Оформление результатов

Оформите результаты выполнения данной работы в виде отчета (в электронном виде), в соответствии с требованиями.

Аппаратные средства

Информационных технологий

 

Практическая работа № 4. Применение косвенной адресации

Цель работы:

1. Изучение косвенной адресации ЭВМ.

2. Разработка циклической программы с переадресацией для модели учебной ЭВМ.

 

Теоретические сведения:

 

Косвенная адресация

Косвенная адресация получила широкое применение в современных микропроцессорных системах. Без нее сложно реализовать эффективную работу с массивами памяти, обеспечить циклическое выполнение фрагментов программ, а также обеспечить оперировать адресами как данными (адресная арифметика).

Косвенная адресация — предполагает, что в поле адреса команды располагается адрес ячейки памяти, в которой хранится адрес операнда ("адрес адреса") (рисунок 1 а)). Такой способ позволяет оперировать адресами как данными, что облегчает организацию циклов, обработку массивов данных и др. Его основной недостаток— потеря времени на двойное обращение к памяти — сначала за адресом, потом — за операндом.

Рис. 1. Косвенная адресация памяти; а) через ячейку ОП, б) через регистр.

Разновидность — косвенно-регистровая адресация, при которой в поле команды размещается адрес РОН, хранящего адрес операнда (рисунок 1 б)). Этот способ, помимо преимущества обычной косвенной адресации, позволяет обращаться к большой памяти с помощью коротких команд и не требует двойного обращения к памяти (обращение к регистру занимает гораздо меньше времени, чем к памяти).

 

Реализация косвенной адресации в модельной ЭВМ

 

Все типы адресации, используемые в учебной ЭВМ приведены в таблице 1.

Таблица 1. Адресация в командах учебной ЭВМ

 

Код ТА	Тип адресации	Исполнительный адрес
	Прямая (регистровая)	ADR (R)
	Непосредственная	—
	Косвенная	O3Y(ADR)[3:5]
	Относительная	ADR + RB
	Косвенно-регистровая	POH(R)[3:5]
	Индексная с постинкрементом	POH(R)[3:5], R:=R + 1
	Индексная с предцекрементом	R:=R-1,POH(R)[3:5]

 

Тип адресации, используемый в команде определяется полем команды ТА разряд [2] команды). Косвенной адресации соответствуют коды 2 и 4 (косвенно-регистровая) , содержащиеся в данном поле.

Этот тип адресации может быть использован практически всеми одно- и 2-х адресными командами модельной ЭВМ. При этом разряды [3:5] команды могут определять прямой или косвенный адрес памяти, номер регистра (в команде mov номера двух регистров), адрес перехода или короткий непосредственный операнд.. При записи программы в мнемокодах для обозначения этого типа адресации используются обозначения приведенные в таблице 2.

Таблица 2. Обозначение способов адресации при использовании мнемокодов.

Обозначение	Код	Тип адресации	Пример команды
		Прямая (регистровая)	ADD 23 (ADD R3)
#		Непосредственная	ADD #33
@		Косвенная	ADD @33
[ ]		Относительная	ADD [33]
@R		Косвенно-регистровая	ADD @R3
@R+		Индексная с постинкрементом	ADD @R3+
-@R		Индексная с преддекрементом	ADD -@R3

 

 

Задания для выполнения:

 

1. Ознакомиться с теоретическими сведениями о реализации косвенной памяти в модельной ЭВМ.

2. Запустите программу CompModel.exe.

3. Выполнить следующий пример.

Изучить алгоритм работы программы вычисления суммы элементов массива чисел С₁, С₂,..., С_n. Исходными данными в этой задаче являются:

- п — количество суммируемых чисел

- С₁, С₂, .., С_п — массив суммируемых чисел.

Заметим, что должно выполняться условие п > 1, т. к. алгоритм предусматривает, по крайней мере, одно суммирование. Кроме того, предполагается, что суммируемые числа записаны в ОЗУ подряд, т. е. в ячейки памяти с последовательными адресами. Результатом является сумма S.

Рассмотрим программу для вычисления суммы со следующими конкретными параметрами:

- число элементов массива— 10;

- элементы массива расположены в ячейках ОЗУ по адресам 040, 041, 042,..., 049.

Используемые для решения задачи промежуточные переменные имеют следующий смысл:

- А_i — адрес числа С_i, i Î {l, 2,..., 10};

- ОЗУ(A_i) — число по адресу A_i,

- S —текущая сумма;

к — счетчик цикла, определяющий число повторений.

Распределение памяти таково. Программу разместим в ячейках ОЗУ, начиная с адреса 000, примерная оценка объема программы — 20 команд; промежуточные переменные:

- А_i — в ячейке ОЗУ с адресом 030;

- к — по адресу 031;

- S — по адресу 032.

Граф-схема алгоритма (ГСА) программы, показана на рис. 2, текст программы с комментариями приведен в табл. 3.

Рис.2. Граф-схема алгоритма

Таблица 3.Текст программы примера

 

Адрес	Команда	Примечание
	RD #40	Загрузка начального адреса массива 040 в ячейку 030
	WR 30
	RD #10	Загрузка параметра цикла к = 10 в ячейку 031
	WR 31
	RD #0	Загрузка начального значения суммы S = 0 в ячейку 032
	WR 32
	Ml: RD 32	Добавление к текущей сумме очередного элемента массива
	ADD @30
	WR 32
	RD 30	Модификация текущего адреса массива (переход к следующему адресу)
	ADD #1
	WR 30
	RD 31	Уменьшение счетчика (параметра цикла) на 1
	SUB #1
	WR 31
	JNZ Ml	Проверка параметра цикла и переход при к¹0
	RD 32	Вывод результата
	OUT
	HLT	Стоп

 

4. Разработать программу определения заданной характеристики последовательности чисел C₁, С₂,..., С_п , n <=10.

4.1. Варианты заданий приведены в табл. 4.

4.2. Записать программу в мнемокодах, введя ее в поле окна Текст программы.

4.3. Сохранить набранную программу в виде текстового файла и произвести ассемблирование мнемокодов.

4.4. Загрузить в ОЗУ необходимые константы и исходные данные.

4.5. Отладить программу.

Таблица 4. Варианты задания

Номер варианта	Характеристика последовательности чисел С1, С2,.. … Сn
	Определить количество четных чисел в последовательности
	Определить номер (индекс) минимального числа
	Вычислить произведение всех чисел последовательности
	Определить номер номер первого отрицательного числа
	Определить количество чисел, равных С1
	Определить количество отрицательных чисел
	Определить максимальное отрицательное число
	Определить номер первого положительного числа
	Определить минимальное положительное число
	Определить номер максимального числа
	Определить количество нечетных чисел
	Определить номер количество чисел, меньших С1
	Определить разность сумм четных и нечетных элементов массивов
	Определить отношение сумм четных и нечетных элементов массивов

Примечание.Под четными (нечетными) элементами массивов понимаются элементы массивов, имеющие четные (нечетные) индексы. Четные числа — элементы массивов, делящиеся без остатка на 2.

Содержание отчета

Включите в отчет:

1. Формулировку варианта задания.

2. Граф-схему алгоритма решения задачи.

3. Распределение памяти (размещение в ОЗУ переменных, программы и необходимых констант).

4. Программу.

5. Значения исходных данных и результат выполнения программы.