MaszynaW 02

Na architekturę przedstawionej maszyny składają się następujące elementy:

a)    magistrale

magS - magistrala słowowa 8-bitowa, magA - 5-bitowa magistrala adresowa.

b)    PaO - pamięć operacyjna o organizacji 32 komórki 8-bitowc, oraz związane z nią rejestry:

A - adresowy 5-bitowy, służący do adresowania komórki pamięci, na której dokonuje się operacji zapisu lub odczytu;

S - słowowy 8-bitowy. którego zawartość stanowi wynik operacji odczytu lub argument operacji zapisu.

Z pamięcią operacyjna związane są następujące elektryczne sygnały sterujące (nazwy sygnałów impulsowych wykonywanych w końcowej części taktu wyróżniono poprzez podkreślenie ich nazwy);

-    wea (magA) -* A - pod wpływem tego sygnału następuje wpisanie aktualnego stanu magistrali adresowej (magA) do rejestru A;

-    wes: (magS) -* S - wpisanie aktualnego stanu magistrali słowowej (magS) do rejestru buforowego pamięci (rejestr S);

-    wys: (S) -* magS - wyprowadzenie na magistralę S aktualnej zawartości rejestru S;

-    pisz: (S) -* (A) - zapis do komórki pamięci, której numer znajduje się w rejestrze adresowym A, zawartości rejestru buforowego S;

-    czyt: ((A)) -*■ S - odczyt zawartości komórki pamięci, której numer zawiera rejestr A. i wpisanie lej zawartości do rejestru S.

c)    JAL - jednostka arytmetyczno-Iogiczna (w skrócie JAL), czyli układ cyfrowy

pozwalający wykonywać określone operacje arytmetyczne i logiczne. W omawianej maszynie w JAT/-u można wykonywać dodawanie, odejmowanie oraz operację pobrania zawartości magistrali S do akumulatora. Akumulatorem (AK) nazywamy wyróżniony rejestr, będący częścią jednostki aryimetyczno-logicznej. Jest to rejestr 8-bitowy, do którego jest zapisywany wynik wykonania dowolnej operacji arytmetycznej (lub logicznej). Najbardziej znaczący bit akumulatora nazwano bitem znaku liczby (Z). Jego stan jest wykorzystywany do sterowania pracą maszyny cyfrowej.

Do sygnałów sterujących pracą jednostki arytmetyczno-logicznej zaliczamy:

-    dod: (AK) + (we.zewn.) - pod wpływem tego sygnału następuje wykonanie przez JAI. operacji arytmetycznego dodawania zawartości rejestru akumulatora AK i liczby wprowadzonej na tzw. zewnętrzne wejście jednostki arytmetyczno-logicznej;

-    ode: (AK) - (we.zewn.) - odjęcie od zawartości akumulatora liczby, wprowadzonej na wejście zewnętrzne;

-    pob: (we.zewn.) - wynikiem operacji sterowanej przez sygnał pob jest liczba wprowadzona na zewnętrzne wejście jednostki arytmetyczno-logicznej. Wymienionym tu sygnałom dod, ode i pob towarzyszy zwykle sygnał weak:

weak: wynik -* AK - pod wpływem tego sygnału następuje zapisanie wyniku operacji w akumulatorze;

-    weja: (magS) -* we.zewn. - wprowadzenie słowa z magistrali S na zewnętrzne wejście JAL-u, jako argumentu dla operacji dodawania, odejmowania lub pobrania.

d) rejestr I - 8-bitowy rejestr instrukcji z wyróżniona częścią adresowa AD i kodową KOD

-    5 mniej znaczących bitów rejestru I stanowi tzw. rejestr AD, w którym zapisywany jest adres argumentu rozkazu (bity: od 4 do 0 rejestru I);

-    3 bardziej znaczące bity rejestru 1 (bity nr 7, 6 i 5) składają się na tzw. rejestr kodu rozkazu (KOD). Jest on połączony z dekoderem rozkazów i dalej z układem sterującym maszyny cyfrowej.

Z rejestrem I związane są następujące sygnały sterujące;

-    wei: (magS) -* I - wpisanie słowa z magistrali S do rejestru instrukcji I;

wyad: (AD) -* magA - wyprowadzenie części argumentowej rejestru 1 na magistralę adresową A.

c) rejestr L - 5-bitowy rejestr L, zwany licznikiem rozkazów. W pierwszej fazie zawiera on adres wykonywanego rozkazu.

Z licznikiem rozkazów związane są 3 sygnały sterujące:

-    weł (magA) -* L - wpis aktualnego stanu magistrali adresowej A do rejestru L;

-    wył: (L) -* magA - wyprowadzenie aktualnej zawartości licznika rozkazów na magistralę adresową;

-    U; (L) + 1 -* L - inkrcmcntacja stanu licznika rozkazów.

Działanie poszczególnych sygnałów sterujących zostało opisane za pomocą tzw. przesyłów między rejestrowych. Wyjaśnijmy bliżej zasady stosowanej notacji

Symbol odpowiada operacji przesyłu danych opisanych po jego lewej stronie do elementu maszyny, którego nazwa znajduje się po prawej stronic. Nazwy, takie jak np. L, magA, reprezentują poszczególne elementy maszyny (tu odpowiednio rejestr licznika rozkazów i magistralę adresową). Nazwa elementu maszyny ujęta w nawiasy okrągłe oznacza zawartość danego elementu (w przypadku wystąpienia po lewej stronie symbolu "-**) lub komórkę pamięci wskazywaną przez zawartość danego elementu (jeśli występuje po prawej stronie symbolu przesyłu). Przykładowo zapis (L) -* A reprezentuje przesłanie zawartości rejestru L do rejestru A, natomiast (L) — (A ) to przesianie zawartości rejestru L do komórki pamięci, której adres znajduje się w rejestrze A. Zauważmy, że niemożliwy jest zapis typu L -* A. gdyż oznaczałoby to przesłanie do rejestru A rejestru L (rejestru a nie jego zawartości!). Możliwe jest stosowanie większej liczby nawiasów okrągłych, każda para takich nawiasów reprezentuje kolejny etap adresacji pośredniej.

Przykładowo zapis (( A )) po lewej stronie symbolu przesłania oznacza zawartość komórki (pierwsza para nawiasów) pamięci, wskazywanej przez zawartość (druga para) rejestru A. Ale po prawej stronie symbolu przesyłu ten sam zapis będzie oznaczał komórkę pamięci