Министерство науки и высшего образования Российской Федерации Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования

«ТОМСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ И РАДИОЭЛЕКТРОНИКИ» (ТУСУР)

Кафедра комплексной информационной безопасности электронно-вычислительных систем (КИБЭВС)

ОРГАНИЗАЦИЯ БАЗОВОЙ УЧЕБНОЙ ЭВМ Отчет по лабораторной работе №4 по дисциплине “ОЭВМ и ВС”

Введение

Целью лабораторной работы является изучение структурной и функциональной организации процессора на примере базовой учебной ЭВМ.

1 ХОД РАБОТЫ

1.1 Описание структуры и алгоритм работы БУ ЭВМ

Микропроцессор (МП) - это сверхбольшая интегральная схема, которая реализует функции процессора ПК. Микропроцессор создается на полупроводниковом кристалле путем применения сложной микроэлектронной технологии. Возможности компьютера как универсального исполнителя по работе с информацией определяются системой команд процессора. Эта система команд представляет собой язык машинных команд. Из команд составляют программы управления работой компьютера. Отдельная команда определяет отдельную операцию (действие) компьютера. Существуют команды, по которым выполняются арифметические и логические операции, операции управления последовательностью выполнения команд, операции передачи данных из одних устройств памяти в другие и пр.

Действия над числами (сложение, вычитание, умножение), представленными в различной форме осуществляются с помощью элементарных операций, выполняемых в определенной последовательности.

К таким элементарным операциям относятся:

- запись числа в регистр;

- инвертирование содержимого разрядов регистра;

- пересылка содержимого регистров;

- сдвиг содержимого регистра;

- сложение кодов;

- поразрядные логические операции или анализ разрядов;

- операция счета с+1 или с-1 (инкремент или декремент).

Все эти действия выполняются в процессоре, который для упрощения можно рассматривать состоящим из двух устройств – операционного (ОУ) и управляющего (УУ) (ОУ – выполняет указанные элементарные операции; УУ – управляет ОУ, задавая необходимую последовательность выполнения этих операций). В качестве узлов УУ и ОУ включают в себя регистры, счетчики, сумматоры, мультиплексоры, дешифраторы и т.д. Обобщенная структура любого процессора изображена на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 — обобщенная структура процессора

В базовой учебной ЭВМ могут использоваться определенные команды. (таблица 1).

Таблица 1- Система команд БУ ЭВМ

Группы операций		КОП	PZ	Действие
Арифметические операции (АО) KOP.PZ.A	+ +	01 01	0 1	RG:= RG + ОЗУ (А) RG:= RG + ОЗУ (А), ОЗУ (A):= RG;
	- -	02 02	0 1	RG:= RG - ОЗУ (А) RG:= RG - ОЗУ (А), ОЗУ (A):= RG;
	* *	03 03	0 1	RG:= RG * ОЗУ (А) RG:= RG * ОЗУ (А), ОЗУ (A):= RG;
	/ /	04 04	0 1	RG:= RG / ОЗУ (А) RG:= RG / ОЗУ (А), ОЗУ (A):= RG;
Посылочные операции (ПО)	MOV	05 05	0 1	RG:= ОЗУ (А) ОЗУ (А):= RG;
Безусловный переход (БП)	BR	06	0	СТАК:= А
Переход по знаку результата (ЗН)	BPL BMI	07 07	0 1	СТАК:= А, Если PZ = ЗНАК =0 СТАК:= СТАК + 1, Если PZ <> ЗНАК; СТАК:= A , Если PZ = ЗНАК = 1 СТАК:= СТАК + 1, Если PZ <> ЗНАК;
Переход по знаку результату (НУ)	BNE BEQ	08 08	0 1	СТАК:= A, Если PZ = НУЛЬ = 0 СТАК:= СТАК + 1, Если PZ <> НУЛЬ; СТАК:= A, Если PZ = НУЛЬ = 1 СТАК:= СТАК + 1, Если PZ <> НУЛЬ;

1.2 Алгоритм и программа для выражения 52-10*2

Согласно выданному варианту (52-10*2), необходимо создать такую программу, которая находит ответ данного выражения. Для написания данной программы была составлена следующая блок-схема. (рисунок 1.2)

Рисунок 1.2 — Блок-схема

По данной блок-схеме была составлена следующая программа, которая соответствует выданному варианту. (рисунок 1.3)

Р исунок 1.3 — Программа и вводные данные

После запуска данной программы, находится произведение ячеек 72 и 73 и кладется в ячейку 94. После чего берется число из ячейки 71 и из него вычитается ячейка 94. После работы программы в ячейке 74 выводится результат вычислений. (рисунок 1.4)

Рисунок 1.4 — Результат выполнения программы

Данный результат полностью соответствует данному выражению и является правильным решением.

Заключение

В процессе выполнения лабораторной работы была достигнута поставленная цель: изучение структурной и функциональной организации процессора на примере базовой учебной ЭВМ. Также была составлена программа, вычисляющая значение выражения 54-10*2 и блок-схема для данного алгоритма.

8