Лабораторная работа №1. Ознакомление с архитектурой ЭВМ, директивами управления моделью ЭВМ

Для решения с помощью ЭВМ некоторой задачи должна быть разработана программа. Программа на языке ЭВМ представляет собой последовательность команд. Код каждой команды определяет выполняемую операцию, тип адресации и адрес. Выполнение программы, записанной в памяти ЭВМ, осуществляется последовательно по командам в порядке возрастания адресов команд или в порядке, определяемой командами передачи управления.

Для того чтобы получить результат выполнения программы, пользователь должен ввести программу в память ЭВМ, определить если это необходимо, содержимое РВВ и РБА, записать в СЧАК стартовый адрес программы, запустить ЭВМ. Каждое из этих действий выполняется посредством определенной последовательности директив управления моделью ЭВМ.

Приведенные далее примеры показывают возможные последовательности директив управления моделью ЭВМ, обеспечивающие запись в ОП кода команды и выполнение этой команды.

Пример 2.1. Запись в ОП и выполнение команды ВВ.

Директива	Комментарии
Запись в ОП команды ВВ
SIM > РА¿ = 10¿	РА:=10
SIM > РС¿ = 01000¿	РС:=01000
SIM > ЗП¿	ОП[10]:=01000
Установка режима ЦИКЛ
SIM > ЦИКЛ¿
Установка вводимой величины
SIM > РВВ¿ = -20¿	РВВ:=10020
Установка стартового адреса
SIM > СЧАК¿ = 10¿	СЧАК: =10
Выполнение команды ВВ
SIM > СТАРТ¿	Выборка команды; РК:=01000
SIM > ¿	Выполнение операции; АК:=10020

Пример 2.2. Запись в ОП и выполнение команды СЛ с непосредственной адресацией.

Директива	Комментарий
Запись в ОП команды СЛ
SIM > РА¿ = 11¿	РА:=11
SIM > РС¿ = 03130¿	РС:=03130
SIM > ЗП¿	ОП[11]:=03130
Установка первого операнда в АК
SIM > РА¿ = -792¿	АК:=10792
Установка стартового адреса
SIM > СЧАК¿ = 11¿	СЧАК:= 11
Выполнение команды СЛ
SIM > СТАРТ¿	Выборка команды; РК:=03130 (предполагается, что установлен режим ЦИКЛ)
SIM > ¿	Выполнение операции; АК:=10762

Пример 2.3. Запись в ОП и выполнение команды ЧТ с косвенной адресацией.

Директива	Комментарий
Запись ОП команды ЧТ
SIM > РА¿ = 12¿	РА: =12
SIM > РC¿ = 07215¿	РС:= 07215
SIM > ЗП ¿	ОП[12]:= 07215
Запись в ОП исполнительного адреса
SIM > РА¿ = 15¿	РА:=15
SIM > РС¿ = 20¿	РС:= 00020
SIM > ЗП¿	ОП[15]:= 00020
Запись в ОП операнда
SIM > РА¿ = 20¿	РА:= 20
SIM > РС¿ = - 5¿	РС:= 10005
SIM > ЗП¿	ОП[20]:=10005
Установка стартового адреса
SIM > СЧАК¿ = 12¿	СЧАК:=12
Выполнение команды ЧТ
SIM > СТАРТ¿	Выборка команды; РК:= 07215 (предполагается, что установлен режим ЦИКЛ)
SIM > ¿	Выполнение операций; АК:= 10005

Пример 2.4. Запись в ОП и выполнение команды УПЗН с относительной адресацией при отрицательном и положительном значении содержимого АК.

Директивы	Комментарии
Запись в ОП команды УПЗН
SIM > РА¿ = 13¿	РА =13
SIM > РС¿ = 10300¿	РС =10300
SIM > ЗП¿	ОП (13):=10300
Установка в РБА базового адреса
SIM > РБА¿ = 10¿	РБА:=10
Установка содержимого АК
SIM > АК¿ = - 20¿	АК:= 10020
Установка стартового адреса
SIM > СЧАК¿ = 13¿	СЧАК:= 13
Выполнение команды УПЗН
SIM > СТАРТ¿	Выборка команды; РК:=10300 (предполагается, что установлен режим ЦИКЛ)
SIM > ¿	Выполнение операции; СЧАК: = 10
Установка содержимого АК
SIM > АК¿ = 20¿	АК:= 00020
Установка стартового адреса
SIM > СЧАК¿ = 13¿	СЧАК:= 13
Выполнение команды УПЗН
SIM > СТАРТ¿	Выборка команды; РК: = 10300
SIM > ¿	Выполнение операции; СЧАК: = 14

Пример 2.4 иллюстрирует возможные результаты выполнения команды УПЗН в зависимости от знака содержимого АК. Аналогичным образом выполняется команда УПО. Эти команды обеспечивают возможность разветвления вычислительного процесса в зависимости от результата выполнения предыдущей команды.

Действия пользователя при записи в ОП программы и её выполнении в режиме ЦИКЛ аналогичны рассмотренным в примерах 2.1 – 2.4. Программа обычно располагается в ОП подряд, в порядке возрастания адреса, поэтому при записи программы в ОП удобно пользоваться директивой ЗПИ, при проверке содержимого памяти – директивой ЧТИ (см. примеры 1.1, 1.2). Из примеров 2.1 – 2.4 видно, что для выполнения команды надо два раза ввести директиву СТАРТ. При выполнении последовательности команд необходимость в этом отпадает, так как по первой директиве СТАРТ осуществляется выборка первой команды, по каждой следующей директиве СТАРТ – подготовка адреса следующей команды, формирование исполнительного адреса для текущей команды, выполнение операции, выборка следующей команды.

ЗАДАНИЕ

1. Ознакомиться с архитектурой ЭВМ (раздел 1 настоящих указаний).

2. Выполнить четыре команды, записывая их в ОП подряд, в порядке этом записывать в таблицу (см. приложение 1) исходное содержимое регистров ЭВМ и их содержимое после выполнения каждой директивы. В каждую строку таблицы записываются текущее состояние регистров ЭВМ и вводимая директива, состояние регистров после выполнения этой директивы записывается в следующую строку таблицы. Варианты заданий приведены в табл. 2.1. Адреса для размещения команд и данные выбрать самостоятельно.

3. Проверить, пользуясь директивой содержимого ЧТИ, содержимое ячеек ОП, в которых записаны команды.

4. Выполнить в режиме ЦИКЛ последовательность из четырех команд.

5. Если командой 4 является команда условной передачи управления, то изменить один из операндов таким образом, чтобы выполнялся альтернативный вариант передачи управления, и повторить выполнение в режиме ЦИКЛ последовательности из 4 команд.

Таблица 2.1

Варианты заданий

№ варианта	Команда 1	Команда 2	Команда 3	Команда 4
КОП	ТА	КОП	ТА	КОП	ТА	КОП	ТА
	ВВ		СЛ	ОА	ЧТ	КА	УП0	ПА
	ВВ		ВЫЧ	КА	ЗП	ОА	УПЗН	ПА
	ВВ		УМН	НА	ЗП	ПА	БП	КА
	ВВ		ДЕЛ	ПА	ЧТ	ОА	УПЗН	КА
	ВВ		ВЫЧ	НА	ЧТ	ПА	БП	ОА
	ВВ		УМН	ПА	ЗП	КА	УП0	ОА
	ВВ		ДЕЛ	ОА	ЗП	КА	БП	ПА
	ВВ		СЛ	КА	ЧТ	ПА	УПЗН	ПА
	ВВ		УМН	КА	ЧТ	НА	УПЗН	ОА
	ВВ		ДЕЛ	НА	ЗП	ОА	УП0	КА
	ВВ		СЛ	ПА	ЗП	КА	БП	ОА
	ВВ		ВЫЧ	ОА	ЧТ	НА	УП0	ПА

Содержание отчета

1. Формулировка варианта задания (см. п.2 «Задания»).

2. Результаты выполнения директив управления моделью ЭВМ (см. приложение 1) при записи в ОП и выполнении каждой команды.

3. Последовательность директив, обеспечивающая проверку содержимого ячеек ОП, в которых записаны команды.

4. Директивы, обеспечивающие выполнение в режиме ЦИКЛ последовательности из четырёх команд.