ORT2/K3 Jul 2022

Ovaj rok nije rešen. Pomozite SI Wiki tako što ćete ga rešiti.

Jul 2022. godine održan je 4. jula 2022. i trajao je 90 minuta.

Postavka

Posmatra se deo računara koji čine memorija i procesor. Memorija je kapaciteta 2¹⁶ bajtova. Širina memorijske reči je 1 bajt. Procesor je sa jednoadresnim formatom instrukcija. Adrese i podaci su dužine 16 bita i zauzimaju po dve susedne memorijske lokacije, pri čemu se stariji bajt nalazi na višoj, a mlađi bajt na nižoj adresi.

U procesoru postoji registar programskog brojača PC dužine 2 bajta, adresni registar memorije MAR dužine 2 bajta, prihvatni registar podataka memorije MDR dužine 1 bajt, prihvatni registar instrukcija IR dužine 4 bajta, akumulator A dužine 2 bajta, prihvatni registar podataka B dužine 2 bajta, registri opšte namene R0 do R63 dužine 2 bajta i programska statusna reč PSW dužine 1 bajt. Instrukcije su dužine 1, 2, 3 ili 4 bajta.

Bitovi 7 i 6 prvog bajta instrukcije su 00 za sve instrukcije skoka. Kod instrukcija uslovnog skoka bit 5 prvog bajta instrukcije je 0, dok kod instrukcija bezuslovnog skoka bit 5 prvog bajta instrukcije je 1. Instrukcija uslovnog skoka je instrukcija uslovnog skoka ukoliko je rezultat nula (JZ), a instrukcije bezuslovnog skoka su instrukcija bezuslovnog skoka (JMP) i instrukcija skoka na potprogram (JSR). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije i na osnovu toga su za instrukcije JZ, JMP i JSR usvojeni kodovi operacije 00000000, 00100000 i 00100001, respektivno. Instrukcije JZ, JMP i JSR se realizuju kao apsolutni skokovi, pri čemu je aderesa data drugim i trećim bajtom instrukcije. Dužina instrukcija je 3 bajta.

Bitovi 7 i 6 prvog bajta instrukcije su 01 za sve adresne i bezadresne instrukcije.

Bit 5 prvog bajta instrukcije je 1 za sve bezadresne instrukcije. Bezadresne instrukcije su instrukcije stavljanja sadržaja akumulatora na stek (PUSH), punjenja akumulatora sadržajem sa steka (POP) i instrukcija povratka iz potprograma (RTS). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije za bezadresne instrukcije. Na osnovu toga su za instrukcije PUSH, POP i RTS usvojeni kodovi operadžija 01100000, 01100001 i 01100010, respektivno. Dužina instrukcija je 1 bajt.

Bit 5 prvog bajta instrukcije je 0 za sve adresne instrukcije. Adresne instrukcije su instrukcija prenosa u akumulator (LD), instrukcija prenosa iz akumulatora (ST), aritmetička instrukcija sabiranja koja smešta rezultat u akumulator (ADD), instrukcija aritmetičkog pomeranja operanda za jedno mesto ulevo koja smešta rezultat u akumulator (ASL) i insturkcija bezuslovnog skoka na sračunatu adresu (JADR). Bitovima 4 do 0 prvog bajta instrukcije specificira se kod operacije za adresne instrukcije. Na osnovu toga su za instrukcije LD, ST, ADD, ASL i JADR usvojeni kodovi operacija 01000000, 01000001, 01000010, 01000011 i 01000100, respektivno. Dužina instrukcija je 2, 3 ili 4 bajta i zavisi od specificiranog načina adresiranja.

Načini adresiranja su specificirani bitovima 7 i 6 drugog bajta instrukcije i to na sledeći način: 00 – memorijsko direktno adresiranje (memdir), 01 – registarsko direktno adresiranje (regdir), 10 – registarsko indirektno adresiranje (regind) i 11 – neposredno adresiranje (immed). Kod memorijskog direktnog adresiranja 16 bitna adresa memorijske lokacije je data trećim i četvrtim bajtom instrukcije. Bitovi 5 do 0 drugog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcije je 4 bajta. Kod registarskog direktnog i registarskog indirektnog adresiranja koriste se neki od registara opšte namene R0 do R63 specificirani bitovima od 5 do 0 drugog bajta instrukcije. Dužina instrukcija je 2 bajta. Kod neposrednog adresiranja 16 bitni operand dat je trećim i četvrtim bajtom instrukcije. Bitovi 5 do 0 drugog bajta instrukcije se ne koriste. Dužina instrukcije je 4 bajta.

Stek raste prema višim memorijskim lokacijama, a registar SP ukazuje na prvu slobodnu memorijsku lokaciju. Procesor nema mogućnost obrade prekida.

a) Projektovati deo operacione jedinice procesora koja je potrebna da se izvrši (FETCH + ADDR + EXEC) instrukcija ADD 1010h.

b) Dati su početni sadržaji registara i indikatora PC = 1000h, SP = 3000h, ACC = 0001h, R0 = 0002h, R1 = 000Ah, R2 = 10A2h, R3 = FAE3h, N = 0, Z = 0, V = 0 i C = 0. Indikatori statusne reči na koje instrukcija ne utiče treba da ostanu nepromenjeni. Izvršiti 7 sukcesivnih naredbi i za svaku naredbu odrediti sledeće: u fazi čitanja instrukcije – memorijske adrese sa kojih je pročitana instrukcija, sadržaj registra IR, instrukciju koja je pročitana i nov sadržaj registra PC; u fazi određivanja adrese operanda i čitanja operanda – memorijske adrese sa kojih je pročitana adresa operanda, memorijske adrese sa kojih je pročitan operand, vrednost operanda i novi sadržaj registara opšte namene koji su u ovoj fazi promenjeni; u fazi izvršavanja operacije – memorijske adrese kojima se u ovoj fazi pristupa, sadržaj akumulatora A i indikatora N, Z, V i C nakon izvršavanja instrukcije i novi sadržaj registara i memorijskih lokacija koji su u ovoj fazi promenjeni.

Sadržaj dela memorije iz postavke zadatka

LOKACIJA:	000Ah	000Bh	000Ch	000Dh	000Eh	000Fh	0010h	0011h	0012h	0013h
SADRŽAJ:	10h	01h	00h	C1h	21h	77h	11h	00h	0Ah	83h
LOKACIJA:	1000h	1001h	1002h	1003h	1004h	1005h	1006h	1007h	1008h	1009h
SADRŽAJ:	60h	42h	00h	0Ch	00h	41h	41h	20h	0Bh	10h
LOKACIJA:	100Ah	100Bh	100Ch	100Dh	100Eh	100Fh	1010h	1011h	1012h	1013h
SADRŽAJ:	E1h	43h	40h	61h	40h	C0h	06h	F0h	01h	52h
LOKACIJA:	1014h	1015h	1016h	1017h	1018h	1019h	101Ah	101Bh	101Ch	101Dh
SADRŽAJ:	21h	F0h	00h	00h	0Ch	E2h	21h	B8h	10h	13h