Учебное пособие для иностранных студентов (1110580), страница 4

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 4)

Кроме тех регистров, которые мы обсуждали в §2, в арифметическом устройстве УМ-3 имеются регистры первого операнда ОП1, второго операнда ОП2 и результата РЕЗ.

2. Оперативная память.

Ячейка - 14 шестнадцатиричных разрядов.

Объем ОП - 16⁴ ячеек с адресами 0000FFFF.

Представление чисел: число содержится в одной ячейке; отрицательные числа записываются в дополнительном коде.

Представление команд: команда занимает одну ячейку. Разряды ячейки имеют следующий смысл (формат команд):

       

КОП А1 А2 А3

Здесь КОП – код операции (указывает, какую машинную операцию надо выполнить); А1, А2, А3 – адреса первого, второго операндов и результата. Разрядность адресов совпадает с разрядностью регистра СА и определяется объемом ОП (а именно, количеством возможных адресов). Количество разрядов в регистрах ОП1, ОП2, РЕЗ и РК должно совпадать с количеством разрядов ячейки ОП, так как в ОП1, ОП2 и РЕЗ должны поместиться числа, а в РК – команда, которые занимают по одной ячейке ОП.

3. Система команд УМ-3.

Система команд ЭВМ – это набор всех машинных команд данной ЭВМ.

В таблице использовано обозначение [A] – содержимое ячейки с адресом A.

Арифметические команды выполняются следующим образом: содержимое ячеек с адресами A1 и A2 пересылается в регистры ОП1 и ОП2, выполняется арифметическая операция (результат – в регистре РЕЗ), содержимое регистра РЕЗ пересылается в ячейку с адресом А3. Следует обратить внимание на то, что есть две команды умножения и две команды деления. Программист использует подходящую команду в зависимости от того, с какими данными (числами со знаком или без знака) должна работать программа. Команда деления дает два результата – частное и остаток. Они записываются в соседние ячейки: частное – по адресу А3, остаток – в ячейку с адресом А3+1.

Действие команд перехода заключается в изменении содержимого регистра СА. При этом на следующем такте работы ЦП будет выполнять команду, записанную в ячейке с адресом А3. (Вспомните §2.)

В командах условного перехода производится проверка соответствующего условия. Если условие выполняется, тогда в СА записывается адрес А3. Сравнение значений [ А1] и [А2] выполняется так: в ОП1 записывается [А1], в ОП2 – [А2]; выполняется вычитание ОП1-ОП2, при этом получают значение все четыре арифметических флажка. По значениям флагов и определяется истинность условия. Некоторым условиям (например,<) соответствуют разные наборы значений флагов для разных данных – чисел со знаком и чисел без знака. Поэтому команды переходов для чисел со знаком и чисел без знака разные.

Рассмотрим на примерах соответствие между условиями и значениями флагов.

1) Переход по равенству. В результате вычитания [А1] - [А2] получится ZF=1 тогда и только тогда, когда [А1] = [А2].

2) Переход по "меньше", числа без знака.

[А1] < [А2]  [А1] - [А2] < 0  CF=1.

3) Переход по "меньше", числа со знаком. Если вычитаются числа со знаком, то при [А1] < [А2], [А1] - [А2] < 0, возможны ситуации

а) результат вычислили правильно (OF=0) и он оказался отрицательным (SF=1),

б) результат вычислили неправильно (OF=1), при этом знак вычисленного значения противоречит знаку числа [А1] - [А2], вычисленный результат оказался положительным, то есть SF=0.

Таким образом, для чисел со знаком
[А1] < [А2]  [А1] - [А2] < 0  (OF=1) and (SF=0) or (OF=0) and (SF=1), или более коротко OF  SF. При выполнении команды перехода по "меньше" для чисел со знаком процессор проверяет выполнимость условия OF  SF.

4. Разберем теперь несколько примеров программ для УМ-3. Условимся, что перед началом работы

1) в СА записывается 0100, то есть выполнение начинается с команды по адресу 0100,

2) в ячейки ОП уже записаны все данные, необходимые для работы программ (ввод и вывод не рассматриваем).

Пример 1. Вычислить значение x= ( a mod 50 - b )² по заданным a и b.

Поскольку в выражении есть операция вычитания, лучше работать с числами со знаком. Пусть данные располагаются в следующих ячейках

Программа.

Напомним, что деление даёт два результата, поэтому первая команда программы записывает в [0003] x div 50 (это значение в дальнейшем не используется) и в [0004] a mod 50.

Пример 2. Вычислить

S1 = max(a,b) * 20,

S2 = min(a,b) div 3.

Вычисления организуем так:

begin if a < b then begin S1 := b; S2 := a end

else begin S1 := a; S2 := b end;

S1 := S1 * 20;

S2 := S2 div 3

end.

Данные:

0000 a

0001 b

0002 14₁₆ (=20₁₀)

0003 3

0004 S1

0005 S2

0006 рабочая.

Будем считать, что работаем с числами без знака.

Программа:

Пример 3. Вычислить p = n!.

Алгоритм:

begin p:=1; k:=2;

while k  n do

begin p := p * k;

k := k + 1

end

end.

В этой задаче могут возникнуть довольно большие положительные числа, поэтому будем работать с числами без знака.

Данные:

0000 n

0001 1

0002 2

0003 p

Характеристики

Список файлов книги