Читать онлайн «Архитектура ЭВМ и систем: Учебно-методическое пособие»

Факультет компьютерных наук А. С. Коваль, А. В. Сычев Архитектура ЭВМ и систем Учебно-методическое пособие для вузов Воронеж 2007  2 Утверждено научно-методическим советом факультета компьютерных на- ук, 27 декабря 2006г. , протокол N5. Рецензент: доц. кафедры цифровых технологий ФКН, Кургалин С. Д. Учебно-методическое пособие подготовлено на кафедре информационных систем факультета компьютерных наук Воронежского государственного университета. Рекомендовано для проведения лабораторных занятий по предметам «Ар- хитектура ЭВМ и систем», «Архитектура ЭВМ и системное ПО» со сту- дентами 1-го курса дневного отделения факультета компьютерных наук. Для специальностей: 230201 (071900) - информационные системы и техно- логии и 230200 (654700) – информационные системы (бакалавр)  3 Введение Целью проведения практических занятий по курсу «Архитектура ЭВМ» является изучение основ организации и архитектуры ЭВМ на примере двух процессорных семейств: ставшего для многих учебных изданий клас- сическим семейства PDP-11 и наиболее распространенного сейчас семей- ства процессоров Intel x86. Такой подход, на наш взгляд, позволяет, с од- ной стороны, дать прочные базовые знания фон-неймановской архитекту- ры, с другой стороны, не обойти вниманием популярную для построения персональных компьютеров серию x86, на которых студенту придется ра- ботать в течение учебных семестров, выполнять курсовые и дипломные работы. Кроме того, изучение двух различных подходов дает возможность сравнения, несомненно, полезную в методическом плане. Во время практических занятий студент использует для выполнения большинства заданий программную модель PDP11 в среде операционной системы Windows 2000 и программу Turbo Debugger фирмы Borland при изучении процессоров Intel x86. 1 Модель PDP11 Модель PDP11, написанная на языке Си (MS Visual C++), выполняется в среде ОС Windows 9x/NT/2000 и имеет следующие технические данные: • Система счисления для чисел и команд - двоичная. • Разрядность для чисел и команд - 16 двоичных разрядов. • Объем адресуемой оперативной памяти - 32К 16-разрядных слов. • Число регистров общего назначения - 8. • Система команд: безадресная, одноадресная, двухадресная. • Виды адресации: регистровая, косвенно-регистровая, автоинкремент- ная, косвенно-автоинкрементная, автодекрементная, косвенно- автодекрементная, индексная и косвенно-индексная. • Обработка внешних и внутренних прерываний выполняется с помощью памяти магазинного типа (стека). Структурная схема учебной ЭВМ представлена на Рис. 1. 1. 1. 1 Регистры общего назначения Модуль центрального процессора учебной ЭВМ содержит 16-разрядные регистры общего назначения (РОН), используемые для выборки операндов и записи результатов при выполнении арифметико-логических операций аналогично ячейкам памяти и регистрам внешних устройств. Два из восьми имеющихся регистров общего назначения R0 - R7 имеют, кроме того, специальное назначение.