АрхЭВМ_Лаб.Раб 2007 (Методичка по лабораторной ЦУУ (CUU)), страница 7

Таблица 13

Исходные данные

Массив	Значения элементов массива
	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16
А	0	5	1	3	А	2	F	С	1	0	9	1	3	5	0	6
В	4	6	0	В	1	4	0	2	3	А	0	2	1	А	2	0
С	1	3	2	1	7	0	8	1	4	В	А	А	0	0	1	1

5. Особое место в работе ЦУУ занимает страница F оперативной памяти. К любому слову этой страницы можно обращаться в любой микропрограмме с помощью микрооперации А:=F.R, где F - номер страницы F; R - номер слова в странице F, который должен быть записан в поле R машинной команды.

6. В командах с модификациями, по усмотрению разработчика, можно модифицировать либо все адреса, либо часть из них. При этом во многих случаях бывает целесообразно производить обработку индекса (инкремент или декремент) с помощью специальной команды.

7. Во всех заданиях необходимо использовать команды ввода и вывода (можно использовать комбинированные команды ввода-вывода, в которых признак направления передачи информации помещают в одном из неиспользуемых полей команды ввода-вывода, например в поле R).

8. Допускается использовать следующие форматы данных: целые без

знака, целые со знаком. В первом случае число занимает все восемь разрядов (при этом признак перевыполнения Р не имеет смысла). Во втором случае в старшем разряде числа записывается знак (плюс -0, минус - I), а в остальных разрядах - целое семиразрядное число.

9. Все арифметические операции в АЛУ выполняются над операндами в дополнительном коде. Результат также получается в дополнительном коде.

10. Признак переноса С формируется при переносе из старшего (седьмого) разряда слова, а признак переполнения Р - при возникновении единицы переноса в шестом разряде слова, т.е. при переносе в знаковый разряд. Разряды слова нумеруются справа налево от нуля до семи, старшие разряды помешаются слева.

Структура таблицы переходов

Таблица переходов ( таблица 9 «Списки переходов») содержит информацию, необходимую для управления моделированием. Таблица переходов состоит из нескольких десятков строк (в разных вариантах количество строк может быть различным). В каждой строке должно быть указано:

1. Номер строки.

2. Исходное состояние (например, а31)

3. Код исходного состояния (это номер состояния в двоичной системе счисления)

4. Следующее состояние.

5. Код следующего состояния.

6. Входные (осведомительные) сигналы – определяют условия перехода в новое (следующее) состояние.

7. Сигналы возбуждения – используются для переключения памяти управляющего автомата (регистр Р на рис.3) в новое состояние. Сигналы возбуждения (столбец 7) формируются из кода следующего состояния (столбец 5). В столбце 7 указываются номера входов регистра Р, на которые подаются единичные сигналы (не нулевые). Нумерация входов регистра P производится справа налево, начиная с единицы. Например, для кода следующего состояния 000011 надо указать сигналы возбуждения D1, D2.

8. Выходные сигналы (y):

   1. выполняют настройку схемы инкремента – декремента (y6, табл.8, стр.24),

   2. выбирают требуемый РОН (y7-y10, табл.7, стр.23),

   3. настраивают АЛУ (y11-y15, табл.1, стр.7),

   4. инициализируют микрооперации (y20-y70, табл.2, стр.12).

3.Лабораторная работа «Типовые микрооперации».

Цель лабораторной работы – ознакомление с пакетом моделирования «CUU».

Запустите файл «CUU.EXE» и загрузите файл «CUU.CUU». Файл «CUU.CUU» содержит исходные данные для моделирования примера (вариант 60), рассмотренного в методических указаниях к лабораторной работе. На этом примере изучите все режимы работы пакета и правила редактирования исходных данных (при коррекции настройки системы и списков переходов, коррекции машинной программы и массивов данных в ОП и т.д.).

После загрузки пакета моделирования на экране появляется информационная заставка. Для продолжения работы необходимо нажать любую клавишу. На экране появится главное меню:

1. Ввод исходных данных,

2. Выполнение программы,

3. Запись в библиотеку,

4. Чтение из библиотеки,

5. Дополнение модели,

6. Выход из программы.

Команды главного меню поддерживают следующие режимы работы:

• подготовка новой задачи для моделирования («Ввод исходных данных»),

• редактирование моделируемой задачи («Дополнение модели »),

• отладка моделируемой задачи («Выполнение программы »),

• выполнение моделирования задачи («Выполнение программы »),

• сохранение моделируемой задачи на диске («Запись в библиотеку»),

• загрузка сохраненной моделируемой задачи («Чтение из библиотеки »)

Создание новой задачи.

Выполнить команду «Ввод исходных данных». Откроется меню редактора:

• Настройка системы,

• Ввод исходных данных,

• Редактирование данных,

• Ввод программы в ОП,

• Добавление строки,

• Исключение строки,

• Выход из редактора.

Для создания новой задачи (нового пользовательского файла) необходимо:

1. Ввести количество строк в таблице переходов (структурной таблице) – команда «Настройка системы».

2. Ввести для каждой строки таблицы переходов исходное и следующее состояния (в десятичной системе), управляющие (выходные) сигналы и условия переходов (осведомительные сигналы) - команда «Ввод исходных данных» (или «Редактирование данных»).

Управляющие сигналы и условия переходов разделяются запятыми. Инверсия обозначается знаком «минус».

1. Ввести машинную программу в память - команда «Ввод программы в ОП».

2. Ввести исходные данные (элементы массивов) в память - команда «Ввод программы в ОП».

Редактирование текущей задачи.

Войти в редактор – команда «Ввод исходных данных» в главном меню.

• Для изменения количества строк в таблице переходов – выполнить команду меню редактора «Настройка системы».

• Для редактирования таблицы переходов - выполнить команду меню редактора «Редактирование данных».

• Для добавления строки в таблицу переходов - выполнить команду меню редактора «Добавление строки».

• Для удаления строки из таблицы переходов - выполнить команду меню редактора «Исключение строки».

Сохранение текущей задачи.

Для сохранения текущей задачи (пользовательского файла) необходимо выполнить команду «Запись в библиотеку» в главном меню.

Пользовательский файл должен иметь расширение «CUU».

Имя файла необходимо записывать латинскими буквами и/или цифрами (но не более 8 символов).

По умолчанию файл сохраняется в системной директории (из которой был запущен файл CUU.EXE). Для сохранения файла в произвольной директории необходимо указать его полный путь.

Сохранять задачу можно на любом этапе ввода или редактирования.

Загрузка задачи.

Для загрузки задачи (пользовательского файла) необходимо выполнить команду «Чтение из библиотеки» в главном меню. В появившейся строке ввода отображается маска ввода пользовательских файлов (*.CUU). При нажатии клавиши ENTER будут отображены все файлы с расширение «CUU», сохраненные в системной директории. Для загрузки задачи надо выбрать файл и нажать ENTER.

Для загрузки файла из произвольной директории необходимо ввести полный путь файла.

Отладка и выполнение задачи

Для отладки и выполнения задачи (пользовательской программы) необходимо выполнить команду «Выполнение программы» в главном меню. Отладка задачи может выполняться в двух режимах: подробном и кратком.

В кратком режиме в окне отладки отображаются результаты выполнения каждой машинной команды.

В подробном режиме в окне отладки отображаются результаты выполнения каждой микрооперации, а после завершения каждой машинной команды (микропрограммы соответствующей операции) – результаты выполнения соответствующей машинной команды.

По умолчанию система работает в подробном режиме отладки.

Для управления отладкой используется меню отладки. Команды меню отладки:

1. «Продолжение» - выполнение следующей микрооперации (машинной команды);

2. «Исправление» - временный выход в главное меню для редактирования с последующим возвратом к первой микрооперации прерванной машинной команды.

3. «Печать МО» - переключение в режим подробной отладки. Для выхода из этого режима используется команда «Отмена МО».

4. «Отмена МО» - переключение в режим краткой отладки. Для выхода из этого режима используется команда «Отмена МО».

5. «Повторение» - повторяет отладку (моделирование), начиная с указанной команды.

6. «Выход» - возврат в главное меню.

Типовые микрооперации.

Ознакомиться с типовыми микрооперациями, реализованными в пакете «CUU» (см. таблицу 2.). Составить список микроопераций, использованных в учебном примере.

Контрольные вопросы:

1. Что такое микрооперация?

2. Что такое совместимость микроопераций?

3. Какие бывают типы совместимости микроопераций?

4. Как работают микрооперации сложения и вычитания?

5. Как вычисляется значение микрооперации при операндах разной разрядности?

4.Лабораторная работа «Форматы машинных команд».

Цель лабораторной работы – ознакомление с форматами машинных команд, оценкой их эффективности.

Лабораторная работа проводится с использованием пакета «CUU» на учебном примере.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Определить форматы машинных команд, используемые в учебном примере. Оценить их эффективность.

2. Заменить в учебном примере все команды на одноадресные. Отладить микропрограмму.

3. Заменить в учебном примере все команды на двухадресные. Отладить микропрограмму.

4. Сравнить эффективность всех вариантов.

5. Использовать в процедуре (в учебном примере) безадресные команды. . Отладить микропрограмму.

Контрольные вопросы:

1. Что такое нуль адресные машинные команды?

2. Какие бывают форматы машинных команд?.

3. Какие методы используют для указания адресности машинных команд?

4. Как оценивается эффективность формата машинной команды?

5.Лабораторная работа «Операционные устройства процессора».

Цель лабораторной работы – ознакомление с операционными устройствами процессора специализированного вычислительного устройства.

Лабораторная работа проводится с использованием пакета «CUU» на учебном примере.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Исследовать работу арифметико-логического устройства (АЛУ), определить назначение используемых микроопераций (см. табл.2). Оценить полноту или избыточность используемых микроопераций.

2. Исследовать работу схемы инкремента-декремента. Оценить эффективность использования этой схемы.

3. Исследовать работу счетчика команд. Изучить методы его настройки. Найти связь его настроек с адресностью команд.

4. Исследовать назначение и работу регистра возврата, индексного регистра. Установите в учебном примере для возврата из процедуры регистр возврата. Выполните отладку программы.

5. Исследовать работу регистров общего назначения. Установите в учебном примере для возврата из процедуры РОН[15]. Выполните отладку программы

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Выводы по пунктам 1, 2 и 3.

2. Отлаженную программу с использованием регистра возврата

3. Отлаженную программу с использованием для возврата из процедуры РОН.

Контрольные вопросы:

1. Как работает схема инкремента-декремента. Зачем она используется.?

2. Какие микрооперации выполняются в АЛУ?.

3. В каком коде формируется результат на выходе АЛУ?

4. Для чего необходимы регистры общего назначения?

6.Лабораторная работа «Способы адресации».

Цель лабораторной работы – ознакомление с основными способами адресации, используемыми в современных ЭВМ и их аппаратной реализацией. Определение области применения каждого из этих способов адресации, оценка их эффективности.

Лабораторная работа проводится с использованием пакета «CUU» на учебном примере.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Перечислите способы адресации, используемые в учебном примере.

2. Замените в учебном примере (в процедуре) прямую адресацию на косвенную.и выполните отладку полученной программы.

3. Замените в учебном примере (в процедуре) прямую адресацию с модификацией на косвенную адресацию с модификацией и выполните отладку полученной программы.

4. Примените в учебном примере (в основной программе) непосредственную адресацию для задания элементов массивов, выполните отладку полученной программы.

5. Оцените эффективность каждого из рассмотренных вариантов.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Отлаженную программу с использованием косвенной адресации.

2. Отлаженную программу с использованием непосредственной адресации.

3. Результаты оценки эффективности различных способов адресации.

Контрольные вопросы:

1. Какие методы используют для задания способа адресации в формате команды?

2. Для чего используется косвенная адресация и как она работает?.

3. Для чего применяется модификация адресов?

4. Как оценивается эффективнось способа адресации?

5. Что такое страничная адресация?

7.Лабораторная работа «Типовые машинные операции».

Цель лабораторной работы – ознакомление с основными машинными операциями, используемыми в современных ЭВМ и их аппаратной реализацией. Определение области применения каждой из этих операций, оценка их эффективности.

Лабораторная работа проводится с использованием пакета «CUU» на учебном примере.

Порядок выполнения лабораторной работы:

1. Перечислите машинные операции и машинные команды, используемые в учебном примере.

2. Оцените эффективность используемых машинных операций и машинных команд.

3. В соответствие с вашим вариантом задания разработайте алгоритм решения задачи.

4. Для решения вашей задачи разработайте необходимую и достаточную систему машинных команд. Разработайте коды машинных команд.

Отчет по лабораторной работе должен содержать:

1. Результаты оценки эффективности различных используемых машинных операций и машинных команд.

2. Алгоритм решения задачи.

3. Систему машинных команд.

Контрольные вопросы:

1. Что такое машинная операция?

2. Какие бывают классы машинных операций?.

3. Чем машинные операции отличаются от машинных команд?

4. Какие требования предъявляются к системе машинных операций?

5. Для чего используются системные операции?

8.Лабораторная работа «Управляющие автоматы схемно-логического типа».