Завдання 2

Комп’ютер з архітектурою фон Неймана побудований на базі процесора з зовнішньою тактовою частотою 166 МГц розрядніетю внутрішніх регістрів 32, розрядніетю шини даних 32,розрядніетю шини адреси 32, величиною ци­клу обміну по шині даних — 1 такт. Кількість операцій у системі команд процесора 198. Операнди команд адресуються без використання РЗП, один з параметрів може задаватися безпосереднім значенням, але при цьому його розрядність співпадає з внутрішньою розрядніетю процесора. Адресація ко­манд примусова, всі команди основної групи трьохоперандні. Мінімальною структурною одиницею пам’яті, що адресується є байт. Виконання операцій з плаваючою комою підтримуються арифметичним співпроцесором, система команд якого налічує 51 команду. Адресні простори процесора і співпроцесора співпадають і використовуються для обміну даними між ними. Для за­пису числа у формі з плаваючою комою в розрядній сітці використовується єдиний формат. Числа зберігаються в нормалізованому вигляді. Формат пе­редбачає наявність розряду знаку мантиси довжиною 40 біт, розряду знаку порядку, поля цифрових розрядів порядку довжиною 24 біти. Співпроцесор використовує два формати команд: команди обробки, адресація операндів яких побудована на стековій структурі регістрів співпроцесора і пам’яттю. Адресація команд співпроцесора автоінкрементна. Система команд співпро­цесора не має команд передавання керування.

1. Адресний простір процесора:

2³² байти(1Мбайт).

2. Діапазон подання чисел з фіксованою комою:

D= |Х_mах| / |Х_min| = 2ⁿ = 2³²(n –розрядність внутр.регістрів процесора)

3. Діапазон подання чисел з плаваючою комою:

a. порядок

D =|Х_mах| / |Х_mін| = 4³²⁶=8¹⁶³

б. мантиса

0,5<=|M|<=1.

4. Швидкість передачі данних:

p= (Fext*D)/t = (200*64)/2 = 6400Мбіт/cек = 800 Мбайт/сек.

5. Довжина машинного коду команди основної групи при розміщенні всіх операндів у пам’яті:

N_коп = ]log₂326[=8 біт

N_адреси = ]log₂(256*1024*1024)[ = 28 біт

N_команди = 19*4+6 = 82 біт = 10,25байт.

6. Довжина машинного коду команди основної групи, якщо один з опера­ндів задається безпосереднім значенням:

N_ком = 8 + 3 * 28 + 32 = 124 біта = 15,5 байт

7. Довжина машинного коду команд обробки співпроцесора при адресації операндів з використанням стекової пам'яті:

N_ком = ]log₂100[=7 біт

8. Довжина машинного коду команд співпроцесора для обміну з пам’яттю:

N_ком = N_КОП + N_Адреси = 7 + 8 = 15біт.

Завдання 3

Відмовившись в умовах попереднього завдання від примусової адресації ко­манд, розробити структуру машинних команд основної групи та команд об­міну між верхівкою стеку співпроцесора і пам’яттю при використанні в них також базової та базово-індексної адресації операндів. Визначити довжину машинного коду для кожної з можливих структур.

Кодування способів адресації:

Безпосередній операнд	00
Базова адресації	01
Базово-індексна адресація	10
Пряма адресація	11

N_коп = ]log₂326[=8 біт

Пряма адресація:

N_адреси = 32

КОП	Ознака	Адресна	Адресна	Адресна
(8біт)	адресації	частина	частина	частина
	(2біти)	першого	другого	третього
		операнда	операнда	операнда
		(32 біт)	(32 біт)	(32 біт)

Довжина команди 116 біт

Безпосередня адресація:

КОП	Ознака ­	Значення пер­шого	Значення дру­гого	Значення третього­
(8біт)	адресації	операнда	операнда	операнда
	(2біти)	(32біт)	(32біт)	(32біт)

Довжина команди 106 біт

Базова адресація:

]log₂64[ = 6 біт, отже виділимо 6 біт під код регістра

Кодування регістрів:

Код	000000	000001	…	111111
Розмір 6 байти	R1	R2	…	R32

КОП	Ознака ­	Регістр першого­	Регістр другого­	Регістр третього­
(8 біт)	адресації	операнда­	операнда­	операнда­
	(2біти)	(6 біт)	(6 біт)	(6 біт)

Довжина команди 28 біт.

Базово-індексна адресація:

Кодування регістрів-індексів:

Код	000000	000001	…	111111
Розмір 6 байт	R1	R2	…	R32

Кодування регістрів:

Код	000000	000001	…	111111
Розмір 6 байт	R1	R2	…	R32

КОП	Ознака	Регістр	Індекс	Регістр	Індекс	Регістр	Індекс	6 бітів
(8біт)	адреса­	першого	першого	другого	другого	тре­	тре­	пари­
	ції	операнда	операнда	опера­	опера­	тього	тього	тету
	(2біти)	(6біт)	(6біт)	нда	нда	опера­	опера­	всієї ко­
				(6 біт)	(6 біт)	нда (6 біт)	нда (6 біт)	манди

Довжина команди 51 біт = 6,4 байта.

Завдання4

1. Розробити принципову схему та креслення операційного блоку АЛП.

При виконанні цього завдання передбачити формування значень прапорців

регістра ознаки результату та, за необхідності, їх мікропрограмну обробку.

Для реалізації операцій над двійковими числами з фіксованою комою, що зберігаються в пам’яті в зворотньому коді виконали наступне.