052	81	ADD 1	;сложение с константой cумма в аккумулятор
0053	74	STR 0	Запись результата в память
0054	00	00
0055	DB	DB
0056	DD	DD	;конец операции №2
0057	70	LDR 0	;загрузка операции №5
0058	00	00
0059	D1	D1
005A	71	LDR 1
005B	00	00
005C	D2	D2
005D	72	LDR 2
005E	00	00
005F	D3	D3
0060	7F	JMS	;переход к подпрограмме
0061	00	00
0062	CD	CD	;конец операции №5
0063	61	LRI 1	;начало операции №4. Установка в HL адреса первого элемента.
0064	00	00
0065	62	LRI 2
0066	D1	D1
0067	63	LRI 3	Установка начального значения счетчика
0068	05	05	цикла равным 5
0069	64	LRI 4	Установка частной суммы равной  0
006A	00	00
006B	65	LRI 5	Загрузка в R5 единицы для уменьшения
006C	01	01	счетчика
006D	14	MOV 0 from 4	Суммирование частной суммы с первым
006E	8F	ADD F	элементом
006F	04	MOV 0 to 4	помещение в регистр
0070	F5	IHL	Инкремент HL
0071	13	MOV 0 from 3	;уменьшение счетчика на 1
0072	A5	SUB 5
0073	03	MOV 0 to 3
0074	7D	JAN	Проверка конца цикла
0075	00	00	;
0076	6D	6D
0077	14	MOV 0 from 4	Запись результата в память
0078	74	STR 0
0079	00	00
007A	DE	DE	;конец операции №4.
007B	61	LRI 1	;начало операции №3 наименьшее значение.
007C	00	00	Загрузка адреса первого элемента в HL.
007D	62	LRI 2
007E	D1	D1
007F	1F	MOV 0 from F	;загрузка первого элемента
0080	05	MOV 0 to 5	Пересылка его, как минимального в регистр 5
0081	63	LRI 3	Загрузка в счетчик оставшегося числа элементов
0082	04	04
0083	64	LRI 4	Загрузка в регистр 4 единицы для уменьшения счетчика
0084	01	01
0085	F5	IHL	Начало цикла : инкремент HL
0086	1F	MOV 0 from F	Считывание элемента
0087	A5	SUB 5	;вычитание из него минимального
0088	7С	JCZ	Проверка С: если этот элемент не меньше
0089	00	00	минимального, то переход
008A	8D	8D
008B	1F	MOV 0 from F	Иначе – считывание элемента и принятие  за минимальный
008C	05	MOV 0 to 5
008D	13	MOV 0 from 3	Уменьшение счетчика
008E	A4	SUB 4
008F	03	MOV 0 to 3
0090	7D	JAN	;проверка условия :если Асс # 0 , перейти на начало цикла
0091	00	00
0092	85	85
0093	15	MOV 0 from 5	; иначе записать минимальный элемент  в память
0094	74	STR 0
0095	00	00
0096	DF	DF	;конец операции №3
0097	70	LRI 0	;Начало операции №6 Загрузка первого аргумента в вершину стека
0098	00	00
0099	D1	D1
009A	77	PUSH
009B	70	LRI 0	Загрузка второго аргумента
009C	00	00
009D	D2	D2
009E	77	PUSH
009F	7F	JMS	;переход к подпрограмме
00A0	00	00
00A1	CF	CF	;конец операции №6
00A2	70	LDR 0	;начало операции №7. Загрузка множимого в аккумулятор
00A3	00	00
00A4	D1	D1
00A5	03	MOV 0 to 3	Загрузка множителя в аккумулятор Асс;далее в регистр 3
00A6	70	LDR 3
00A7	00	00
00A8	D2	D2
00A9	04	MOV 0 to 4	;далее в регистр 4
00AA	65	LRI 5	;подготовка регистров 5 и 6 к работе
00AB	00	00
00AC	66	LRI 6
00AD	00	00
00AE	61	LRI 1	Загрузка в регистры 1 и 2 кол-ва бит множителя
00AF	00	00
00B0	62	LRI 2
00B1	08	08
00B2	14	MOV 0 from 4	Множитель в Асс (начало цикла)
00В3	F2	RTL	Сдвиг влево, мл.бит - в С
00В4	04	MOV 0 to 4	Далее сохранение в регистре 4
00В5	15	MOV 0 from 5	Ст.часть произведения в Асс.
00В6	7C	JCZ	Проверка С: если С=0, то перейти дальше
00В7	00	00
00В8	BA	BA
00В9	83	ADD 3	В противном случае прибавить множимое
00BA	F2	RTL	Сдвиг влево
00BB	05	MOV 0 to 5	Далее сохранение в регистре 5
00BC	16	MOV 0 from 6	Мл. часть произведения в Асс
00BD	F2	RTL	Сдвиг влево
00BE	06	MOV 0 to 6	Далее сохранение в регистре 6
00BF	F6	DHL	Декремент HL
00C0	12	MOV 0 from 2
00C1	7D	JAN	Проверка Асс : если Асс#0, то на начало цикла
00C2	00	00
00C3	B2	B2
00C4	15	MOV 0 from 5	Иначе сохранить остаток в регистре 5
00C5	74	STR 0	Сохранение в памяти
00C6	00	00
00C7	E0	E0
00C8	16	MOV 0 from 6	Мл. Часть в Асс
00C9	74	STR 0	далее в память
00СА	00	00
00СВ	E1	E1	;конец операции №7
00СС	FA	HLT	останов программы
00СD	13	MOV 0 to 3	;начало подпрограммы для операции №5
00CE	F8	RET	;возврат из  подпрограммы операции № 5
00CF	73	POP	;начало подпрограммы для операции №6
00D0	F8	RET	;точка возврата из подпрограммы  операции № 6
00D1			1 элемент массива
00D2			2 элемент массива
00D3			3 элемент массива
00D4			4 элемент массива
00D5			5 элемент массива
00D6			константа
00D7			Сложение 1-го элемента с константой
00D8			Сложение 2-го элемента с константой
00D9			Сложение 3-го элемента с константой
00DA			Сложение 4-го элемента с константой
00DB			Сложение 5-го элемента с константой
00DC			1- Сумма двух элементов
00DD			2- Сумма всех элементов с константой
00DE			4- Сумма  элементов массива
00DF			3- Наименьший  элемент
00E0			7- Произведение двух элементов
00E1			…………..

6 КАРТЫ ИНФОПОТОКОВ

Наша программа  для первой операции состоит из следующих команд: STR, ADD, LDR

Выполнение любой команды состоит из двух этапов. Первый этап - это чтение команды из памяти. 16- битовый адрес  первого байта команды передается в память по шине адреса с программного счетчика. Устройство управления формирует сигнал «чтение», благодаря которому  содержимое ячейки  выдается из памяти на шину данных  и затем  принимается в регистр команд. Чтение каждого байта занимает один машинный цикл (три такта). После считывания первого байта (код операции), который попадает в регистр команд, блок управления определяет, из какого количества байт состоит команда. Если есть еще один или два байта, то соответственно затрачивается один или два машинных цикла на их считывание. Эти байты попадают в регистр адреса данных.

Второй этап - это выполнение команды. Некоторые команды выполняются за последний такт машинного цикла, а другим для выполнения нужен еще один машинный цикл (команды загрузки и сохранения регистра и команды, использующие косвенную адресацию).

Представим карты информационных потоков для операции №1.

Команда STR r является трехбайтовой и служит для запоминания регистра. Содержимое  общего регистра r передаётся в ячейку главной памяти. Старшие 8 разрядов адреса ячейки во втором байте команды, а младшие 8 разрядов – в третьем байте. Как видно из рисунка 11 после завершения фазы выборки дешифрации происходит передача второго и третьего байта  с шины данных в регистр адреса данных, откуда происходит их пересылка на шину адреса. Затем происходит посыл управляющего сигнала на шину управления от блока управления и синхронизации и  выполняется пересылка одного из регистров на шину данных.

Рисунок 11 - Информационные потоки в фазе выполнения команды STR

Рисунок 12 - Инфопотоки команды ADD

Команда ADD F представляет собой команду суммы, содержащую специальный указатель F ,  который соответствует ячейке главной памяти  с адресом в паре регистров H и L. Содержимое общего регистра R прибавляется к содержимому аккумулятора. Результат сложения становится новым содержимым аккумулятора, а перенос из старшего разряда становится новым содержимым триггера переноса С. Все числа считаются целыми без знаков.

Рисунок 13 - Инфопотоки команды LDR

После выборки этой команды в течение одного машинного цикла происходит ее дешифрация и выборка еще двух байт, определяющий адрес ячейки, из которой требуется извлечь данные, что занимает еще два цикла. После этого БУС подает импульс на чтение, по которому происходит выборка из памяти. По третьему импульсу четвертого цикла команда завершается пересылкой данных в указанный командой регистр. Передача содержимого ячейки памяти в общий регистр r.Старшие 8 разрядов адреса ячейки берутся из второго байта команды, а младшие 8 разрядов - из третьего байта.

7 ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В ходе выполнения курсовой работы были изучены принципы работы  гипотетического микропроцессора. Подробно рассматривались система команд иллюстративного микропроцессора, его фазы выборки, декодирования и управления, способы адресации, принципы программирования на машинном уровне, составление блок-схем.

Опыт работы над кодом показал, что программирование на языке ассемблера имеет большие преимущества над программированием на машинном языке, а именно скорость создания приложений, хорошая читаемость кода; а имеющиеся библиотеки увеличивают функционал языка до языка машинного уровня.

Современные микропроцессоры, использующиеся в персональных компьютерах, их архитектура очень схожа с данным гипотетическим процессором. Различия состоят в основном в том, что у современных процессоров более развиты аппаратные функции (такие, как аппаратное умножение, деление, циклические операции), более удобная система косвенной адресации памяти и т.д.

8 БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1.  Методические указания к выполнению курсового проекта для студентов по дисциплине "Вычислительные, машины системы и сети". 2003г.
2.  Каган Б.М. Электронные вычислительные машины и системы. – М.: Энегроатомиздат, 1997.
3.  Пятибратов А.П., Гудыно Л.П., Кириченко А.А. Вычислительные     системы, сети и телекоммуникации. – М.: Финансы и статистика, 2002.
4.  Гивоне Д., Россер Р. Микропроцессоры и микрокомпьютеры. – М.: Мир,1993.
5.  Гудман С., Хидетниеми С. Введение в разработку и анализ алгоритмов. – М.: Мир, 1991.
6.  Вирт Н Алгоритмы и структуры данных. – М.: Мир, 1999.
7.  Пильщиков В.Н. Программирование на языке ассемблера IBM РС.– М.: Диалог-Мифи, 1996.

В R1 : R2 адрес второго слагаемого

Конец №1

Начало №1

В R0 первое слагаемое

R0 =

= R0 +[R1 : R2]

В R1 : R2 адрес суммы двух элементов

[R1 : R2]= R0

R1 : R2 =

=(R1 : R2)+1

[R1 : R2 ]=C

Рисунок 3 -  Блок-схема для операции №1

Конец №2

ачало №2

R3 = 01

В R1 : R2 адрес начала массива

[R1 : R2 ]=

= [R1 : R2]+ R3

R1 : R2 =

= (R1 : R2)+ 1

Рисунок 4 -  Блок-схема для операции №2

R4=02 

Конец №5

Начало №5

R3 = 01

R5 = 03

R6 = 04

R6 = R4 ANDR6 

Выход

Вход

R5 = R3 ANDR5 

Обращение к

подпрограмме

Рисунок  5 - Блок-схема для операции №5

 Да

 Нет

R3 : R4 = 00 

Конец №4

Начало №4

R5 = 05

В R1 : R2 адрес начала массива

R4=

= [R1 : R2]+ R4

R3 = R3 + С

R5 = R5 - 1

R5=0

R1 : R2 =

=(R1 : R2 ) +1

R1 : R2 =

=[ R3 : R4 ]

В R1 : R2 адрес

суммы всех

элементов

Рисунок 6 -  Блок-схема для операции №4

Начало №3

R5=05

R3=FF

В R1:R2 адрес начала массива

R5 = R5 - 1

С=[ R1:R2]- R3

C=1

R3=[ R1:R2]

R5=0

R1:R2 =(R1:R2 )+1

В R1:R2 адрес наименьшего

[ R1:R2] =R3

Конец №3

Да

Да

Нет

Нет

Рисунок 7 -  Блок-схема для операции №3

R2 = 02

R0 = 01

С: R0 -> Stack

R1 : R2 -> Stack

С: R0 -> Stack

R1 : R2 -> Stack

R0 =03

R2 =04

С: R0 -> Stack

R1 : R2 -> Stack

Обращение к подпрограмме

С: R0 <- Stack

R1 : R2 <- Stack

Начало №6

Конец  №6

С: R0 <- Stack

R1 : R2 <- Stack

Вход

R7 : R8 = R1 : R2

R6 =  R0

С: R0 <- Stack

R1 : R2 <- Stack

R5 : R0 = R2 : R0

С: R0 <- Stack

R1 : R2 <- Stack

R3 =  R2

R5 = R3 AND R5

R6 = R4 AND R6

R1 : R2 = R7 : R8

С: R0 -> Stack

R1 : R2 -> Stack

Выход

Рисунок  8 -  Блок-схема для операции №6

 Да

Начало №7

R3= R4 =0

C=0

Конец №7

В R2 первый множитель

R5=0

В R0 второй множитель

С=0

R0 = R0 >> 1

R0 ->Stack

C=0

C=0

R1:R2 =

=R1:R2 << 1

R0 <- Stack

R3:R4=

= R3:R4 + R1:R2

В R1:R2 адрес произведения

[R1:R2 ]= R3:R4

Нет

Нет

Да

Рисунок 9 - Блок-схема для операции №7

R1 =  R0 

Конец №7

Начало

Обращение к подпрограмме ввода

Обращение к подпрограмме ввода

R2 =  R0 

Обращение к подпрограмме ввода

Обращение к подпрограмме ввода

R1 :R2 < < R3 :R4

R3 =  R0 

 Да

 Нет

R4 =  R0 

Обращение к подпрограмме ввода

R1 :R2 = (R1 :R2 )+1

RF =  R0 

Начало подпр. ввода

Конец подпр. ввода

 R0 <=  состояние устройства ввода

R1 :R2 < < R3 :R4

 R0 <=    слово из устройства ввода

 Да

 Нет

Рисунок 10 -  Блок – схема загрузчика

1.