Учебное пособие для иностранных студентов (1110580), страница 5

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

Текст из файла (страница 5)

0004 k

Программа:

Заметим, что в машинной программе начало цикла while k  n do заменилось на переход на конец программы по отрицанию условия. Тело цикла заканчивается безусловным переходом на начало цикла.

П.2. Учебная двухадресная машина УМ-2.

Анализ большого числа программ показывает, что только 25% команд содержат три различных адреса. В остальных командах либо два, либо все три адреса совпадают. Этот факт наталкивает на идею отказаться от одного из адресов — сделать команды двухадресными. Тогда можно использовать освободившиеся разряды для задания более длинных адресов — появляется возможность адресовать бульший объем памяти. Либо можно сократить размер ячейки, сделав более дешевой оперативную память.

Как избавиться от третьего адреса? В УМ-3 существенно трехадресными были арифметические команды и команды условного перехода.

а) Арифметические команды. Договоримся, что результат записывается на место первого операнда (по адресу А1).

б) Команды условного перехода. Можно разбить команду на две, выделив в отдельную команду действие сравнения.

1. Описание УМ-2.

Структура процессора та же, что и в УМ-3; разрядность регистров соответствует разрядности ячейки и объему ОП.

Ячейка ОП — 10 шестнадцатиричных разрядов.

Объем ОП — 16⁴ ячеек.

Представление чисел. Число занимает одну ячейку. Отрицательные числа записываются в дополнительном коде.

Формат команд. Команда занимает одну ячейку:

     

КОП А1 А2

Система команд. Коды операций те же, что в УМ-3. Отличия заключаются в следующем.

Остальные команды те же, что в УМ-3.

2. Рассмотрим два примера программ для УМ-2.

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

Распределение памяти:

0000 a

0001 x

0002 32₁₆ (=50₁₀)

0003 b

Программа:

Пример 2. Вычислить p = n!.

Алгоритм:

begin p:=1; k:=2;

while k  n do

begin p := p * k;

k := k + 1

end

end.

Распределение памяти:

0000 1

0001 2

0002 n

0003 p

0004 k.

Программа:

П.3. Учебная машина с регистрами УМ-Р.

Вспомним, как выполняется арифметическая команда. Процессор обращается к ОП для получения операндов и для записи результата. Поскольку ОП внешнее по отношению к ЦП устройство, на это взаимодействие затрачивается бульшая часть времени выполнения команды. Кроме того, часто оказывается, что результат, полученный ЦП в предыдущей команде, требуется в качестве операнда для выполнения следующей команды. Принимая во внимание эти обстоятельства, имеет смысл включить в ЦП несколько ячеек памяти. Так как этих ячеек будет немного, можно сделать их более быстродействующими (и, видимо, более дорогими), чем ячейки ОП. Такие ячейки, расположенные в ЦП, называются регистрами. Программист может использовать эти регистры по своему желанию для хранения информации, в отличие от других регистров процессора. Поскольку регистров немного, для указания их в команде требуется меньше разрядов, чем для задания адресов ОП. Использование регистров позволяет сократить размер программ.

1. Описание УМ-Р.

Кроме обычных регистров, ЦП содержит 16 регистров общего назначения. Регистры нумеруются от 0 до F₁₆. Размер регистров совпадает с разрядностью чисел.

Ячейка ОП состоит из четырех шестнадцатиричных разрядов.

Объем ОП — 16⁵ ячеек.

Число занимает две соседние ячейки, отрицательные числа записываются в дополнительном коде.

Команды бывают двух типов.

а) Регистр-регистр. Занимает одну ячейку. Формат команды

 

КОП R1 R2,

где R1 — первый операнд, R2 — второй операнд.

б) Регистр-память. Занимает две ячейки. Формат команды

   

КОП R1 А2,

где R1 — первый операнд, A2 — адрес второго операнда.

Система команд следующая:

2. Примеры.

Для удобства чтения программы будем записывать, располагая по одной команде на строке. Тот факт, что команды имеют разную длину, будем учитывать при подсчете адресов команд.

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

Распределение памяти:

00000 a

00002 b

00004 32₁₆ (=50₁₀)

00006 x

Программа:

Пример 2. Вычислить

S1 = max(a,b) * 20,

S2 = min(a,b) div 3.

Алгоритм:

begin S1 := a; S2 := b;

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

Характеристики

Список файлов книги