1

Лабораторные работы по архитектуре компьютера

Лабораторная работа №1

Обучающие программы (mari.exe, Арх.ехе), проверка знаний. Выступление по элементам ВТ.

Лабораторная работа №2

Ассемблеровские команды в среде Турбопаскаля.

Лабораторная работа №3

Работа в режиме редактирования (файл hexedit). Набор программы и исправление ее заменой кодов.

Лабораторная работа №4

Работа в режиме программного продукта W32Dasm. Дизассемблирование команд.

Лабораторная работа №5

Ознакомление с командами турбопаскаля, выводящими символы и коды. Вывод кодов и символов командами ord, $, Chr.

Лабораторная работа №6

Работа в режиме редактирования (файл hexedit). Восстановление символов и словосочетаний по известным кодам.

Лабораторная работа №7

Работа с логическими элементами И, НЕ, ИЛИ-НЕ и т.д.

Лабораторная работа №8

Проверка результатов команд Ассемблера, кодов, символов с переводом их в десятичную систему счисления.

Лабораторная работа №1

Основные понятия, краткие определения и характеристики ВТ и элементов ВТ

Процессор (или микропроцессор - МП) – “мозг” компьютера, двигатель. Именно процессор обладает способностью передавать наши команды (программу) компьютеру. Процессор – это та часть компьютера, которая “знает” как складывать и вычитать числа, проводить простые логические операции.

Сопроцессор – это специализированный математический процессор. Предназначен для параллельного вычисления арифметических операций с плавающей точкой и разгрузки процессора.

Архитектура – это наиболее общие принципы построения ЭВМ, реализующие программное управление работой и взаимодействием основных ее функциональных узлов.

Assembly language – язык ассемблера (понятия которого отражают архитектуру ЭВМ). Обеспечивает доступ к регистрам, указание методов адресации и описание операций в терминах команд процессора.

Интерфейс - связь между двумя элементами компьютерной системы. Этот термин используется как для обозначения связи между аппаратными и программными средствами, так и для обозначения связи между пользователем и компьютером.

Микросхемы – элементарные физические компоненты, из которых состоит компьютер.

Регистры – небольшие специальные виды памяти, имеющиеся в распоряжении МП, предназначены для хранения операндов и команд, сведений о состоянии вычислительного процесса, обмена данными между МП, ОЗУ и портами, организации адресации и взаимодействия между блоками.

Порт – нечто вроде телефонной линии связи, находящейся в распоряжении компьютера. Любой элемент в цепи компьютера, с которым необходимо связать МП, получает свой собственный номер порта, и МП использует этот номер точно так же, как мы пользуемся телефонным номером для связи с нужным абонентом.

Для обмена данными между устройствами процессор использует различные шины, состоящие из каналов связи, соединяющих блоки ЭВМ.

Системная шина обычно включает в себя шины данных, адреса и управления и обеспечивает ввод/вывод (I/O) информации. Обработка информации по этой шине происходит с наибольшей частотой (н-р, 66,6 МГЦ) и быстродействием (около 10 нс).

Локальная шина взаимодействует через адаптеры также с медленными устройствами (контроллеры гибких и жестких дисков).

Контроллер можно рассматривать как специализированный процессор, управляющий работой “вверенного ему” внешнего устройства по специальным встроенным программам обмена. Такой процессор имеет собственную систему команд. Например, контроллер накопителя на гибких магнитных дисках (дисковода) умеет позиционировать головку на нужную дорожку диска, читать или записывать сектор, форматировать дорожку и т.д. Результаты выполнения каждой операции заносятся во внутренние регистры памяти контроллера и могут быть в дальнейшем прочитаны центральным процессором.

Лабораторная работа №2

Для проверки заполнения регистров одним из наиболее удобных способов является применение команд Ассемблера в среде Турбопаскаля. Использование ассемблеровских команд проводится от ASM до end (ASM…end;).

Используется турбопаскаль ТР70, у которого основными командами верхнего меню являются: Undo - уничтожать; Paste – вставить; replace – вместо чего-либо; Search again – поиски, обыск; goto line number – нумеровать линию (насчитывать); show last compiler error – показать последнюю ошибку компиляции; step over -шаг; trace into - прослеживать; goto cursor – куда ввести курсор; program reset – установить программу; dos shell – панель ДОС; destination memory – память соответствующего места; primary file – начальный файл; Debug – отлаживать программу (или машину); break point – останов, прерывание (точка останова) или вводить контрольные точки; register - регистр; watch – наблюдение (или средство наблюдения); output - заканчивать; evaluation – оценка (вычисление); modify – с модификацией; tools - инструментарий; messages – связи путем передачи сообщений; goto previous – идти к разряду; Greep green phosphor display – дисплей зеленого свечения; previous – перенос (или предыдущий разряд).

Операторы Ассемблера. Sub ax,ax – записать ноль; Push ax – в стек; Mov ax, 0123 – записать 0123 в ax; Add ax, 0025 – прибавить 25

к ax; Mov аx, bx - переслать bx к ax ; mov cx,bx - переслать bx в cx;

Sub cx,ax – вычесть ax из cx; Sub ax,ax - очистить ax.

Задания к лабораторной работе №2

Вариант 1

А) Дано число 5151. Записать его в регистр dx. Прибавить к этому числу 15. Переслать dx в cx. Результат сх переслать в регистр ах. Вычесть сх из ах. Занести число 123 в регистр bx. Выписать результаты сегментов. Очистить bx. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

150₁₆+A1₁₆

150₁₆+A1₁₆

Вариант 2

А) Занести число 215 в регистр bx. Число 126 записать в регистр dx. Прибавить к этому числу 15. Переслать dx в cx. Результат сх переслать в регистр ах.

Вычесть сх из ах. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

160₁₆+105₁₆

160₁₆ -105₁₆

Вариант 3

А) Дано число 511. Записать его в регистр dx. Прибавить к этому числу 165. Переслать dx в cx. Результат переслать в регистр. Вычесть cx из dx. Занести число 523 в регистр bx. Выписать результаты сегментов. Очистить bx. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

153₁₆+A1₁₆

153₁₆ -A1₁₆

Вариант 4

А) Дано число 3232. Записать его в регистр ax. Прибавить к этому числу 34. Переслать ax в cx. Результат cx переслать в регистр bx.

Вычесть cx из ax. Занести число 123 в регистр dx. Очистить dx. Выписать результаты сегментов. Очистить dx. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

133₁₆+D4₁₆

133₁₆ –D4₁₆

Вариант 5

А) Занести 313 в регистр dx. Выписать результаты сегментов. Прибавить к dx число 503. Переслать dx в аx. Результат ах прибавить к dx. Занести число 105 в регистр bx. Результат bx переслать в сх. Очистить сх. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

77₈+56₈

77₈ -56₈

Вариант 6

А) Дано число 215. Записать его в регистр bx. Число 126 записать в регистр dx. Прибавить к этому числу 151. Переслать dx в cx. Результат cx переслать в регистр ax.

Вычесть cx из ax. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

282₁₆+104₁₆

282₁₆ - 104₁₆

Вариант 7

А) Занести число 124 в регистр bx. Число 520 занести в регистр dx. Прибавить к этому числу 15. Переслать dx в cx. Результат сх переслать в регистр ах. Вычесть сх из ах. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

F3₁₆+A4₁₆

F3₁₆ -A4₁₆

Вариант 8

А) Дано число 2323. Записать его в регистр аx. Прибавить к этому числу 32. Переслать ах в cx. Результат сх переслать в регистр bx. Вычесть cx из ax. Занести число 132 в регистр dx. Очистить dx. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

133₁₆+D4₁₆

133₁₆ -D4₁₆

Вариант 9

А) Дано число 515. Записать его в регистр dx. Прибавить к этому числу 15. Переслать dx в cx. Результат переслать в регистр ах. Вычесть сх из ах. Занести число 123 в регистр bx. Выписать результаты сегментов. Очистить bx. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

150₁₆+A1₁₆

150₁₆ -A1₁₆

Вариант 10

А) Дано число 241. Записать его в регистр ax. Прибавить к этому числу 62. Переслать ax в bx. Результат bx прибавить к ax. Результат bx переслать в регистр cx. Вычесть ax из cx. Занести число 104 в регистр .dx. Очистить bx. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

F3₁₆+A4₁₆

F3₁₆ -A4₁₆

Вариант 11

А) Занести число 401 в регистр dx. Число 141 записать в регистр ах. Прибавить к этому числу 26. Переслать аx в вx. Результат вх прибавить к dx. Результат dx переслать в cx. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

143₈+76₈

143₈ -76₈

Вариант 12

А) Дано число 401. Записать его в регистр ax. Прибавить к этому числу 32. Переслать ax в cx. Результат cx переслать в регистр bx. Вычесть cx из ax. Занести число 123 в регистр dx. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

167₈+64₈

167₈ -64₈

Вариант 13

А) Занести число 124 в регистр bx. Число 520 занести в регистр dx. Прибавить к этому числу 15. Переслать dx в сх. Результат сх переслать в регистр ах. Вычесть сх из ах. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10-ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

F3₁₆+A4₁₆

F3₁₆ -A4₁₆

Вариант 14

А) Дано число 2029. Записать его в регистр bx. Прибавить к этому числу 25. Переслать bx в ax. Результат ax прибавить к bx. Результат ах переслать в регистр dx. Вычесть ax из dx. Занести число 129 в регистр cx. Очистить cx. Выписать результаты сегментов. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

150₁₆+A1₁₆

150₁₆ -A1₁₆

Вариант 15

А) Дано число 521. Записать его в регистр dx. Прибавить к этому числу 18. Переслать dx в cx. Результат переслать в регистр. Вычесть dx из cx. Занести число 123 в регистр ax. Выписать результаты сегментов. Очистить cx. Все полученные результаты проверить их переводом в 10—ю систему счисления.

Б) Выполнить действия с соответствующей проверкой

142₁₆+A1₁₆

142₁₆ -A1₁₆

Лабораторная работа №3

Работа в режиме редактирования (файл hexedit). Набор программы и исправление ее заменой кодов.

Варианты заданий для лабораторной работы №3.

Вариант 1

Дан массив а(4х4). Найти максимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 2

Дан массив в(4х4). Найти минимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 3

Дан массив с(5х5). Найти максимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 4

Дан массив d(4х4). Найти максимальный элемент каждого столбца этой матрицы. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 5

Дан массив а(4х4). Найти максимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 6

Дан массив h(5х5). Найти минимальный элемент каждой строки этой матрицы. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 7

Дана матрица g(4х4). Найти сумму элементов каждой строки матрицы и вычислить из них квадратный корень. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 8

Дан массив f(4х4). Найти сумму элементов каждого столбца этой матрицы и вычислить из них квадратный корень. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 9

Дан массив p(4х4). Найти сумму элементов каждого столбца этой матрицы и возвести их в третью степень. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 10

Дана матрица q(5х5). Найти сумму элементов каждой строки этой матрицы и возвести их в третью степень. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 11

Дана матрица r(4х4). Найти сумму квадратов каждой строки этой матрицы. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 12

Дана матрица t(5х5). Найти сумму квадратов каждого столбца этой матрицы. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 13

Дан массив а(4х4). Найти максимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 14

Дан массив s(5х5). Найти квадраты сумм каждого столбца этой матрицы. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Вариант 15

Дан массив v(4х4). Найти максимальный элемент этого массива. В тексте написать название (полностью) “БГПУ”. В режиме редактирования изменить коды на свои инициалы.

Лабораторная работа №4

Работа в режиме программного продукта W32Dasm. Дизассемблирование команд.

Лабораторная работа №5

Цель работы. Ознакомление с командами турбопаскаля, выводящими символы и коды. Вывод кодов и символов командами ord, $, Chr.

Задание 1.

А) ввести название своей средней школы и вывести их коды;

Б) ввести коды номера зачетной книжки и вывести их символы.

Задание 2.

Написать программу формирования чисел от 1 до 100 и символа из двух первых латинских букв своей фамилии и вывести результаты.

Лабораторная работа №6

Работа в режиме редактирования (файл hexedit). Восстановление символов и словосочетаний по известным кодам.

Задания.

Вариант 1.

EF E5 E4 E0 E3 EE E3 E8 F7 F1 EA E8 E9

20. F3 ED E8 E2 F0 F1 E8 F2 E5 F2

Вариант 2.

34. 35 30 20 EB E5 F2 20 EF F0 E8 F1

EE E5 E4 E8

ED E5 ED E8 EF 20 EA 20 DO EE F1 F1

E8 E8 20 C1 E0 F8 EA E8 F0 E8 E8

Вариант 3.

CD E0 E2 E5 EA E8 20 F1 20 F0 F3 F1

F1 EA E8 EC

20. ED E0 F0 EE E4 EE EC

Вариант 4.

D4 E8 E7 E8 EA EE 2D EC E0 F2

E5 EC E0 F2 E8 F7

E5 F1 EA E8 E9 20 F4 E0 EA F3 EB

FC F2 E5 F2 20

Вариант 5.

70. 72 6F 67 72 61 6D 20 66

6F 72 20 35 20 6B 75 72 73

Вариант 6.

66. 6F 72 3A 3D 31 20 74 6F

20. 35 20 64 6F 20 73

3A 3D 73 2B 69 20 E8 20 EA EE

ED F7 E8 F2 FC

Вариант 7.

EA E0 F4 E5 E4 F0 E0 20 EF

F0 EE E3 F0 E0 EC EC

E8 F0 EE E2 E0 E8 FF 20

E8 20 E2 FB F7 E8 F1

EB E8 F2 E5 EB FC ED EE E9

20. EC E0 F2 E5 EC E0

F2 E8 EA E8

Вариант 8.

EA E0 F4 E5 E4 F0 E0 20 E8 ED

F4 EE F0 EC E0 F2

E8 EA E8 20 E8 20 F2 E5 F5 ED E8

F7 E5 F1 EA E8

F5 20 F1 F0 E5 E4 F1 F2 E2 20

EE E1 F3 F7 E5 ED E8 FF

Вариант 9.

EF F0 E5 E4 EC E5 F2 FB 2C 20 F1

E2 FF E7 E0 ED

ED FB E5 20 F1 20 E8 ED F4

EE F0 EC E0 F2 E8 EA

EE E9

Вариант 10.

E0 F1 F1 E5 EC E1 EB E5 F0

2D F1 E0 EC FB E9 20

EA EE F0 ED EF F2 E8 FF 20 E0

F0 F5 E8 F2 E5

EA F2 F3 F0 FB

Вариант 11.

E7 E0 EF EE EC E8 ED E0

FE F9 E8 E5 20 F3 F1 F2

F0 EE E9 F1 F2 E2 E0

20. E8 20 E8 F5 20 EE

F1 ED

EE E2 ED FB E5 20 EF E0

F0 E0 EC E5 F2 F0 FB

Вариант 12.

EF F0 EE E3 F0 E0 EC EC FB 20 ED

E0 20 C0 F1 F1

E5 EC E1 EB E5 F0 E5 20 EB F3 F7

F8 E5 20 EF F0

EE E2 E5 F0 EF F2 FC 20 E2 20 F1

F0 E5 E4 E5 20

F2 F3 F0 E1 EE EF E0 F1 EA E0 EB FF

Вариант 13.

EF F0 FF EC E0 FF 20 F0 E0

E1 EE F2 E0 20 E2 20

F1 F0 E5 E4 E5 20 ED E0 20 FF E7

FB EA E5 20 C0

F1 F1 E5 EC E1 EB E5 F0 E0 20

F7 F0 E5 E2 E0 F2

E0 20 EE E1 F0 E0 E7 EE E2 E0 ED

E8 E5 EC 20 E2

E8 F0 F3 F1 EE E2

Вариант 14.

EF EE 20 EF F0 E5 E4 EC E5 F2 F3

20. C0 F0 F5 E8

F2 E5 EA F2 F3 F0 E0 20 EA EE

EC EF FC 20 EF

F0 EE E2 E5 E4 E5 ED EE 20 ED

E5 F1 EA EE EB FC

EA EE 20 E7 E0 ED FF F2 E8 E9

Лабораторная работа №7

Работа с логическими элементами И, НЕ, ИЛИ-НЕ и т.д.

Условные обозначения основных логических элементов.

Error: Reference source not found

Логическая схема триггера

Error: Reference source not found

Пусть на входе R установлена 1, а на S – 0. Логические элементы D1 и D2 инвертируют эти сигналы, т.е. меняют их значения на противоположные. В результате на вход элемента D3 поступает 1 а на D4 – 0. Поскольку на одном из входов D4 есть 0, независимо от состояния другого входа на его выходе (он же является инверсным выходом триггера!) обязательно установится 1. Эта единица передается на вход элемента D3 и в сочетании с 1 на другом входе порождает на выходе D3 логический 0.

Определить выходные значения каждого элемента, вычертить схему и таблицу истинности. На входе задавать значения «0» и «1» в различных сочетаниях.

Вариант 1.

Error: Reference source not found

Вариант 2.

Error: Reference source not found

Вариант 3

Error: Reference source not found

Вариант 4

ИЛИ

НЕ

НЕ

ИЛИ

И

Вариант 5

Error: Reference source not found

Вариант 6

Error: Reference source not found

Вариант 7

Error: Reference source not found

Вариант 8

Error: Reference source not found

Вариант 9

Error: Reference source not found

Вариант 10

Error: Reference source not found

Вариант 11

Error: Reference source not found

Вариант 12

Error: Reference source not found

Вариант 13

Error: Reference source not found

Вариант 14

А)

Error: Reference source not found

Б)

Error: Reference source not found

Вариант 15

Error: Reference source not found

Лабораторная работа №8

Проверка результатов команд Ассемблера, кодов, символов с переводом их в десятичную систему счисления.

Лабораторная работа №9

Вычисление параметров триггера Шмитта

Интегральные триггеры Шмитта устанавливают перед логическими элементами в тех случаях, когда им приходится работать с входными сигналами, имеющими значительную длительность фронтов.

Рассматриваемый триггер Шмитта представляет собой ОУ, охваченный положительной ОС с помощью резисторов R₂ и R₃.

Коэффициент ОС

γ =R₂/(R₂+R₃)

1 2 3 4 5 6

R2	R3	R2	R3	R2	R3	R2	R3	R2	R3	R2	R3
11	15	32	31	15	14	18	22	15	18	15	16
18	16	18	22	16	16	24	20	16	19	21	20
22	14	30	25	20	18	18	22	17	20	18	16
13	15	28	26	20	22	17	25	16	12	19	17
12	14	25	24	25	23	15	31	15	15	22	23
10	11	27	28	15	13	24	25	14	18	25	26
15	14	35	18	16	18	32	33	15	20	28	27
16	15	45	20	22	24	29	31	16	22	29	30
17	18	41	32	31	15	28	27	18	21	27	25