Міністерствоосвіти і науки України

Національний університет „Львівська політехніка”

Кафедра CКС

Звіт

з лабораторної роботи № 3

з дисципліни: “Організація та функціонування комп’ютерів”

на тему: “Дослідженняінструкційпереходів і зсувів.

Організаціяциклів. ”

Виконав: ст.гр. КІ-13

Pиндич П.В.

Прийняв: ст..викл.

Кудрявцев О.Т.

Львів

2010

Тема: Дослідження інструкцій переходів і зсувів. Організаціяциклів.

Мета роботи: 1. Засвоїтивикористанняосновнихінструкційзсуву і переходів у системі

команд навчальногокомп'ютераDeComp.

2. Навчитисьорганізовувати цикли необхідноїстуктури і використовуватиїх

у програмах.

Теоретичнівідомості:

Інструкції, з якими ми будемознайомитисяуданійроботіскладаютьдвігрупи:

1) інструкціїкеруваннявиконаннямпрограми:

1. інструкціязупинки (HALT);

2. інструкціїумовнихпереходів (JNZ, JZ, JP, JM, JNC та JC);

3. інструкціябезумовного переходу (JMP);

2) інструкціїзсувів (вліво (Left) та вправо (Right)):

4. інструкціїлогічногозсуву (LSL та LSR);

5. інструкціїарифметичногозсуву (ASL та ASR);

6. інструкціїциклічногозсуву (ROL та ROR);

7. інструкціїциклічногозсуву через перенос C (RCL та RCR).

1.1. Розглянемоінструкціїпереходів.

Їх головне призначення – зміна звичайного порядку виконання інструкцій. У всіх інструкціях, за винятком інструкцій переходів, на останньому кроці адреса наступної інструкці ївизначається шляхом додавання 1 до ЛАІ. У інструкціях переходів 12 розрядів адресної частини містять нову адресу наступної інструкції. В результаті наступною післяінструкції переходу буде не та інструкція, яка знаходиться у пам’яті зразу післяінструкції переходу, а інструкція, яка може знаходитись у будь-якій іншій комірці пам’яті, на яку вкаже адреса у інструкції переходу.

Інструкція безумовного переходу JMP ADRмаємашинний код 1110aaaaaaaaaaaa.

Відповідно, код операції дорівнює1110, а рештарозрядів – адресначастина. Мікропрограма виконання інструкції JMP маєнаступнийвигляд:

1. ЛАІ  РА;

2. РА  РД;

3. РД РІ, декодування;

4. РІ  ЛАІ – перехід на вказану адресу відбувається без будь-яких попередніх умов.

Як видно, інструкціябезумовного переходу JMP просто записує до ЛАІ значеннясвоєїадресноїчастини і програма буде змушенавиконатиінструкцію, що записана укомірціпам’яті за цієюадресою. ІнструкціяJMPфактично є реалізацією оператора GOTO у мовахпрограмуванняPascal, Basic та ін.

Призначенняінструкційумовного переходу (JNZ, JP тощо)дещоінше: у залежностівідвиконаннячи невикогаггяумови, зазначеної у алгоритміпрограми, перехідабо буде здійснюватись, або не буде. Контроль виконанняумовиздійснюєРегістрОзнак шляхом встановленнячи не встановленнявідповідноготригера. (див. методичніматеріали до лабораторноїроботи № 2).

Якщоумовавиконується, тодінаступною буде виконуватисяінструкція, яка розміщенаукомірціпам’яті, номер якоївказаний у адреснійчастині коду інструкції.

Якщоумоване виконується, тодінаступною буде виконуватисяінструкція, яка знаходитьсявідразу в сусіднійкомірціпам’яті з коміркоюінструкції переходу.

Фактичноінструкціїумовного переходу дозволяютьреалізуватиоператорирозгалуженняIF та циклівFOR абоWHILE. Наприклад, фрагменту програми на мовіPascal

if (a < b) then

c:= a;

else

c:= b;

при реалізаціїйого у навчальномукомп’ютеріDeComp (причому, зміннаaзнаходиться у 10-й комірці, зміннаb – у 11-й, а зміннаc – у 12-й) відповідатиметакий фрагмент програмиумашинних кодах:

№ коміркипам’яті	Двійковий код інструкції	Мнемонічнийзапис інструкції	Коментар
0000 0000 0000	0000 0000 0000 1010	LOAD 10;	завантажити до акумуляторазміннуa
0000 0000 0001	0011 0000 0000 1011	SUB 11;	віднятивідзмінноїaзміннуb
0000 0000 0010	1100 0000 0000 0110	JNC 06;	якщоC = 0 (a>b), перейти до c:=b
0000 0000 0011	0000 0000 0000 1010	LOAD 10;	завантажити до акумуляторазміннуa
0000 0000 0100	0001 0000 0000 1100	STORE 12;	записатизміннуa на місцезмінноїc
0000 0000 0101	0111 1100 0000 0000	HALT;	зупинитипрограму
0000 0000 0110	0000 0000 0000 1011	LOAD 11;	завантажити до акумуляторазміннуb
0000 0000 0111	0001 0000 0000 1100	STORE 12;	записатизміннуb на місцезмінноїc
0000 0000 1000	0111 1100 0000 0000	HALT;	зупинитипрограму

Яквиднозпрограми, операторIF (a < b) реалізуєтьсязадопомогоюінструкційвідніманняSUBтаумовногопереходузаумовивідсутностіпереносу C - JNC: якщопривідніманнівідзмінноїa (розміщеноїуакумуляторі) змінноїb (розміщеноїу 11-йкомірці) невиникаєпереносу, цеозначає,щоa > b, азначить, необхідно “перескочити” фрагмент, девиконуєтьсяc:= a (блокінструкцій LOAD, STORE та HALT у 3-й, 4-йта 5-йкомірках), іпочативиконуватифрагментc:= b (блокінструкцій LOAD, STORE та HALT у 6-й, 7-йта 8-йкомірках). Отже, у навчальномукомп’ютеріDeCompмаємотакіінструкціїумовнихпереходів (результат – число Азнаходиться в акумуляторі):

Двійковий код інструкції	Мнемонічний запис інструкції	Значення ознаки, яка перевіряється	Значення результату, що розміщений в акумуляторі
1000;	JNZADR	Z = 0	A 0
1001	JZADR	Z = 1	A = 0
1010	JP ADR	S = 0	A > 0
1011	JMADR	S = 1	A <0
1100	JNCADR	C = 0	A 216 – 1
1101	JCADR	C = 1	A 216 – 1

При дослідженніінструкційпереходів у потактовому режимі видно, щоїххідвідрізняєтьсявідрозглянутого у прикладі, наведеному у лабораторнійробті № 2. Для прикладу, мікропрограмаінструкціїJMматимевигляд:

№	Мнемонічний записмікрооперації	Коментар
1	ЛАІ  РА;	вибірадреси 1-ої інструкції і занесенняїї до регістру РА
2	РА  РД;	вибір коду інструкції з РА і занесенняйого до регістру РД
3	РД РІ;	декодуванняіперевіркарегіструознак РО
4	РІ  ЛАІ	якщоS = 1, інакше 5)
5	ЛАІ + 1  ЛАІ	якщоS = 0