«Кузбасский государственный технический университет
им. Т.Ф. Горбачева»
Д.Е. Турчин
АРХИТЕКТУРА ЭВМ И СИСТЕМ
Лабораторный практикум
Кемерово 2012
СОДЕРЖАНИЕ
1. ОПИСАНИЕ ЦИКЛА ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ 4
2. ОПИСАНИЕ АРХИТЕКТУРЫ УЧЕБНОЙ ЭВМ 5
2.1. Программные модели для изучения архитектуры ЭВМ 5
2.2 Структура учебной ЭВМ 5
2.3. Представление данных в модели 6
2.4. Система команд учебной ЭВМ 6
2.5. Состояния и режимы работы учебной ЭВМ 9
2.6. Интерфейс пользователя 10
2.7. Микрокомандный уровень учебной ЭВМ 16
2.8. Внешние устройства 17
2.8.1 Общая характеристика моделей внешних устройств 18
2.8.2 Контроллер клавиатуры 19
2.8.3. Дисплей 23
2.8.4. Блок таймеров 26
2.8.5. Тоногенератор 28
2.8.6. Блок индикаторов 28
2.9. Подсистема прерываний 28
2.9. Программная модель кэш-памяти 31
2.10. Программная модель ALU-1 34
2.10.1. Общие сведения о программной модели ALU-1 35
2.10.2. Операционный автомат 35
2.10.3. Регистры операционного автомата 37
2.10.4. Арифметико-логический блок 37
2.10.5. Блок сдвигателя 37
2.10.6. Счетчик 37
2.10.7. Микрооперации и логические условия 38
2.10.8. Управляющий автомат с программируемой логикой (УАПЛ) 41
3. ЛАБОРАТОРНЫЕ РАБОТЫ 44
3.1. Лабораторная работа № 1. Основы работы с программной моделью учебной ЭВМ 44
3.1.1. Цель работы 44
3.1.2. Общие положения 44
3.1.3. Последовательность выполнения работы 45
3.1.4. Варианты заданий 46
3.1.5. Пример выполнения работы 46
3.1.6. Содержание отчета 47
3.1.7. Контрольные вопросы 47
3.2. Лабораторная работа № 2. Программирование разветвляющегося процесса 49
3.2.1. Цель работы 49
3.2.2. Общие положения 49
3.2.3. Последовательность выполнения работы 50
3.2.4. Варианты заданий 51
3.2.5. Пример выполнения работы 52
3.2.6. Содержание отчета 54
3.2.7. Контрольные вопросы 54
3.3. Лабораторная работа № 3. Программирование цикла с переадресацией 56
3.3.1. Цель работы 56
3.3.2. Основные теоретические сведения 56
3.3.3. Последовательность выполнения работы 57
3.3.4. Варианты заданий 57
3.3.5. Пример выполнения работы 58
3.3.6. Содержание отчета 60
3.3.7. Задания повышенной сложности 60
3.3.8. Контрольные вопросы 61
3.4. Лабораторная работа №4. Подпрограммы и стек 62
3.4.1. Цель работы 62
3.4.2. Общие положения 62
3.4.3. Последовательность выполнения работы 64
3.4.4. Варианты заданий 64
3.4.5. Пример выполнения работы 65
3.4.6. Содержание отчета 67
3.4.7. Задания повышенной сложности 67
3.4.8. Контрольные вопросы 68
3.5. Лабораторная работа № 5. Разработка микропрограммы арифметической операции 72
3.5.1. Цель работы 72
3.5.2. Общие положения 72
3.5.3. Последовательность выполнения работы 72
3.5.4 Варианты заданий 73
3.5.5 Пример выполнения работы 74
3.5.6. Содержание отчета 74
3.5.7. Задания повышенной сложности 75
3.5.8. Контрольные вопросы 75
3.6. Лабораторная работа №6. Программирование внешних устройств 76
3.6.1. Цель работы 76
3.6.2. Общие положения 76
3.6.3. Последовательность выполнения работы 77
3.6.4. Содержание отчета 77
3.6.5. Варианты заданий 77
3.6.6. Пример выполнения работы 80
3.6.7. Задания повышенной сложности 82
3.6.8. Контрольные вопросы 83
3.7. Лабораторная работа №7. Принципы работы кэш-памяти 84
3.7.1. Цель работы 84
3.7.2. Общие положения 84
3.7.3. Последовательность выполнения работы 84
3.7.4. Содержание отчета 85
3.7.5. Варианты заданий 86
3.7.6. Контрольные вопросы 88
РЕКОМЕНДУЕМАЯ ЛИТЕРАТУРА 89