Описание памяти, слова памяти

В самом общем виде описание памяти емкостью 1000 16-разрядных слов имеет ПАМ[000:999](15-0). Здесь ПАМ — стандартное название памяти. Мы в даль­нейшем будем использовать следующие идентификаторы памяти: ОП (основная память), ОЗУ (модуль оперативного запоминающего устройства), ПЗУ (модуль постоянного запоминающего устройства). В квадратных скобках записывается адресный указатель (слева от двоеточия адрес первого, а справа — адрес последнего слова памяти). Наконец, в круглые скобки заключается разрядный указатель сло­ва (все слова памяти имеют одинаковую разрядность).

Примеры.

Описания модулей ОЗУ, содержащих по 1 Кбайт (1024 байта):

ОЗУ1[0000:1023](7-0);ОЗУ2[1024:2047](7-0).

Описания модулей ПЗУ, содержащих по 8192 32-разрядных слова:

ПЗУ1[000016:ОРРР1б](0-31); ПЗУ2[10001б:1РРР1б](0-31).

Здесь адреса слов указаны в шестнадцатеричном коде, в каждом слове старший разряд имеет номер 0, а младший — 31.

Описание слова памяти поделено на две части: идентификатор области памяти и адресный указатель слова (в квадратных скобках). Допускается символическая запись адреса, а также косвенное указание адреса слова.

Примеры описаний слов памяти: ОЗУ1[211], или ОЗУ1[Аисп], или ОЗУ1[(РАП)], где Аисп — символический адрес, (РАП) — косвенный адрес, значение которого содер­жится в регистре РАП.

Описание микроопераций

Здесь под микрооперацией понимается элементарная функциональная операция, выполняемая над словами под воздействием одного сигнала управления, который вырабатывается устройством управления ВМ. В зависимости от количества преобразуемых слов (операндов) различают одноместные, двухместные и трехместные микрооперации.

Описание микрооперации складывается из двух частей, разделяемых двоето­чием

МЕТКА: МИКРООПЕРАТОР.

Метка — это обозначение сигнала управления, вызывающего выполнение микрооперации. Метка принимает два значения: 1 — микрооперация выполняется, 0 —не выполняется.

Микрооператор определяет содержимое производимого элементарного действия (микрооперации).

136

Например, микрооператор записи в регистр С результата сложения слов из регистров А и В имеет вид:

РгС(15-0) := РгА(15-0) + РгВ(15-0),

а полное описание микрооперации принимает форму

у15: РгС(15-0) := РгА(15-0) + РгВ(15-0).

Здесь указано, что микрооперация инициируется сигналом управления у15

Для повышения наглядности записей желательно, чтобы метка сигнала управления несла смысловую нагрузку. Например, для микроопераций выдачи информации идентификатор метки сигнала можно начинать с буквы «В», а для приема -с буквы «П»; метку для микрооперации пересылки из регистра РА в регистр РВ мож­но записать в виде РАРВ.

Микрооператор по форме записи представляет собой оператор присваивания Выражение справа от знака присваивания (:=) называется формулой микроопера­тора. Формула определяет вид преобразования, производимого микрооперацией, и местоположение преобразуемых операндов. Слева от знака присваивания в мик­рооператоре указывается приемник результата реализации формулы.

В соответствии с формулой микрооператора будем различать следующие клас­сы микроопераций.

Микрооперация установки — присваивание слову значения константы.

Например, ПРгХ: PrX(s • m) := 0; ПРгС:С(7-0) := 3110.

Микрооперации передачи — присваивание слову значения другого слова, в том числе с инверсией передаваемого слова.

Примером простого присваивания может служить микрооперация БпУп: СК := РА. Здесь микрооператор описывает занесение в счетчик команд содержимого регист­ра адреса (адресного поля регистра команды), то есть реализацию перехода в ко­мандах безусловного и условного перехода, что и отражает идентификатор сигна­ла управления.

Другие примеры микроопераций пересылки:

PХPY: PrY(15-0) := РгХ(15-0); РевХУ: PrY(15-0) := РгХ(0-15).

Первый микрооператор описывает пересылку 16-разрядного слова из регистра РгХ в регистр PrY с сохранением расположения разрядов, а второй — с «разворо­том» исходного слова.

Микрооперации передачи числа с плавающей запятой, имеющего поля знака s, порядка р и мантиссы т, а также передачи знака с инвертированием, имеют вид:

Пз1Пз2: РПз2(5 • р • т) := РПз1 (s • р • т); ПИЗ: PrX(s) := PrY(s).

Если регистры связаны между собой не непосредственно, а через шину, кото­рая используется многими источниками и приемниками данных, то передача сло­ва между ними возможна при одновременном выполнении двух микрооперации, и описание принимает вид:

ВРгВ: ША := РгВ, ПРгА: РгА := ША

или

ПРгА, ВРгВ: РгА := ША := РгВ.

137

Здесь метки одновременно формируемых сигналов управления перечисляются через запятую и образуют микрокоманду.

° Микрооперации составления слова — обеспечивают получение целого слова большой разрядности из нескольких малоразрядных слов.

Пусть в 16-разрядный регистр А нужно передать слово, старшие разряды которого содержатся в 8-разрядном регистре В, а младшие — в 8-разрядном регистре С. Соответствующую микрооперацию можно описать так:

ПРгА: РгА(15-0) := РгВ(7-0) • РгС(7-0),

где точка (•) — знак присоединения.

Операция присоединения предназначена для присоединения значения слова, указанного справа от знака операции, к значению слова, расположенного слева от

знака операции.

Микрооперации сдвига служат для изменения положения разрядов слова. По­ложение разрядов изменяется путем перемещения каждого разряда на несколько позиций влево или вправо.

Микрооперации сдвига слова в аккумуляторе, например, могут быть описаны в следующих формах:

* R2AK: АК(15-0) := РС(1-0) • АК(15-2) — сдвиг на два разряда вправо с введением в два старших освобождающихся разряда содержимого двух младших разря­дов регистра PC;

*LlAK: AK(15-0) := АК(14-0) • 0 — сдвиг на один разряд влево с занесением в осво­бождающийся разряд нуля;

*R2AK(15-0): PC(15-0) := АК(15) • АК(15) • АК(15-2) - арифметический сдвиг слова вправо на два разряда с загрузкой в старшие освобождающиеся разряды знака. Для сокращения записи микрооперации сдвига используются две процедуры:

*Rn(A) — удаление п младших правых разрядов из слова А, то есть сдвиг значе­ния на п разрядов вправо;

* Ln(A) — удаление п старших левых разрядов из слова А, то есть сдвиг значения

на п разрядов влево.

Использование этих процедур приводит к представлению ранее рассмотрен­ных микрооператоров в форме:

* АК(15-0) := R2(PC(1-0) • АК);

* AK(15-0):=L1(AK-0);

* РС(15-0):=R2(AK(s)-AK(s)-AK).

Микрооперация счета — обеспечивает изменение значения слова на единицу:

+1СК:СК:=СК+1.

Микрооперация сложения — служит для присваивания слову суммы слагаемых:

СлАд: РАП :=ИР + РА.

Логические микрооперации — присваивают слову значение, полученное поразрядным применением функций И (), ИЛИ (v), исключающее ИЛИ () к парам соответствующих разрядов операндов:

И^: АК := РгХ л PrY; M2: АК := РгХ PrY.