4.2 Universalrechner: Schaltung unabhängig vom Problem 193

Transkript

1 4 Universlrechner: Schlung unhängig vom Prolem 9 Auswhl der Rechenoperion ie Auswhl der Rechenoperion (Addiion, Surkion, ) erfolg durch Auswhl des ensprechenden Ergenisses miels M H zb M den Wer und M den Wer, dnn wird ds von Addierer A erechnee Ergenis n die Eingänge ller Regiser R, R, R7 gleichzeiig ngeleg Aspeichern des Ergenisses, Regiser ls ZielOpernd In welches Regiser ds AddiionsErgenis üernommen werden soll, wird durch den emuliplexer feseleg H zb den Wer 4, so wird der inveriere Tk clk n den Tkeingng von Regiser R4 ngeleg und Regiser R4 üernimm ds Ergenis Alle nderen Regiser werden nich geke und ehlen somi ihren ursprünglichen Wer clk rese c BZ M R A7 7 6 A 4 Add M M A M M M R7 R6 R R4 R R R R MSB M n 7 A 6 A 4 SUB M 7 6 IV / 4 p n M 4 M

2 4 Universlrechner: Schlung unhängig vom Prolem 9 usgewählen Regiser dnn eine seigende Flnke nlieg ie Üernhme des Ergenisses ei fllender clkflnke wird ei der gezeigen Schlung dzu verwende, die Seup und HoldZeien der Regiser einzuhlen So knn sichergesell werden, dss sich die n den Regisern R, R7 nliegenden Were unmielr vor und unmielr nch der Üernhme des Ergenisses nich ändern Nchfolgende Aildung zeig den durch ds clksignl fesgelegen zeilichen Aluf enöige SeupZei enöige HoldZei enöige SeupZei enöige HoldZei Zeipunk, zu dem ds Ergenis in R, R7 üernommen wird Auswhl der Opernden durch M und, urchführen Berechnungen (duer in Ahängigkei der durchzuführenden Operion unerschiedlich lnge), Auswhl des gewünschen Ergenisses durch M, weierleien des Ergenisses durch M, Anpssung des clkpfds durch Zeipunk, zu dem ds Ergenis in R, R7 üernommen wird Auswhl der Opernden durch M und, urchführen Berechnungen (duer in Ahängigkei der durchzuführenden Operion unerschiedlich lnge), Auswhl des gewünschen Ergenisses durch M, weierleien des Ergenisses durch M, Anpssung des clkpfds durch Zeipunk, zu dem der Befehlszähler BZ kulisier wird und ds neues Befehlswor m ROMAusgng nlieg A diesem Zeipunk werden durch ds geändere Befehlswor ndere Opernden usgewähl, die dnn durch die rihmeischen Schlungen lufen Zeipunk, zu dem der Befehlszähler BZ kulisier wird und ds neues Befehlswor m ROMAusgng nlieg A diesem Zeipunk werden durch ds geändere Befehlswor ndere Opernden usgewähl, die dnn durch die rihmeischen Schlungen lufen

3 4 Prozessorenpfd Progrmmierufgen Qudrische Gleichung In diesem Aschni soll für den Universlrechner ein Progrmm zur Berechnung von x, = ± p 4 c ersell werden Nchfolgende Aildung zeig noch einml den Universlrechner clk rese c BZ M R A7 7 6 A 4 Add M M A M M M R7 R6 R R4 R R R R MSB M n 7 A 6 A 4 SUB M 7 6 IV / 4 p n M 4 M

4 4 Universlrechner: Schlung unhängig vom Prolem ) Geen Sie inär die Befehlswore n, mi denen Sie die Eingänge, und c in die Regiser R, R und R üernehmen M M M ) Geen Sie inär die Befehlswore n, mi denen Sie p 4c erechnen und ds Ergenis in Regiser 4 legen M M M ommenr

5 Opernd coder 4 Prozessorenpfd c) Geen Sie inär die Befehlswore n, mi denen Sie ( ± p 4c)/ erechnen und ds Ergenis in den Regisern R und R legen M M M ommenr ugelvolumen In dieser Aufge soll ds Volumen einer ugel V = 4 r erechne werden er Rdius lieg m Eingng des Universlrechners n T ) Geen Sie inär ds Befehlswor n, mi dem Sie den Rdius in ds Regiser R einlesen xxxxxxx : yogiwiehcflel Bi ooe M Bi M xx xx xyx M ommenr Ro r nwelchehegislv k= konsne will ich min Egenissspeilwn? ( ielop ) MY Opernd µ^= Engyi µ= n vonoperion? M= Befell ( A,SvBu Egen :S

6 4 Universlrechner: Schlung unhängig vom Prolem T ) Geen Sie inär ds Befehlswor n, mi dem Sie 4 r 4 erechnen und ds Ergenis in Regiser R legen Hinweis: 4 = I M M M ommenr 7 ooh xx x 7 <4 pro fxx Ood r^ RZE 4 ^^ ^ C 44 f vh x Oh nn R 4^4 n zn Re 44 oon oo ' x oon oo oed en R 44 ' z v T c) Geen Sie inär ds Befehlswor n, mi dem Sie ds in Regiser R sehende enwor durch dividieren und ds Ergenis wieder in R legen M M M ommenr CZO 7 Rz* zoo cno ooh zoo or C T ' Rne 4 ( The ) * no 77

7 4 4 Prozessorenpfd 4 Assemler ie Progrmmierung des Universlrechners durch Niederschreien der einzelnen BefehlsworBis ller Befehle is sehr ufwendig Aus diesem Grund wird dieser Schri in der Regel durch ein Compuerprogrmm, dem sog Assemler (engl o ssemle = zusmmenuen), üernommen Assemler ls leich versändliche hrdwrenhe Sprche er Progrmmierer knn Progrmme in einer hrdwrenhen, jedoch für den Menschen leich versändlichen Sprche schreien ie Sprche wird eenso wie ds Üersezer Progrmm umgngssprchlich of Assemler gennn Unser Universlrechner verreie zwei Quellopernden zu einem Zielopernd Befehle in einer hrdwrenhen Sprche für den Universlrechner müssen lso is zu drei Opernden spezifizieren (us welchen QuellRegisern kommen die Opernden, wo soll ds Ergenis gespeicher werden?), er uch die uszuführende Operion (Addieren, Surhieren, ) Ein AssemlerProgrmm zur Berechnung der qudrischen Gleichung uf unserem Universlrechner könne dnn eispielsweise wie folg geschrieen werden: INPUT R, // R INPUT R, // R INPUT R, // R c f) R4,R,R // R4 SET R,4 // R 4 R,R,R // R 4 i R,R,R // R 4 c SUB R4,R4,R // R4 4 c p SQRT R4,R4 // R4 4 c SET R, // R SUB R,R,R // R A R6,R,R4 // R6 + p 4 c p SUB R7,R,R4 // R7 4 c SET R, // R R,R,R // R IV R,R6,R // R ( + p 4 c)/( ) p IV R,R7,R // R ( 4 c)/( ) :T )iel

8 kheu 4 Assemler 9 T e) Schreien Sie für den Universlrechner ein Progrmm in AssemlerSprche, Befell INPUT INPUT MUU Join geg welches die Längen der eiden heen eines rechwinkligen reiecks üer die Eingänge und einlies, die Länge der Hypohenuse erechne und ds Ergenis im Regiser R leg Opuuden in ingeing PO, d Ro Rock RO Ro Rm,7 Rn, T f) Schreien Sie für den Universlrechner ein Progrmm in AssemlerSprche, welches den Rdius eines reises vom Eingng einlies, den Umfng des reises erechne und ds Ergenis in Regiser R leg Verwenden Sie für den Wer,49 in der ngegeenen Genuigkei Ree Pre on lhmmenren Eiyey o ( ) Ro,R,R^ Roe 8 A Ro RO C,R du ' SART nuouhied wiokn INPUT us SET : rkueich d : FIZ Fn 'iii 's o wwwfi

9 4 Prozessorenpfd Assemler ls Üersezer Um ein AssemlerProgrmm für den Universlrechner zu üersezen, ierier der Assemler der Reihe nch üer lle Progrmmzeilen und führ für jede Zeile folgendes us: Wenn die Progrmmzeile leer is (nur Leerzeichen, Tulorzeichen und ZeilenumruchZeichen enhäl), wird die Zeile ignorier Wenn die Progrmmzeile nich leer is, wird ds erse Wor (lle Zeichen is zum ersen Leerzeichen oder Tulor) ls BefehlsZeichenkee inerpreier und ds zweie Wor ls OperndenZeichenkee; die OperndenZeichenkee wird ei den omms in zwei zw drei Opernden ufgerenn; ensprich die BefehlsZeichenkee der Zeichenkee INPUT, wird vom erse Opernden ds R enfern, ds ürigleiende Zeichen in eine Zhl gewndel und diese im Befehlswor ls gespeicher (zb = für R, = Rm: für R, ) der zweie Opernd im Befehlswor ls M gespeicher (zb M =, flls zweier Opernd den Wer : h) ensprich die BefehlsZeichenkee den Zeichenkeen A oder SUB oder oder IV, wird von den drei Opernden ds R enfern und die ürig :uk n leienden Zhlen im Befehlswor ls (erser Opernd), M T (zweier Opernd) und (drier Opernd) gespeicher, und der Wer von M ei A uf,ti Op Op 'll,pc ) µ } gesez, ei SUB uf, ei uf, ei IV uf, und M uf M$,7 gesez; ensprich die BefehlsZeichenkee der Zeichenkee SQRT, wird von eiden Opernden ds R enfern und die ürig leienden Zhlen im Befehlswor ls (erser Opernd) zw (zweier Opernd) gespeicher M uf und M uf gesez; T

10 ' 4 Assemler ensprich die BefehlsZeichenkee der Zeichenkee SET, wird vom ersen Opernden ds R enfern und die ürig leiende Zhl im Befehlswor ls gespeicher Ti der zweie Opernd in gespeicher (zb für oder für M uf und M uf gesez oi Neen dieser Grundfunkionliä würde ein richiger Assemler uch noch diverse Fehlerüerprüfungen durchführen, eispielsweise o nur gülige Befehle und Opernden ell x verwende wurden, o lle Opernden ngegeen sind, o ds Form der Opernden simm, o die onsnen nich zu groß sind ec s Grundprinzip jedoch is immer ds sele: AssemlerProgrmme werden durch eine eindeuige Aildungsregel in Befehlswore üersez Berchen Sie die folgende Codesequenz: INPUT R, R,R,R INPUT R, A SQRT R,R,R R,R,R R,R Pfd Befehlsform: ( Bi) ( Bi) ( Bi) M ( Bi) M ( Bi) M ( Bi) ) Üersezen Sie ds Progrmm in Befehlswore des Universlrechners mi Hilfe oiger Üersezungsregeln Geen Sie für lle irrelevnen Bis x n M } MZ M xxxxxxxx ooo *x xx xx Ooo ooo ooo oh 7 xx On Oon 87 rn ooo ooh ooh 7 xxx zon urine Opuendeioig oky

11 rix Bifhle 4 Prozessorenpfd Berchen Sie die folgende Codesequenz: A i ene * R,R,R SET R, IV R,R,R A R,R,R fm ) Üersezen Sie ds Progrmm in Befehlswore des Universlrechners mi Hilfe oiger Üersezungsregeln Geen Sie für lle irrelevnen Bis x n k Mci µ? un rg x don on^ 7 doo zy ^74 e oon Ceo rod, 7 ny 7 Berchen Sie die folgende Codesequenz: ^ n ^ n SET R, f I / I zoos / ps INPUT R, OP A R,R,R INPUT R, A R,R,R Ergenis INPUT R, A R,R,R SET R, IV R,R,R / onsne cod Einguyodu T c) Üersezen Sie ds Progrmm in Befehlswore des Universlrechners mi Hilfe oiger Üersezungsregeln Geen Sie für lle irrelevnen Bis x n Ooo xx Ooo n, Ocr xxx xx x oo L ooh 7 7 Oeo oeo or yxx ooo oeo xx x con cn 7 T xxx A zo oeo ooh x ooo xx do n Ooh x ^ On 99 ^ ' o ooh zoo

12 4 Assemler Berchen Sie den enpfd des Universlrechners SUB A IV / A7 A M M M c Add clk rese R7 R6 R R4 R R R R M M M BZ p M A A M M M R MSB n n

13 4 4 Prozessorenpfd Gegeen is folgende Codesequenz: Roi SET R, INPUT R4, 7 : A R,R,R IV R7,R,R Roi RU : d 'd d) Üersezen Sie ds Progrmm in Befehlswore des Universlrechners lediglich mi Hilfe des enpfds (ohne Üersezungsregeln) Geen Sie für lle irrelevnen Bis x n non ooo h ooo 7 L 7 x xx xxx oe oo ' gen r L Rn 7 Con zoo ^ Gegeen is folgende Codesequenz: SET R, SQRT R,R INPUT R, R,R,R T e) Üersezen Sie ds Progrmm in Befehlswore des Universlrechners lediglich mi Hilfe des enpfds (ohne Üersezungsregeln) Geen Sie für lle irrelevnen Bis x n odooooooro on xx xx ooo x T 7 77 ero 7 ', x one xxx xx xx on x qee ) Uioefuysrgelnx npfd