ОРТ2/К3 2023

2023-01-22T04:46:40Z

MirkoKrstic: /* Решење */

{{tocright}}
{{нерешено}}
'''Трећи колоквијум 2023. године''' одржан је 21. јануара 2023. и трајао је 90 минута.

== Поставка ==
Посматра се део рачунара који чине меморија и процесор. Меморија је капацитета 2¹⁶
бајтова. Ширина меморијске речи је 1 бајт. Процесор је са једноадресним форматом
инструкција. Подаци су дужине 1 бајт. Адресе су дужине 2 бајта и заузимају две
суседне меморијске локације, при чему се старији бајт налази на нижој, а млађи бајт на
вишој адреси.

У процесору постоји регистар програмског бројача PC дужине 2 бајта, адресни
регистар меморије MAR дужине 2 бајта, прихватни регистар података меморије MDR
дужине 1 бајт, прихватни регистар инструкција IR дужине 4 бајта, акумулатор A
дужине 1 бајт, прихватни регистар података B дужине 1 бајт, регистри опште намене
R0 до R31 дужине 2 бајта, програмска статусна реч PSW дужине 1 бајт. Инструкције су
дужине 1, 2, 3 или 4 бајта.

Битови 7 и 6 првог бајта инструкције су 0 за све инструкције скока. Код инструкција
условног скока бит 5 првог бајта инструкције је 0, док код инструкција безусловног
скока бит 5 првог бајта инструкције је 1. Инструкција условног скока је инструкција
условног скока уколико је резултат негативан (JN), а инструкције безусловног скока су
инструкција безусловног скока (JMP) и инструкција скока на потпрограм (JSR).
Битовима 4 до 0 првог бајта инструкције специфицира се код операције и на основу
тога су за инструкције JN, JMP и JSR усвојени кодови операције 00000000, 00100000 и
00100001, респективно. Инструкције JN, JMP и JSR се реализују као апсолутни
скокови, при чему је адереса дата другим и трећим бајтом инструкције. Дужина
инструкција је 3 бајта.

Битови 7 и 6 првог бајта инструкције су 1 за све безадресне инструкције. Безадресне
инструкције су инструкције стављања садржаја акумулатора на стек (PUSH), пуњења
акумулатора садржајем са стека (POP), аритметичко померање удесно за једно место
(ASR) и инструкција повратка из потпрограма (RTS). Битовима 5 до 0 првог бајта
инструкције специфицира се код операције за безадресне инструкције. На основу тога
су за инструкције PUSH, POP, ASR и RTS усвојени кодови операџија 11000000,
11000001, 11000010 и 11000011, респективно. Дужина инструкција је 1 бајт.

Битови 7 и 6 првог бајта иструкције имају вредност 01 за све адресне инструкције.
Адресне инструкције су инструкција преноса у акумулатор (LD), инструкција преноса
из акумулатора (ST), инструкција преноса из акумулатора у виши бајт регистра опште
намене (STRH), инструкција преноса из акумулатора у нижи бајт регистра опште
намене (STRL), инструкција логичко „и“ без смештања резултата инструкције у
акумулатор (TST), инструкција инкрементирања операнда који смешта резултат само у
акумулатор (INC), инструкција безусловног скока на срачунату адресу (JADR) и
инструкција сабирања (ADD). Битовима 5 до 0 првог бајта инструкције специфицира се
код операције за адресне инструкције. На основу тога су за инструкције LD, ST, STRH,
STRL, TST, INC, JADR и ADD усвојени кодови операција 01000000, 01000001,
01000010, 01000011, 01000101, 01000110 и 01000111 респективно. Дужина инструкција
је 2, 3 или 4 бајта и зависи од специфицираног начина адресирања.

Инструкције STRH и STRL могу једино да се напишу са регистарским директним
адресирањем, а ако се инструкција ST напише са регистарским директним
адресирањем онда се у нижих осам бита регистра опште намене упише садржај
акумулатора (виши бајт регистра опште намене се не мења). У случају да се инструкција LD напише са регистарским директним адресирањем, нижи бајт регистра опште намене се учитава у акумулатор.

Начини адресирања су специфицирани битовима 7, 6 и 5 другог бајта инструкције и то
на следећи начин: 000 – меморијско директно адресирање (memdir), 001 – регистарско
директно адресирање (regdir), 010 – регистарско индиректно адресирање (regind), 011 –
регистарско индиректно адресирање са предекрементирањем (predec), 100 – релативно
адресирање са померајем (pcrel), 101 – непосредно адресирање (immed) и 110 –
регистарско индиректно адресирање са померајем (regindpom). Код меморијског
директног адресирања 16 битна адреса меморијске локације је дата трећим и четвртим
бајтом инструкције. Битови 4 до 0 другог бајта инструкције се не користе. Дужина
инструкције је 4 бајта. Адресирања регистарско директно, регистарско индиректно и
регистарско индиректно са предекрементирањем користе неке од регистара опште
намене R0 до R31 специфициране битовима од 4 до 0 другог бајта инструкције.
Дужина инструкција је 2 бајта. Код релативног адресирања са померајем трећи бајт
инструкције садржи 8 битни померај који је дат као целобројна величина са знаком.
Битови 4 до 0 другог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкције је 3 бајта.
Код непосредног адресирања 8 битни операнд дат је трећим бајтом инструкције.
Битови 4 до 0 другог бајта се не користе. Дужина инструкције је 3 бајта. Код
регистарског индиректног адресирања са померајем трећи и четврти бајт инструкције
садрже 16 битни померај који је дат као целобројна величина са знаком. Један од
регистара опште намене R0 до R31 који се користи специфициран је битовима од 4 до
0 другог бајта инструкције. Дужина инструкције је 4 бајта.

Стек расте према нижим меморијским локацијама, а регистар SP указује на последњу
заузету меморијску локацију. Процесор нема могућност обраде прекида.

а) Пројектовати део операционе јединице процесора која је потребна да се изврши
(FETCH + ADDR + EXEC) инструкција INC (PC) 05h. Потребно је да се нацрта
минимална операциона јединица која је довољна да се изврши споменута инструкција.

б) Дати су садржаји регистара и индикатора PC = 1000h, SP = 2000h, ACC = 7Fh, R0 =
0014h, R1 = 0015h, R2 = 00A2h, R3 = FFE3h, N = 0, Z = 0, V = 0 и C = 0. Индикатори
статусне речи на које инструкција не утиче треба да остану непромењени. Извршити 7
сукцесивних наредби и за сваку наредбу одредити следеће: у фази читања инструкције
– меморијске адресе са којих је прочитана инструкција, садржај регистра IR,
инструкцију која је прочитана и нов садржај регистра PC; у фази одређивања адресе
операнда и читања операнда – меморијске адресе са којих је прочитана адреса
операнда, меморијске адресе са којих је прочитан операнд, вредност операнда и нови
садржај регистара опште намене који су у овој фази промењени; у фази извршавања
операције – меморијске адресе којима се у овој фази приступа, садржај акумулатора А
и индикатора N, Z, V и C након извршавања инструкције и нови садржај регистара и
меморијских локација који су у овој фази промењени.

{| class="wikitable"
|+ Садржај дела меморије из поставке задатка
|-
| ЛОКАЦИЈА:
| 0000h
| 0001h
| 0002h
| 0003h
| 0004h
| 0005h
| 0006h
| 0007h
| 0008h
| 0009h
|-
| САДРЖАЈ:
| 10h
| 01h
| 00h
| C1h
| 21h
| 77h
| 11h
| 00h
| 0Ah
| 83h
|-
| ЛОКАЦИЈА:
| 1000h
| 1001h
| 1002h
| 1003h
| 1004h
| 1005h
| 1006h
| 1007h
| 1008h
| 1009h
|-
| САДРЖАЈ:
| 47h
| A0h
| 02h
| 44h
| A0h
| 02h
| 42h
| 21h
| 46h
| 61h
|-
| ЛОКАЦИЈА:
| 810Ah
| 810Bh
| 810Ch
| 810Dh
| 810Eh
| 810Fh
| 8110h
| 8111h
| 8112h
| 8113h
|-
| САДРЖАЈ:
| 40h
| 00h
| 00h
| 02h
| 43h
| 20h
| 40h
| A0h
| 01h
| C0h
|-
| ЛОКАЦИЈА:
| 8114h
| 8115h
| 8116h
| 8117h
| 8118h
| 8119h
| 811Ah
| 811Bh
| 811Ch
| 811Dh
|-
| САДРЖAJ:
| C2h
| 45h
| 00h
| 00h
| 00h
| 00h
| 10h
| 00h
| 10h
| 13h
|}

== Решење ==


=== Кодови операција ===
{| class="wikitable"
|-
! colspan="8" | Битови IR31..24
! rowspan="2" | Класа инструкције 
|-
| 31
| 30
| 29
| 28
| 27
| 26
| 25
| 24
|-
| 0
| 0
| 0
| colspan="5" | Код операције 
| Условни скок 
|-
| 0
| 0
| 1
| colspan="5" | Код операције 
| Безусловни скок
|-
| 1
| 1
| colspan="6" | Код операције
| Безадресне инструкције
|-
| 0
| 1
| colspan="6" | Код операције
| Адресне инструкције
|}

{| class="wikitable"
|-
! colspan="8" | Битови IR31..24
! rowspan="2" | Инструкција 
! rowspan="2" | 2. бајт
! rowspan="2" | 3. бајт
! rowspan="2" | 4. бајт
! rowspan="2" | Дужина
|-
| 31
| 30
| 29
| 28
| 27
| 26
| 25
| 24
|-
| colspan="13" style="font-weight:bold;" | Условни скок
|-
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| JN
| ст. 
| мл.
| /
| 3 б
|-
| colspan="13" style="font-weight:bold;" | Безусловни скок
|-
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| JMP
| ст. 
| мл.
| /
| 3 б
|-
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| JSR
| ст. 
| мл.
| /
| 3 б
|-
| colspan="13" style="font-weight:bold;" | Безадресне инструкције
|-
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| PUSH
| /
| /
| /
| 1 б
|-
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| POP
| /
| /
| /
| 1 б
|-
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| ASR
| /
| /
| /
| 1 б
|-
| 1
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| RTS
| /
| /
| /
| 1 б
|-
| colspan="13" style="font-weight:bold;" | Адресне инструкције 
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| LD
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| ST
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| STRH 
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| STRL
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 0
| TST
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 0
| 1
| INC
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 0
| JADR
| Адр.
|
|
|
|-
| 0
| 1
| 0
| 0
| 0
| 1
| 1
| 1 
| ADD
| Адр.
|
|
|
|}

{| class="wikitable"
|-
! colspan="8" | Битови IR23..16
! rowspan="2" | Адресирање 
! rowspan="2" | 3. бајт
! rowspan="2" | 4. бајт
! rowspan="2" | Дужина
|-
| 23
| 22
| 21
| 20
| 19 
| 18 
| 17
| 16
|-
| 0
| 0
| 0
| /
| /
| / 
| /
| /
| Мем. дир. 
| ст.
| мл.
| 4 б
|-
| 0
| 0
| 1 
| R 
| R
| R
| R
| R
| Рег. дир.
| /
| /
| 2 б
|-
| 0
| 1
| 0
| R 
| R
| R
| R
| R
| Рег. инд.
| /
| /
| 2 б
|-
| 0
| 1
| 1
| R
| R 
| R 
| R
| R
| Р.инд.предец.
| / 
| /
| 2 б
|-
| 1
| 0
| 0
| /
| / 
| / 
| /
| /
| PC релативно 
| pom. 
| /
| 3 б
|-
| 1
| 0
| 1
| /
| / 
| / 
| /
| /
| Непосредно 
| оп. 
| /
| 3 б
|-
| 1
| 1
| 0
| R 
| R
| R
| R
| R
| Рег. инд. са пом.
| pom. 
| pom.
| 4 б
|}

=== Операциона јединица ===
{{делимично решено}}

=== Меморија ===
{| class="wikitable"
|-
! # 
! Адресе у меморији са којих је учитана инструкција
! IR31..24 
! IR23..16
! IR15..8
! IR7..0
! Инструкција
! PC
|-
| 1
| 1000, 1001, 1002
| 47
| А0
| 02
|
| ADD #02h 
| 1003
|-
| 2
| 1003, 1004, 1005
| 44
| A0
| 02
|
| TST #02h
| 1006
|-
| 3
| 1006, 1007
| 42
| 21
|
|
| STRH R1
| 1008
|-
| 4
| 1008, 1009,
| 46
| 61
|
|
| JADR(-R1)
| 100A
|-
| 5
| 8114
| C2
|
|
|
| ASR
| 8115
|-
| 6
| 8115, 8116, 8117, 8118
| 45
| 00
| 00
| 00
| INC 0000h
| 8119
|-
| 7
| 8119, 811A, 811B
| 00
| 10
| 00
|
| JN 1000h
| 811C
|}

{| class="wikitable"
|-
! # 
! Адресе у меморији или регистри са којих је учитана адреса операнда
! Адресе у меморији или регистри са којих је учитан операнд
! Операнд
! Нови садржај регистара опште намене 
|-
| 1
|
|
| 02
|
|-
| 2
|
|
| 02
|
|-
| 3
|
|
|
|
|-
| 4
|
| R1
| 8114
| R1=8114
|-
| 5
|
|
|
|
|-
| 6
|
| 0000
| 10
|
|-
| 7
|
|
|
|
|}

{| class="wikitable"
|-
! # 
! Меморијске адресе којима се приступа у овој фази
! Акумулатор 
! N
! Z
! V
! C
! Нови садржај регистара и меморијских локација који су промењени у овој фази
|-
| 1
|
| 81
| 1
| 0
| 1
| 1
|
|-
| 2
|
| 81
| 0
| 1
| 1
| 1
|
|-
| 3
|
| 81
| 0
| 1
| 1
| 1
| R1=8115
|-
| 4
|
| 81
| 0
| 1
| 1
| 1
| PC=8114
|-
| 5
|
| C0
| 1
| 0
| 1?
| 1
|
|-
| 6
|
| 11
| 0
| 0
| 0
| 0?
|
|-
| 7
|
| 11
| 0
| 0
| 0
| 0?
|
|}

[[Категорија:Рокови]]
[[Категорија:ОРТ2]]

SI Wiki - Кориснички доприноси [sr]

ОРТ2/К3 2023