Организация электронной модели ЭВМ

1.

Рис.1 структурная схема учебной ЭВМ

Структурная схема учебной ЭВМ

Моделируемая ЭВМ включает процессор, оперативную (ОЗУ) и сверхоперативную память, устройства ввода (УВв) и устройство вывода (УВыв). Процессор в свою очередь состоит из центрального устройства управления (УУ), арифметико-логического устройства (АЛУ) и системных регистров (CR,PC,SP, и др.)

 

УУ осуществляет выборку команд из ОЗУ в последовательности, определяемой естественным порядком выполнения команд (т.е. В порядке возрастания адресов команд в ОЗУ) или командами передачи управления; Выборку из ОЗУ операндов, задаваемых адресами команды; инициирование выполнения операции, предписанной командой; остановка или переход к выполнению следующей команды.

В ячейках ОЗУ хранятся команды и данные. Емкость ОЗУ составляет 1000 ячеек. По сигналу MWr выполняется запись содержимого регистра данных (MDR) в ячейку памяти с адресом, указанным в регистре адреса (MAR). По сигналу MRd происходит считывание – содержимое ячейки памяти с адресом, содержащимся в MAR, передается в MDR.

Сверхоперативная память с прямой адресацией содержит десять регистров общего назначения (РОН) R0 – R9. Доступ к ним осуществляется (аналогично доступу к ОЗУ) через регистры RAR и RDR.

АЛУ осуществляет выполнение одной операции, определяемой кодом операции (COP), над содержимым аккумулятора (Acc) и регистра операнда (DR). Результат операции всегда помещается в Асс.

В модели ЭВМ предусмотрены внешние устройства двух типов. Во-первых, это регистры IR и OR, которые могут обмениваться с аккумулятором с помощью безадресных команд IN(Acc:=IR) и OUT (OR:=Acc). Во-вторых, это набор моделей внешних устройств, которые могут подключаться к системе и взаимодействовать с ней в соответствии с заложенными в моделях алгоритмами.

УУ осуществляет выборку команд из ОЗУ в последовательности, определяемой порядком выполнения команд или командами передачи управления; выборку из ОЗУ операндов, задаваемых адресами команды; инициирование выполнения операции, предписанной командой; останов или переход к выполнению следующей команды.

В состав УУ входят следующие элементы:

• РС – счетчик адреса команды, содержащий адрес текущей команды;

• СR – регистр команды, содержащий код команды;

• RB – регистр базового адреса, содержащий базовый адрес;

• SP – указатель стека, содержащий адрес верхушки стека;

• RA – регистр адреса, содержащий дополнительный адрес при косвенной адресации.

 

2. Изучить интерфейс программы «Учебная модель ЭВМ»

В программной модели учебной ЭВМ использован стандартный интерфейс Windows, реализованный в нескольких окнах.

 

Основное окно модели Модель учебной ЭВМ содержит главное меню и кнопки на панели управления. В рабочее поле окна выводятся сообщения о функционировании системы в целом. Эти сообщения группируются в файле logfile.txt (по умолчанию), сохраняются на диске и могут быть проанализированы после завершения сеанса работы с моделью.

 

 

Команды меню Вид открывают окна соответствующих обозревателей, описанные далее. Менеджер внешних устройств позволяет подключать/отключать внешние устройства, предусмотренные в системе. Команда вызова менеджера внешних устройств выполняется при нажатии кнопки МВУ на панели инструментов.

 

Команды меню Работа позволяют запустить программу в автоматическом (команда Пуск) или шаговом (команда Шаг) режиме, остановить выполнение программы в модели процессора (команда Стоп). Эти команды могут выполняться при нажатии одноименных кнопок на панели инструментов основного окна.

 

Команда Режим микрокоманд включает/выключает микрокомандный режим работы процессора, а команда Кэш-память подключает/отключает в системе модель этого устройства.

 

Команда Настройки открывает диалоговое окно Параметры системы, позволяющее установить задержку реализации командного цикла (при выполнении программы в автоматическом режиме), а так же установить параметры файла logfile.txt, формируемого системой и записываемого на диск.