ЦУУ (1075341)
Текст из файла
25
gМосковский Государственный Технический Университет им. Н. Э. Баумана
Факультет «Информатики и систем управления»
Кафедра ИУ5
Отчет к лабораторной работе
по курсу «Архитектура ЭВМ»
по теме:
«Центральное устройство управления»
Вариант №47
27
(количество листов)
Выполнил Принял
Студент группы ИУ5-52 Преподаватель кафедры ИУ-5
Сивашов Юрий Белоусова Валентина
Владимирович Ивановна
____________________ ____________________
«___»_______________2008г. «___»_______________2008г.
Оценка___________
Москва, 2008 г.
Оглавление стр.
1. Постановка задачи и исходные данные 3
2. Алгоритм решения задачи 4
3. Программа в мнемокодах 5
4. Микропрограммы машинных операций 6
5. Обобщенная микропрограмма, описывающая работу ЦУУ 9
6. Закодированный граф обобщенный микропрограммы 10
7. Разработка управляющего автомата и списка переходов 12
8. Синтез управляющего автомата 13
9. Составление программы решения задачи 20
10. Моделирование программы с помощью CUU.EXE 22
Приложение №1 26
Приложение №2 27
1. Постановка задачи и исходные данные
Цель работы – освоение практических методов проектирования центрального устройства управления процессора, изучение структуры процессора, назначения и взаимодействия его блоков, разработка системы команд для заданного класса задач, а также микропрограмм машинных операций, синтез управляющего автомата и проверка работы спроектированного устройства моделированием на ЭВМ.
Требуется выполнить вариант 47 с кодом задания 15-П2-3 (задача 15, формат команды и способ адресации П2, параметры структуры ЦУУ 3).
1.1. Задача 15.
В массивах А и В найти сумму элементов , лежащих в интервале 3…9.
Размерность массивов n задавать командой ввода
Вывести результаты на экран дисплея.
1.2. Формат команды и способ адресации П2.
ЦУУ должно обрабатывать одноадресные команды с прямой адресацией:
коп R



S2
S1
Все команды должны быть длиной 3 байта, даже если какое – то поле не будет использовано.
1.3. Параметры структуры ЦУУ 3.
ЦУУ должно включать:
общую часть:
- регистр общего назначения;
- аккумулятор;
- буферный регистр;
- арифметико-логическое устройство;
- схему инкремента-декремента;
- регистр команд;
- регистр адреса;
- управляющий автомат;
изменяемую часть (в соответствии с заданием):
- программный счетчик – PОН; (POH[0])
- индексный регистр – РОН; (POH[1])
- адрес возврата из подпрограммы – Стек;
- указатель стека – РОН. (POH[2])
2. Алгоритм решения задачи
Разработать алгоритм программы решения задач (рис.1).
Рис.1 Схема алгоритма программы
3. Программа в мнемокодах
Разработать систему машинных команд, необходимую и достаточную для решения задачи 2. Команды должны быть двухадресными с прямой адресацией. В соответствии с алгоритмом выбрать следующую систему команд (табл. 1). Каждой команде присвоить мнемокод, облегчающий ее понимание, и двоичный четырехразрядный код операции. Неиспользуемые поля команды заполнить нулями. Система команд содержит десять команд.
Таблица 1.Система команд
Формат команды | Мнемокод | КОП | Примечание |
КОП - S1 S2 | УИ | 0000 | «Установка индексов» ДисплейРОН[1] ОП[S1] POH[4] ОП[S1] POH[5] |
КОП -S1 - | ПВ | 0001 | «Переход с возвратом» (переход к подпрограмме) РОН[0] SP S1 РОН[0] |
КОП - S1 - | СРА | 0010 | «Сравнение из массива А» PC + 4, если i<=3 или i>=9 PC := PC + 2, если 3<i<9 |
КОП - S1- | СРB | 0011 | «Сравнение из массива B» PC + 4, если i<=3 или i>=9 PC := PC + 2, если 3<i<9 |
КОП - S1- | УП | 0100 | «Условный переход по ненулевому индексу» РОН[0]+3, при i = 0 РОН[0] = S1, при i ≠ 0 |
КОП - - - | ПБК | 0101 | «Переход безусловный» SP РОН[0] |
КОП - - - | ДИ | 0110 | «Декремент индекса» POH[1]:=POH[1]-1 |
КОП - -- | ВЫВ | 0111 | «Вывод на экран» POH[6] Дисплей РОН[7] Дисплей |
КОП - - - | Стоп | 1000 | «Остановка» «Стоп» Дисплей |
4. Микропрограммы машинных операций
Для каждой команды необходимо разработать микропрограмму.
Рассмотрим перечень микропрограмм:
-
«Установка индекса» (УИ) – по этой команде байт данных в шестнадцатеричной системе счисления заносится с экрана дисплея в РОН[1], а также в регистры заносятся границы.
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 2.
Рис. 2 Микропрограмма операции «Установка индекса».
-
«Переход с возвратом» (ПВ) - используется для обращения к подпрограмме. При этой команде запоминается адрес следующей команды основной программы в ячейке возврата, и управление передается по адресу, указанному в поле S1 команды ПВ. В соответствии с заданием адрес возврата должен храниться в оперативной памяти. Для перехода к подпрограмме необходимо в программный счетчик, расположенный в РОН[0], записать содержимое регистра, указанного в поле S1 команды ПВ (адрес перехода).
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 3.
Рис. 3 Микропрограмма операции «Переход с возвратом».
-
«Декремент индекса» (ДИ) – команда уменьшает на единицу значение регистра РОН[1], в котором по условию задания хранится индекс.
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 4.
Рис. 4 Микропрограмма операции «Декремент индекса».
-
«Сравнение из массива А» (СРА) – команда загружает из ячейки по адресу S1+POH[1] (элемент массива А с определённым индексом) значение. Проверяет на принадлежность интервалу 3...9, если да, то прибавляет к РОН[6].
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 5.
Рис. 5 Микропрограмма операции «Сравнение из массива А».
-
«Сравнение из массива B» (СРА) – команда загружает из ячейки по адресу S1+POH[1] (элемент массива B с определённым индексом) значение. Проверяет на принадлежность интервалу 3...9, если да, то прибавляет к РОН[7].
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 5.
Рис. 6 Микропрограмма операции «Сравнение из массива А».
-
«Вывод из РОНов на дисплей» (ВЫВ) – команда выводит полученную сумму на экран на дисплей.
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 7.
Рис. 7 Микропрограмма операции «Вывод из РОН в ОП и на дисплей».
-
«Условный переход по нулевому индексу» (УП) - команда анализирует содержимое индексного регистра. Если оно равно нулю, то осуществляется переход к следующей команде, а если не равно, то выполняется переход к команде, адрес которой указан в поле S1 команды ПУ.
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 8.
Рис. 8 Микропрограмма операции «Условный переход по нулевому индексу».
-
«Переход безусловный» (ПБУ) - команда реализует безусловный переход по косвенному адресу, т.е. по адресу, который хранится в ячейке возврата в оперативной памяти.
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 9.
A=SP


POH[0]:=A

Рис. 9 Микропрограмма операции «Переход безусловный».
-
«Остановка» (Стоп) - по этой команде происходит выключение центрального устройства управления. Эта команда должна быть последней исполняемой в программе пользователя. Она выдает на пульт управления специальный сигнал о завершении работы процессора, а само ЦУУ переходит в состояние ожидания (исходное состояние).
Микропрограмма этой операции приведена на рисунке 10.
СТОП



Рис. 10 Микропрограмма операции «Остановка».
5. Обобщенная микропрограмма, описывающая работу ЦУУ
Характеристики
Тип файла документ
Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.
Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.
Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.