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,..., Сn. Исходными данными в этой задаче являются:
- п — количество суммируемых чисел
- С1, С2, .., Сп — 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:
- Аi — адрес числа Сi, i Î {l, 2,..., 10};
- ОЗУ(Ai) — число по адресу Ai,
- 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:
- Аi — 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,..., Сп , 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.