Форматы команд. 
Способы адресации данных

Государственный комитет России по высшему образованию.

Рязанская Государственная Радиотехническая Академия Кафедра ЭВМ.

Контрольная работа

«Форматы команд. Способы адресации данных»

Выполнил студент гр.343

Кондрахин А.В. ,

Проверил Доц. Иопа Н.И.

Ст. пр. Гринченко Н.Н.

Рязань, 2006 г.

Цель работы

1. Изучение базовых команд ПК на базе МП i286 и их форматов.

2. Изучение прямых способов адресации данных.

3. Наработка практических навыков работы с командами.

1.Теоретическая часть

1.1 Понятия команды и формата команды

Информация, поступающая на вход ЭВМ, — числа, логические переменные, текст, графика и др. в том числе и команды (рис.1) вводятся в компьютер в виде последовательности нулей и единиц и далее представляются и хранятся в виде двоичных слов фиксированной длины: 8,16,32 бита.

вх. инф. вых. инф.

данные результат

ЭВМ

команды Рис. 1. Информация в ЭВМ Смысл двоичных слов может быть различным — либо число, либо адрес, либо команда.

Команда в ЭВМ или машинная команда — это упорядоченная последовательность бит (двоичное слово), с помощью которой указывают:

· наименование операции, инициируемой командой (код операции КОП хранится в ОЧ);

· адреса A₁, А₂ операндов, участвующих в операции (хранятся в АЧ).

Формат команды (представление) изображен на рис. 2.

Команда

ОЧ — операционная часть

АЧ — адресная часть

ОЧ АЧ Рис. 2. Формат команды

Формат команды задает длину команды в байтах или словах, количество полей для указания адреса, т. е. адресность команды, расположение полей в команде и т. д.

Требования к форматам команд:

1. Краткость, т.к. длина команды влияет на объем памяти, отводимой для хранения команд.

2. Минимальное время выполнения.

3. Возможность обращения ко всей области памяти данных.

1.2 Хранение данных в ЭВМ

Исходные данные для решения задачи могут храниться либо в регистрах общего назначения (РОН) МП, либо в ОП (ячейки М). Ячейку (reg и М), хранящую исходную информацию, назовем источником, а регистры и ячейки памяти, принимающие информацию от источника, — приемником.

В МП i286 приемник расположен слева, источник — справа. Информация передается от источника к приемнику по стрелке.

Так в байте команды, содержащем адреса регистров, хранящих данные при регистровом способе адресации, источник и приемник располагаются в соответствии с рисунком ниже, тип передачи: регистр — регистр или reg₁ reg₂ (Рг Рг). К другие типам относят передачи: _{приемник источник}

Reg M регистр — память

M reg память — регистр

M₁ M память — память

_{приемник источник} 7 6 5 3 2 0

а) б)

reg₁ reg₂ 1 1 reg₁ reg₂

3 бита 3 бита регистр — источник

регистр — приемник Отношение источник — приемник.

Пример.

Если один из операндов, например К, хранится в регистре АХ, то в АЧ команды с регистровым способом адресации, в поле (с 0 по 3 бит) будет записан код 000, т. е. адрес регистра АХ. Каждый из регистров имеет свой номер (код).

1.3 Основные команды передачи данных

1. Передача регистр-регистр MOV reg, reg

1-й байт 2-й байт 3-й байт

7 6 5 4 3 2 1 0 7 6 5 4 3 2 1 0

2. Передача из памяти в аккумулятор MOV acc, [EA]

3. Передача из аккумулятора в память MOV [EA], acc

4. Сложить регистр-регистр ADD reg₁, reg₂

5. Вычесть регистр-регистр SUB reg₁, reg₂

6. Сложить константу с аккумулятором ADD acc, data

если W=1

7. Вычесть константу из аккумулятора SUB acc, data

если W=1

1.4. Способы адресации

Данные (элементы информации), участвующие в операции, определяются с помощью адресов, указанных в командах. Существует большое число способов представления адресов в командах и их определения (вычисления) с целью доступа к операндам (данным) на основе информации, указанной в команде.

Способ адресации — правило определения (вычисления) адреса операнда на основе информации, указанной в команде, т. е. способ адресации определяет порядок выполнения действий над адресной частью команды и содержимым одного или нескольких регистров ЦП ПК для вычисления исполнительного адреса Аисп, по которому хранится операнд в памяти.

Исполнительный адрес Аисп — адрес операнда в памяти (М) или в блоке РОНов (АХ, ВХ, СХ, DX и др.). Аисп — это целое двоичное число без знака, число разрядов n которого определяет возможное число ячеек памяти, к которым можно обращаться.

Способы прямой адресации:

· регистровая — в АЧ команды задается номер регистра ЦП, в котором хранится операнд. Так, если это регистр СХ (рис. 3), то в поле (02) бита АЧ указывается его адрес (код) 001, который и является Аисп.

Команда (двухбайтовая)

КОП 11 001 AX

15 0

7 0 7 6 5 3 2 0

BX

Аисп

15 0

CX

15 0

DX

15 0

Рис. 3. Регистровая адресация.

· абсолютная (прямая) — Аисп задается в самой команде, обычно во 2-м или 3-м слове, операнд — в памяти. Структура определения Аисп приведена на рис. 4.

КОП Память

A₁

Адрес

0500 опе K= -7Eh

ранд Рис. 4. Структура вычисления Аисп.

· непосредственная — операнд-константа задается непосредственно в самой команде (рис. 5).

Команда

(два или три байта) Адрес Память

0103 КОП

операнд;

0104 константа Рис. 5. Непосредственная адресация.

1.5 Кодирование команд.

Кодирование команд — процесс получения двоичного кода команды.

Ручное кодирование в общем случае достигается заменой каждого поля формата команды соответствующим двоичным полем и заменой адресных полей двоичными значениями адресов. Далее каждый байт команды представляется в 16-ричной СС (два разряда). Кодирование выполняется на основе системы команд, заданных разработчику в виде инструкции.

Пример.

Закодировать команду, инициирующую операцию пересылки содержимого регистра ВХ в регистр АХ, т. е. АХ ВХ Мнемоника команды: MOV АХ, ВХ.

Команда передачи regi reg2 — двухбайтовая. Первый байт (КОП) :

1 0 0 0 1 0 1 W

7 0

Код первого байта 10 001 011 или 8Bh (в 16-ричной СС), т.к. регистры АХ, ВХ имеют длину слова и W=l. Код 2-го байта СЗ (рис. 9, а) получается в результате замены поля reg₁ кодом регистра АХ=000 и поля reg₂ (pиc. 3,6) кодом регистра ВХ=011. Представление команды в памяти ПК приведено на рис. 5.9,6.

С 3

Адрес

1 1 0 0 0 0 1 1 С3h 0105 8B

0106 C3

а) б) Рис 9 Кодирование команды.

2. Практическая часть

2.1 Регистрация

— выбрать пункт меню «Информатика» ,;

— в появившемся подменю выбрать пункт GR440, ;

2.2 Задания

1. Разработать регистровую модель выполнения операций передачи данных (M=2K-2R+N-10, где M,K,N расположены в памяти, а R — в регистре DL).

Результат представлен в виде рис. 6

Рис. 6. Регистровая модель

базовая команда передача данные

2. Разработать в машинных кодах программу реализации команд трех типов передачи данных (Рr < Рr, Рr < П, П < Рr) и операцию с константой (вычесть).

Результаты представлены в Таблице 1.

Таблица 1. Программа реализации команд.

Таблица 2. Трасса программы

3. Разработать в машинных кодах программу реализации команд трех типов передачи данных (Рг Рг, Рг Пам., Пам. Рг) и операцию с константой (сложить). Результаты приведены в Таблице 3

Программа реализации команд.

Таблица 3.

Рис. Регистровая модель МП для выполнения программы Трасса программы.

Таблица 4

1. Информатика, ч. I: Методические указания к лабораторным работам / Сост. Н. И. Иопа. — Рязань: РГРТА 2002.

2. Информатика. Базовый курс / С. В. Симонович и др. СПб.: Питер, 2001, стр.114−120.

3. Шафрин Ю. А. Информационные технологии. М.: Лаборатория Базовых знаний, 1998, стр. 164−179.