Программирование в машинных командах

ИНФОРМАТИКА

Лабораторная работа № 3

Машинные команды

Казань 2009

Целью выполнения работы является изучение форм представления данных и программ в памяти ЭВМ, привитие студентам практических навыков преобразования операторов языка высокого уровня в машинные команды.

Методические указания включают теоретический материал, задания для выполнения расчетно-графической работы, примеры выполнения заданий и оформления отчета.

Теоретический материал

Программирование в машинных командах

ЭВМ состоит из процессора, памяти и устройств ввода-вывода. Структурная схема ЭВМ представлена на рис. 4.1. Для упрощения на схеме отображены только информационные шины (шины данных).

Рис. 1

Процессор является основным элементом ЭВМ. В состав процессора входят:

УУ •— .устройство управления выборкой команд из памятии ихвыполнением;

АЛУ - арифметико-логическое устройство, производящее операции над данными.

Устройство ввода обеспечивает считывание информации с определенных носителей (клавиатура, магнитные диски и ленты, модемы и т. д.) и ее представление в форме электрических сигналов, воспринимаемых другими устройствами ЭВМ (процессором или памятью).

Устройства вывода представляют результаты обработки информации в форме, удобной для визуального восприятия (индикаторы, экран дисплея, печатающие устройства, графопостроители, и т. п.), или осуществляют запись во внешнюю память (магнитные диски, ленты).

Посредством устройств вывода может осуществляться управление внешним объектом, например, промышленным роботом.

Память ЭВМ (рис.4.2) включает устройство, обеспечивающее хранение команд и данных. Это устройство состоит из блоков одинакового размера — ячеек памяти, предназначенных для хранения одного слова информации. В свою очередь, ячейка памяти состоит из элементов памяти (битов), состояние каждого из которых соответствует одной двоичной цифре (0 или 1). Ячейки памяти нумеруются числами 0, 1,2,..., называемыми адресами памяти.

В зависимости от быстродействия, назначения, методов хранения и доступа к информации память подразделяют на многочисленные классы. В данной работе мы будем рассматривать только оперативное запоминающее устройство (ОЗУ) и внешнее запоминающее устройство (ВЗУ).

ОЗУ служит для хранения команд (программы) и данных, необходимых для оперативного использования в процессе работы процессора ЭВМ. Отличительной особенностью ОЗУ является высокое быстродействие.

ВЗУ, как правило, является запоминающим устройством очень большой емкости и служит для долговременного хранения информации. Примером такого устройства может являться накопитель на магнитном диске. Отличительной особенностью ВЗУ является способность хранить информацию при выключенном источнике питания. Графическое обозначение ОЗУ на функциональных схемах представлено на рис. 3.

Рис. 2

Рис. 3.

Для записи данных в память необходимо установить на шине адреса двоичный код адреса (номер ячейки памяти, в которую производится запись данных), на шине записи данных - двоичный код записываемых данных, а на шину управления подать сигнал записи.

Для чтения данных из памяти необходимо установить на шине адреса двоичный код адреса (номер ячейки памяти, из которой производится чтение данных), на шину управления подать сигнал записи. При этом на шине чтения данных появится двоичный код данных, который находится в памяти по указанному адресу. Следует отметить, что при чтении информация в ячейке памяти не разрушается и чтение из ячейки памяти может осуществляться многократно.

Как уже отмечалось, память служит не только для хранения данных, но и для хранения команд программы, определяющей последовательность действий, выполняемых процессором. Рассмотрим формат команды на примере трехадресной ЭВМ.