Учебное пособие для иностранных студентов (1110580), страница 6

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

Текст из файла (страница 6)

S1 := S1 * 20;

S2 := S2 div 3

end.

Данные:

00000 a

00002 b

00004 14₁₆ (=20₁₀)

00006 3

00008 S1

0000A S2

Значение S1 будем вычислять в регистре R₁, значение S2 — в регистре R₀ .

Программа:

Пример 3. Вычислить p = n!.

Напомним алгоритм:

begin p:=1; k:=2;

while k  n do

begin p := p * k;

k := k + 1

end

end.

Распределение памяти:

00000 1

00002 2

00004 n

00006 p

Для ускорения работы цикла будем использовать регистры R₁  1, R₂  n, R₃  k, R₄  p.

Программа:

По сравнению с программой для УМ-2, потребовалась подготовительная работа по записи начальных значений в регистры (загрузка регистров). Однако основной цикл выглядит очень коротким, да и весь текст программы сократился (если считать длину в шестнадцатиричных разрядах, а не в ячейках).

Пример 4. Вычислить сумму элементов массива x₁, ..., x₂₀..

S = x₁ + x₂ +...+ x₂₀

Алгоритм:

begin S := 0; i := 1;

repeat S := S + x[i];

i := i + 1

until i = 21

end.

Программа:

При решении данной задачи возникла проблема: как добиться того, чтобы в разные моменты работы программы к S прибавлялись различные элементы массива? По сути, требуется, чтобы во время работы программы менялся адрес второго операнда в команде 0010D: 01 5 00000 (S := S + x[1]). Мы сделали это так. Регистр R₆ содержит копию команды 0010D. Когда команда 0010D выполнится, прибавим к R₆ число 2 (адреса соседних элементов массива отличаются на 2) и запишем новую команду из R₆ в программу по адресу 0010D. Таким образом, на следующем шаге цикла будет выполнена другая команда 0010D: 01 5 00002 (S := S + x[2]). это изменение текста программы производится командами 0010F, 00110. Команда 00118 восстанавливает первоначальный вариант команды 0010D. Если этого не сделать, после окончания работы программы команда 0010D будет содержать адрес ячейки, следующей за последним элементом массива x. При этом повторный запуск программы приведет к неверным результатам.

Мы встретились в этом примере с программой, которая изменяет свой текст во время работы. Такие программы называются самомодифицирующимися. Их применение довольно опасно из-за непредсказуемых последствий возможных ошибок в изменении команд.

П.4. Учебная машина с модификацией адресов УМ-М.

В программировании большое количество задач связано с обработкой массивов. Поэтому желательно сделать работу с массивами удобной. Решается эта проблема с помощью механизма модификации адресов. Суть этого механизма состоит в следующем. В команде кроме адреса операнда указывается регистр-модификатор. При выполнении команды процессор вычисляет сначала исполнительный адрес как сумму адреса, указанного в команде, и содержимого регистра-модификатора. Затем из ячейки с полученным адресом берется операнд. Изменив содержимое модификатора, мы заставляем процессор использовать другой адрес операнда. Подчеркнем, что действие по вычислению исполнительного адреса выполняется аппаратно, это дает преимущество в скорости по сравнению с самомодифицирующимся кодом (пример 4 из предыдущего пункта). Кроме того, текст программы остается всегда одним и тем же, так как изменение адреса получается за счет изменения содержимого регистра-модификатора. Это повышает надежность программ.

1. Описание учебной машины с модификацией адресов.

Машина УМ-М отличается от УМ-Р в следующем.

1) Объем ОП 16⁴ ячеек.

2) Формат команд регистр-память

     

КОП R1 M2 А2

M2 — регистр, используемый для модификации адреса A2. Это может быть любой регистр общего назначения, кроме R₀

3) При выполнении команд регистр-память процессор вычисляет исполнительный адрес по правилу

Второй операнд берется из ячейки с адресом А_исп.

Пример 1. Вычислить сумму элементов массива x₁, ..., x₂₀..

Характеристики

Список файлов книги