Теория и проектирование ЦВМ

xt-align:justify">     Признак результата не изменяется.

     Программные прерывания отсутствуют.

     Замечания по программированию

Начальное значение счетчика, равное единице, дает после вычитания нуль, и переход отсутствует. Если начальное  значение счетчика равно нулю, то при  выполнении команды оно станет равным –1 (FFFFFFFF₁₆), и переход произойдет.

Если поле R₂ команды формата RR содержит нули, вычитание из счетчика производится, но переход отсутствует.

Описание форматов данных и команд

 

     Основой построения данных является восьмиразрядная единица  
информации, называемая байтом. Единицами обработки для машинных команд являются:

• один байт;
• полуслово, представляющее собой группу из двух последовательно  
  расположенных байт;
• слово, являющееся группой из четырёх последовательно расположенных байт;
• двойное слово, состоящее из двух последовательно расположенных слов;
• два расположенных подряд двойных слова;
• группа байт;

     В соответствии с форматами данных системе команд можно выделить группы команд, выполняющие следующие операции :

• операции с фиксированной точкой;
• операции с плавающей точкой;
• операции под десятичными числами;
• логические операции.

     Числа с фиксированной точкой в памяти машины, имеют формат  
фиксированной длинны: слово или полуслово.

 

0       1               15  

 

0       1                                       31 

     Положительные числа представляются в прямом коде со знаковым разрядом, равным нулю. Отрицательные числа представляются в дополнительном коде со знаковым разрядом, равным единице.

    Числа с плавающей запятой изображаются в виде характеристики и  
мантиссы: A=q+-M , где характеристика q=p+64 может принимать значения от О до 127 . В памяти машины такие числа могут представляться в трёх форматах:  
коротком (число длиной в слово), длинном (число длиной в двойное слово) и расширенном (число длиной в два двойных слова).

 

   0     1               7 8                  31

 

   0     1               7 8                           63

 

 

     При адресации данных необходимо учитывать следующее :

• байты в памяти нумеруются последовательно, начиная с О;
• каждый номер считается адресом соответствующего байта;
• при адресации группы байт указывается адрес самого первого байта;
• длинные могут размещаться в основной памяти, начиная с любого байта  
  или с целочисленной границы для данной группы байт. Граница  
  считается целочисленной для группы байт, если адрес этой группы  
  кратен количеству байт в группе;
• необходимо учитывать, что в младших адресах находятся вектора  
  прерываний и стек для старых PSW. Вектора прерываний  
  устанавливаются при инициализации системы.

     Каждая команда состоит из кода операции и кодов, задающих операнды  
кодов. Код операнда в команде может указывать номер регистра, адрес памяти  
или непосредственно сам операнд.

     Форматные коды указывают место расположения операндов:

• RR-обозначает операцию типа регистр - регистр;
• RX - операцию типа регистр -индексированная память.

     В зависимости от формата команды имеют разную длину: полуслово  
формат RR (2 байта), два полуслова - формат RX.

RR

     Регистр R1 определяет первый операнд команды, регистр R2-второй. Каждый из операндов занимает по 4 бит. После выполнения предписанной КОП операции результат помещается в R1 , а содержимое регистра R2 остаётся прежним.

RX  

0  7  8    11 12   15  16   19 20          31

    Здесь используются два операнда .Первый операнд помещается в R1, а второй  
- в оперативной памяти по адресу А2= [Х2]+ [B2]+D2.

    Результат операции, как правило, записывается по адресу первого операнда. При этом второй операнд остаётся неизменным. Регистр Х2,называемый индексным, служит для записи индексной части адреса второго операнда. Использование индексной адресации эффективно в тех случаях, когда обработка элементов массива или последовательностей данных осуществляется одним и тем же набором операций в программе. Чтобы не повторять многократно, в программе однотипные блоки команд, выполняется поочерёдная выборка для обработки элементов последовательности данным путём соответствующего изменения индексной части адреса операнда,  
хранящемся в индексном регистре Х2. Значение базового адреса и смещения адреса элемента последовательности данных для всех команд, входящих в соответствующую процедуру обработки, остаются неизменными. Модификация адреса, хранящегося в Х2 , производится при цикле обработки на заданный шаг изменения адресов обрабатываемых элементов. Таким образом, адрес второго операнда в машинной команде формата RX получается путём сложения трёх значений: содержимого базового регистра(В2),смещения(D2) и содержимого индексного регистра(Х2). Таким образом, в каждом формате первое полуслово команды состоит из двух частей. Первый байт содержит код операции ,второй байт может содержать следующую информацию:

• четырёхразрядные номера регистров, в которых содержаться операнды;
• четырёхразрядный номер регистра индекса (х2);
• четырёхразрядную маску;
• восьмиразрядный код, представляющий непосредственный операнд;

     Второе полуслово имеет один формат: четырёхразрядный номер регистра базы(В2) и 12-разрядное смещение(D2).

      В основной памяти каждая команда должна располагаться на целочисленной границе полуслова.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Описания структуры PSW

Общее назначение слова состояния программы (PSW) - управление последовательностью выборки команд. Также PSW содержит информацию о признаках результата, прерываниях программы информацию об адресе следующей команды.

 

 

0     1 2                7  8                      25     

 

Признак результата (CC).

Биты О и 1 содержат код признака результата.

• 00 - нулевой результат
• 01 - результат отрицательный
• 10 - результат положительный
• 11 – переполнение результата

Коды прерывания

• Биты 0-1(СС)-установка признака результата
• Бит 2(IF)- переполнение в операции с фиксированной запятой
• Бит 3(А)- особый случай доступа
• Бит 4(SP)-особый случай спецификации
• Бит 5(U)- исчезновение  порядка
• Бит 6(E)-переполнение порядка
• Бит 7(LS)- потеря значимости

 

Счетчик адреса команд

• Биты 8-25- задают адрес следующей команды

 

 

 

 

 

Описание  операционного автомата

     Структурная схема операционного автомата строится с помощью списков микроопераций и логических условий. Операционный автомат содержит в своём составе все элементы, которые были использованы в составлении микропрограммы

• блок суммирования
• блок регистров общего назначения (РОН)
• оперативная память (ОП)
• слово состояния программы (PSW)
• регистр команд
• счетчик адреса команд

     Блок суммирования включает в себя: 32-разрядные реверсивные  
сдвиговые регистры А, В, 55-разрядный сумматор.

Блок регистров общего назначения (РОН) включает в себя регистр адреса разрядностью 4 бита, шестнадцать 32-разрядных  регистров, регистр данных разрядностью 32 бита.

     Оперативная память (ОП) включает в себя регистр адреса разрядностью 18 бит, ОЗУ емкостью 128 Кбайт, регистр данных разрядностью 32 бита, PSW (слово состояния программы) содержится код прерывания, признак результата и адрес следующей команды.

     Регистр команд (РК). В этом регистре содержится код операции, адреса первого и второго операндов.

 

 

 

 

 

 

 

Таблица управляющих воздействий

 

Код	Микрооперация

 

 

 

 

Таблица логических условий

Код	Условие

 

 

 

 

 

Карта прошивки ПЗУ

 

A	Y	X	A0	A1