4.2. Моделирование процесса выполнения программы

Моделирование заключается в описании последовательности микроопераций, выполняемых функциональными блоками ЭВМ при интерпретации инструкций (команд) ЭВМ, составляющих объектную программу, и результатов, получаемых с помощью этих микроопераций. Для выбора очередной выполняемой микрооперации в алгоритме функционирования ЭВМ служат операторы проверки признаков, характеризующих результат действия микроопераций. При моделировании необходимо также описать конкретные значения указанных признаков, используемых в процессе интерпретации команды. Моделированию подвергаются следующие команд: ADD, Read.

ADD #4

Пусть (Akk(504)←Akk(500)+4(из адресной части)):

1. Проверка Тп. Тп=1.

2. Проверка условия INTR=1. Прерывание не произошло INTR=0.

3. Выборка очередной команды из основной памяти

• Запись адреса текущей инструкции в регистр адреса (RA←IP=114)

• Ожидание готовности памяти (проверка условия ReadyRam=1)

• Копирование инструкции из регистра RD →RI

  00001

  10

  000000000000000000000100

Проверка кода операции (≠00000). Код выбранной операции соответствует коду операции ADD (00001)

Выполнение арифметической операции

Вычисление исполнительного адреса операнда. Способ адресации –непосредственная (10)

В Акк уже хранится значение (500)

Перемещаем операнд (4- из адресной части) (т. к. СА=10) RD в R0

Выполнение арифметической операции

• Пуск ALU

• Ожидание готовности памяти (проверка условия ReadyRam=1)

Увеличение указателя текущей команды IP=114+4=118

Проверка условия ОVR (если OVR=1, то Тп=1, иначе Тп=0)

Возврат в начало цикла.

Read [Rk]

Пусть (Akk←Ram(Rk))

1. Проверка Тп. Тп=1.

2. Проверка условия INTR=1. Прерывание не произошло INTR=0.

3. Выборка очередной команды из основной памяти

   1. Запись адреса текущей инструкции в регистр адреса (RA←IP=104)

   2. Ожидание готовности памяти (проверка условия ReadyRam=1)

   3. Копирование инструкции из регистра RD →RI

      00100

      11

      000000000000011000001100

4. Проверка кода операции (≠00000). Код выбранной операции соответствует коду операции Read (00100)

5. Вычисление исполнительного адреса операнда в основной памяти. Способ адресации –косвенная (11)

6. Перемещаем операнд из памяти, т. к. СА=11

   1. Включение режима чтения из памяти (RD RAM режим=1)

   2. Инициализация ячейки памяти (адрес=400)

   3. Ожидание готовности памяти (проверка условия ReadyRam=1)

7. Перемещаем операнд (1) из RD →Акк

8. Увеличение указателя текущей команды IP=104+4=108

9. Возврат в начало цикла (Тп=1).

5. Программирование ввода и вывода

5.1. Пример использования системных функций для ввода

Пусть требуется осуществить циклический вывод на экран символа "*". В теле цикла необходимо использовать функцию 07 прерывания DOS, обеспечить возможность перемещения положения курсора при нажатии соответствующей клавиши (вверх ↑, вниз ↓, вправо →, влево ←) и обеспечить возможность перемещения курсора на ограниченной плоскости экрана. Выход из цикла и завершение программы осуществляется при нажатии клавиши ESC.

# include <dos.h>

# include <conio.h>

# include <stdio.h>

# define ESC 27

void main(void) {//объявление простых и структурных переменных

int x=10, y=20; //начальное положение курсора

union REGS in, out; //Далее описывается основной цикл программы, прекращаемый при нажатии ESC.

do

{ gotoXY(x,y);

printf ("*\n");

in.h.ah=0x07;

int86(0x21, &in, &out);

if (out.h.al)= =0)

{//повторный вызов

in.h.ah=0x07;

int86(0x21, &in, &out);

}

switch (out.h.al) // анализ ситуаций

{

case 77: if (x>30) {x=10; y++;}

else if ((x==30) && (y==40)) {x=10; y=20;}

else x++; break;

case 75: if (x<10) {x=30; y--;}

else if ((x==10) && (y==20)) {x=30; y=40;}

else x--; break;

case 80: if (y>40) {y=20; x++;}

else if ((y==40) && (y==30)) {x=10; y=20;}

else y++; break;

case 72: if (y<20) {y=40; x--;}

else if ((y==20) && (x==10)) {x=30; y=40;}

else y--; break;

}

delay(500); //оператор задержки

}

while(out.h.al!=ESC);

}//конец программы.

Данная программа демонстрирует взаимодействие клавиатуры с СРU с помощью системы прерываний. В программе пользователя осуществляется обращение к клавиатуре с помощью функций BIOS, DOS или функций языка высокого уровня (С, Pascal).

Для вызова функции DOS используется регистр АН, содержащий номер функции, и команда INT 21H. Результат выполнения функции DOS размещается в AL. В DOS каждая функция характеризуется тремя признаками:

1. Функция либо ожидает ввода символа в буфер, либо сразу выдает сообщение о том, что буфер пуст;

2. Функция либо выполняет эхо-печать, либо эхо-печать отсутствует;

3. Функция либо может быть прерванной другими функциями, например, 1BH, 23H (Ctrl_Break), либо нет.