Элементы архитектуры ЭВМ
Сложение числа (15)10 +(-38)10 в дополнительных кодах. Доказательство наличия или отсутствия переполнения (согласно признакам переполнения) и правильность полученного результата, переведя код суммы в десятичное число. Использование индексной адресации.
| Рубрика | Программирование, компьютеры и кибернетика |
| Вид | контрольная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 20.03.2009 |
| Размер файла | 429,9 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Министерство образования и науки Российской Федерации
Федеральное агентство по образованию
ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ
ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ
“ОРЕНБУРГСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ”
Факультет информационных технологий
Кафедра информационных систем и технологий
Расчётно-графическое задание
по предмету «Архитектура ЭВМ»
Элементы архитектуры ЭВМ
Выполнил:
Антипова Т.В.
студентка гр.04ИСТ-2
Проверил:
Извозчикова В.В.
Оренбург 2009
Содержание:
ЗАДАНИЕ 1
ЗАДАНИЕ 2
ЗАДАНИЕ 3
ЗАДАНИЕ 4
ЗАДАНИЕ 5
5.1 ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
5. 2 IВМ РС
5. 3 МАЛЫЕ ЭВМ
ЗАДАНИЕ 6
6.1 ОБЩЕГО НАЗНАЧЕНИЯ
6. 2 IВМ РС
6.3 МАЛЫЕ ЭВМ
ЗАДАНИЕ 7
ЗАДАНИЕ 8
ЗАДАНИЕ 9
ЗАДАНИЕ 10
Задание 1
Сложить числа (15)10 +(-38)10 в дополнительных кодах. Доказать наличие или отсутствие переполнения (согласно признакам переполнения) и правильность полученного результата, переведя код суммы в десятичное число.
(15)10
ПК=00001111 ОК=00001111 ДК=00001111
Прямой код в машине в основном используется для представления положительных чисел. Обратный и дополнительный код в вычислительной машине используется для представления отрицательных чисел.
Для положительного числа прямой, дополнительный и обратный код будут совпадать.
(-38)10
ПК= 10100110
(единица в знаковом разряде указывает на то, что число отрицательное)
ОК= 11011001
Обратный код получаем из прямого путём инвертирования значащей части числа (без знакового разряда)
ДК= 11011010
Дополнительный код получаем из обратного при помощи прибавления единицы к значению числа.
Сложение:
53 0 0001111
-91 1 1011010
ДК 1 1101001
Переполнение отсутствует, так как отсутствует перенос из старшего разряда в знаковый и из знакового разряда за пределы разрядной сетки.
Необходимо представить результат в прямом коде:
ОК= 11101000 (необходимо вычесть единицу из ДК)
ПК= 10010111 = (-23)10
Проверка: 15-38=-23 => результат верен.
Задание 2
Сложить числа (94)10 +(-76)10 в смещенных кодах. Доказать наличие или отсутствие переполнения (согласно признакам переполнения) и правильность полученного результата, переведя код суммы в десятичное число.
(94)10
ПК=ОК=ДК=01011110
Получаем СК из ДК, инвертируя его знаковый разряд.
СК= 11011110
(-76)10
ПК= 11001100
ОК= 10110011
ДК= 10110100
СК= 00110100
Сложение:
94 1 1011110
Переполнение отсутствует, так как знаковый
-76 0 0110100
разряд равен нулю и есть перенос из него.
10 0010010
СК=10010010
ДК=00010010
Необходимо представить результат в прямом коде:
ДКХ=ОКХ=ПКХ=>X10=18
Проверка: 94-76=18 => результат верен.
Задание 3
Даны дополнительные коды чисел. Сложить их. Определить какие числа представлены данными кодами. Объяснить наличие или отсутствие переполнения. Доказать правильность полученного результата: (00101110)доп и (10010001)доп.
ДК1 0 0101110 Переполнение отсутствует, так как отсутствует
ДК2 1 0010001 перенос из старшего разряда в знаковый и из
ДКХ 1 0111111 знакового разряда за пределы разрядной сетки.
ОКх=10111110 ПКх=11000001=>X10=-65
Проверка:
ДК1=ОК1=ПК1=46
ОК2=10010000
ПК2=11101111=>-111
46-111 = -65 => результат верен.
Задание 4
Даны смещенные коды чисел. Сложить их. Определить какие числа представлены данными кодами. Объяснить наличие или отсутствие переполнения (10101110)см и (01110001)см.
СК1 0 0101110 Переполнение отсутствует, так как знаковый
СК2 1 1110001 разряд равен нулю и из него есть перенос.
СКх 10 0011111
СКх= 10011111
ДКх= 00011111 = ОК=ПК=>X10=31
Проверка:
ДК1=00101110 ОК1= ПК1=>(46)10
ДК2=11110001 ОК2=11110000 ПК2=10001111=>(-75)10
46-15=31 => результат верен.
Задание 5
Представить десятичное число (-0,01)10 в формате с плавающей точкой для ПК типа IBM PC , для машин общего назначения и для малых и микро-ЭВМ.
5.1 Общего назначения
Общая форма записи числа в 32 битах
Перевод числа в 16-тиричную систему
(-0,01)10 = 0,0285
0, 01
16
0 16
16
2 56
16
8 32
16
5 12
16
1 92
0,0285=> в нормализованной форме .285*16
Число считается нормализованным, если точка стоит перед первой значащей цифрой.
Порядок = 110 => ПК=00000012=ОК=ДК СК=10000012
5. 2 IВМ РС
Общая форма записи числа в 32 битах
(-0.01)10 => (0,00000010100011)2
0,01*2=0,02=>0
0,02*2=0,04=>0
0,04*2=0,08=>0
0,08*2=0,16=>0
0,16*2=0,32=>0
0,32*2=0,64=>0
0,64*2=1,28=>1
0,28*2=0,56=>0
0,56*2=1,12=>1
0,12*2=0,24=>0
0,24*2=0,48=>0
0,48*2=0,96=>0
0,96*2=1,92=>1
0,92*2=1,84=>1
=> в нормализованной форме 10.100011*2-8
Число считается нормализованным, если точка стоит после второй значащей цифры.
При представлении числа в IВМ первая единица скрывается и не указывается в формате.
порядок = -8 => ПК=10001000 ОК=11110111 ДК=11111000 СК=01111000
|
B |
C |
2 |
3 |
0 |
0 |
0 |
|||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
5. 3 Малые ЭВМ
Общая форма записи числа в 32 битах аналогична IВМ РС. Отличается только нормализация, которая проводится (здесь) до первого значащего разряда. При представлении числа первая единица скрывается и не указывается формате.
(-0,008)10=> (0, 00000010100011)2
=> в нормализованной форме . 10100011 *2-6
порядок = -6 => ПК=10000110 ОК=11111001 ДК=11111010 СК=01111010
|
B |
D |
2 |
3 |
0 |
0 |
0 |
0 |
||||||||||||||||||||||
|
1 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
0 |
Задание 6
Определить какое десятичное число задает машинное слово C43FA100, если это число с плавающей точкой в машинах общего назначения, малых и микро - ЭВМ и в ПК типа IBM PC.
6.1 Общего назначения
Порядок: СК=1000100 ДК=0000100=ОК=ПК=4
Нормализованное число:.3FA1* 16-4
Число (3FA1)16 = 1628910
6. 2 IВМ РС
|
C |
4 |
3 |
F |
A |
1 |
||||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
Порядок: СК=10001000 ДК=00001000=ОК=ПК=8
Нормализованное число: 10.11111110100001*28 (учитываем скрытую единицу)
Число (1011111110,100001)2 = 766,2-1+2-6 = (766,515625)10
6.3 Малые ЭВМ
|
C |
4 |
3 |
F |
A |
1 |
|||||||||||||||||||
|
1 |
1 |
0 |
0 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
1 |
0 |
1 |
0 |
0 |
0 |
0 |
1 |
Порядок: СК=10001000 ДК=00001000=ОК=ПК=8
Нормализованное число: .1011111110100001*28 (учитываем скрытую единицу)
Число (10111111,10100001)2 = 191,2-1+2-3+2-8 =191,0.5+0.125+0,00390625= (191, 62890625)10
Задание 7
Какой результат и где будет находиться после выполнения следующей команды: MOV [BP+12], AX. Определить машинный формат команды и указать тип используемого режима адресации. (AX)=4C00h, (BP)=2B00h, (DS)=A345h, (SS)=7784h.
В данном примере используется индексная адресация. Эффективный адрес вы числяется как сумма смещения, находящегося в команде, и содержимого регистра ВР.
МОV [ВР+12], АХ (АХ)=4000h, (ВР)=2В00h, (DS)=A345h, (SS)=7784h
В результате выполнения команды по логическому адресу А345:2B0Ch будет на ходится слово со значением 78DЗh.
Логический адрес будет складываться из двух адресов: эффективный адрес, вы числяющийся в команде 2B00h+12=2B00h+Ch=2B0Ch и адреса сегмента данных DS. Так как явно не определено переопределение сегмента в команде, то по умолчанию она работает с сегментом DS.
Можно высчитать физический адрес, который в реальном режиме состоит из сум мы эффективного адреса и адреса сегмента, смещённого на 4 бита влево (*10h).
Сегмент* 10h А3450h
Смещение 2B0Ch
Физ.Адрес А5F5Ch
А5F5C => 00h
A5F5C => 4Ch
Формат команды: mov reg,mem.
1000000 0 01 001 100
код ком. w mod reg(ax) r/m(bp)
Задание 8
Написать на языке ассемблера, построить машинные команды, указать режимы адресации, реализующие следующее условие:
Загрузить число A305h в регистр DS.
MOV AX,A305h
Формат команды: mov reg,data
Код команды Mod reg(DS) r/m(BX) data H
10011101 00 001 000 00000000
9 D 0 8 0 0
MOV DS,AX
Формат команды: mov mem,reg
Код команды Mod reg(DX) r/m(BX) disp L
10110100 01 110 110 11100000
B 4 7 6 E 0
Задание 9
Составить микропрограммы для следующего фрагмента программы:
Сложить два операнда. Один = 80, находящийся в Акк, второй = 4, находящийся в ОП по адресу = 34 и полученный результат запомнить в ОП по адресу 16. Начало данного фрагмента находится в ОП по адресу 102.
|
КОП сложения |
34 |
4 |
|||
|
102 |
103 |
34 |
|||
|
КОП сохр.в ОП |
16 |
84 |
|||
|
104 |
105 |
16 |
000: РгАОП:=РгАк /*пересылаем адрес команды (102)*/
001: РгИОП:=ОП[РгАОП] /*считываем байт КОП сложение*/
002: РгВрХр:=Акк
003: Акк:=РгАк+1
004: РгАк:=Акк /*в РгАК находится 103*/
005: Акк:=РгВрХр
006: РгАМК:= рез-т дешифрации КОП команды сложения (007)
007: РгАОП:=РгАК /*пересылаем адрес команды (103)*/
008: РгИОП:=ОП[РгАОП] /*считали 34*/
009: РгВрХр:=Акк
00А: Акк:=РгАК+1
00В: РгАК:=АКК /*в РгАК находится 104, адрес следующей команды*/
00С: Акк:=РгВрХр
00D: РгВрХр=РгИОП
00Е: РгАОП:=РгВрХр /*в РгАОП находится 34*/
00F: РгИОП:= ОП[РгАОП] /*в РгИОП находится 4*/
010: РгВрХр:=РгИОП
011: АКК:=АКК-РгВрХр /*в АКК находится 84*/
012: РгАМК:=000 /*закончилась микропрограмма команды сложения */
000: РгАОП:=РгАк /*пересылаем адрес команды (104)*/
001: РгИОП:=ОП[РгАОП] /*считываем КОП сохранения*/
002: РгВрХр:=Акк
003: Акк:=РгАк+1
004: РгАк:=Акк /*в РгАК находится 105*/
005: Акк:=РгВрХр
006: РгАМК:= рез-т дешифрации КОП сохранения (013)
013: РгАОП:=РгАК /*переписываем адрес команды 105*/
014: РгИоп:=ОП[РгАОП] /*считали 16*/
015: РгАк:=РгИОП
016: ОП[РгАОП]:=АКК
017: РгАМК:=000 /*закончилась микропрограмма команды сложения */
Задание 10
Объяснить механизм работы процессора в защищенном режиме при страничной организации памяти при выполнении команды указанной в задании 7.
MOV [BP+12], AX
(AX)=4C00h
(BP)=2B00h
(DS)=A345h
(SS)=7784h
(BP+12)= 2B00h+12=2B00h+Ch=2B0Ch - эффективный адрес.
Линейный адрес формируется из базового адреса (для этого процессор обращается в теневой регистр связанный с регистром DS) + эффективный адрес:
12345678h+2В0Ch= 12348184h - линейный адрес.
1) линейный адрес в физический через буфер TLB.
31 15 14 12 11 0
|
00010010001101001 |
000 |
000110000100 |
Пусть TLB
|
00010010001101001 |
01001101111010110001 |
4 бита доступа |
2 бита атрибута страницы |
Совпадение => физический адрес будет равен:
01001101111010110001000000000000+000110000100=4DEB1184h
4DEB1184h => 00h,
4DEB1184h => 4Ch.
2) линейный адрес в физический в случае КЭШ промаха.
31 22 21 12 11 0
|
0001001000 |
1101001000 |
000110000100 |
Пусть СR3 (А31-12)=11111h. Тогда адрес элемента из каталога разделов будет равен:
11111000h+48h*4=11111120h.
Адрес элемента из таблицы страниц будет равен:
22222000h+348h*4=22222D20h.
Адрес элемента из оперативной памяти будет равен:
33333000h+184h=33333184h.
33333184h => 00h,
33333185h => 4Сh.
Схема получения физического адреса представлена на рисунке 2.
Каталог Таблица страницы ОП
|
CR3 |
|||||||||||||||
|
33333h |
|||||||||||||||
|
22222h |
00h |
||||||||||||||
|
4Сh |
|||||||||||||||
|
11111h |
Рисунок 2 - Схема получения физического адреса из линейного.
Подобные документы
Запись прямого и обратного кода для числа 10010 и -10010. Получение дополнительного кода числа для 16-разрядной ячейки. Перевод в двоичную систему счисления десятичных чисел: 10, 45, 7, 33. Запись в обратном и дополнительном кодах числа -67, -43, -89.
практическая работа [13,7 K], добавлен 19.04.2011Числа с фиксированной точкой характеризуются длиной слова в битах, положением двоичной точки, бывают беззнаковыми или знаковыми. Позиция двоичной точки определяет число разрядов в целой и дробной частях машинного слова. Представление отрицательного числа.
лабораторная работа [154,6 K], добавлен 31.05.2009Разработка устройства, выполняющее следующие операции: загрузку операндов, алгебраическое вычитание чисел с фиксированной точкой в модифицированных дополнительных кодах и выдачу результата. Функциональная микропрограмма работы операционного устройства.
курсовая работа [2,7 M], добавлен 14.02.2012Входной буфер, процессор и две выходных линий с двумя буферами как основные элементы узла коммутации сообщений. Определение параметров загрузки устройств и вероятности отказа в обслуживании сообщений из-за возможности переполнения буферов выходных линий.
лабораторная работа [91,0 K], добавлен 27.06.2013Моделирование работы компьютерного зала в течении 60 ч. Определение загрузки устройства подготовки данных (УПД), ЭВМ и вероятности отказа в обслуживании вследствие переполнения очереди. Определение соотношения желающих работать на ЭВМ и на УПД в очереди.
контрольная работа [275,7 K], добавлен 05.07.2014Алгоритм выполнения операции сложения, вычитания. Сложение чисел в столбик. Проверка получившихся результатов, переведение их в другую систему счисления. Перевод числа 128 из 8-й в 10-ую систему счисления и числа 11011101 из 2-й в 10-ую систему счисления.
практическая работа [13,9 K], добавлен 18.04.2011Программирование микро ЭВМ на МП БИС КР580ИК80. Арифметические команды. Представление чисел в различных системах счисления и отображение их на дисплее. Сложение массива однобайтных чисел. Вычитание одинаковых чисел. Сложение двух десятичных чисел.
лабораторная работа [263,8 K], добавлен 03.03.2009Моделирование процесса обработки 500 сигналов, поступающих с датчиков. Определение среднего времени задержки сигналов в канале и линии-ЭВМ и вероятности переполнения входных накопителей. Разработка и описание алгоритма функционирования программной модели.
курсовая работа [140,7 K], добавлен 09.04.2013Комплексные характеристики возможностей микропроцессора, базовая структура системы. Понятие архитектуры микропроцессора. Классификации микропроцессоров по типу архитектуры. Особенности программного и микропрограммного управления, режимы адресации.
реферат [100,7 K], добавлен 20.09.2009Практическое решение технических задач и логического проектирования узлов ЭВМ: операция деления целых чисел в формате "Упакованное десятичное" на сумматоре прямого кода: блок-схемы алгоритма программы и её код. Понятие об инвертировании числа и кода.
курсовая работа [479,0 K], добавлен 24.06.2012
