Ядром УУ ЭВМ является управляющий автомат (УА), вырабатывающий сигналы управления, которые инициируют работу АЛУ, РОН, ОЗУ и УВВ, передачу информации между регистрами устройств ЭВМ и действия над содержимым регистров УУ.
ЭВМ может находиться в одном из двух состояний: Останов и Работа. В состояние Работа ЭВМ переходит по действию команд Пуск или Шаг. Команда Пуск запускает выполнение программы, представляющую собой последовательность команд, записанных в ОЗУ, в автоматическом режиме до
команды hlt или точки останова. Программа выполняется по командам, начиная с ячейки ОЗУ, на которую указывает PC, причем изменение состояний объектов модели отображается в окнах обозревателей.
В состояние Останов ЭВМ переходит по действию команды Стоп или автоматически в зависимости от установленного режима работы. Команда Шаг, в зависимости от установленного режима работы, запускает выполнение одной команды или одной микрокоманды (если установлен Режим микрокоманд), после чего переходит в состояние Останов. В состоянии Останов допускается просмотр и модификация объектов модели: регистров процессора и РОН, ячеек ОЗУ, устройств ввода/вывода. В процессе модификации ячеек ОЗУ и РОН можно вводить данные для программы, в ячейки ОЗУ — программу в кодах. Кроме того, в режиме Останов можно менять параметры модели и режимы ее работы, вводить и/или редактировать программу в мнемокодах, ассемблировать мнемокоды, выполнять стандартные операции с файлами.
Интерфейс пользователя
В программной модели учебной ЭВМ использован стандартный интерфейс Windows, реализованный в нескольких окнах.
Основное окно модели Модель учебной ЭВМ содержит основное 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. Меню содержит следующие пункты и команды:
□ Файл:
• неактивные команды;
• Выход.
□ Вид:
• Показать все;
• Скрыть все;
• Процессор;
• Микрокомандный уровень;
• Память;
• Кэш-память;
• Программа;
• Текст программы.
□ Внешние устройства:
• Менеджер ВУ;
• окна подключенных ВУ;
□ Работа:
• Пуск;
• Стоп;
• Шаг;
• Режим микрокоманд;
• Кэш-память;
• Настройки.
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 на панели инструментов. Подробнее о внешних устройствах и их обозревателях смотрите в разд. 8.6.
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 соответствующих 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.
Окна основных обозревателей системы Окно Процессор
Окно Процессор (рис. 8.4) обеспечивает доступ ко всем регистрам и флагам процессора.
Рис. 8.4. Окно Процессор
□ Программно-доступные регистры и флаги:
• Асе — аккумулятор;
• PC — счетчик адреса команды, содержащий адрес текущей команды;
• SP — указатель стека, содержащий адрес верхушки стека;
• RB — регистр базового адреса, содержащий базовый адрес;
• RA — регистр адреса, содержащий исполнительный адрес при косвенной адресации;
• IR — входной регистр;
• OR — выходной регистр;
• I — флаг разрешения прерываний.
□ Системные регистры и флаги:
• DR — регистр данных АЛУ, содержащий второй операнд;
• MDR — регистр данных ОЗУ;
• MAR — регистр адреса ОЗУ;
• RDR — регистр данных блока РОН;
• RAR — регистр адреса блока РОН;
• CR — регистр команд, содержащий поля:
- СОР — код операции;
- ТА — тип адресации;
- ADR — адрес или непосредственный операнд;
- Z — флаг нулевого значения Асе;
- S — флаг отрицательного значения Асе;
- OV — флаг переполнения.
Регистры Асе, DR, IR, OR, CR и все ячейки ОЗУ и РОН имеют длину 6 десятичных разрядов, регистры PC, SP, RA и RB — 3 разряда. В окне Процессор отражаются текущие значения регистров и флагов, причем в состоянии Останов все регистры, включая регистры блока РОН, и флаги (кроме флага I) доступны для непосредственного редактирования.
Элементы управления окна Процессор включают меню и кнопки, вызывающие команды:
□ Сохранить;
□ Загрузить;
□ Reset;
