Тема 9. Машина мова та асемблер

Асемблер - це програма, яка приймає вхідний текст на мові мнемонічних кодів та видає на виході програму в об’єктному коді на машиній мові.

Мікропроцесор Intel 8080 є інтерпретатором своєї особової системи команд.

Для ручної трансляції використовують таблицю команд.

Всі команди МП ділять на однобайтні, двохбайтні та трьохбайтні.

1.

КОП

2.

КОП

Число або № порту введення-виведення

3.

КОП

Молодший байт числа або адреси комірки пам’яті

Старший байт комірки пам’яті, або константа (число)

Рис. 9.1. Формати команд МП Intel 8080

Кожна команда має два позначення

а) символічне (мнемонічне) на мові асемблера

б) позначення в вигляді об’єктного коду (в 16 с/в)

Машиний перевод здійснюється за допомогою компілятора або інтерпретатора, який здійснює перевод з мнемоніки в об'єктний код та виконує програму (тобто видає помилки), тому асемблер ще називають збiрником, а компiлятор - перекладачем.

Рис 10.1 Процесор

На протязі кожного циклу команди процесор виконує багато керуючих функцій:

1. Розміщує адресу команди в адресну шину.

2. Отримує команду із шини введення даних і дешифрує її.

3. Вибирає адресу і дані, які знаходяться в команді (адреса і дані можуть знаходитись в пам’яті або в регістрах).

4. Виконує операцію, визначену в коді команди. Операцією може бути арифметична або логічна функція, передача даних, або функція керування.

5. Слідкує за керуючими сигналами, такими як переривання і реагує відповідним чином.

6. Генерує сигнали становища, керування і часу, які необхідні для нормальної роботи ПВВ і пам’яті.

Таким чином процесор є “мозком”, який визначає дії ЕОМ.

Запам’ятовуючі пристрої

Пам’ять потрібна для зберігання двійкових чисел і вона організована по байтам, які є найменшою групою бітів, що адресуються. Байт складається з 8 біт, в той час як слово може мати довжину від 4 до 64 біт.

Пам’ять організовано в масив комірок, кожна із яких має особисту адресу. Адресу комірки пам’яті не слід путати з його змістом. Наприклад, комірка з адресою пам’яті 0000H може містити в собі будь-яке число. Домовились, що коли посилаємось на зміст комірки пам’яті, то її адресу розміщують в круглі дужки. Якщо 0909H – адреса комірки пам’яті, то (0909H) - зміст комірки пам’яті за цією адресою.

На рис.10.2 наведено організацію типової пам’яті.

Дешифратор адреси отримує адресу із ЦП і робить вибір відповідної комірки пам’яті.

Вибір необхідної комірки пам’яті і вилучення її змісту потребує деякого часу, який називають часом доступу до пам’яті. Час доступу до пам’яті діє на швидкодію ЕОМ, так як вона отримує команди і дані з пам’яті.

Адреса із ЦП

Рис.10.2 Структура пам’яті

Процесор і запам’ятовуючі пристрої з’єднуються між собою за допомогою декількох проводів, які об’єднуються в шини.

Рис.10.3 Зв’язок між процесором і пам’яттю

Шина адреси передає адресу комірки пам’яті, до якої звертається процесор. Шина управління визначає напрямок передачі читання чи запис. Шина даних пересилає дані між блоками.

Важливою особливістю пам’яті ЕОМ є те, що вона може містить в собі або дані, або команди, які представлені в двійковому коді.

Машина, яка користується одним і тим же форматом пам’яті для даних і команд, зветься машиною Фон-Неймана, за ім’ям математика, який запропонував такі машини.

Пристрій введення-виведення

Пристрій введення-виведення виконує передачу даних, а також сигналів становища і керуючих сигналів між ЕОМ і зовнішніми (периферійними) пристроями.

Пристрій введення-виведення і процесор з’єднуються між собою за допомогою шин.

Шина адреси передає адресу ПВВ (порту), який потрібно процесору. Шина управління дає вказівку на напрямок передачі (введення або виведення), а також передає сигнали, які вказують, що дані готові і передачу завершено.

Рис.10.4 Зв’язок між ПВВ і процесором

Шини між ПВВ і процесором можуть бути загальними, але розділені в часі для виконання різних операцій.

Регістри

Основу більшості процесорів становлять регістри. Регістр є зверхоперативним запам’ятовуючим пристроєм невеликої ємності. Регістри розміщуються між процесором і пам’яттю, і мають свою адресу. Використання регістрів вигідно, так як процесор може отримати дані які в них знаходяться, не звертаючись до пам’яті. Кількість регістрів дуже невелика. Вартість виготовлення на кристалі великої кількості регістрів і їх поєднання, стримує їх кількість.

Якщо процесор має велику кількість регістрів, то при виконанні програми не потрібно виконувати великої кількості передачі даних в пам’ять і із пам’яті. Завдяки цьому зменшується число операцій звернення до пам’яті і формат команди.

Наявність великої кількості регістрів призводить до розширення можливостей процесорів і це має велике майбутнє.

Основні регістри: лічильник команд, регістр команд, регістр адреси пам’яті, акумулятор, регістри загального призначення, регістр умов, вказівник стеку.

Лічильник команд (ЛК) вміщує адресу комірки пам’яті, в якій знаходиться наступна команда. Цикл виконання команди починається з того, що процесор надсилає зміст ЛК в шину адреси, таким чином процесор вилучає із пам’яті перше слово команди. При цьому збільшується на одиницю зміст ЛК і в наступному циклі команди із пам’яті буде вилучена наступна команда.

Регістр команд зберігає код команди до тих пір, поки вона не буде дешифрована.

Регістр адреси пам’яті містить в собі адресу даних в пам’яті.

Акумулятор - регістр тимчасового зберігання, який використовується в процесі відліку. Він найчастіше використовується процесором, тому його адреса постійно занесена в ЕОМ і при програмуванні не вказується. Більшість ЕОМ мають по одному акумулятору, тому програми для таких ЕОМ витрачають багато часу і команд на пересилку даних в акумулятор і із нього. Деякі ЕОМ мають по декілька акумуляторів, тому нема потреби багаторазово пересилати дані.

Регістр коду умов, або регістр стану, найчастіше регістр ознак (було розглянуто).

Регістри загального призначення виконують різні функції. Вони можуть бути в якості регістрів тимчасового зберігання даних або адрес.

Дата добавления: 2014-01-04