ОРТ2/К3 Јул 2022
- Овај рок није решен. Помозите SI Wiki тако што ћете га решити.
Испит у јулском року 2022. године одржан је 4. јула 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. Адресе и подаци су дужине 16 бита и заузимају по две суседне меморијске локације, при чему се старији бајт налази на вишој, а млађи бајт на нижој 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 2 бајта, прихватни регистар података B дужине 2 бајта, регистри опште намене R0 до R63 дужине 2 бајта и програмска статусна реч PSW дужине 1 бајт. Инструкције су дужине 1, 2, 3 или 4 бајта.
Битови 7 и 6 првог бајта инструкције су 00 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 нула (JZ), 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 JZ, JMP и JSR усвојени кодови операције 00000000, 00100000 и 00100001, респективно. Инструкције JZ, 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 01 за све адресне и безадресне инструкције.
Бит 5 првог бајта инструкције је 1 за све безадресне инструкције. Безадресне инструкције су инструкције стављања садржаја акумулатора на стек (PUSH), пуњења акумулатора садржајем са стека (POP) и инструкција повратка из потпрограма (RTS). Битовима 4 до 0 првог бајта инструкције специфицира се код операције за безадресне инструкције. На основу тога су за инструкције PUSH, POP и RTS усвојени кодови операџија 01100000, 01100001 и 01100010, респективно. Дужина инструкција је 1 бајт.
Бит 5 првог бајта инструкције је 0 за све адресне инструкције. Адресне инструкције су инструкција преноса у акумулатор (LD), инструкција преноса из акумулатора (ST), аритметичка инструкција сабирања која смешта резултат у акумулатор (ADD), инструкција аритметичког померања операнда за једно место улево која смешта резултат у акумулатор (ASL) и инстуркција безусловног скока на срачунату адресу (JADR). Битовима 4 до 0 првог бајта инструкције специфицира се код операције за адресне инструкције. На основу тога су за инструкције LD, ST, ADD, ASL и JADR усвојени кодови операција 01000000, 01000001, 01000010, 01000011 и 01000100, респективно. Дужина инструкција је 2, 3 или 4 бајта и зависи од специфицираног начина адресирања.
Начини адресирања су специфицирани битовима 7 и 6 другог бајта инструкције и то на следећи начин: 00 – меморијско директно адресирање (memdir), 01 – регистарско директно адресирање (regdir), 10 – регистарско индиректно адресирање (regind) и 11 – непосредно адресирање (immed). Код меморијског директног адресирања 16 битна адреса меморијске локације је дата трећим и четвртим бајтом инструкције. Битови 5 до 0 другог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкције је 4 бајта. Код регистарског директног и регистарског индиректног адресирања користе се неки од регистара опште намене R0 до R63 специфицирани битовима од 5 до 0 другог бајта инструкције. Дужина инструкција је 2 бајта. Код непосредног адресирања 16 битни операнд дат је трећим и четвртим бајтом инструкције. Битови 5 до 0 другог бајта инструкције се не користе. Дужина инструкције је 4 бајта.
Стек расте према вишим меморијским локацијама, а регистар SP указује на прву слободну меморијску локацију. Процесор нема могућност обраде прекида.
- Пројектовати део операционе јединице процесора која је потребна да се изврши (FETCH + ADDR + EXEC) инструкција ADD 1010h.
- Дати су почетни садржаји регистара и индикатора PC = 1000h, SP = 3000h, ACC = 0001h, R0 = 0002h, R1 = 000Аh, R2 = 10A2h, R3 = FАE3h, 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.
| ЛОКАЦИЈА: | 000Ah | 000Bh | 000Ch | 000Dh | 000Eh | 000Fh | 0010h | 0011h | 0012h | 0013h |
| САДРЖАЈ: | 10h | 01h | 00h | C1h | 21h | 77h | 11h | 00h | 0Ah | 83h |
| ЛОКАЦИЈА: | 1000h | 1001h | 1002h | 1003h | 1004h | 1005h | 1006h | 1007h | 1008h | 1009h |
| САДРЖАЈ: | 60h | 42h | 00h | 0Ch | 00h | 41h | 41h | 20h | 0Bh | 10h |
| ЛОКАЦИЈА: | 100Ah | 100Bh | 100Ch | 100Dh | 100Eh | 100Fh | 1010h | 1011h | 1012h | 1013h |
| САДРЖАЈ: | E1h | 43h | 40h | 61h | 40h | C0h | 06h | F0h | 01h | 52h |
| ЛОКАЦИЈА: | 1014h | 1015h | 1016h | 1017h | 1018h | 1019h | 101Ah | 101Bh | 101Ch | 101Dh |
| САДРЖAJ: | 21h | F0h | 00h | 00h | 0Ch | E2h | 21h | B8h | 10h | 13h |
Решење
Кодови операција
Операциона јединица
Меморија
Р.Б. |
Адресе са којих је прочитана инструкција |
IR31..24 [h] |
IR23..16 [h] |
IR15..8 [h] |
IR7..0 [h] |
Прочитана инструкција |
Садржај промењених регистара |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 |
1000h |
60h |
/ |
/ |
/ |
PUSH |
PC = 1001h |
2 |
1001h, 1002h, 1003h, 1004h |
42h |
00h |
0Ch |
00h |
ADD 000Ch |
PC = 1005h |
3 |
1005h, 1006h |
41h |
41h |
/ |
/ |
ST R1 |
PC = 1007h |
4 |
1007h, 1008h, 1009h |
20h |
0Bh |
10h |
/ |
JMP 100Bh |
PC = 100Ah |
5 |
100Bh, 100Ch |
43h |
40h |
/ |
/ |
ASL R0 |
PC = 100Dh |
6 |
100Dh |
61h |
/ |
/ |
/ |
POP |
PC = 100Eh |
7 |
100Eh, 100Fh, 1010h, 1011h |
40h |
C0h |
06h |
F0h |
LD #F006h |
PC = 1012h |
Р.Б. |
Адресе са којих је прочитана адреса операнда |
Адресе са којих је прочитан операнд |
Операнд |
Садржај промењених регистара |
|---|---|---|---|---|
1 |
/ |
/ |
/ |
/ |
2 |
/ |
000Ch, 000Dh |
C100h |
/ |
3 |
/ |
/ |
/ |
/ |
4 |
/ |
/ |
/ |
/ |
5 |
/ |
/ |
0002h |
/ |
6 |
/ |
/ |
/ |
/ |
7 |
/ |
/ |
F006h |
/ |
Р.Б. |
Адресе којима се приступа у фази извршавања |
А [hex] |
N |
Z |
V |
C |
Садржај промењених регистара и меморијских локација [h] |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
1 |
3000h, 3001h |
0001h |
0 |
0 |
0 |
0 |
MEM[3000h] = 01h, MEM[3001h] = 00h, SP = 3002h |
2 |
/ |
C101h |
1 |
0 |
0 |
0 |
/ |
3 |
/ |
C101h |
1 |
0 |
0 |
0 |
R1 = C101h |
4 |
/ |
C101h |
1 |
0 |
0 |
0 |
PC = 100Bh |
5 |
/ |
0004h |
0 |
0 |
0 |
0 |
/ |
6 |
3000h, 3001h |
0001h |
0 |
0 |
0 |
0 |
SP = 3000h |
7 |
/ |
F006h |
1 |
0 |
0 |
0 |
/ |