ОРТ2/К3 Јул 2022

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.

Садржај дела меморије из поставке задатка
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
САДРЖАЈ:	21h	F0h	00h	00h	0Ch	E2h	21h	B8h	10h	13h

Решење

Кодови операција

Операциона јединица

Овај задатак није решен. Помозите SI Wiki тако што ћете га решити.

Меморија

Р.Б.	Адресе са којих је прочитана инструкција	IR_31..24 [h]	IR_23..16 [h]	IR_15..8 [h]	IR_7..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 прочитан операнд	Операнд
1
2	000Ch, 000Dh	C100h
3
4
5		0002h
6
7		F006h

Р.Б.	Адресе којима се приступа у фази извршавања	A [h]	N	Садржај промењених регистара и меморијских локација [h]
1	3000h, 3001h	0001h	0	MEM[3000h] = 01h, MEM[3001h] = 00h, SP = 3002h
2		C101h	1
3		C101h	1	R1 = C101h
4		C101h	1	PC = 100Bh
5		0004h	0
6	3000h, 3001h	0001h	0	SP = 3000h
7		F006h	1