Государственный комитет РФ по народному образованию

Микропрограммы машинных операций.

Методические указания

к лабораторной работе по курсу

«Архитектура ЭВМ»

Под редакцией Виноградова В.И.

Москва, 2010

Цель работы – изучение структуры центрального устройства управления процессора, назначения и взаимодействия его блоков, разработка системы команд для заданного класса задач, а также микропрограмм машинных операций.

Список литературы:

1.Центральное устройство управления. Методические указания к лабораторной работе по курсу «Архитектура ЭВМ». МГТУ им. Н.Э.Баумана.

2.Конспект лекций по курсу «Архитектура ЭВМ».

Порядок выполнения лабораторной работы:

1.Получить у преподавателя вариант задания. Варианты заданий приведены в [1] (таблица 3.Варианты заданий). Код задания определяет номер задачи ([1], раздел–перечень задач, стр. 15), характеристики команды и параметры структуры ЦУУ ([1], таблицы 4 и 5).

2.Ознакомиться с составом, структурой и работой центрального устройства управления процессора (см. [1], раздел - Теоретическая часть, Особенности центрального устройства управления).

3.Разработать алгоритм решения задачи (см. [1], раздел - Пример выполнения задания, пункты 1- 4 и Рис.4.Схема алгоритма программы).

4.Для реализации полученного алгоритма разработать систему (набор) машинных команд. Общие замечания по выполнению работы приведены в [1],(стр.27-28). Машинные команды выбирать с учетом рекомендованных форматов и типов (см. [1] раздел - Теоретическая часть, Типовые машинные команды, используемые в работе, стр.7-10, а также рис.1. и пояснения к нему). Адресность команд указана в задании. Число команд не должно превышать 16, так как под поле кода операции выделено четыре разряда.

5.Пример разработки системы машинных команд приведен в [1], раздел - Пример выполнения задания, пункт 5, стр. 16-20.

Важно!

1.Во всех вариантах для задания начальных значений регистров, счетчиков и т.д. можно использовать команды с прямой или непосредственной адресацией.

2.Длина всех команд в наборе должна быть одинакова (см. [1], таблица 4).

3.Неиспользуемые поля команды заполняются нулями.

6.Разработать микропрограммы машинных операций.

6.1.Исходными данными для разработки микропрограмм машинных операций является система (набор) машинных команд.

6.2.При разработке микропрограмм разрешается использовать только допустимые микрооперации (см.[1], таблица 2.Список микроопераций). Использование только допустимых микроопераций позволит в дальнейшем выполнить проверку и отладку этих микропрограмм, а также других разработок, полученных в последующих лабораторных работах, с помощью пакета моделирования «ЦУУ».

ВАЖНО!

1) В микрооперациях, выполняемых в АЛУ, знак операции обозначен звездочкой (*) (см. [1], таблица 2.Список микроопераций). В микропрограмме необходимо указывать знак реально выполняемой в АЛУ операции (см. [1], таблица 1.Управление работой АЛУ)

2) Для микроопераций A: =РОН [T], PA: =РОН [T] и РОН[T]:=РОН[T]*A в микропрограмме необходимо указывать конкретный номер используемого регистра общего назначения.

3) Для микрооперации РИ:=РИ+/-1 (см. [1], таблица 2.Список микроопераций) в микропрограмме необходимо указывать конкретную микрооперацию РИ:=РИ+1 или РИ:=РИ-1.

4) В качестве условий перехода в микропрограммах разрешается использовать только признаки, формируемые в АЛУ (Z , N , C , P), где:

Z=1 – нулевой результат;

N=1 – отрицательный результат (единица в старшем разряде слова);

С=1 – перенос при сложении, вычитании и сдвиге вправо или влево;

Р=1 – переполнение.

При необходимости, для получения значения признака, можно использовать пустую микрооперацию, выполняемую в АЛУ, например, В:=В. (см. [1], рис. 5д).

7.Примеры разработанных микропрограмм машинных операций приведены в [1], рис. 5. Микропрограммы машинных операций.

Содержание отчета.

1. Постановка задачи, номер варианта и исходные данные.

2. Алгоритм решения задачи.

3. Система (набор) машинных команд (таблица).

4. Набор микропрограмм машинных операций.

Важно! Алгоритм решения задачи, система машинных команд и набор микропрограмм машинных операций используются в качестве исходных данных в последующих лабораторных работах цикла.

Контрольные вопросы.

1. Перечислите типовые функции центрального устройства управления процессора?

2. Для чего используется регистр команд (РК), программный счетчик (РС), называемый также счетчиком команд.

3. Для чего используются регистры общего назначения (РОН), аккумулятор A и буферный регистр B?

4. Для чего используется дешифратор кода операции?

5. Для чего используется стек, указатель стека (SP)?

6. Для чего используется индексный регистр?

7. Для чего используются регистр возврата (РВ), регистр адреса (РА)?

8. Что такое модификация адресов? Для чего используется?

9. Какова длина (в байтах), одноадресных, двухадресных и трехадресных команд? Укажите допустимые форматы команд для вашей адресности. Почему длина всех команд в пределах варианта задания должна быть одинаковой?

10. В каких разрядах регистра команд располагаются поля КОП, R, R1, R2, S1, S2, S3?