[
  {
    "content": "Strona 1Programowanie w języku asembleraProgramowanie w języku asemblera niewiele różni się od programowania w językach wysokiego poziomu. Podstawowa różnica polega na konieczności korzystania ze znacznie uboższego zestawu instrukcji. W językach asemblera brak np. instrukcji strukturalnych bądź instrukcji pozwalających w prosty sposób zapisać obliczanie wyrażenia arytmetycznego. Jednakże wszystko co możemy zapisać w językach wysokiego poziomu z pewnością można też zapisać używając instrukcji asemblera. Można także zrobić wiele działań niemożliwych do zapisania w językach wysokiego poziomu. Programista piszący w języku asemblera ma pełną kontrolę nad tym co się dzieje w trakcie obliczeń w procesorze. Nie jest on także ograniczany przez różne reguły obowiązujące w językach wysokiego poziomu. Pełna kontrola i brak ograniczeń oznaczają jednak także pełną odpowiedzialność za pisany program.Pisząc program w języku asemblera posługujemy się niemal wyłącznie instrukcjami odpowiadającymi rozkazom danego procesora. Dlatego konieczne jest poznanie tych rozkazów, podobnie jak zaznajomienie się z architekturą tegoż procesora. Program w języku asemblera tworzą rozkazy oraz dane, na których te rozkazy działają. Program składa się z kolejnych linii, w każdej linii może znaleźć się jeden rozkaz lub deklaracja pojedynczej danej. Formalnie składnia linii programu jest następująca:[<etykieta>:] <rozkaz lub pseudorozkaz> [<argument>]gdzie:<etykieta> – ciąg liter i cyfr będący symboliczną reprezentacją określonego adresu<rozkaz lub pseudorozkaz> – symboliczna nazwa jednego z rozkazów procesora lub jednego z tzw. pseudorozkazów rezerwacji miejsca w pamięci na dane (RST, RPA)<argument> – liczba dziesiętna lub jedna z etykiet wprowadzonych na początku linii",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Pseudorozkazy RST i RPA pozwalają odpowiednio zarezerwować miejsce w pamięci na pojedynczą daną o ustalonej (jako argument) wartości początkowej oraz zarezerwować miejsce w pamięci na daną bez wskazywania jej wartości początkowej. Jako rozkaz może pojawić się nazwa jednego z dostępnych rozkazów. Przyjmiemy, że w procesorze maszyny W dostępnych jest 8 rozkazów wymienionych w poniższej tabeli.NazwaKodDziałanieSTP000Zatrzymanie (zakończenie) pracy programuDOD001Dodanie do akumulatora zawartości komórki pamięci wskazanej przez argumentODE010Odjęcie od akumulatora zawartości komórki pamięci wskazanej przez argumentPOB011Pobranie do akumulatora zawartości komórki pamięci wskazanej przez argumentŁAD100Załadowanie zawartości akumulatora do komórki pamięci wskazanej przez argumentStrona 2NazwaKodDziałanieSOB101Ustalenie, że kolejnym wykonywanym rozkazem będzie ten, który znajduje się w komórce pamięci wskazanej przez argument (tzw. skok bezwarunkowy)SOM110Jeżeli w akumulatorze jest liczba ujemna, jako następny będzie wykonywany rozkaz umieszczony w komórce pamięci wskazanej przez argument. Jeżeli w akumulatorze jest liczba nieujemna, jako następny zostanie wykonany rozkaz umieszczony w pamięci bezpośrednio za rozkazem SOMSOZ111Skok pod adres wskazany argumentem wykonywany tylko, gdy w akumulatorze jest 0. W przeciwnym razie jako następny zostanie wykonany rozkaz umieszczony w pamięci bezpośrednio za rozkazem SOZ",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Aby napisać program w języku asemblera trzeba najpierw stworzyć algorytm rozwiązujący określone zadanie, sprecyzować go z wykorzystaniem wyłącznie dostępnych rozkazów i wreszcie zapisać go w formie linii programu w języku asemblera. Pisanie tego typów programów zilustruję kilkoma przykładami.Przykład 1Napisać program obliczający iloczyn dwóch liczb naturalnych a i b i umieszczający wynik w komórce oznaczonej etykietą c.Pierwszym krokiem rozwiązania tego zadania jest wymyślenie odpowiedniego algorytmu. By znaleźć iloczyn dwóch liczb naturalnych a i b, wystarczy na wstępie założyć, że jest on równy 0 a następnie a-krotnie zwiększać jego wartość o b. Ilustruje to schemat blokowy na poniższym rysunku:Rysunek 1. Schemat blokowy algorytmu mnożenia",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Startc = 0a = 0 ?c = c + ba = a - 1StopPoniżej zamieszczono listing odpowiedniego programu w sytuacji, gdy zmienne a i b są równe Strona 3odpowiednio 4 i 5. Każdej operacji na schemacie zwykle będzie odpowiadać jedna lub więcej linii w tekście programu w języku asemblera. Zauważmy, że nadanie wartości początkowej zmiennej c nie jest reprezentowane za pomocą sekwencji rozkazów maszyny W ale zostało zrealizowane dzięki użyciu pseudorozkazu RST (linia 14 w kodzie). Testowanie, czy a przyjmuje wartość 0 realizuje kod umieszczony w liniach 1 i 2. Jeśli warunek jest spełniony (a = 0), należy zakończyć wykonywanie pętli, pobrać wynik do akumulatora i zakończyć program (linie 10 i 11).1.POB a2.pętla:SOZ koniec3.POB c4.DOD b5.ŁAD c6.POB a7.ODE Jeden8.ŁAD a9.SOB pętla10.koniec:POB c11.STP12.a:RST 413.b:RST 514.c:RST 015.Jeden:RST 1Zwiększenie wartości zmiennej c o wartość b realizowane jest przez rozkazy z linii 3, 4 i 5, zaś dekrementacja zmiennej a to linie 6, 7 i 8. Zauważmy, że argumentem rozkazu odejmowania (linia 7) nie jest liczba 1 (ODE 1) ale etykieta Jeden wskazująca na komórkę pamięci zawierającą jedynkę (linia 15). W naszym procesorze stosowany jest tryb adresowania bezpośredniego co oznacza, że zapis ODE 1 zostałby zinterpretowany jako chęć odjęcia od akumulatora zawartości komórki pamięci o adresie 1, tymczasem w tej komórce pamięci zostanie umieszczony rozkaz znajdujący się w drugiej linii kodu naszego programu1. Wreszcie w linii 9 wracamy na początek pętli do testowania warunku jej zakończenia.Podany program można poddać asemblacji (skompilować) i, po załadowaniu do pamięci operacyjnej, wykonać. Po jego wykonaniu w akumulatorze powinna się znaleźć końcowa wartość zmiennej oznaczonej etykietą c, czyli w tym przypadku wartość 20.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Operacje na tablicachRozkazy wymienione w tabeli na stronie 1 pozwalają zapisać wiele nawet bardzo złożonych programów operujących na różnorodnych danych. Jednakże operowanie za ich pomocą na danych tworzących złożone struktury nie jest prostym zadaniem. Wymaga to wykonania dość skomplikowanych przekształceń wykorzystujących wiedzę o położeniu i organizacji danych w pamięci komputera. Problem ten zilustruję przykładem.W pamięci komputera znajduje się n-elementowa tablica. Pierwszy element tej tablicy jest zapisany w komórce pamięci oznaczonej etykietą Tablica. Do komórki pamięci oznaczonej etykietą Suma należy wpisać sumę wszystkich n elementów tablicy.Zanim przedstawimy rozwiązanie zadania, wyjaśnijmy jak elementy tablicy są rozmieszczone w pamięci. Tablica w pamięci komputera tworzy spójny obszar, każdy kolejny element tablicy zapisany jest w kolejnej komórce tego obszaru. Na przykład czteroelementową tablicę wypełnioną Strona 4czterema kolejnymi liczbami naturalnymi zapiszemy w języku asemblera maszyny W w następujący sposób:1.Tablica:RST 12.RST 23.RST 34.RST 4Znając adres pierwszego elementu tablicy z łatwością możemy wyznaczyć położenie w pamięci (adres) któregokolwiek innego elementu tablicy. Założymy, że tablica, podobnie jak w języku C, będzie indeksowana od 0. Aby wyznaczyć adres w pamięci trzeciego elementu tablicy (czyli elementu o indeksie 2), należy do adresu początku tablicy dodać indeks odpowiedniego elementu. Jeżeli tablica rozpoczyna się od komórki pamięci o adresie 20, to trzeci element tej tablicy znajdziemy pod adresem 22 (20 + 2 = 22).",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Aby zsumować wszystkie elementy tablicy zaczniemy od wyzerowania zmiennej Suma. Następnie będziemy do zmiennej Suma w pętli dodawać wartości kolejnych elementów poczynając od pierwszego z nich, czyli tego, który znajduje się pod adresem symbolicznym reprezentowanym etykietą Tablica. W każdym kolejnym przebiegu pętli będzie dodawana wartość kolejnego elementu tablicy, czyli adres dodawanego elementu za każdym przebiegiem pętli musimy zwiększać o 1. Tego typu zadanie łatwo byłoby zrealizować posługując się rozkazami używającymi adresowania pośredniego bądź indeksowego. Wiele procesorów oferuje takie rozkazy.Na liście rozkazów naszego komputera nie znajdziemy jednak rozkazów posługujących się innymi trybami adresowania niż adresowanie bezpośrednie. Dlatego też nasze rozwiązanie będzie wymagać modyfikacji treści programu w trakcie jego działania.1.Pętla:POB n2.ODE Jeden3.SOM Koniec4.ŁAD n5.POB Suma6.Rozkaz:DOD Tablica7.ŁAD Suma8.POB Rozkaz9.DOD Jeden10.ŁAD Rozkaz11.SOB Pętla12.Koniec:POB Suma13.STP14.n:RST 415.Tablica:RST 116.RST 217.RST 318.RST 419.Suma:RST 020.Jeden:RST 1",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Za każdym przebiegiem pętli trzeba modyfikować treść rozkazu dodawania kolejnego elementu tablicy, tak aby rozkaz ten rzeczywiście za każdym razem używał adresu kolejnego elementu. Skoro elementy tablicy są zapisane w pamięci po kolei jeden za drugim, oznacza to, że, jak już wcześniej Strona 5powiedziano, w każdym przebiegu pętli musimy zwiększać adres dodawanego elementu o 1. Zadanie to realizują rozkazy umieszczone w liniach 8, 9 i 10. Do akumulatora pobierany jest z pamięci rozkaz dodawania kolejnego elementu tablicy (linia 6 w programie), zwiększany o 1 i ponownie zapisywany w to samo miejsce do pamięci. Dzięki temu, gdy rozkaz ten (z linii 6) będzie ponownie wykonywany, jego argumentem będzie już kolejny element tablicy. Należy tu wyraźnie zaznaczyć, że modyfikacja z linii 8 – 10 zmienia wyłącznie treść rozkazu z linii 6 a nie powoduje zmiany znaczenia etykiety Tablica. Jeżeli w programie w kilku rozkazach wystąpiłaby konieczność odwoływania się do kolejnych elementów tablicy w kolejnych przebiegach pętli, wszystkie te rozkazy należałoby w podobny sposób modyfikować.Zadanie sumowania elementów tablicy można zrealizować także nieco inaczej.1.Pętla:POB n2.ODE Jeden3.SOM Koniec4.ŁAD n5.POB Pob06.DOD Adres7.ŁAD Rozkaz8.POB Suma9.Rozkaz:RPA// tu jest rozkaz dodawania kolejnego elementu tablicy10.ŁAD Suma11.POB Adres12.DOD Jeden13.ŁAD Adres14.SOB Pętla15.Koniec:POB Suma16.STP17.n:RST 318.Tablica:RST 1019.RST -520.RST 321.Suma:RST 022.Jeden:RST 123.Pob0:POB 024.Adres:RST TablicaI w tym przypadku w pętli dodawane są kolejne elementy tablicy, ale nieco inaczej działa modyfikacja kodu. Rozwiązanie to przypomina rozwiązanie wykorzystujące wskaźniki w języku C. Komórka oznaczona etykietą Adres (linia 24) zawiera adres początku tablicy (jest jakby wskaźnikiem na tą tablicę). W każdym przebiegu pętli do dotychczasowej sumy dodawana jest wartość elementu tablicy wskazywanego przez wskaźnik Adres (linia 9). Aktualna wartość komórki Adres dodawana jest do kodu rozkazu POB 0 (linia 23) i wynik zapisywany w miejsce oznaczone etykietą Rozkaz (linia 9). W ten sposób uzyskujemy rozkaz dodający do akumulatora zawartość odpowiedniej komórki pamięci, tej której adres zawiera komórka Adres.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Operacje wejścia/wyjściaDotychczasowe programy nie wymieniały informacji z otoczeniem a jedynie przetwarzały dane Strona 6na wstępie umieszczone w pamięci i tam też (w pamięci) zapisywały wyniki. Programy te działałyby znacznie bardziej ogólnie i byłyby bardziej użyteczne, gdyby dane wejściowe można było wprowadzić z klawiatury a wynik działania programu wyświetlić na ekranie. Aby to jednak było możliwe, konieczne jest uzupełnienie listy rozkazów o tzw. rozkazy wejścia/wyjścia.Rozkazy wejścia/wyjściaDla zapewnienia wymiany informacji z otoczeniem należy dodać co najmniej 2 rozkazy: rozkaz wczytania pojedynczego znaku z urządzenia wejściowego (np. klawiatury) oraz rozkaz umożliwiający wyprowadzenie zawartości akumulatora na urządzenie wyjściowe (np. ekran). Argumentami obydwu tych rozkazów będzie numer urządzenia, którego dotyczy rozkaz. Przyjmiemy, że standardowe urządzenie wejściowe (klawiatura) oznaczone jest numerem 1, zaś standardowe urządzenie wyjściowe oznaczone jest numerem 2. Rozkaz wczytywania znaku nazwiemy WPR (wprowadź znak). Po wczytaniu kod wczytanego znaku zostaje umieszczony w akumulatorze. Rozkaz wyprowadzania znaku (WYP) wypisze znak, którego kod jest w akumulatorze, na urządzenie wyjściowe o podanym numerze. Wykorzystując te rozkazy można na przykład napisać program kopiujący na urządzenie wyjściowe znaki wprowadzone na klawiaturze. Program w pętli wczytuje znak i wypisuje go na standardowe wyjście. Sygnałem do zakończenia programu może być wprowadzenie jakiegoś umówionego znaku kończącego. U nas takim znakiem będzie spacja. Poniżej znajduje się kod tego programu.1.Pętla:WPR 12.ODE Spacja3.SOZ Koniec4.DOD Spacja5.WYP 26.SOB Pętla7.Koniec:STP8.Spacja:RST 32",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Zwykle programy obliczeniowe jako danych wejściowych nie potrzebują pojedynczych znaków ale liczb zapisanych w postaci ciągu cyfr. Także wyniki liczbowe należałoby wyświetlać jako ciągi cyfr dziesiętnych. Oznacza to konieczność konwersji wczytanych ciągów cyfr do postaci liczby oraz oraz odwrotnej zamiany liczby zapisanej binarnie na odpowiednią sekwencję cyfr dziesiętnych. Wydaje się, że najlepiej będzie, jeśli zadania te zostaną zrealizowane w postaci specjalnych podprogramów.PodprogramyKorzystanie z podprogramów oznacza konieczność dodania kolejnych kilku rozkazów do naszego procesora. Rozkaz skoku do podprogramu SDP podobnie do zwykłego skoku powoduje przejście do wykonywania rozkazu, którego adres jest argumentem rozkazu SDP. Dodatkowo jednak na stosie zapisywana jest zawartość licznika rozkazów (tzw. ślad). Dzięki zachowaniu śladu na stosie możliwy jest powrót do wykonywania następnego rozkazu po rozkazie SDP w momencie, gdy zakończono wykonywanie podprogramu. Powrót ten realizuje rozkaz PWR. Ponadto wprowadzimy jeszcze 2 rozkazy związane ze stosem: DNS – dopisujący zawartość akumulatora na szczyt stosu oraz PZS zdejmujący wartość ze szczytu stosu i zapisujący ją w akumulatorze. Rozkazy te często są używane do przekazywania parametrów między programem wywołującym a podprogramem. Poniżej przedstawiono podprogram obliczający kwadrat danej liczby. Liczba, której kwadrat chcemy znaleźć powinna najpierw zostać umieszczona w akumulatorze. Także w Strona 7akumulatorze podprogram zwróci wynik.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "1.SDP kwadrat// obliczamy kwadrat liczby zapisanej w akumulatorze2.STP// po wykonaniu podprogramu wynik w akumulatorze, kończymy program3.kwadrat:ŁAD liczba// tu zaczyna się podprogram, parametr zachowany w zmiennej liczba4.SOM ujemna// gdy ujemna, obliczamy kwadrat z jej wartości bezwzględnej5.SOZ zero// gdy zero, nic nie trzeba liczyć (wynikiem też jest zero), wracamy6.dodatnia:ŁAD iloczyn// nie ujemna i nie zero, więc dodatnia; pierwszy przebieg pętli7.ŁAD liczba// potrzebne, gdy była liczba ujemna i obliczono jej wartość bezwzględną8.pętla:ODE jeden// w każdym przebiegu pętli dekrementujemy licznik wykonań9.SOZ wracaj// gdy licznik osiągnie zero, kończymy10.ŁAD licznik// gdy nie koniec, trzeba zapamiętać licznik11.POB iloczyn// w każdym przebiegu pętli12.DOD liczba// do iloczynu dodajemy liczbę, której kwadrat liczymy13.ŁAD iloczyn14.POB licznik// a potem znów dekrementacja licznika i sprawdzenie czy nie koniec15.SOB pętla16.wracaj:POB iloczyn// na koniec wynik w zmiennej iloczyn a powinien znaleźć się w akumulatorze17.zero:PWR// i wracamy do programu głównego18.ujemna:ODE liczba// parametrem liczba ujemna, a zatem obliczamy najpierw jej wartość19.ODE liczba// bezwzględną, a potem postępujemy identycznie20.SOB dodatnia// jak z liczbą dodatnią (-a)2 = a 221.liczba:RPA// wartość parametru podprogramu22.iloczyn:RPA// wynik obliczania kwadratu liczby23.licznik:RPA// licznik przejść pętli (inicjowany identycznie jak liczba)24.jeden:RST 1Program główny (linie 1 i 2) został tu uproszczony do maksimum i sprowadza się do wywołania podprogramu obliczającego kwadrat liczby zapisanej w akumulatorze2. Treść podprogramu rozpoczyna się w linii 3. Parametr (liczba, której kwadrat chcemy policzyć) znajduje się w akumulatorze. Najpierw podprogram sprawdza z jaką wartością parametru ma do czynienia. Jeżeli jest to zero, natychmiast przechodzimy do rozkazu powrotu z podprogramu a zwracanym wynikiem jest 0. Gdy w akumulatorze znajduje się liczba ujemna, obliczana jest liczba do niej przeciwna (lub jeśli ktoś tak woli wartość bezwzględna) a następnie postępuje się identycznie jak dla liczby dodatniej. W przypadku liczby dodatniej, by wyznaczyć jej kwadrat wystarczy liczbę tę dodać do siebie określoną liczbę razy. Zadanie to realizuje pętla, której treść zapisano w liniach od 8 do 15.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Podprogram wypisywania liczby całkowitej na urządzenie wyjścioweZadanie wypisywania liczby umieszczonej w akumulatorze na urządzenie wyjściowe można zrealizować w postaci podprogramu Write o kodzie przedstawionym poniżej.1.SDP Write2.STP3.Write:ŁAD liczbaStrona 84.POB Zero5.DNS6.POB liczba7.SOM Abs8.Posit:DZI St109.MNO St1010.ŁAD tmp11.POB liczba12.ODE tmp13.DOD Znak014.DNS15.POB tmp16.DZI St1017.SOZ Kończ18.ŁAD liczba19.SOB Posit20.Abs:POB Minus21.WYP 222.POB Zero23.ODE liczba24.ŁAD liczba25.SOB Posit26.Kończ:PZS27.SOZ Wracaj28.WYP 229.SOB Kończ30.Wracaj:PWR31.Zero:RST 032.liczba:RPA33.tmp:RPA34.St10:RST 1035.Znak0:RST '0'36.Minus:RST '-'Lista rozkazów została wzbogacona o rozkazy mnożenia (MNO) i dzielenia (DZI). Podstawowym zadaniem tej procedury jest przekształcenie liczby binarnej do postaci ciągu cyfr dziesiętnych (reprezentowanych jako znaki ASCII). Konwersja ta została zrealizowana z wykorzystaniem stosu. Na stos ładowane są po kolei cyfry (zapisane z użycie kodu ASCII) będące kolejnymi resztami z dzielenia liczby binarnej przez 10. Do każdej reszty dodawany jest kod ASCII odpowiadający znakowi 0, dzięki czemu od razu dokonywana jest konwersja na znaki tego kodu. Cyfry tworzące zapis liczby generowane są zatem od końca, dzięki zastosowaniu stosu będą jednak wyprowadzane na wyjście w odwrotnej, czyli poprawnej, kolejności. W kolejnym kroku liczba zostaje podzielona przez 10 i czynności są powtarzane aż do osiągnięcia wartości 0. Wtedy ze stosu pobieramy po kolei cyfry i wypisujemy na urządzenie wyjściowe. Aby łatwo wykryć kiedy kończą się cyfry, zanim zapisywano je na stosie umieszczono tam tzw. wartownika (tu w postaci liczby 0, Strona 9zob. linie 4 i 5 w kodzie podprogramu). Pobranie ze stosu wartownika powoduje zakończenie wypisywania cyfr na wyjście i tym samym oznacza zakończenie podprogramu.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Także podczas wczytywania liczby dokonywana jest konwersja kolejnych tworzących ją znaków na odpowiednią postać binarną. Zadanie to realizuje procedura Read. Czyta ona kolejne cyfry tworzące zapis liczby naturalnej i konwertuje na postać binarną aż do natrafienia na znak inny niż cyfra. Po wykonaniu wczytana liczba znajduje się w akumulatorze. Kod wczytywania liczby pozostawiamy czytelnikowi do analizy.1.SDP Read2.STP3.Read:POB Zero4.Wróć:ŁAD Liczba5.WPR 16.ODE Znak07.SOM Gotowe8.ODE St109.SOM Dalej10.Gotowe:POB Liczba11.PWR12.Dalej:DOD St1013.ŁAD Cyfra14.POB Liczba15.MNO St1016.DOD Cyfra17.SOB Wróć18.Cyfra:RPA19.Liczba:RPA20.St10:RST 1021.Zero:RST 022.Znak0:RST '0'Zadania do wykonania1. Napisać program obliczający największy wspólny dzielnik NWD dwu liczb naturalnych umieszczonych w komórkach oznaczonych etykietami A i B.2. Napisać program obliczający najmniejszą wspólną wielokrotność NWW dwu liczb naturalnych umieszczonych w komórkach oznaczonych etykietami A i B.3. Napisać program obliczający iloczyn dwu liczb naturalnych umieszczonych w komórkach oznaczonych etykietami A i B.4. Napisać program obliczający resztę z dzielenia dwu liczb naturalnych umieszczonych w komórkach oznaczonych etykietami A i B.5. Dana jest n-elementowa tablica oznaczona etykietą Tab. Napisać program sprawdzający ile razy w tej tablicy pojawia się bajt o wartości podanej w komórce Wzorzec.6. Dana jest n-elementowa tablica oznaczona etykietą Tab. Napisać program zamieniający parami elementy tej tablicy. Założyć, że n jest liczbą parzystą. Np. jeśli w tablicy były kolejno liczby 1 2 3 i 4, to po wykonaniu programu ma być 2 1 4 3.Strona 107. Dana jest n-elementowa tablica oznaczona etykietą Tab. Napisać program odwracający zawartość tej tablicy. Np. jeśli w tablicy były kolejno liczby 1 2 3 4 i 5, to po wykonaniu programu ma być 5 4 3 2 1.8. Dana jest n-elementowa tablica oznaczona etykietą Tab. Napisać program znajdujący wartość największego elementu tej tablicy i wpisujący ją do komórki Max.",
    "source": "Asembler.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "MINUT 2020 (2), s. 1 11 Alina MOMOT Wydziaª Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Politechnika ‘l¡ska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice Projektowanie rozkazów dla maszyny W konspekt ¢wicze« laboratoryjnych Streszczenie. Artykuª opisuje propozycj¦ przeprowadzenia ¢wicze« laboratoryjnych dotycz¡cych podstaw projektowania rozkazów dla maszyny W. Zakªada si¦ przy tym, »e uczestnicy laboratorium dysponuj¡ programowym symulatorem maszyny W oraz przyswoili ju» podstawowe wiadomo±ci na temat architektury tej maszyny, sposobu dziaªania ukªadu steruj¡cego i ogólnych zasad projektowania rozkazów. Sªowa kluczowe: maszyna W, projektowanie rozkazów, konspekt zaj¦¢. 1. Wst¦p Skutecznie przeprowadzone zaj¦cia lekcyjne powinny obejmowa¢ przede wszystkim prezentacj¦ zrozumienia materiaªu przez ucznia. Wymaga to od uczniów kierowania si¦ celem uczenia si¦ i pogª¦biania rozumienia omawianego materiaªu. Prezentacja taka stanowi dowód zrozumienia tre±ci i nabycia umiej¦tno±ci zawartych w celu uczenia si¦ [5]. Dlatego te» bardzo wa»ne jest, aby zarówno ucze«, jak i nauczyciel znali ten cel i zmierzali w jego kierunku. Równie wa»ne jest okre±lenie i przygotowanie odpowiednich kryteriów sukcesu oraz odpowiednie zwi¦kszanie stopnia trudno±ci realizowanych zada« w zale»no±ci od mo»liwo±ci danego ucznia. Jak pisz¡ autorki ksi¡»ki Cele uczenia si¦. Jak pomóc uczniom zrozumie¢ ka»d¡ lekcj¦ (zob. [5], s. 76): Bardzo wa»ne jest tutaj rozró»nienie celu uczenia si¦ i oceny. Nie chodzi nam o to, »e oceny nie s¡ wa»ne. Uwa»amy jednak, »e kiedy nauczyciele zach¦caj¡ uczniów do uczenia si¦ na konkretny stopie«, a nie do opanowania materiaªu, który spowoduje wystawienie takiego stopnia, ograniczaj¡ mo»liwo±ci swoich uczniów.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Zach¦canie uczniów do samodzielno±ci jest kluczowym elementem procesu uczenia si¦. Potrzeb¦ samodzielno±ci w zdobywaniu wiedzy zauwa»ano ju» w ubiegªym wieku. Jak pisze bowiem w wydanej w 1938 roku ksi¡»ce Ignacy Schreiber (zob. [7], s. 8 9): ucze« naprawd¦ musi wprawi¢ si¦ w samodzielne zdobywanie wiedzy i nauczy¢ si¦ samodzielnie osi¡gni¦tymi ju» wiadomo±ciami operowa¢. W przeciwnym bowiem wypadku przyjmuje gotow¡ potraw¦ ju» pokrajan¡ i przygotowan¡ ostatecznie do spo»ycia, ale mo»e j¡ tylko poªkn¡¢ i w miar¦ nabywanej wprawy coraz to lepiej poªyka, nie mo»e jej jednak strawi¢; i nigdy nie nauczy si¦ samodzielnie swych potraw przyrz¡dza¢. W ksi¡»ce tej autor zwraca równie» uwag¦ na problem przywi¡zywania przez uczniów nadmiernej wagi do otrzymywanych ocen (zob. [7], s. 96): Ucze« widzi w nauce nie warto±ci istotne a tylko mo»liwo±¢ uzyskania tych czy innych stopni, za którymi idzie patent. Ten ±wistek papieru, któremu ustawa nadaªa moc prawn¡, jest wytyczn¡ jego dziaªania. Z nielicznymi wyj¡tkami dziecko nie chce posi¡±¢ wiedzy [...]. W zasadzie uczniowi chodzi o dodatni stopie« i za niego, pobawmy si¦ w paradoks, gotów zrzec si¦ caªej wiedzy. Autor stawia dalej tez¦, »e w zwi¡zku z tym jako jeden z najwa»niejszych ±rodków nauki ucze« widzi ±ci¡ganie, za±: To absurdalne stanowisko jest naturalnym wynikiem uto»samienia nauki z ocen¡, uzale»nieniem warto±ci intelektualnych od praktycznych celów. Dodaje te», »e: Mo»na zapatrywanie to zwalcza¢, je»eli kto± lubi donkiszoteri¦ i walk¦ z wiatrakami, ale jest ono racjonalne z punktu widzenia dzieci, a ojcami jego jeste±my my sami, pedagogowie, którzy oddzielili±my si¦ od dusz dzieci¦cych murem naszego systemu not i kar (zob. [7], s. 96).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Bior¡c pod uwag¦ powy»sze rozwa»ania, mo»na stwierdzi¢ zatem, »e w procesie skutecznego uczenia kluczowe jest tzw. ocenianie ksztaªtuj¡ce (ang. formative assessment). Termin ten wprowadziª do edukacji w latach 70. ubiegªego stulecia Benjamin Samuel Bloom [1], wskazuj¡c jako gªówn¡ cech¦ oceniania ksztaªtuj¡cego informacj¦ zwrotn¡, która ma pomóc uczniowi si¦ uczy¢ oraz umo»liwi¢ nauczycielowi doskonalenie techniki nauczania. Pod koniec lat 90. ubiegªego wieku Brytyjskie Stowarzyszenie Bada« Edukacyjnych powoªaªo specjalny zespóª pracuj¡cy nad szkolnym ocenianiem, za± po roku 2000 ocenianie ksztaªtuj¡ce staªo si¦ wa»nym przedmiotem bada« naukowych. Prof. John Hatti z Nowej Zelandii, podsumowuj¡c w 2009 roku wyniki 1287 bada« edukacyjnych, stwierdziª, i» wpªyw informacji zwrotnej przekazywanej uczniowi jest silniejszy ni» inne mo»liwe do zastosowania sposoby oddziaªywania nauczyciela na ucznia [3]. W ksi¡»ce Ucz¦ (si¦) w szkole Danuta Sterna stwierdza (zob. [8], s. 17): w ocenianiu ksztaªtuj¡cym staramy si¦, aby uczniowie byli gotowi wzi¡¢ odpowiedzialno±¢ za swój proces uczenia si¦, aby bardziej zale»aªo im na wiedzy ni» na wynikach testów, które t¦ wiedz¦ sprawdzaj¡. Opisuje ona pi¦¢ podstawowych strategii oceniania ksztaªtuj¡cego, które mo»na stre±ci¢ w poni»szych punktach (zob. [8], s. 18 19): 1) Okre±lanie i wyja±nianie uczniom celów uczenia si¦ i kryteriów sukcesu. Z perspektywy ucznia: Lepiej si¦ ucz¦, je±li wiem po co i czego mam si¦ nauczy¢. 2) Organizowanie w klasie dyskusji, zadawanie pyta« i zada« daj¡cych informacje, czy i jak uczniowie si¦ ucz¡. Z perspektywy ucznia: Lepiej si¦ ucz¦, je±li nauczyciel rozmawia ze mn¡ o moich post¦pach i w ka»dej chwili wie, na jakim etapie nauki jestem. 3) Udzielanie uczniom takich informacji zwrotnych, które umo»liwiaj¡ im widoczny post¦p. Z perspektywy ucznia: Lepiej si¦ ucz¦, je±li nauczyciel udziela mi informacji zwrotnej, co zrobiªem dobrze, co i jak powinienem poprawi¢ i jak mog¦ si¦ dalej rozwija¢. 4) Umo»liwianie uczniom korzystania z siebie nawzajem jako zasobów edukacyjnych. Z perspektywy ucznia: Lepiej si¦ ucz¦, je±li korzystam z wiedzy i umiej¦tno±ci moich kole»anek i kolegów. 5) Wspomaganie uczniów, by stali si¦ odpowiedzialnymi autorami procesu swojego uczenia si¦. Z perspektywy ucznia: Lepiej si¦ ucz¦, gdy jestem ±wiadomy, jak przebiega proces mojego uczenia si¦ i odpowiadam za niego.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Opisan¡ wy»ej koncepcj¦ oceniania ksztaªtuj¡cego mo»na z powodzeniem stosowa¢ w procesie ksztaªcenia studentów wy»szych uczelni podczas zaj¦¢ laboratoryjnych. W odró»nieniu od wykªadów, gdzie gªównym celem jest jedynie przekazywanie okre±lonych tre±ci, zaj¦cia laboratoryjne umo»liwiaj¡ bardziej indywidualne podej±cie do studenta, poniewa» prowadzone s¡ w maªych grupach. W trakcie tego typu zaj¦¢ prowadz¡cy ma mo»liwo±¢ bezpo±redniej weryfikacji posiadanych przez studenta umiej¦tno±ci. Zakªada si¦ przy tym, »e student nie tylko ma rozwi¡zywa¢ kolejno stawiane przed nim zadania, ale nale»y wymaga¢ od niego równie» dokonywania jasnej prezentacji tych rozwi¡za«, co b¦dzie stanowi¢ dowód zrozumienia materiaªu. Poprzez wskazywanie niedoci¡gni¦¢ oraz porównanie oceny zaprezentowanego rozwi¡zania przez innych, student ma mo»liwo±¢ rozwijania swoich umiej¦tno±ci praktycznych jak równie» samodzielnej oceny swoich dokona«. Na Wydziale Automatyki, Elektroniki i Informatyki Politechniki ‘l¡skiej dla studentów kierunku informatyka od lat prowadzone s¡ zaj¦cia z przedmiotu podstawy informatyki. W ramach tych zaj¦¢ prowadzone s¡ wykªady, ¢wiczenia tablicowe oraz ¢wiczenia laboratoryjne. Podczas zaj¦¢ laboratoryjnych studenci zapoznaj¡ si¦ mi¦dzy innymi z zagadnieniami dotycz¡cymi budowy i dziaªania komputerów o architekturze von Neumanna na bardzo prostym przykªadzie maszyny W komputera wykªadowego zaprojektowanego w latach siedemdziesi¡tych ubiegªego wieku przez prof. Stefana W¦grzyna [9]. Pocz¡tkowo studenci poznawali zasady dziaªania komputera przy u»yciu fizycznej implementacji projektu [2], obecnie za± do tego celu wykorzystywany jest programowy symulator maszyny W.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Niniejszy artykuª jest prób¡ pokazania, jak mog¡ wygl¡da¢ przykªadowe zaj¦cia laboratoryjne. Podczas tych zaj¦¢ studenci b¦d¡ rozwi¡zywa¢ kolejne zadania, poznaj¡c podstawy dziaªania maszyny W w praktyce: rozpoczynaj¡c od u±wiadomienia sobie przeznaczenia i roli poszczególnych rejestrów oraz ukªadu steruj¡cego, poprzez projektowanie przesyªów mi¦dzyrejestrowych i rozkazów dla procesora, a» po u»ycie uprzednio zaprojektowanych rozkazów w krótkim programie testuj¡cym poprawno±¢ ich dziaªania. Zakªada si¦ przy tym, »e zaj¦cia te realizowane s¡ w ramach jednego spotkania trwaj¡cego 3 godziny zegarowe (czyli 4 godziny lekcyjne, jak ma to miejsce obecnie). Przy tworzeniu zaprezentowanego ni»ej konspektu wykorzystywano sugestie zawarte w ksi¡»ce Technologie informacyjno-komunikacyjne na lekcjach. Przykªadowe konspekty i polecane praktyki [6]. Autorki przedstawiaj¡ tam wskazówki jak tworzy¢ konspekty lekcji z zastosowaniem oceniania ksztaªtuj¡cego, sugeruj¡ stawianie polece« pobudzaj¡cych gª¦bokie my±lenie uczniów oraz zadawanie pyta« otwartych, daj¡c przy tym uczniom czas na ustalenia odpowiedzi. Podkre±laj¡ przy tym, i» nale»y wykorzystywa¢ w procesie uczenia bª¦dne odpowiedzi uczniów i zwracaj¡ uwag¦ na fakt, »e informacja zwrotna wi¡»e si¦ z kryteriami sukcesu (zob. [6], s. 24): okre±la, co jest dobre, co wymaga poprawy, w jaki sposób t¦ popraw¦ wykona¢ i jak post¦powa¢ dalej, a podstaw¡ uczenia si¦ jest szukanie i eliminowanie bª¦dów.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2. Konspekt ¢wicze« laboratoryjnych Zanim przejdziemy do opisu planowanego przebiegu zaj¦¢, warto okre±li¢ formalnie kilka podstawowych faktów. - Temat: Projektowanie rozkazów dla maszyny W. - Cel: praktyczne poznanie zasad dziaªania ukªadu steruj¡cego komputera w architekturze von Neumanna. - Kryteria sukcesu dla studenta: umiem opisa¢ i scharakteryzowa¢ najwa»niejsze elementy skªadowe komputera w architekturze von Neumanna, rozumiem zapisy przesyªów mi¦dzyrejestrowych w notacji nawiasowej, umiem zaprojektowa¢ przesyª mi¦dzyrejestrowy dla maszyny W, umiem sprawdzi¢ dziaªanie napisanego przesyªu w symulatorze maszyny W, rozró»niam poj¦cie przesyªu mi¦dzyrejestrowego od rozkazu procesora, umiem zaprojektowa¢ nowy rozkaz dla maszyny W, umiem przetestowa¢ dziaªanie napisanego rozkazu w symulatorze maszyny W. - Dotychczasowa wiedza i umiej¦tno±ci uczniów: zakªada si¦, »e student poznaª na wykªadzie z przedmiotu podstawy informatyki podstawowe elementy konstrukcyjne komputera, takie jak: rejestry, liczniki, jednostka arytmetyczno logiczna, ukªad pami¦ci, ukªad steruj¡cy; umie wyja±ni¢ ró»nice mi¦dzy poziomowymi i impulsowymi sygnaªami steruj¡cymi; zna poj¦cia cyklu zegarowego (taktu) oraz cyklu instrukcji; potra opisa¢ schemat budowy i zasady dziaªania komputera w architekturze von Neumanna na przykªadzie maszyny W; zna standardow¡ list¦ rozkazów maszyny W. Ponadto zakªada si¦, »e podczas ¢wicze« tablicowych student zapoznaª si¦ z notacj¡ nawiasow¡ sªu»¡c¡ do opisu przesyªów mi¦dzyrejestrowych oraz potra teoretycznie zaprojektowa¢ proste przesyªy i rozkazy dla maszyny W [4]. - Wykorzystywane narz¦dzia TIK (technologii informacyjno-komunikacyjnych) oraz cel ich zastosowania: podczas zaj¦¢ studenci korzysta¢ b¦d¡ z programowego symulatora maszyny W (dost¦pnego na Platformie Zdalnej Edukacji Politechniki ‘l¡skiej dla studentów zapisanych na kurs Podstawy Informatyki), aby lepiej zrozumie¢ dziaªanie komputera, maj¡c mo»liwo±¢ bezpo±redniego ±ledzenia zmian zawarto±ci poszczególnych rejestrów oraz pami¦ci operacyjnej w zale»no±ci od aktywowanego sygnaªu steruj¡cego.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Poni»ej przedstawiony zostanie przykªadowy przebieg zaj¦¢ laboratoryjnych. Ze wzgl¦du na przejrzysto±¢ zastosowano tu podziaª na trzy etapy. Najpierw studenci podczas dyskusji z prowadz¡cym powinni przypomnie¢ sobie, jak zbudowana jest maszyna W i jakie s¡ konsekwencje zastosowania architektury von Neumanna. Nast¦pnie studenci, pracuj¡c samodzielnie lub w parach, realizuj¡ pierwsze zadania projektuj¡ przesyªy mi¦dzyrejestrowe przy nieaktywnym ukªadzie steruj¡cym jednostki centralnej. Na ostatnim etapie studenci projektuj¡ rozkazy, zapisuj¡ je w odpowiedniej dla symulatora maszyny W notacji, a nast¦pnie testuj¡ ich dziaªanie, pisz¡c krótkie programy z u»yciem utworzonych rozkazów. Ka»dy z tych etapów jest opisany w oddzielnym podrozdziale. 2.1. Wprowadzenie przypomnienie charakterystyki maszyny W Na pocz¡tku zaj¦¢ prowadz¡cy prosi studentów o uruchomienie symulatora maszyny W (rys. 1), nast¦pnie pyta studentów o poszczególne elementy skªadowe jednostki centralnej. - Do czego sªu»y rejestr I (instrukcji)? Dlaczego jest on podzielony na dwie cz¦±ci? Dlaczego ma on wej±cie od strony magistrali danych? Dlaczego ma on wyj±cie na magistral¦ adresow¡? - Do czego sªu»y rejestr L (licznika)? Dlaczego jest on podpi¦ty tylko do magistrali adresowej? Dlaczego ma on sygnaª il (inkrementuj¡cy jego zawarto±¢)? - Jak dziaªa JAL (jednostka arytmetyczno logiczna)? Dlaczego sygnaª wej±ciowy (weja) jest sygnaªem poziomowym? Do czego sªu»y rejestr Ak (akumulator)? Jakie s¡ konsekwencje uaktywnienia sygnaªów przep, dod lub ode? - Jak dziaªa PaO (pami¦¢ operacyjna)? Do czego sªu»y rejestr A (adresowy), a do czego S (sªowa)? Dlaczego nie ma mo»liwo±ci wyprowadzenia zawarto±ci rejestru A (nie ma sygnaªu wya)? Jakie s¡ konsekwencje uaktywnienia sygnaªów czyt lub pisz? Czy s¡ to sygnaªy poziomowe czy impulsowe? Rysunek 1. Widok okna symulatora podstawowej wersji maszyny W.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W dalszej cz¦±ci studenci poproszeni zostaj¡ o odª¡czenie ukªadu steruj¡cego maszyny W (zaznaczenie opcji sterowanie r¦czne w widoku jednostki centralnej) oraz o samodzielne wprowadzenie przykªadowej, niezerowej warto±ci do rejestru L (za pomoc¡ lewego przycisku myszy w obszarze prostok¡ta wizualizuj¡cego ten rejestr w widoku jednostki centralnej). Nast¦pnie prowadz¡cy pyta, jakie sygnaªy steruj¡ce nale»y uaktywni¢, aby zrealizowa¢ przesyª (L) -> A (przesªanie zawarto±ci rejestru licznika do rejestru adresowego pami¦ci operacyjnej). Po wybraniu odpowiednich sygnaªów (wyl, wea) poprzez wskazanie ich lewym przyciskiem myszy, studenci realizuj¡ wykonanie taktu (cyklu zegarowego), wybieraj¡c odpowiedni¡ opcj¦ z menu wykonaj lub przy u»yciu przycisku F7. Warto przy tym zwróci¢ uwag¦, »e oba sygnaªy (wyl, wea) musz¡ by¢ aktywne równocze±nie w tym samym takcie, gdy» aktywacja tylko jednego sygnaªu steruj¡cego w pojedynczym takcie spowoduje powstanie bª¦du. Gdyby±my chcieli w jednym takcie aktywowa¢ jedynie sygnaª wyl, a w kolejnym sygnaª wea, przy próbie wprowadzenia warto±ci do rejestru A symulator maszyny W zgªosi komunikat o bª¦dzie: Magistrala A jest pusta. W tym momencie warto przypomnie¢ studentom i zwróci¢ uwag¦ na konsekwencje stosowania poziomowych i impulsowych sygnaªów steruj¡cych. Sygnaª wyl jest poziomowy, czyli jest aktywny przez caªy czas trwania cyklu zegarowego (taktu) i jest u»ywany przy wyprowadzaniu zawarto±ci rejestru na magistral¦. Natomiast sygnaª wea jest impulsowy, czyli jest aktywowany na ko«cu cyklu zegarowego (taktu) i sªu»y do wprowadzania warto±ci z magistrali do rejestru. Nast¦pnie prowadz¡cy zadaje studentom pytanie, co spowoduje równoczesna aktywacja sygnaªów wyl, wea, il (sygnaªy aktywujemy w tym samym cyklu zegarowym), a po chwili studenci proszeni s¡ o sprawdzenie swojej odpowiedzi przy u»yciu symulatora maszyny W. Warto równie» przypomnie¢, co si¦ stanie, gdy do aktywnych w jednym takcie sygnaªów wyl, wea, il doª¡czymy dodatkowo sygnaª czyt. Aby lepiej zobrazowa¢ t¦ sytuacj¦, prowadz¡cy mo»e poprosi¢ studentów o wypeªnienie kilku kolejnych komórek pami¦ci operacyjnej ró»nymi warto±ciami i ±ledzenie zawarto±ci rejestrów L, A oraz S podczas kilkukrotnego wykonywania taktu (F7).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Przeprowadzone eksperymenty prowadz¡cy mo»e podsumowa¢ uwag¡, aby optymalizacj¦ czasow¡ realizacji przesyªów mi¦dzyrejestrowych dokonywa¢ z odpowiednim wyczuciem i trosk¡ o poprawne wykonanie zadania, za ka»dym razem porównuj¡c otrzymane w symulatorze maszyny W wyniki z warto±ciami przewidywanymi. Nale»y przy tym uwa»nie czyta¢ zgªaszane przez symulator komunikaty. Jako przykªad prowadz¡cy mo»e wskaza¢ prób¦ jednoczesnej aktywacji sygnaªów wyl, wyad (próba wysªania na magistral¦ adresow¡ dwóch warto±ci: z rejestru licznika i z rejestru instrukcji). Wykonanie taktu w tej sytuacji poskutkuje komunikatem o bª¦dzie: Magistrala A jest ju» zaj¦ta. Nast¦pnie warto przypomnie¢ stosowane w maszynie W kodowanie liczb ujemnych w postaci zapisu uzupeªnieniowego do 2. Zastosowanie tego kodowania w architekturze 8-bitowej pozwala na zapisanie liczb z zakresu od −128 do 127. Zauwa»amy, »e warto±¢ 127 po zinkrementowaniu zmieni si¦ na −128. Prowadz¡cy mo»e poprosi¢ studentów o wprowadzenie do rejestru Ak (akumulatora) warto±ci np. 250 i zapyta¢ ich jaka jest to liczba: dodatnia czy ujemna. Prowadz¡cy zwraca uwag¦, »e wskazuj¡c prawym przyciskiem myszy dowolny rejestr w symulatorze maszyny W, mo»na zmieni¢ domy±lny tryb wy±wietlania warto±ci (u»ywaj¡c opcji Poka» jako mo»emy wybra¢ spo±ród: dziesi¦tnie bez znaku, dziesi¦tnie ze znakiem, binarnie, szesnastkowo). Wybieraj¡c binarny tryb wy±wietlania warto±ci, widzimy, »e w przypadku liczb 8-bitowych dla warto±ci 250 pierwszy od lewej bit (bit znaku) jest równy jeden. Zatem wprowadzona do akumulatora warto±¢ jest ujemna (w architekturze 8-bitowej). Na koniec pierwszej cz¦±ci zaj¦¢ prowadz¡cy prosi studentów o realizacj¦ przesyªu (Ak) -> L, czyli o przesªanie zawarto±ci rejestru Ak (warto±ci 250) do rejestru L. Dla domy±lnej, standardowej architektury maszyny W (z uwagi na fakt, »e wyj±cie Ak jest podpi¦te do magistrali danych, za± wej±cie L do magistrali adresowej) jedynym mo»liwym rozwi¡zaniem jest przesyª za po±rednictwem rejestru instrukcji. Zatem w jednym takcie nale»y uaktywni¢ sygnaªy wyak, wei, w nast¦pnym za± wyad, wel. Warto przy tym zwróci¢ uwag¦, jaka warto±¢ pojawi si¦ docelowo w rejestrze L. W rejestrze tym powinna pojawi¢ si¦ warto±¢ 26 (binarnie 11010), gdy» sygnaª wyad umo»liwia wyprowadzenie na magistral¦ adresow¡ jedynie 5 bitów z 8-bitowego sªowa (3 najstarsze bity sªowa zostaj¡ obci¦te).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W tym momencie prowadz¡cy przypomina studentom o mo»liwo±ci rozszerzenia architektury maszyny W o poª¡czenie mi¦dzymagistralowe (menu Projekt -> Opcje.. -> Skladniki -> W+), prosi o jednoczesn¡ aktywacj¦ sygnaªów wyak, sa, wel i wykonanie taktu (F7), po czy zadaje pytanie, co si¦ staªo i dlaczego. Zawarto±¢ rejestru licznika nie zmieniªa si¦, gdy» w standardowej 8-bitowej architekturze maszyny W magistrala adresowa jest w¦»sza od magistrali danych i mo»na ni¡ przesyªa¢ jedynie 5-bitowe warto±ci. Zatem nawet przy wykorzystaniu poª¡czenia mi¦dzymagistralowego maszyny W+ nie jest mo»liwe przesªanie 8 bitów sªowa z 8-bitowej magistrali danych na 5-bitow¡ magistral¦ adresow¡. 2.2. Projektowanie przesyªów mi¦dzyrejestrowych Drug¡ cz¦±¢ zaj¦¢ stanowi praca wªasna studentów realizuj¡cych podane przez prowadz¡cego przykªadowe przesyªy mi¦dzyrejestrowych. Ka»demu ze studentów prowadz¡cy zadaje do zaprojektowania dwa przesyªy. Jeden z nich jest prostym, kilkutaktowym przesyªem, mo»liwym do wykonania w architekturze maszyny W. Drugi z nich jest bardziej skomplikowany i wymaga rozszerzonej architektury W+. Kilka przykªadowych propozycji przesyªów to: 1) ((Ad)) -> Ak oraz (Ak) -1 -> 0, 2) ((L)) -> Ak oraz |(Ak)| -> (2), 3) (Ak) -> (L) oraz ((Ad) + 1) -((Ad)) -> Ak, 4) (Ak) -((L)) -> Ak oraz (Ad) -(Ak) -> 1, 5) (Ak) -> (Ad) oraz ((Ad)) + ((Ad) + 1) -> 0, 6) 3 *(Ak) -> Ak oraz (0) + (1) -> (Ad), 7) 0 -> (Ad) oraz |(0)| -> (1), 8) (Ak) -> 0 oraz ((Ad)) + 1 -> (0).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Po podaniu zada« warto przedyskutowa¢ ze studentami kwesti¦ interpretacji tre±ci (zadania podawane s¡ w notacji nawiasowej). Wa»ne jest, aby ka»dy z uczestników laboratorium dobrze zrozumiaª tre±¢ swojego zadania. Prowadz¡cy mo»e zapyta¢ wybranych studentów o tre±¢ konkretnych zada«, podaj¡c przykªady jak poni»ej. - Co oznacza zapis (Ak) -> S? - Jak nale»y interpretowa¢ zapisy (Ad) -> Ak, ((Ad)) -> Ak oraz (((Ad))) -> Ak? - Jak nale»y interpretowa¢ zapisy (Ak) -> (Ad) oraz (Ak) -> ((Ad))? - Co stanowi bª¡d w zapisie (Ak) -> Ad? - Dlaczego zapis Ak -> Ad jest niepoprawny? Prowadz¡cy zwraca równie» uwag¦ studentów, »e w tre±ciach zada« czasami, prócz nazw rejestrów, pojawiaj¡ si¦ konkretne warto±ci liczbowe. Prowadz¡cy przypomina, »e zawarto±ci poszczególnych rejestrów nie s¡ okre±lone, zatem odpowiednie warto±ci liczbowe nale»y wypracowa¢ (nie mo»na r¦cznie wpisywa¢ potrzebnych warto±ci do rejestrów maszyny W). Przy tej okazji mo»na przypomnie¢, jak uzyska¢ na przykªad warto±¢: - zero, jako realizacj¦ przesyªu (Ak) -(Ak) -> Ak; - jeden, jako realizacj¦ przesyªu 0 -> L, a nast¦pnie (L) + 1 -> L. Studenci powinni te» pami¦ta¢ o mo»liwo±ci skorzystania z ró»nicy kolejnych warto±ci licznika, przed i po jego inkrementacji. W kontek±cie pojawiaj¡cych si¦ liczb w zapisie nawiasowym warto te» zapyta¢ o interpretacj¦ poni»szych zapisów. - Co oznaczaj¡ zapisy: 1 -> Ak, (1) -> Ak, ((1)) -> Ak? - Co oznaczaj¡ zapisy: (Ak) -> 1, (Ak) -> (1), (Ak) -> ((1))? Studenci proszeni s¡ o samodzieln¡ prac¦ przy projektowaniu przesyªów mi¦dzyrejestrowych z u»yciem sterowania r¦cznego w symulatorze maszyny W, natomiast prowadz¡cy, podchodz¡c do kolejnych stanowisk laboratoryjnych, sprawdza wyniki ich prac. Ka»dy ze studentów powinien pokaza¢ prowadz¡cemu swój projekt i potra uzasadni¢ wybór aktywacji konkretnych sygnaªów steruj¡cych w poszczególnych taktach rozwi¡zania. Je±li studenci zako«czyli ju» prac¦ nad swoim projektem i czekaj¡ na ocen¦ ich rozwi¡zania przez prowadz¡cego, powinni zosta¢ zach¦ceni do skonsultowania swoich rozwi¡za« z innymi oczekuj¡cymi. Prowadz¡cy mo»e równie» zach¦ci¢ studentów do cichej dyskusji w maªych grupach i dzielenia si¦ swoimi spostrze»eniami z innymi. Mo»na te» zasugerowa¢ oczekuj¡cym studentom, aby zacz¦li przygotowywa¢ si¦ do kolejnej cz¦±ci laboratorium, której celem jest projektowanie rozkazów (studenci mog¡ pozna¢ wcze±niej tre±ci swoich zada«).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.3. Projektowanie rozkazów oraz testowanie ich dziaªania Trzeci¡ i ostatni¡ cz¦±¢ zaj¦¢ laboratoryjnych stanowi praca wªasna studentów realizuj¡cych podane przez prowadz¡cego przykªadowe rozkazy dla maszyny W lub rozszerzonej architektury W+. Na tym etapie zakªada si¦, »e studenci potraf¹ ju» samodzielnie zaprojektowa¢ przesyªy mi¦dzyrejestrowe stanowi¡ce tre±¢ rozkazów. Warto przypomnie¢ studentom, »e podczas projektowania rozkazu prócz zaprojektowania przesyªu trzeba te» pami¦ta¢ o poprawnym wykonaniu caªego cyklu rozkazowego ( pobierz, zdekoduj, wykonaj ). Mo»na przy tym zde niowa¢ rozkaz bezczynno±ci NOP (ang. no-operation), który nic nie robi. Musi on zawiera¢ dwa takty: 1) czyt wys wei il realizuj¡cy odczytanie tre±ci rozkazu z pami¦ci operacyjnej, przesªanie go i zdekodowanie w rejestrze instrukcji oraz równocze±nie przygotowuj¡cy adres kolejnej instrukcji w rejestrze licznika, 2) wyl wea realizuj¡cy przesªanie adresu kolejnej instrukcji do rejestru adresowego pami¦ci operacyjnej tak, aby w kolejnym takcie mo»na byªo poprawnie j¡ odczyta¢ (rozpocz¡¢ kolejny cykl instrukcji). Podkre±lamy przy tym, »e rejestr instrukcji i rejestr licznika s¡ bardzo wra»liwe na zmiany ze wzgl¦du na swoje funkcje. W trakcie caªego cyklu rozkazowego mo»na u»y¢ tylko jeden raz sygnaªu wei (sygnaª ten powinien by¢ aktywowany tylko w pierwszym takcie; ka»dorazowe u»ycie sygnaªu wei powoduje na nowo dekodowanie rozkazu, którego kod znajduje si¦ w cz¦±ci kodowej rejestru instrukcji, a wtedy jego wªa±ciwa realizacja rozpoczyna si¦ w kolejnym takcie) oraz trzeba pami¦ta¢, aby w ostatniej fazie rozkazu rejestry L i A miaªy t¦ sam¡ zawarto±¢ adresu kolejnej instrukcji. Warto przy tym wraz ze studentami omówi¢ kolejne takty kilku wybranych rozkazów ze standardowej listy rozkazów maszyny W (widocznej wybieraj¡c menu Widok -> Lista rozkazow lub przy u»yciu przycisku F10), zwracaj¡c uwag¦ zarówno na sposób podawania tre±ci rozkazu (aktywacja sygnaªów steruj¡cych, ±redniki ko«cz¡ce takty), jak i sªowa kluczowe typu ROZKAZ, ARGUMENTY, KONIEC, JE›ELI itp. Na przykªadzie rozkazu SOM warto prze±ledzi¢ mo»liwo±¢ realizacji rozkazu warunkowego.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Dobrze jest pokaza¢ studentom, jak wprowadzi¢ kolejny rozkaz na list¦ rozkazów, wybieraj¡c menu Plik -> Nowy -> Rozkaz i wpisuj¡c w nowe okno nast¦puj¡c¡ tre±¢: ROZKAZ NOP; ARGUMENTY 0; czyt wys wei il; wyl wea; Zwracamy uwag¦ na pojawiaj¡cy si¦ podczas kompilacji (prawy przycisk myszy Kompiluj lub CTRL+F9) komunikat widoczny na rysunku 2, który informuje, »e rozkaz jest ju» zde niowany na li±cie rozkazów, ale nie jest na razie dost¦pny. Mo»na zapyta¢ studentów jak rozumiej¡ ten komunikat i zasugerowa¢ im poprawn¡ odpowied¹. W tym celu przypominamy, ile rozkazów do tej pory widnieje na li±cie rozkazów i porównujemy t¦ liczb¦ z liczb¡ mo»liwych stanów, które mo»na zakodowa¢ na 3 bitach (w domy±lnej architekturze maszyny W 3 bity sªu»¡ do kodowania rozkazu, a 5 bitów do kodowania adresu). Zatem rozwi¡zanie problemu niedost¦pno±ci nowego rozkazu polega na rozszerzeniu standardowej architektury maszyny W o dodatkowy bit sªu»¡cy do kodowania rozkazu (menu Projekt -> Opcje... -> Architektura). Warto przy tym podkre±li¢, »e ten dodatkowy bit pozwala na poprawne dodanie 8 nowych rozkazów. Rysunek 2. Komunikat o bª¦dzie Na koniec cz¦±ci wst¦pnej, zanim studenci zajm¡ si¦ prac¡ samodzieln¡, warto omówi¢ jeszcze w jaki sposób mo»na testowa¢ dziaªanie rozkazów. Mo»na to zrobi¢ na dwa alternatywne sposoby: 1) poprzez obliczenie kodów rozkazów i wprowadzenie r¦czne po»¡danych warto±ci do odpowiednich komórek pami¦ci operacyjnej 2) lub za pomoc¡ krótkiego programu napisanego w j¦zyku asemblera maszyny W (menu Plik -> Nowy -> Program) i jego kompilacji (prawy przycisk myszy Kompiluj lub CTRL+F9), co powoduje wypeªnienie zawarto±ci pami¦ci operacyjnej odpowiednimi warto±ciami.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Mo»na pokaza¢ na przykªad program testuj¡cy rozkaz SOM (skok pod zadany adres, o ile zawarto±¢ akumulatora jest ujemna): POB A SOM B DOD A B: STP A: RST 10 Warto zasugerowa¢ studentom ±ledzenie zawarto±ci rejestrów maszyny podczas wykonywania tego programu w trybie pracy krokowej (nale»y przypomnie¢ studentom o potrzebie wyª¡czenia opcji sterowanie r¦czne w widoku jednostki centralnej). Mamy przy tym dwie mo»liwo±ci: wykonywanie programu rozkaz po rozkazie (menu Wykonaj -> Rozkaz lub F8) lub takt po takcie (menu Wykonaj -> Takt lub F7). Po zako«czeniu dziaªania naszego programu testowego w akumulatorze powinni±my widzie¢ warto±¢ 20 (podwojenie warto±ci zapisanej w komórce pami¦ci o adresie symbolicznym A). Mo»na teraz zmieni¢ zawarto±¢ komórki A, wpisuj¡c zamiast RST 10, np. warto±¢ RST -10 i zobaczy¢, »e po skompilowaniu i ponownym uruchomieniu programu, po zako«czeniu dziaªania programu, w akumulatorze zostaje warto±¢ -10. Jednak sposób prezentacji tej liczby zale»y od wybranego trybu wy±wietlania zawarto±ci rejestru Ak i mo»emy zobaczy¢ -10 (gdy wy±wietlamy liczb¦ ze znakiem) lub 502 (w przypadku liczby bez znaku), lub 111110110 (binarnie). Nale»y te» przypomnie¢ studentom o mo»liwo±ci realizacji rozkazów dwuargumentowych (przyjmujemy wtedy, »e nast¦pny rozkaz znajduje si¦ 2 komórki dalej za projektowanym rozkazem, natomiast komórka nast¦pna sªu»y do przekazania drugiego argumentu rozkazu). Wymagana jest wówczas dodatkowa inkrementacja zawarto±ci licznika. Z kolei w przypadku rozkazów realizowanych z zastosowaniem adresacji po±redniej bardzo wa»ne jest odpowiednie zaplanowanie tre±ci programu testuj¡cego tak, aby odpowiednio zaprezentowa¢ dziaªanie rozkazu. W przypadku testowania rozkazów warunkowych nale»y tak zaprojektowa¢ program testowy, aby mo»na byªo sprawdzi¢ dziaªanie obu wersji rozkazu. Warto te» zwróci¢ uwag¦, »e w wielu przypadkach do realizacji operacji arytmetycznych wykorzystywany jest akumulator, wi¦c (je±li nawet w tre±ci zadania nie wspomina si¦ wprost o odtwarzaniu jego warto±ci pocz¡tkowej) o ile to mo»liwe nale»y zapami¦tywa¢ i przywraca¢ jego poprzedni¡ warto±¢.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Podobnie jak uprzednio, podczas gdy studenci zaj¦ci s¡ samodzieln¡ prac¡ przy projektowaniu rozkazów i testowaniu ich poprawno±ci, prowadz¡cy podchodzi do kolejnych stanowisk laboratoryjnych i sprawdza wyniki ich prac. Ka»dy ze studentów powinien umie¢ przedstawi¢ projekt rozkazu w postaci pliku rozkazu oraz uruchomi¢ program testuj¡cy jego dziaªanie. Prowadz¡cy powinien zwraca¢ uwag¦ nie tylko na poprawno±¢ realizacji rozkazów, ale równie» na optymalizacj¦ czasow¡ ich dziaªania. Ka»dy ze studentów dostaje do zaprojektowania dwa rozkazy: jeden prostszy (dla architektury W) i jeden trudniejszy (dla rozszerzonej architektury W+). Przykªadowe rozkazy podane s¡ poni»ej: 1) NEG: -(Ak) -> Ak oraz DDP Ad: (Ak) + (((Ad))) -> Ak, 2) NEG Ad: -((Ad)) -> (Ad) oraz ŠDP Ad: (Ak) -> ((Ad)), 3) MIN Ad: min{(Ak), ((Ad))} -> Ak oraz INC: (Ak) + 1 -> Ak, 4) MAX Ad: max{(Ak), ((Ad))} -> Ak oraz INC Ad: ((Ad)) + 1 -> (Ad), 5) ABS Ad:|((Ad))| -> Ak oraz DEC Ad: ((Ad)) -1 -> (Ad), 6) PGM Ad: je»eli (Ak) < ((Ad)), to (Ad) -> L oraz DEC: (Ak) -1 -> Ak, 7) DD2 Ad (L)+1: ((Ad)) + ((L) + 1) -> Ak oraz PBP Ad: (((Ad))) -> Ak, 8) MN3 Ad: 3 *((Ad)) -> Ak oraz ŠD2 Ad (L)+1: ((Ad)) -> ((L) + 1).",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.4. Podsumowanie Zwró¢my uwag¦, »e nie zawsze studenci s¡ odpowiednio przygotowani do zaj¦¢, a czasami po prostu w wolniejszym tempie przyswajaj¡ wiedz¦. Mo»na zatem zasugerowa¢ osobom, które nie byªy w stanie doko«czy¢ realizacji wszystkich zada« w regulaminowym czasie (3 godziny zegarowe), napisanie sprawozdania zawieraj¡cego rozwi¡zania wszystkich zada« wraz z odpowiednimi komentarzami i dodatkowy kontakt mailowy lub osobisty w czasie konsultacji. Mo»na te» zaleci¢ studentom, którzy nie czuj¡ si¦ zbyt pewni w rozwi¡zywaniu prezentowanych zada«, aby w ramach zadania domowego spróbowali zrealizowa¢ pozostaªe zadania z listy zada« takie, które nie zostaªy im przydzielone podczas zaj¦¢ laboratoryjnych. Warto przypomina¢ studentom, »e studiowanie wymaga od nich samodzielno±ci w wi¦kszym stopniu ni» miaªo to miejsce w szkole ±redniej oraz aby nie zapominali o mo»liwo±ci regularnych konsultacji z prowadz¡cymi tak, aby w peªni wykorzysta¢ ich wiedz¦ w procesie nabywania nowych umiej¦tno±ci. Pami¦tajmy te» o zaleceniach opisanych w ksi¡»ce Cele uczenia si¦. Jak pomóc uczniom zrozumie¢ ka»d¡ lekcj¦. Autorki ksi¡»ki stwierdzaj¡, »e nale»y zadawa¢ uczniom zadanie domowe, które jednak nie powinno nigdy wymaga¢ nauczenia si¦ czego± nowego albo wykonania ¢wiczenia, które nie b¦dzie jasne [...]. Je±li rozwi¡zanie zadania domowego przyjdzie z du»ym trudem, oznacza to, »e utrwalone zostan¡ nie±cisªo±ci i braki w wiedzy. Uczniowie powinni uczy¢ si¦ nowych poj¦¢ i procesów podczas bie»¡cej lekcji, we wspóªpracy z nauczycielem. Zadanie domowe mo»e jednak by¢ efektywne i zosta¢ wykorzystane w zwi¡zku z celem uczenia si¦, je±li poprosimy uczniów o wykonanie w domu pracy, która poszerza to, czego dokonali±my na lekcji, aby opanowa¢ dany materiaª (zob. [5], s. 68). W podobnym tonie wypowiadaj¡ si¦ autorki ksi¡»ki Technologie informacyjno-komunikacyjne na lekcjach. Przykªadowe konspekty i polecane praktyki, które stwierdzaj¡ ponadto, »e praca domowa powinna mie¢ sens, by¢ jasna i atrakcyjna; powinna te» dawa¢ wybór i zosta¢ bezzwªocznie sprawdzona (zob. [6], s. 26). Warto te» pod koniec zaj¦¢ zada¢ studentom pytanie, w jakim stopniu przeprowadzone zaj¦cia pomogªy im w osi¡gni¦ciu sukcesu zde niowanego na wst¦pie i zasugerowa¢ im zastanowienie si¦, co byªo pomoc¡, a co przeszkod¡ w zdobywaniu nowych umiej¦tno±ci. Warto wysªucha¢ ich uwag tak, aby sam prowadz¡cy w przyszªo±ci mógª udoskonala¢ swój sposób przekazywania i wery kowania wiedzy.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Literatura 1. B.S. Bloom, J.T. Hastings, G.F. Madaus, Handbook of formative and summative evaluation of student learning, McGraw-Hill, New York 1971. 2. M. Chªopek, R. Tutajewicz, Cwiczenia laboratoryjne z Podstaw Informatyki maszyna W, skrypt uczelniany Politechniki Slaskiej nr 2062. Wydawnictwo Politechniki Slaskiej, Gliwice 1997. 3. J. Hattie, Visible learning: a synthesis of over 800 meta-analyses relating to achievement, Routledge, New York 2009. 4. A.Momot, R. Tutajewicz, Maszyna W jak zaprojektowaæ prosty rozkaz, MINUT(2019), s. 24 35. 5. C.M. Moss, S.M. Brookhart, Cele uczenia sie. Jak pomóc uczniom zrozumieæ ka¿d¹ lekcjê, Centrum Edukacji Obywatelskiej, Warszawa 2014. 6. M. Ostrowska, D. Sterna, Technologie informacyjno-komunikacyjne na lekcjach. Przykªadowe konspekty i polecane praktyki, Centrum Edukacji Obywatelskiej, Warszawa 2015. 7. I. Schreiber, Sciaga w praktyce szkolnej, Księgarnia Nauka i Sztuka, Kraków 1938. 8. D. Sterna, Ucze (sie) w szkole, Centrum Edukacji Obywatelskiej, Warszawa 2014. 9. S. Wegrzyn, Podstawy informatyki, PWN, Warszawa, 1982.",
    "source": "B-20-001 Konspekt.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "MINUT 2019 (1), s. 24–35 Alina MOMOT1, Robert TUTAJEWICZ1 1Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice Maszyna W – jak zaprojektować prosty rozkaz Streszczenie. Budowa współczesnych komputerów jest niezwykle skomplikowana, jednakże w większości przypadków ich podstawowa architektura opiera się na założeniach sformułowanych przez Johna von Neumanna, Johna W. Mauchly’ego oraz Johna Presper Eckerta w 1945 roku. Tak więc, aby zrozumieć podstawowe zasady działania komputera wystarczy prosty model komputera zaprojektowany w ten sposób, aby spełniał te założenia. W latach siedemdziesiątych ubiegłego wieku zespół pracowników Politechniki Śląskiej pod kie-rownictwem prof. Stefana Węgrzyna zaprojektował taki właśnie uproszczony model komputera wykładowego i nazwał go maszyną W. Niniejszy artykuł w skrótowy sposób opisuje budowę i spo-sób działania maszyny W oraz szczegółowo opisuje zasady projektowania prostych rozkazów dla tego modelowego komputera. W końcowej części artykułu zamieszczono również kilka przykładów zadań (projektów rozkazów) do samodzielnego wykonania wraz z rozwiązaniami.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "1. Wstęp Architektura komputera opisana przez Johna von Neumanna zakłada [2], że komputer jest urządze-niem składającym się z: • układu sterowania, którego głównym zadaniem jest pobieranie instrukcji z pamięci oraz ich se-kwencyjne przetwarzanie, • jednostki arytmetyczno-logicznej, w której przetwarzane są dane, • pamięci, w której przechowywane są dane oraz instrukcje programu, • urządzeń wejścia/wyjścia, które służą do interakcji z otoczeniem. Przy czym dwoma podstawowymi rejestrami wchodzącymi w skład układu sterowania są: • rejestr instrukcji, który przechowuje kod wykonywanego rozkazu programu, • licznik rozkazów, który przechowuje adres następnej instrukcji, która ma być wykonana w ramach programu. Autor korespondencyjny: A. Momot (alina.momot@polsl.pl). Data wpłynięcia: 07.11.2019. Maszyna W – jak zaprojektować prosty rozkaz 25 Aby przybliżyć zasady działania komputerów kolejnym pokoleniom tworzone są uproszczone modele komputerów. Przykładem tego może być między innymi Minivac 601 Digital Computer Kit – elektro-mechaniczny cyfrowy system komputerowy zaprojektowany w 1961 r. przez pioniera teorii informacji Claude’a Shannona jako zabawka edukacyjna ucząca zasad działania obwodów cyfrowych, czy też opisa-ny przez Lindę Null i Julię Lobur prosty komputer MARIE (ang. A Machine Architecture that is Really Intuitive and Easy), za pomocą którego autorki prezentują przebieg cyklu rozkazu „pobierz, dekoduj, wy-konaj” oraz pokazują sposób działania prawdziwych komputerów [4]. Autorki na stronie domowej książki udostępniają również symulator, który pozwala wykonywać programy napisane w asemblerze MARIE. W internecie dostępny jest również, na licencji BSD1, program komputerowy SPIM – symulator proce-sora MIPS (ang. Microprocessor without Interlocked Piped Stages), napisany przez profesora Jamesa R. Larus’a i zaprojektowany do uruchamiania kodu języka asemblera dla tej architektury typu RISC (ang. Reduced Instruction Set Computing) [5]. Przy tej okazji warto też wspomnieć o witrynie internetowej nand2tetris.org, która to zawiera wszystkie materiały projektowe i narzędzia programowe niezbędne do zbudowania ogólnego systemu komputerowego od podstaw.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Również na Politechnice Śląskiej w zespole kierowanym przez prof. Węgrzyna powstał, w latach sie-demdziesiątych ubiegłego wieku, projekt uproszczonego modelu komputera wykładowego mającego przy-bliżać studentom zasady działania komputerów [6]. Do dnia dzisiejszego, na wykładach z przedmiotu Podstawy Informatyki, studenci kierunku Informatyka zapoznają się na przykładzie tego modelu z pod-stawowymi zasadami działania komputerów [3]. Początkowo studenci szczegółowo poznawali te zasady ćwicząc podczas zajęć laboratoryjnych na modelu fizycznym – rzeczywistej implementacji projektu [1], aczkolwiek obecnie do ćwiczeń tych wykorzystywany jest programowy symulator maszyny W. 2. Podstawy budowy i działania maszyny W Maszyna W to uproszczony model rzeczywistego komputera zaprojektowanego przy wykorzystaniu architektury von Nemanna. Schemat podstawowej wersji maszyny W przedstawia rysunek 1. Rysunek 1. Schemat podstawowej wersji maszyny W 1Licencje BSD (Berkeley Software Distribution Licenses) zezwalają nie tylko na modyfikacje kodu źródłowego i jego rozprowadzanie w takiej postaci, ale także na rozprowadzanie produktu bez postaci źródłowej czy włączenia do zamkniętego oprogramowania, pod warunkiem załączenia do produktu informacji o autorach oryginalnego kodu i treści licencji. 26 A. Momot, R. Tutajewicz",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W schemacie maszyny W można wyróżnić kilka podstawowych składowych, takich jak: • pamięć operacyjna (PaO), wraz z wyróżnionymi rejestrami: adresu A oraz słowa S, • jednostka arytmetyczno-logiczna (JAL), wraz z wyróżnionym rejestrem Akumulatora Ak i wcho-dzącym w jego skład bitem znaku Z, • układ sterujący, w którego skład wchodzą rejestr instrukcji I oraz licznika rozkazów L. Elementy te połączone są poprzez magistralę słowową (zwaną również magistralą danych) i magistralę adresową. Przesyłanie danych miedzy tymi elementami jest sterowane za pomocą kilkunastu sygnałów binarnych zwanych sygnałami sterującymi. Aby zrozumieć działanie całego układu należy najpierw za-poznać się z działaniem każdego z elementów składowych oraz rolą, jaką pełnią poszczególne sygnały sterujące.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.1. Pamięć operacyjna Pamięć operacyjna (PaO) przechowuje program w postaci ciągu rozkazów komputera oraz dane, na których ten program jest wykonywany. W dowolnym momencie obliczeń, na życzenie procesora, pamięć udostępnia przechowywane przez siebie dane i rozkazy. Procesor ma także możliwość zapisywania w pa-mięci wyników wykonywanych przez siebie obliczeń. Pamięć składa się z komórek, z których każda przechowuje pojedyncze słowo i jest identyfikowana poprzez numer komórki nazywany adresem. Aby wykonać jakąkolwiek operację na pamięci, procesor musi zawsze podać adres komórki, której ta operacja dotyczy. Aby odczytać określoną komórkę pamięci, należy najpierw wpisać adres komórki do rejestru adre-sowego pamięci A przy użyciu sygnału wea. Aktywacja tego sygnału umożliwia wpisanie do rejestru adresowego pamięci A adresu przesyłanego magistralą adresową. W następnym kroku możliwe jest od-czytanie odpowiedniej komórki z pamięci (operację aktywuje sygnał czyt, który wprowadza do rejestru słowa S odczytaną wartość) i przesłanie odczytanej wartości na magistralę danych za pomocą sygnału wys. Aby zapisać coś w pamięci, należy najpierw wpisać adres odpowiedniej komórki pamięci w rejestrze adresowym A (sygnał wea) oraz wprowadzić do rejestru słowowego pamięci S wartość, jaka ma być zapisana w pamięci przy użyciu sygnału wes. Aktywacja tego sygnału umożliwia przesłanie zawartości magistrali danych do rejestru S. W następnym kroku należy aktywować sygnał pisz, który spowoduje zapisanie zawartości rejestru S w komórce pamięci, której adres znajduje się w rejestrze A.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.2. Jednostka arytmetyczno-logiczna Jednostka arytmetyczno-logiczna (JAL) jest elementem procesora odpowiedzialnym za wykonywanie obliczeń takich jak dodawanie, odejmowanie, suma i iloczyn logiczny lub przesunięcia bitowe. Zakłada się przy tym, że wynik obliczeń zostanie zapamiętany w rejestrze akumulatora Ak, będącym częścią składową JAL. Ponieważ jednostka arytmetyczno-logiczna w maszynie W ma tylko jedno wejście, podczas wykonywa-nia operacji dwuargumentowych pierwszy argument, potrzebny do wykonania operacji, zostaje pobrany z akumulatora. Zatem należy pamiętać, aby przed wykonaniem właściwej operacji dwuargumentowej za-dbać o odpowiednie wypełnienie akumulatora (poprzez uprzednie wprowadzenie do akumulatora wartości pierwszego argumentu planowanej do wykonania operacji). Można to zrealizować przy użyciu sygnału Maszyna W – jak zaprojektować prosty rozkaz 27 przep, który aktywuje operację przepisywania stanu wejścia JAL. Do poprawnego wykonania operacji wprowadzenia wartości argumentu do rejestru akumulatora niezbędna jest również aktywacja sygnału weja, który umożliwia wprowadzenie na wejście JAL wartości podanej na magistralę danych, oraz sygna-łu weak, który umożliwia wprowadzenie wypracowanej w jednostce arytmetyczno-logicznej wartości do rejestru akumulatora. Podsumowując, aby wypełnić rejestr akumulatora wartością podaną na magistralę danych, konieczna jest aktywacja trzech sygnałów: weja, przep oraz weak.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W najprostszej wersji maszyny W (widocznej na rysunku 1), jednostka arytmetyczno-logiczna potrafi wykonywać tylko trzy operacje: przepisywanie stanu podanego na wejście (aktywowane sygnałem przep), dodawanie arytmetyczne2 (aktywowane sygnałem dod) i odejmowanie3 (aktywowane sygnałem ode). Sy-gnał weja powoduje udostępnienie wartości będącej na magistrali danych na wejście JAL, zaś sygnał weak pozwala wynik obliczeń zapisać do rejestru akumulatora. Zawartość rejestru akumulatora można wyprowadzić na magistralę danych przy użyciu sygnału wyak. Obliczenia w JAL wykonywane są na liczbach binarnych zapisanych w kodzie uzupełnieniowym do 24. W dowolnym momencie obliczeń możliwe jest sprawdzenie, czy w akumulatorze znajduje się liczba ujem-na, czy też nieujemna. W tym celu wystarczy sprawdzić bit znaku liczby przechowywanej w akumulatorze (nazywany sygnałem stanu Z). Jeśli liczba w akumulatorze jest liczbą ujemną, bit Z będzie miał wartość jeden. W przeciwnym przypadku bit ten będzie równy zero. Układ sterujący procesora może sterować wykonywaniem obliczeń w różny sposób w zależności od stanu bitu Z.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.3. Układ sterujący Układ sterujący, na podstawie stanu maszyny W (czyli zawartości poszczególnych rejestrów, two-rzących ten układ), określa sygnały sterujące, jakie w danym momencie mają być aktywne. Rejestrami wpływającymi na działanie układu sterującego oprócz akumulatora są rejestr instrukcji I oraz rejestr licznika rozkazów L. Licznik rozkazów przechowuje adres kolejnego rozkazu do wykonania. Ponieważ najczęściej kolejne, następujące po sobie rozkazy znajdują się w kolejnych komórkach pamięci, do licznika rozkazów dodano sygnał il, którego zadaniem jest inkrementacja (czyli zwiększenie o 1) zawartości tego rejestru. Ponadto z licznikiem rozkazów związane są sygnały: wel, który aktywuje operację zapisania w rejestrze L aktu-alnej zawartości magistrali adresowej oraz wyl, który powoduje wyprowadzenie zawartości rejestru na tę magistralę. W rejestrze instrukcji przez większość czasu wykonywania rozkazu znajduje się słowo opisujące wy-konywany rozkaz. Rejestr ten można podzielić na dwie części: kodową i adresową (patrz rysunek 1). Pierwsza część rejestru przechowuje kod rozkazu, zaś druga argument. Przy czym najczęściej argumen-tem jest adres komórki, do której odwołuje się dany rozkaz, stąd też nazwa drugiej części (część adresowa) i oznaczenie symboliczne Ad. Z rejestrem instrukcji związane są dwa sygnały: wyad oraz wei. Pierwszy z nich, sygnał wyad pozwala wyprowadzić argument (zawartość części adresowej rejestru I) na magistralę adresową. Drugi, sygnał wei pozwala na przepisanie słowa opisującego rozkaz do wykonania z magistrali danych do rejestru I. Warto w tym miejscu podkreślić fakt, że szerokość (pojemność) magistrali adresowej i magistrali danych są 28 A. Momot, R. Tutajewicz różne. W przypadku najprostszej wersji maszyny W, magistralą danych można przesyłać słowa 8-bitowe, natomiast magistralą danych – słowa 5-bitowe.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.4. Sygnały sterujące: impulsowe i poziomowe Podczas analizy pracy maszyny W należy zwrócić uwagę na fakt, że układ sterujący jest układem sekwencyjnym synchronicznym, zatem wymaga do prawidłowej pracy sygnału zegarowego (taktującego). Wszystkie operacje wewnątrz jednostki centralnej jak i operacje w całym systemie odbywają się w takt sygnału zegarowego, który to sygnał powinien być doprowadzony do wszystkich elementów systemu. Czę-stotliwość sygnału zegarowego ma bezpośredni wpływ na szybkość operacji wykonywanych przez procesor, układy pamięci czy też urządzenia wejścia/wyjścia. Odwrotność częstotliwości generatora zegarowego to okres sygnału zegarowego nazywany zwykle cyklem zegarowym lub taktem zegara. Na schemacie maszyny W widocznym na rysunku 1 można wyróżnić 16 sygnałów sterujących. Sygnały te można podzielić na dwie kategorie: • sygnały impulsowe – bardzo krótkie sygnały aktywowane na koniec taktu sygnału zegarowego (wy-różnione na rysunku poprzez podkreślenie ich nazw) oraz • sygnały poziomowe – długie sygnały, aktywne przez całą długość taktu sygnału zegarowego. Sygnały poziomowe służą przede wszystkim do aktywowania operacji wyprowadzania danych zapisanych w rejestrach na magistrale, natomiast sygnały impulsowe używane są w celu wpisywania nowych da-nych do rejestrów. Wynika to z faktu iż wyprowadzając daną wartość z rejestru na magistralę musi minąć pewien czas, aby pojawiająca się na magistrali dana wartość mogła być traktowana jako wiarygodna (sta-bilny poziom napięcia). Dopiero wtedy (pod koniec taktu zegarowego) można tę daną wartość przepisać do kolejnego rejestru.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Operacje aktywowane poszczególnymi sygnałami sterującymi można opisać używając symboliki prze-syłów międzyrejestrowych5: • dla sygnałów poziomowych 1. wyl : (L) →magA – wyprowadzenie zawartości rejestru licznika na magistralę adresową, 2. wyad : (Ad) →magA – wyprowadzenie zawartości części adresowej rejestru instrukcji na magistralę adresową, 3. wyak : (Ak) →magS – wyprowadzenie zawartości rejestru akumulatora na magistralę danych, 4. wys : (S) →magS – wyprowadzenia zawartości rejestru słowa pamięci operacyjnej na magi-stralę danych, 5. pisz : (S) →(A) – wpisanie zawartości rejestru słowa S pamięci operacyjnej do komórki pamięci o adresie zawartym w rejestrze adresowym A pamięci operacyjnej, 6. czyt : ((A)) →S – wpisanie zawartości komórki pamięci o adresie zawartym w rejestrze adresowym A pamięci operacyjnej do rejestru słowa S, 7. weja : (magS) →JAL – wpisanie wartości podanej na magistralę danych na wejście jednostki artymetyczno-logicznej, 29 8. przep – przepisanie danej podanej na na wejście jednostki artymetyczno-logicznej, 9. dod – dodanie do zawartości rejestru akumulatora wartości podanej na wejście JAL, 10. ode – odjęcie od zawartości rejestru akumulatora wartości podanej na wejście JAL, • dla sygnałów impulsowych 1. wel : (magA) →L – wprowadzenie zawartości magistrali adresowej do rejestru licznika, 2. wea : (magA) →A – wprowadzenie zawartości magistrali adresowej do rejestru adresowego pamięci operacyjnej, 3. wes : (magS) →S – wprowadzenie zawartości magistrali danych do rejestru słowa pamięci operacyjnej, 4. wei : (magS) →I – wprowadzenie zawartości magistrali danych do rejestru instrukcji, 5. weak : (JAL) →Ak – wprowadzenie wypracowanej w jednostce arytmetyczno-logicznej war-tości do rejestru akumulatora, 6. il : (L) + 1 →L – inkrementacja zawartości rejestru licznika.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3. Projektowanie rozkazów Jednym z etapów projektowania procesora jest ustalenie listy rozkazów realizowanych przez dany pro-cesor oraz zdefiniowanie, dla każdego rozkazu, sekwencji działań potrzebnych do jego wykonania. Pod pojęciem projektowania rozkazu będziemy rozumieć ustalenie przebiegów sygnałów sterujących, aktywu-jących wykonanie wszystkich przesyłów międzyrejestrowych, składających się na dany rozkaz. Każdy rozkaz wykonywany jest etapami. Pierwszy etap to pobranie i zdekodowanie rozkazu. Dopiero po zakończeniu tego etapu procesor jest w stanie określić jaki rozkaz wykonuje. Oznacza to, że etap pobrania i dekodowania musi być wykonywany identycznie dla wszystkich projektowanych rozkazów. W maszynie W wykonanie tego etapu realizowane jest jako pierwsza faza rozkazu i składają się na nią sygnały: czyt (odczytanie komórki pamięci), wys (przesłanie zawartości odczytanej komórki na magistralę danych), wei (wprowadzenie odczytanej zawartości do rejestru instrukcji) i il (inkrementacja licznika rozkazów). Przy czym zakłada się, że w momencie odczytu zawartości komórki pamięci operacyjnej, w rejestrze adresowym pamięci operacyjnej A oraz rejestrze licznika znajduje się ta sama wartość – adres mającego się wykonać rozkazu. Należy też podkreślić, że w poprawnie zaprojektowanym rozkazie sygnał wei występuje zawsze tylko i wyłącznie w pierwszej fazie rozkazu (zatem przez wszystkie kolejne fazy potrzebne do zrealizowania rozkazu jego kod znajduje się w części kodowej rejestru instrukcji). W kolejnych fazach realizowane są dalsze etapy wykonania rozkazu. Są to: ustalenie adresu efektyw-nego argumentu, jego odczyt i wykonanie na nim właściwej operacji oraz przygotowanie do wykonania następnego rozkazu (zadbanie o to, aby w rejestrze adresowym pamięci operacyjnej A oraz rejestrze licz-nika znajdowała się ta sama wartość – adres kolejnego rozkazu do wykonania). Cały proces projektowania rozkazów zostanie przedstawiony na przykładzie opisanych poniżej rozkazów DOD, ŁAD oraz SOM.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3.1. Rozkaz DOD Działanie rozkazu DOD można opisać symbolicznie za pomocą przesyłu międzyrejestrowego: (Ak) + ((Ad)) →Ak. 30 A. Momot, R. Tutajewicz W wyniku działania tego rozkazu do rejestru akumulatora jednostki arytmetyczno-logicznej należy dodać zawartość komórki pamięci, której adres jest podany jako argument projektowanego rozkazu i znajduje się w części adresowej rejestru instrukcji (po pobraniu i zdekodowaniu rozkazu). Podobnie jak w przypadku każdego innego rozkazu, projektowanie rozkazu zaczniemy od fazy pobrania i dekodowania rozkazu. Najpierw należy odczytać rozkaz z pamięci i przesłać go do rejestru instrukcji oraz zwiększyć o 1 zawartość licznika rozkazów. Wykonanie tych działań wymaga uaktywnienia sygnałów czyt, wys, wei oraz il. Te właśnie sygnały będą tworzyć pierwszą fazę wykonania rozkazu dodawania. Po zdekodowaniu konkretnego rozkazu można przystąpić do realizacji charakterystycznych dla nie-go działań. W tym przypadku do akumulatora musimy dodać zawartość komórki pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Samo dodawanie musi być poprzedzone odczytaniem zawartości odpowiedniej komórki pamięci. Należy przy tym pamiętać, że przy aktywacji sygnału czyt zawsze odczytywana jest komórka, której adres znajduje się w rejestrze adresowym układu pamięci (rejestrze A). Tymczasem adres komórki, którą mamy odczytać znajduje się w części adresowej (Ad) rejestru instrukcji. Przed odczyta-niem z pamięci należy zatem przesłać zawartość rejestru Ad do rejestru A, co można zapisać symbolicznie jako (Ad) →A. Przesył taki będzie wykonany po uaktywnieniu sygnałów wyad (wyprowadzenie zawar-tości części adresowej rejestru instrukcji na magistralę adresową) i wea (zapisanie zawartości magistrali adresowej w rejestrze A układu pamięci). Te dwa sygnały (wyad i wea) tworzą drugą fazę realizacji rozkazu dodawania. Wszystkie pozostałe czynności zostaną wykonane w trzeciej fazie wykonania tego rozkazu. A będą to: – odczytanie argumentu z pamięci (aktywowane sygnałem czyt), – przesłanie go do jednostki arytmetyczno-logicznej (co wymaga sygnałów wys i weja), – wykonanie dodawania (sygnał dod) i zapisanie jego wyniku w akumulatorze (sygnał weak). Czynności te można zapisać symbolicznie jako (Ak) + ((A)) →Ak. Dodatkowo, ponieważ trzecia faza będzie ostatnią fazą realizacji rozkazu dodawania, musimy pamiętać o przesłaniu adresu następnego rozkazu do wykonania z rejestru licznika rozkazów L do rejestru adresowego pamięci A, co można zapisać symbolicznie jako (L) →A. Ten przesył zostanie zrealizowany dzięki sygnałom wyl i wea. Warto przy tym też zwrócić uwagę na pewną optymalizację działań. Z uwagi na fakt iż przesył (Ak) + ((A)) →Ak jest niezależny od przesyłu (L) →A, a transfer danych w każdym z nich zajmuje inną magistralę (odpowiednio magistralę danych i adresową), operacje związane z tymi przesyłami mogą być wykonane w tym samym takcie zegarowym. Widzimy więc, że rozkaz dodawania DOD tworzą trzy fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyad wea; 3. czyt wys weja dod weak wyl wea.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3.2. Rozkaz ŁAD Działanie rozkazu ŁAD można opisać symbolicznie za pomocą przesyłu międzyrejestrowego: (Ak) →(Ad). W wyniku działania tego rozkazu zawartość rejestru akumulatora jednostki arytmetyczno-logicznej należy wpisać do komórki pamięci, której adres jest podany jako argument projektowanego rozkazu i znajduje się w części adresowej rejestru instrukcji (po pobraniu i zdekodowaniu rozkazu). Maszyna W – jak zaprojektować prosty rozkaz 31 Jak wspomniano uprzednio pierwszy takt każdego rozkazu rozpoczyna się od fazy pobrania i dekodo-wania rozkazu. Należy zatem odczytać rozkaz z pamięci i przesłać go do rejestru instrukcji oraz zwiększyć o 1 zawartość licznika rozkazów. Wykonanie tych działań wymaga uaktywnienia sygnałów czyt, wys, wei oraz il. Te właśnie sygnały będą tworzyć pierwszą fazę wykonania rozkazu. Po zdekodowaniu rozkazu można przystąpić do charakterystycznych dla niego działań. Ponieważ ak-tywny sygnał pisz powoduje zapis wartości zapisanej w rejestrze słowa S pamięci operacyjnej do komórki pamięci o adresie zawartym w rejestrze adresowym A pamięci operacyjnej, przed wykonaniem operacji zapisu należy odpowiednio wypełnić rejestry uczestniczące w tej operacji. Zatem do rejestru S należy przesłać zawartość rejestru akumulatora, co można symbolicznie zapisać jako (Ak) →S. Przesył ta-ki będzie wykonany po uaktywnieniu sygnałów wyak (wyprowadzenie zawartości rejestru akumulatora na magistralę danych) oraz wes (zapisanie zawartości magistrali danych w rejestrze S układu pamięci). Należy także przesłać zawartość części adresowej Ad rejestru instrukcji do rejestru adresowego pamięci operacyjnej A, co można zapisać symbolicznie jako (Ad) →A. Przesył taki będzie wykonany po uak-tywnieniu sygnałów wyad (wyprowadzenie zawartości części adresowej rejestru instrukcji na magistralę adresową) i wea (zapisanie zawartości magistrali adresowej w rejestrze adresowym układu pamięci). Z uwagi na fakt iż oba przesyły (Ak) →S oraz (Ad) →A są niezależne od siebie, a transfer danych w każdym z nich zajmuje inną magistralę (odpowiednio magistralę danych i adresową), operacje związane z tymi przesyłami mogą być wykonane w tym samym takcie zegarowym. Odbywać się to będzie drugim takcie naszego rozkazu, który będą tworzyć sygnały wyak, wes oraz wyad, wea. Po wpisaniu odpowiednich wartości do rejestru słowa i rejestru adresowego pamięci operacyjnej, w ko-lejnym (trzecim) takcie należy aktywować sygnał zapisu pisz. Dodatkowo, ponieważ trzecia faza będzie ostatnią fazą realizacji rozkazu, musimy pamiętać o przesłaniu adresu następnego rozkazu do wykonania z rejestru licznika rozkazów L do rejestru adresowego pamięci A, co można zapisać symbolicznie jako (L) →A. Ten przesył zostanie zrealizowany dzięki sygnałom wyl i wea. Widzimy więc, że rozkaz ŁAD tworzą trzy fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne nastę-pujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak wes wyad wea; 3. pisz wyl wea.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3.3. Rozkaz SOM Działanie rozkazu SOM można opisać symbolicznie za pomocą przesyłu międzyrejestrowego: jeżeli Z=1, to (Ad) →L. W wyniku działania tego rozkazu zawartość części adresowej rejestru instrukcji powinna zostać wpisana do rejestru licznika, o ile tylko zawartość rejestru akumulatora jednostki arytmetyczno-logicznej jest ujemna. Oznacza to, że rozkaz ten powoduje ustalenie adresu następnego do realizacji rozkazu w zależności od zawartości akumulatora. Jeżeli w akumulatorze jest liczba nieujemna, następnym wykonywanym rozkazem ma być rozkaz znajdujący się w kolejnej komórce pamięci. Natomiast jeżeli zawartość akumulatora jest ujemna, następnym rozkazem do wykonania ma być ten, który zapisano w komórce pamięci o adresie podanym jako argument rozkazu. Jak zwykle pierwszą fazę projektowanego rozkazu tworzą sygnały czyt, wys, wei, il. Następnie należy sprawdzić, czy w akumulatorze znajduje się wartość ujemna. Jest to możliwe dzięki istnieniu odpowiednich sygnałów stanu procesora. W tym wypadku interesuje nas wartość bitu znaku Z rejestru akumulatora, 32 A. Momot, R. Tutajewicz czyli znak liczby przechowywanej w akumulatorze. Sygnał stanu Z informuje procesor czy w akumulatorze jest liczba ujemna (wtedy bit ten przyjmuje wartość 1). Rozkaz SOM jest więc rozkazem skoku warunkowego. Jeżeli Z = 1, to w akumulatorze jest liczba ujemna, a to oznacza, że należy wykonać skok, czyli przesłać do rejestrów L i A adres znajdujący się w części adresowej rejestru instrukcji, co można zapisać symbolicznie jako (Ad) →L, A. Wymaga to uaktywnienia sygnałów wyad, wel oraz wea. Warto przy tym podkreślić, że przesył (Ad) →A realizowany równocześnie z (Ad) →L wynika z optymalizacji, czyli dążenia do uzyskania pożądanego efektu w minimalnej liczbie taktów zegarowych. Zamiast więc realizować dwa przesyły: najpierw (Ad) →L, a potem (L) →A, wykorzystujemy fakt, że w obu wypadkach przesyłana jest ta sama wartość, po tej samej magistrali. Jeżeli Z = 0, to w akumulatorze jest liczba nieujemna, więc jedynie musimy zakończyć nasz bieżący rozkaz, przygotowując w rejestrze adresowym pamięci A adres kolejnego rozkazu. Adres następnego roz-kazu znajduje się w rejestrze licznika L (po wykonaniu inkrementacji w pierwszej fazie), zatem wystarczy go przesłać do rejestru A. Z tym przesyłem związane są sygnały wyl, wea. Widzimy więc, że rozkaz dodawania SOM tworzą dwie fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; Jeżeli Z=1 2. wyad wel wea; w przeciwnym przypadku 2.’ wyl wea.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "4. Zadania do samodzielnego wykonania Na zakończenie proponuje się Czytelnikowi samodzielne wykonanie kilku zadań, sformułowanych w dalszej części niniejszej sekcji, w celu utrwalenia opisywanych wyżej wiadomości i zasad projektowych. Pod treścią zadań zamieszczono ich rozwiązania w postaci opisu działania rozkazu w języku naturalnym oraz wyszczególniono nazwy niezbędnych sygnałów sterujących, które należy aktywować w poszczególnych fazach rozkazu. Przy czym sugeruje się czytelnikowi próbę samodzielnego zmierzenia się ze zrozumieniem symboliki rozkazu, wskazania aktywnych sygnałów sterujących oraz zastanowienia się nad optymaliza-cją czasową proponowanego rozwiązania, a dopiero potem, na koniec, porównanie swoich przemyśleń z gotowym (optymalnym) rozwiązaniem. 4.1. Treści zadań Zaprojektować rozkazy opisane w sposób symboliczny jako: 1. 2 ∗(Ak) →Ak, 2. 3 ∗(Ak) →Ak, 3. 5 ∗(Ak) →Ak, 4. 8 ∗(Ak) →Ak, 5. −(Ak) →Ak, Maszyna W – jak zaprojektować prosty rozkaz 33 6. ((L) + 1) →(Ad), 7. jeżeli Z = 1, to (Ak) −((Ad)) →Ak, 8. jeżeli Z = 1, to 2 ∗(Ak) →Ak, (Ad), 9. jeżeli ((Ad)) < 0, to 0 →Ak, (Ad); w przeciwnym przypadku ((Ad)) →Ak, 10. jeżeli (Ak) < ((Ad)), to (Ak) −2 ∗((Ad)) →Ak.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "4.2. Rozwiązania zadań 1. Rozkaz powinien zrealizować podwojenie zawartości akumulatora. Do jego wykonania potrzebne są 2 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak weja dod weak wyl wea. 2. Rozkaz powinien zrealizować potrojenie zawartości akumulatora. Do jego wykonania potrzebne są 3 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak weja dod weak wes; 3. wys weja dod weak wyl wea. 3. Rozkaz powinien zrealizować pięciokrotone zwiększenie zawartości akumulatora. Do jego wykonania potrzebne są 4 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak weja dod weak wes; 3. wyak weja dod weak; 4. wys weja dod weak wyl wea. 4. Rozkaz powinien zrealizować ośmiokrotne zwiększenie zawartości akumulatora. Do jego wykonania potrzebne są 4 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak weja dod weak; 3. wyak weja dod weak; 4. wyak weja dod weak wyl wea. 5. W wyniku działania rozkazu wartość zawarta akumulatorze powinna zostać zmieniona na przeciwną. Do jego wykonania potrzebne są 3 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyak weja ode weak wes; 3. wys weja ode weak wyl wea. 34 A. Momot, R. Tutajewicz",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "6. W wyniku działania rozkazu w pamięci, pod adresem podanym argumentem rozkazu, powinna zo-stać wpisana wartość zapisana w kolejnej komórce pamięci operacyjnej względem komórki pamięci, w której znajduje się dany rozkaz. Do jego wykonania potrzebne są 4 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyl wea; 3. czyt wyad wea il6; 4. pisz wyl wea. 7. Rozkaz powinien zrealizować odejmowanie od zawartości akumulatora zawartości komórki pamięci, której adres podany jest argumentem rozkazu, o ile tylko zawartość rejestru akumulatora jednostki arytmetyczno-logicznej jest ujemna. Do jego wykonania potrzebne są maksymalnie 3 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; Jeżeli Z=1 2. wyad wea; 3. czyt wys weja ode weak wyl wea; w przeciwnym przypadku 2.’ wyl wea. 8. Rozkaz powinien zrealizować podwojenie zawartości akumulatora, a następnie wyznaczoną wartość pozostawić w akumulatorze i wpisać do komórki pamięci, której adres podany jest argumentem rozkazu, o ile tylko zawartość rejestru akumulatora jednostki arytmetyczno-logicznej jest ujemna. Do jego wykonania potrzebne są maksymalnie 4 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne następujące sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; Jeżeli Z=1 2. wyak weja dod weak; 3. wyak wes wyad wea; 4. pisz wyl wea; w przeciwnym przypadku 2.’ wyl wea. 35",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "9. W wyniku działania rozkazu wartość zero należy wpisać do akumulatora i do komórki pamięci, któ-rej adres podany jest argumentem rozkazu, o ile tylko zawartość tej komórki pamięci była ujemna. W przeciwnym przypadku do akumulatora należy wpisać zawartość komórki pamięci, której adres podany jest argumentem rozkazu. Do jego wykonania potrzebne jest maksymalnie 6 faz (taktów zegara), w których muszą być aktywne odpowiednio sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyad wea; 3. czyt wys weja przep weak wyl wea; Jeżeli Z=1 4. wyak weja ode weak; 5. wyak wes wyad wea; 6. pisz wyl wea; 10. Rozkaz powinien zrealizować odejmowanie od zawartości akumulatora podwojonej zawartości ko-mórki pamięci, której adres podany jest argumentem rozkazu, o ile tylko zawartość tej komórki pamięci jest większa od wartości będącej przed wykonaniem rozkazu w akumulatorze. Do jego wykonania potrzebne są maksymalnie 4 fazy (takty zegara), w których muszą być aktywne odpo-wiednio sygnały sterujące: 1. czyt wys wei il; 2. wyad wea; 3. czyt wys weja ode weak; Jeżeli Z=1 4. wys weja ode weak wyl wea; w przeciwnym przypadku 4.’ wys weja dod weak wyl wea. Literatura 1. M. Chłopek, R. Tutajewicz, Ćwiczenia laboratoryjne z Podstaw Informatyki – maszyna W. Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej nr 2062. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1997. 2. H.H. Goldstine, The Computer: from Pascal to von Neumann. Princeton, New Jersey: Princeton University Pres, 1972. 3. K. Grochla, G. Hryń, S. Iwaszenko, P. Kasprzyk, J. Kubica, M. Widera, T. Wróbel, Wykłady z Pod-staw Informatyki profesora Stefana Węgrzyna. Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej nr 2321. Wy-dawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003. 4. L. Null, J. Lobur, Struktura organizacyjna i architektura systemów komputerowych. Helion, Gliwice, 2004. 5. D.A. Patterson, J.L. Hennessy, Computer Organization and Design: The Hardware/Software Inter-face, wydanie piąte, Elsevier Morgan Kaufmann, Oxford, 2014. 6. S. Węgrzyn, Podstawy informatyki. PWN, Warszawa, 1982.",
    "source": "C-19-004_Maszyna.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "MINUT 2020 (2), s. 136 148ISSN 2719-3063Robert BRZESKI1[0000 −0001 −7127 −0989]1Wydziaª Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Politechnika ‘l¡ska, ul. Akademicka 16, 44-100 GliwicePrawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny Wcz.2Streszczenie. Artykuª ten stanowi kontynuacj¦ tematyki rozpocz¦tej w artykule `Prawidªowetworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1'. W bie»¡cym artykule przedstawiony jestkolejny zestaw bª¦dów popeªnianych przez studentów. Tym razem s¡ to bª¦dy zwi¡zane z bardziejdogª¦bn¡ wiedz¡ lub takie które mimo wszystko na zaj¦ciach si¦ pojawiaj¡. W tym artykule s¡ onezebrane w jeden zbiór, wraz z krótkim omówieniem problemu i przedstawieniem rozwi¡za« prawi-dªowych. Podsumowaniem jest spis opisanych tu bª¦dów popeªnianych przez studentów. Artykuªten mo»e stanowi¢ wi¦c nie tylko uzupeªnienia wiedzy dotychczas posiadanej, ale tak»e swego ro-dzaju list¦ kontroln¡ podczas praktycznej implementacji rozkazów asemblerowych dla Maszyny W.Sªowa kluczowe: rozkaz, asembler, Maszyna W.1. Wprowadzenie do implementacji rozkazów dla Maszyny WBie»¡cy artykuª, jako kontynuacja tematyki zawartej w publikacji `Prawidªowe tworzenie rozkazówasemblerowych dla Maszyny W cz.1' [6], jest przeznaczony dla studentów maj¡cych styczno±¢ lub chc¡-cych poszerzy¢ swoj¡ wiedz¦ z zakresu projektowania rozkazów dla Maszyny W. Zagadnienie to poruszanejest mi¦dzy innymi na wydziale Automatyki Elektroniki i Informatyki Politechniki ‘l¡skiej, w ramachprzedmiotu Postawy Informatyki. Poj¦cie Maszyny W odnosi si¦ do idei konstrukcji i dziaªania uprosz-czonego komputera. Zawiera on w sobie podstawowe, najwa»niejsze elementy maszyny cyfrowej, zgodnejz obecnie powszechnie u»ywan¡ architektur¡ von Neumanna. Na prowadzonych zaj¦ciach, w szczególno±cipodczas laboratorium, studenci u»ywaj¡ Maszyny W, w postaci programowego symulatora [Rysunek 1].Na zaj¦ciach z tego przedmiotu zadaniem studenta jest zaimplementowanie przy u»yciu mikrosygnaªówrozkazu asemblerowego, zgodnie z otrzyman¡ tre±ci¡ opisuj¡c¡ co dokªadnie dany rozkaz ma realizowa¢.Przed implementacj¡ rozkazu mo»na utworzy¢ jego projekt w postaci algorytmu, zapisanego w dowol-ny sposób (np. sªownie lub przy u»yciu schematu blokowego, lub za pomoc¡ poszczególnych przesyªówpomi¦dzy rejestrami lub pami¦ci¡). Taki rozkaz wykonywany jest w kilku osobnych cyklach procesorazwanych taktami. W ka»dym takcie nale»y umie±ci¢ odpowiedni zestaw sygnaªów mikrosteruj¡cych i za-ko«czy¢ go znakiem reprezentuj¡cym koniec taktu. Dla obecnie u»ywanego na laboratorium symulatoraAutor korespondencyjny: R. Brzeski (Robert.Brzeski@polsl.pl).Data wpªyni¦cia: 01.10.2020.Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.2",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "137 jest to ±rednik. Implementacja rozkazu na dost¦pnym symulatorze realizowana jest w oknie, dost¦pnympo wybraniu z menu Plik →Nowy →Rozkaz, w nast¦puj¡cej postaci [6]:// Dwa znaki uko±nika oznaczaj¡ komentarz. Jest on opcjonalny ale warto tu wpisa¢ tre±¢ rozkazu którab¦dzie implementowana.ROZKAZ nazwaRozkazu;Nast¦pnie trzeba umie±ci¢ prede niowane sªowo `ROZKAZ' oraz wªasn¡ nazw¦ implementowanegorozkazu. Caªo±¢ trzeba zako«czy¢ ±rednikiem.Argumenty liczbaArgumentów;Kolejn¡, tym razem opcjonaln¡ cz¦±ci¡ jest wpisanie liczby argumentów obsªugiwanych przez im-plementowany rozkaz. Warto±ci¡ domy±ln¡ jest jeden.czyt wys wei il;Pierwszy takt rozkazu. Jest on zawsze taki sam nie mo»na tu nic doda¢ ani niczego pomin¡¢. Dlakazdego rozkazu skªada si¦ z zestawu tych samych czterech mikrosygnaªów.Kolejne takty zestawy mikrosygnaªów;Ka»dy takt trzeba zako«czy¢ ±rednikiem.Rysunek 1. Widok okna symulatora Maszyny W, w wersji W+Tak zaimplementowany rozkaz, mo»na skompilowa¢ poprzez wybranie opcji Kompiluj z menu dost¦p-nego po naci±ni¦ciu prawego przycisku myszy na oknie rozkazu.Wykorzystanie skompilowanego rozkazu najcz¦±ciej odbywa si¦ poprzez u»ycie go i wykonanie w pro-gramie, napisanym w j¦zyku asemblera Maszyny W, czyli zestawie tego typu rozkazów [6].",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "138R. BrzeskiAby móc u»y¢, uruchomi¢ napisany rozkaz, musi on by¢ dost¦pny na li±cie rozkazów Maszyny W,menu: Widok →Lista rozkazów. Aby skompilowany rozkaz znalazª si¦ na tej li±cie, musz¡ by¢ zmienionedomy±lne ustawienia, w menu: Projekt →Opcje →Liczba bitów kodu - trzeba zmieni¢ warto±¢ ztrzy na cztery. Na trzech bitach mo»na zakodowa¢ 8 warto±ci, czyli tyle ile jest ju» w Maszynie W rozkazówprede niowanych. Na czterech bitach mo»na zakodowa¢ 16 ró»nych warto±ci, które b¦d¡ reprezentowa¢kody poszczególnych rozkazów - w ten sposób do symulatora Maszyny W, mo»na doda¢ 8 kolejnychrozkazów.W trakcie kompilowania rozkazów zostanie zrealizowana wst¦pna kontrola skªadniowa zaimplemen-towanego rozkazu. Je»eli kompilator znajdzie bª¡d, to uzyskamy odpowiedni komunikat zwrotny. Je»elikompilator b¦dzie w stanie skompilowa¢ rozkaz, to zostanie on dodany do listy dost¦pnych rozkazów:Widok →Lista rozkazów.W ramach laboratorium student b¦dzie miaª mo»liwo±¢ wdro»enia wiedzy teoretycznej w czasie imple-mentacji zadanych rozkazów asemblerowych. Tre±¢ zada« do wykonania b¦dzie przedstawiona w postaciopisu sªownego lub w formie skróconej przy u»yciu: nazw rejestrów (reprezentowanych przez skróty li-terowe), nawiasów, wykonywanych operacji lub warunków i wykonywanego przesyªu (przesyªu warto±cipomi¦dzy rejestrami lub pami¦ci¡). Przesyª reprezentowany przez znak `→' oznacza, »e warto±¢ uzyskanapo lewej stronie →jest przesyªana w miejsce wskazywane po prawej stronie →. Skróty literowe ozna-czaj¡ poszczególne rejestry. W najprostszej sytuacji np.: (A) →B oznacza, »e warto±¢ rejestru A nale»yprzesªa¢ do rejestru B [6].Wa»ne jest, aby utworzony rozkaz nie tylko dziaªaª prawidªowo, czyli realizowaª postawione przednim zadanie i byª mo»liwy do u»ycia w programie, ale tak»e wa»ne jest, aby byª optymalny, czyli byªwykonywany w najmniejszej mo»liwej liczbie taktów (cyklów) procesora.Podobnie jak w poprzednim artykule [6], tak i w tym zakªada si¦, »e czytelnik posiada podstawow¡wiedz¦ teoretyczn¡ na temat Maszyny W [1 6] i poprzez bie»¡cy artykuª chce poszerzy¢ j¡ o elementypraktycznych podpowiedzi i dodatkowych wyja±nie« z zakresu implementacji rozkazów. Pami¦ta¢ tak»enale»y, »e jedynie samodzielna realizacja zada« pozwala w peªni zrozumie¢ zale»no±ci pomi¦dzy elemen-tami tematyki zwi¡zanej z Maszyn¡ W. Kopiowanie rozwi¡za« od `s¡siada' nie skutkuje kopiowaniemumiej¦tno±ci ani wiedzy, a co najwy»ej kopiowaniem bª¦dów tam istniej¡cych. Artykuª ten jest efektemkilkunastoletnich do±wiadcze« autora w prowadzeniu zaj¦¢ z Podstaw Informatyki, a przedstawione wrozdziale 2 nieprawidªowo±ci w trakcie tworzenia rozkazów, s¡ oparte na faktycznie popeªnianych przezstudentów bª¦dach.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2. Przykªady bª¦dów przy implementacji rozkazówW bie»¡cym rozdziale zostan¡ zaprezentowane przykªady implementacji nieprawidªowych, wraz z ichomówieniem oraz przedstawieniem rozwi¡zania prawidªowego.2.1. Bª¡d zwi¡zany z brakiem zrozumienia liczby nawiasów wokóª rejestru.Omówienie zagadnienia:Nawiasy wyst¦puj¡ wokóª skrótów literowych rejestru. Liczba nawiasów ma kluczowe znaczenie. Ina-czej jest rozumiana po lewej, a inaczej po prawej stronie przesyªu. Wyja±nienie liczby nawiasów przed-stawione jest na przykªadowym rejestrze o nazwie R [6]:W zale»no±ci od liczby nawiasów po lewej stronie przesyªu:Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.2139(R) oznacza warto±¢ znajduj¡c¡ si¦ w rejestrze R.((R)) oznacza warto±¢ znajduj¡c¡ si¦ w pami¦ci o adresie wskazywanym przez rejestr R.(((R))) oznacza, »e warto±¢ rejestru R jest adresem (wska¹nikiem) do komórki pami¦ci, któregowarto±¢ ponownie jest wska¹nikiem do pami¦ci, spod którego nale»y odczyta¢ (pobra¢) warto±¢.Natomiast po prawej stronie przesyªu:(R) - oznacza, »e uzyskan¡ wcze±niej warto±¢, nale»y zapisa¢ do pami¦ci o adresie wskazywanym przezrejestr R (adresie umieszczonym w rejestrze R).((R)) - oznacza, »e warto±¢ rejestru R jest adresem (wska¹nikiem) do komórki pami¦ci, którego warto±¢ponownie jest wska¹nikiem do pami¦ci, pod który nale»y zapisa¢ warto±¢ `operacji' uzyskan¡ z lewejstrony przesyªu `→'.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Bª¦dny przykªad 1.1 (Warto±¢ rejestru akumulatora doda¢ do warto±ci komórki pami¦ci o adresiezajduj¡cym si¦ w rejestrze AD, wynik dodawania pozostawi¢ w rejestrze akumulatora):// ((AD)) + (AK) →AKROZKAZ JJ-J;czyt wys wei il;wyad sa weja dod weak; // bª¡d - AD jest w dwóch nawiasach, a nie w jednymwyl wea;W tym bª¦dnym przykªadzie, niezgodnie z tre±ci¡ zadania, do akumulatora dodawana jest warto±¢przechowywana w rejestrze AD. Zgodnie z tre±ci¡ zadania, symbol rejestru AD jest w dwóch nawiasach,wi¦c w rejestrze AD jest adres komórki pami¦ci, w której znajduje si¦ warto±¢, któr¡ to nale»y doda¢do akumulatora. Dlatego w prawidªowym rozwi¡zaniu, warto±¢ rejestru AD najpierw przesyªana jestdo rejestru A (wyad wea), w kolejnym takcie jest odczytywana (sygnaª czyt) warto±¢ komórki pami¦ci(o adresie umieszczonym w rejestrze A), co powoduje umieszczenie tej warto±ci w rejestrze S, i nast¦pnieprzesyªana jest do jednostki arytmetyczno logicznej (wys weja) i dodawana do warto±ci akumulatora (dodweak).Prawidªowe rozwi¡zanie 1.1:// ((AD)) + (AK) →AKROZKAZ JJ-J;czyt wys wei il;wyad wea;czyt wys weja dod weak wyl wea;Gdyby symbol rejestru AD byª w trzech nawiasach, to dodatkowo nale»aªoby przesªa¢ odczytan¡warto±¢ z pami¦ci do rejestru A (wys sa wea) i w kolejnym takcie ponownie odczyta¢ (czyt) warto±¢z pami¦ci.140R. BrzeskiPrawidªowe rozwi¡zanie 1.2 (Warto±¢ rejestru akumulatora doda¢ do warto±ci komórki pami¦cio adresie znajduj¡cym si¦ w komórce pami¦ci o adresie znajduj¡cym si¦ w rejestrze AD, wynik dodawaniapozostawi¢ w rejestrze akumulatora):// (((AD))) + (AK) →AKROZKAZ JJ-D;czyt wys wei il;wyad wea;czyt wys sa wea; // dodatkowy takt realizuj¡cy `trzeci nawias'czyt wys weja dod weak wyl wea;2.2. Bª¡d zwi¡zany z niezrozumieniem lub zbytnim uproszczeniem tre±ci za-dania.Omówienie zagadnienia: Czasami zdarza si¦, »e student bª¦dnie zrozumie lub nieodpowiednioupro±ci tre±¢ zadania. Zadanie do wykonania trzeba odpowiednio przeanalizowa¢ przed jego wykona-niem. Powinno si¦ najpierw znale¹¢ algorytm realizuj¡cy potrzebne czynno±ci i wtedy dopiero przej±¢ doimplementacji rozkazu.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Przy analizie zadania nale»y wzi¡¢ pod uwag¦, »e warto±ci rejestrów które trzeba w zadaniu uwzgl¦dni¢s¡ z momentu rozpocz¦cia wykonywania rozkazu, natomiast dost¦p do warto±ci rejestrów, uzyskuje si¦dopiero po wykonaniu pierwszego taktu. Ten pierwszy takt jest standardowy dla ka»dego rozkazu i niemozna go zmieni¢ (ani nie mo»na doda¢ kolejnych mikrosygnaªów, ani nie mo»na usun¡¢ którego±).Bª¦dny przykªad 2.1 (Warto±¢ rejestru AK doda¢ do warto±ci rejestru L, wynik dodawania pozo-stawi¢ w rejestrze akumulatora oraz przesªa¢ do rejestru licznika):// (L) + (AK) →AK, LROZKAZ JD-J;czyt wys wei il; // w tym takcie warto±¢ licznika zostaje zmieniona zwi¦kszona o 1wyl sa weja dod weak; // bª¡d - dodawana jest ju» zmieniona warto±¢ licznikawiak sa wel wea;W zwi¡zku z tym, »e warto±¢ licznika ju» zostaªa w pierwszym takcie zmieniona zwi¦kszona o 1,to w drugim takcie dodawana jest ju» ta zinkrementowana o 1 warto±¢ licznika, a nie ta która byªa tamw momencie rozpocz¦cia wykonywania rozkazu. Dlatego wynik ko«cowy jest bª¦dny jest zwi¦kszonyo jeden. W zwi¡zku z tym, »e nie ma bezpo±redniego dost¦pu do warto±ci pocz¡tkowej licznika, to uzyskanywynik dodawania, aby byª prawidªowy, nale»y zdekrementowa¢ o warto±¢ jeden. Mo»na to zrobi¢ u»ywaj¡cmo»liwo±ci inkrementacji licznika (sygnaªem il) w ten sposób, »e do akumulatora zostanie dodana bie»¡cawarto±¢ rejestru L (wyl sa weja dod weak) a nast¦pnie, po inkrementacji warto±ci licznika, jego warto±¢zostanie odj¦ta od akumulatora (wyl sa weja ode weak). W ten sposób pierwotna warto±¢ akumulatorazostanie zmniejszona wªa±nie o warto±¢ 1: (AK) + (L) - [(L)+1] = (AK) 1.Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.2141Prawidªowe rozwi¡zanie 2.1:// (L) + (AK) →AK, LROZKAZ JD-J;czyt wys wei il;wyl sa weja dod weak;wyl sa weja dod weak il;wyl sa weja ode weak;wyak sa wel wea;Warto tu jednak podkre±li¢ i zapami¦ta¢, »e w ogólno±ci nie mo»na w dowolny sposób zmienia¢zawarto±ci licznika podczas implementacji rozkazu. Je»eli jest to robione, to najcz¦±ciej nale»y zapami¦ta¢jego warto±¢ pierwotn¡ (po inkrementacji w pierwszym takcie), tak aby mo»na go byªo odtworzy¢. Jednakw tym przypadku nie jest to konieczne, gdy» jest to rozkaz skoku, w którym to w sposób ±wiadomymody kujemy warto±¢ licznika, zatem nie ma tu potrzeby zapami¦tywania (i odtwarzania) jego pierwotnejwarto±ci.2.3. Bª¡d zwi¡zany z myleniem rejestru AD z rejestrem A.Omówienie zagadnienia:Cz¦±¢ adresowa rejestru instrukcji reprezentowana symbolem AD cz¦sto jest mylona z rejestrem A.Odczyta¢ warto±¢ z rejestru AD mo»na sygnaªem wyad, który udost¦pnia t¦ warto±¢ na magistrali adre-sowej i z niej mo»na przesªa¢ j¡ dalej, zgodnie z tre±ci¡ zadania i implementowanym algorytmem.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Bª¦dny przykªad 3.1 (Warto±¢ rejestru akumulatora doda¢ do warto±ci komórki pami¦ci o adresiezajduj¡cym si¦ w rejestrze AD, wynik dodawania pozostawi¢ w rejestrze akumulatora):// ((AD)) + (AK) →AKROZKAZ JT-J;czyt wys wei il;czyt wys weja dod weak wyl wea;//bª¡d- do rejestru A najpierw nale»y przesªa¢ warto±¢ rejestru ADPrawidªowe rozwi¡zanie 3.1:// if (AK) < (AD) then (L)+3 →L else (L)+1 →L// ((AD)) + (AK) →AKROZKAZ JT-Jczyt wys wei il;wyad wea;czyt wys weja dod weak wyl wea;2.4. Bª¡d zwi¡zany z nieuprawnionym korzystaniem z pami¦ci.Omówienie zagadnienia:Korzystanie z pami¦ci, czyli odczytywanie lub zapisywanie warto±ci pod jaki± adres, mo»e odbywa¢si¦ tylko wtedy, gdy jest to jawnie okre±lone w tre±ci zadania. Dodatkowo tego typu operacje mog¡ by¢142R. Brzeskirealizowane tylko na tych adresach, które zostaªy wskazane w tre±ci zadania. Aby nie generowa¢ niepo-trzebnych bª¦dów w zakresie rozumienia operacji na pami¦ci, potrzebne jest rozumienie liczby nawiasówwokóª rejestru, omówione w rozdziale 2.1. Pami¦ta¢ nale»y, »e przy tworzeniu algorytmu dla otrzyma-nego zadania, nie mo»na samowolnie zapisywa¢ warto±ci pod jakikolwiek adres w pami¦ci. Pod ka»dymadresem w pami¦ci mo»e znajdowa¢ si¦ inny kod rozkazu lub zmienna wykorzystywana programie.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Bª¦dny przykªad 4.1 (Od warto±ci komórki pami¦ci o adresie znajduj¡cym si¦ w rejestrze AD odj¡¢warto±¢ rejestru akumulatora, wynik pozostawi¢ w rejestrze akumulatora):// ((AD)) - (AK) →AKROZKAZ JC-J;czyt wys wei il;wyl wea wyak wes;pisz; // bª¡d - nieuprawniony zapis do pami¦ciwyad wea;czyt wys weja przep weak;wyl wea;czyt wys weja ode weak;W tym nieprawidªowym przykªadzie, warto±¢ akumulatora zostaªa zapisana do komórki pami¦ci, o ad-resie znajduj¡cym si¦ w liczniku, aby zapami¦ta¢ warto±¢ akumulatora, któr¡ student planuje odj¡¢ odwpisanej najpierw do AK (niszcz¡c pierwotn¡ jego warto±¢) warto±ci komórki pami¦ci o adresie znajdu-j¡cym si¦ w rejestrze AD. Niestety, zapisuj¡c w pami¦ci (pod adres znajduj¡cy si¦ w liczniku) pierwotn¡warto±¢ AK, kod programu znajduj¡cy si¦ w tej komórce pami¦ci (domy±lnie nast¦pny rozkaz) zostaªnadpisany/zniszczony. W zwi¡zku z tym nie b¦dzie mo»liwo±ci wykonania rozkazu nast¦pnego po bie»¡-cym, a maszyna W jako nast¦pny b¦dzie realizowaªa rozkaz, b¦d¡cy interpretacj¡ liczby - pocz¡tkowejwarto±ci akumulatora sprzed wykonania bª¦dnie zrealizowanego rozkazu JC-J.W prawidªowym rozwi¡zaniu najpierw uzyskiwana jest ujemna warto±¢ akumulatora, a dopiero wtedydodawana jest do niego warto±¢ komórki pami¦ci, o adresie zawartym w rejestrze AD. W takim przypadkuniema potrzeby zapisywania w pami¦ci pierwotnej warto±ci akumulatora.Prawidªowe rozwi¡zanie 4.1:// ((AD)) - (AK) →AKROZKAZ JC-J;czyt wys wei il;wyak wes weja ode weak; // zapisanie warto±ci AK do rejestru S i jednoczesne zerowanie AKwys weja ode weak wyad wea; // odj¦cie od wyzerowanego akumulatora wcze±niejszej jego warto±ciczty wys weja dod weak wyl wea;",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.2143Bª¦dny przykªad 4.2 (Od warto±ci rejestru AD odj¡¢ jeden. Wynik nale»y umie±ci¢ w rejestrzeakumulatora):Uwaga napisana przez studenta do poni»szego bª¦dnego rozkazu: `pod adresem 1 musi by¢ warto±¢1'. Takie zaªo»enie jest nieuprawnione, nie mo»na zakªada¢, »e pod jakim± adresem w pami¦ci b¦dzieprzydatna w algorytmie warto±¢.// (AD) - 1 →AKROZKAZ JC-D;czyt wys wei il;wyad sa weja przep weak;wyl wea;czyt wys weja ode weak;wyl wea;W tym nieprawidªowym rozwi¡zaniu student nie tylko w sposób nieuprawniony korzysta z pami¦ci,ale jednocze±nie zakªada, »e warto±¢ licznika b¦dzie równa jeden, co b¦dzie prawd¡ jedynie dla pierwszegorozkazu umieszczonego w caªym programie.W prawidªowym rozwi¡zaniu wynik jest dekrementowany o warto±¢ 1 przy u»yciu licznika, podobniejak w przykªadzie 2.1. Dodatkowo warto±¢ licznika jest zachowywana w rejestrze S, gdy» w tym rozkazienie mo»e ona ulec utraceniu i na ko«cu trzeba t¦ warto±¢ przywróci¢ (wys sa wel).Prawidªowe rozwi¡zanie 4.2:// (AD) - 1 →AKROZKAZ JC-D;czyt wys wei il;wyad sa weja przep weak;wyl sa weja dod weak wea wes il;wyl sa weja ode weak;wys sa wel;2.5. Bª¡d zwi¡zany z nieprawidªowym wyborem architektury Maszyny W.Omówienie zagadnienia:Maszyna W, poprzez dodawanie do niej kolejnych komponentów, umo»liwia zmian¦ swojej architek-tury. Najbardziej podstawowa to architektura W oraz W+ (zawieraj¡ca dodatkowo poª¡czenie mi¦dzymagistral¡ danych i adresow¡). Zadania do realizacji zazwyczaj ustalane s¡ na konkretn¡ architektur¦i samowolnie nie mo»na u»ywa¢ elementów dodatkowych, zawartych w innej architekturze. Oczywi±ciezada« typowych dla architektury W+ nie da si¦ wykona¢ na architekturze W. Je»eli jawnie nie jest po-dane, na jak¡ architektur¦ nale»y zaimplementowa¢ rozkaz, to mo»na powiedzie¢, »e zadanie powinno si¦wykona¢, w na tyle prostej architekturze na ile to mo»liwe.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Bª¦dny przykªad 5.1: (Warto±¢ rejestru akumulatora doda¢ do warto±ci komórki pami¦ci o adresiezajduj¡cym si¦ w rejestrze AK, wynik dodawania pozostawi¢ w rejestrze akumulatora):144R. Brzeski// (AK) + ((AK)) →AKtego zadania nie da si¦ zrealizowa¢ na architekturze WROZKAZ JP-J;czyt wys wei il;wyak wei; // bª¡d opisany w artykule [6]wyad wea;czyt wys weja weak dod wyl wea;Prawidªowe rozwi¡zanie 5.1:// (AK) + ((AK)) →AKDo realizacji tego zadania trzeba wykorzysta¢ architektur¦ W+ROZKAZ JP-J;czyt wys wei il;wyak sa wea; // warto±¢ przesyªana jest przez dodatkowe poª¡czenie mi¦dzymagistraloweczyt wys weja weak dod wyl wea;Bª¦dny przykªad 5.2 (Od warto±ci komórki pami¦ci o adresie znajduj¡cym si¦ w rejestrze L odj¡¢warto±¢ rejestru akumulatora, wynik pozostawi¢ w rejestrze akumulatora):// ((L)) - (AK) →AKDo tego zadania nie trzeba W+, wystarczy WROZKAZ JP-D;czyt wys wei il;wyl wea;wyak sa wel;czyt wys weja przep weak;wyl sa weja weak ode weak wyl wea;W tym bª¦dnym przykªadzie poprzez przesªanie akumulatora do licznika, nast¦puje utrata jego war-to±ci - bª¡d opisany w artykule [6]. Dodatkowo w ostatnim takcie wyst¦puje podwójnie sygnaª wyl -w obecnie u»ywanym symulatorze Maszyny W nie generuje to »adnego bª¦du (symulator traktuje to jakpojedyncze wywoªanie sygnaªu wyl), jednak kolejne wypisanie w tym samym takcie tego samego sygnaªujest nadmiarowe i nie powinno mie¢ miejsca.Prawidªowe rozwi¡zanie 5.2:// ((L)) - (AK) →AKROZKAZ JP-D;czyt wys wei il;wyl wea wyak weja ode weak wes;wys weja ode weak;czyt wys weja dod weak;Dla rozwi¡zania prawidªowego, dodatkowo warto zwróci¢ uwag¦ na brak w ostatnim takcie sygnaªówwyl wea. W tym rozkazie przesªanie warto±ci licznika do rejestru adresowego zostaªo ju» zrealizowanew drugim takcie.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.21452.6. Bª¡d zwi¡zany z zamian¡ ±cie»ek instrukcji `JE»ELI'.Omówienie zagadnienia:Warunkowa instrukcja JE»ELI zawiera dwie alternatywne ±cie»ki rozwi¡za«. Czasami zdarza si¦ po-myªka interpretacji, która ±cie»ka kiedy jest wykonywana (przy speªnieniu którego warunku). Dotyczyto zarówno sprawdzania sygnaªu Z (warto±¢ ujemna lub nieujemna) jak i sygnaªu ZAK (warto±¢ zerolub nie zero). Przy tego typu zadaniach nale»y upewni¢ si¦, czy przy danym warunku, wykonywana jestodpowiednia ±cie»ka operacji.Bª¦dny przykªad 6.1 (Mniejsz¡ z dwóch warto±ci nale»y umie±ci¢ w rejestrze akumulatora. Pierwszaz tych dwóch warto±ci znajduje si¦ w rejestrze AK, natomiast druga warto±¢ w rejestrze AD):// min{ (AK), (AD) } →AKROZKAZ JS-J;czyt wys wei il;wyad sa wes weja ode weakJE»ELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza;@wieksza wys weja przep weak wyl wea KONIEC; // bª¡d@mniejsza wys weja dod weak wyl wea; // bª¡dW tym bª¦dnym przykªadzie operacje przepisania (przep) oraz dodawania (dod) s¡ wykonane przyodwrotnych warunkach, w trakcie innej - tej drugiej ±cie»ki wykonania instrukcji JE»ELI. W wynikuczego zamiast rozkazu wyznaczaj¡cego minimum, otrzymamy rozkaz wyznaczaj¡cy maksimum.W rozwi¡zaniu prawidªowym, dziaªanie przepisania jest wykonane w ±cie»ce oznaczonej etyki¡@mniejsza zamiast @wieksza, natomiast dziaªanie dodawania - odwrotnie.Prawidªowe rozwi¡zanie 6.1:// min{ (AK), (AD) } →AKROZKAZ JS-J;czyt wys wei il;wyad sa wes weja ode weakJE»ELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza;@wieksza wys weja dod weak wyl wea KONIEC;@mniejsza wys weja przep weak wyl wea;Bª¦dny przykªad 6.2 (Je»eli warto±¢ znajduj¡ca si¦ w akumulatorze jest równa zero, wtedy po-cz¡tkow¡ warto±¢ licznika nale»y zwi¦kszy¢ o warto±¢ trzy, w przeciwnej sytuacji warto±¢ licznika nale»yzwi¦kszy¢ o warto±¢ jeden):// if (AK) = 0 then (L) + 3 →L else (L) + 1 →LROZKAZ JS-D;czyt wys wei il;JE»ELI zak TO @jeden GDY NIE @trzy; // bª¡d@trzy il;il DALEJ @jeden;146R. Brzeski@jeden wyl wea;W tym bª¦dnym przykªadzie zamieniony zostaª warunek wykonania poszczególnych ±cie»ek instrukcjiJE»ELI.W prawidªowym rozwi¡zaniu etykiety poszczególnych ±cie»ek przy instrukcji JE»ELI s¡ umieszczoneodwrotnie, co spowoduje poprawne wykonanie tego rozkazu: gdy warto±¢ znajduj¡ca si¦ w akumula-torze jest równa zero, nale»y pomin¡¢ realizacj¦ dwóch nast¦pnych rozkazów zapisanych w programie,a w przeciwnej sytuacji przej¡¢ do realizacji kolejnego rozkazu programu.Prawidªowe rozwi¡zanie 6.2:// if (AK) = 0 then (L) + 3 →L else (L) + 1 →LROZKAZ JS-D;czyt wys wei il;JE»ELI zak TO @trzy GDY NIE @jeden;@trzy il;il DALEJ @jeden;@jeden wyl wea;",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2.7. Bª¡d zwi¡zany z prób¡ umieszczania w liczniku warto±ci ujemnej.Omówienie zagadnienia:W zwi¡zku ze sposobem zapisu liczb ujemnych w trybie dopeªnieniowym do 2, stosowanym typowow maszynach cyfrowych, w liczniku nie mo»na przechowywa¢ warto±ci ujemnych. W Maszynie W przesªa-nie warto±ci ujemnej do licznika, powoduje uzyskanie w liczniku innej warto±ci dodatniej. Zdecydowanienie nale»y wykonywa¢ takiej operacji.Bª¦dny przykªad 7.1 (Podwójn¡ warto±¢ rejestru AD zdekrementowa¢ o jeden i taki wynik umie±ci¢w liczniku. Dodatkowe zaªo»enie: warto±¢ akumulatora nie musi by¢ zachowana):// 2*(AD) - 1 →LROZKAZ JSI-J;czyt wys wei il;wyl sa weja przep weak il;wyl sa weja ode weak;wyak sa wel; // bª¡d - w tym momencie nast¡pi zmiana warto±ci z minus 1 na warto±¢// maksymaln¡ dodatni¡ mo»liw¡ do przechowania w licznikuwyad sa weja przep weak;wyak weja dod weak;wyl was weja ode weak;wyak sa wel wea;W bª¦dnym przykªadzie niepotrzebnie utworzono warto±¢ minus jeden. Warto±¢ ta w akumulatorzekodowana jest standardowo na 8 bitach, natomiast po przesªaniu jej do licznika (poprzez magistral¦adresow¡, która jest w¦»sza od magistrali danych) otrzymujemy standardowo warto±¢ 5-bitow¡ z obci¦tymiPrawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.2147trzema najbardziej znacz¡cymi bitami. Zagadnienie problemu przesyªów mi¦dzy magistralami MaszynyW i utrata bitów jest dokªadniej opisana w [2] (str.6-7).W prawidªowym rozwi¡zaniu najpierw uzyskano podwojon¡ warto±¢ rejestru AD, a dopiero w nast¦p-nym kroku zmniejszono t¦ warto±¢ o jeden. Zmniejszenie warto±ci o jeden zrealizowano analogicznie jakw przykªadzie 4.2Prawidªowe rozwi¡zanie 7.1:// 2*(AD) - 1 →LROZKAZ JSI-J;czyt wys wei il;wyad sa weja przep weak;wyak weja dod weak;wyl sa weja dod weak il;wyl sa weja ode weak;wyak sa wel wea;3. Wnioski ko«coweRealizuj¡c zadanie utworzenia rozkazu, czyli znalezienia odpowiedniego algorytmu i jego implementa-cji, mo»na popeªni¢ wiele ró»nych bª¦dów. Wynikaj¡ one najcz¦±ciej z braku jakiego± elementu wiedzy, aleczasami tak»e s¡ skutkiem zastosowania nieodpowiedniego algorytmu lub zwykªej pomyªki. Aby uªatwi¢,zarówno unikanie tych bª¦dów jak i znalezienie prawidªowych rozwi¡za«, mo»na utworzy¢ list¦ bª¦dówmaj¡cych miejsce podczas tworzenia rozkazu:1. Brak zrozumienia liczby nawiasów wokóª rejestru - nale»y w peªni rozumie¢ zapis tre±ci rozkazuw postaci nawiasowej.2. Niezrozumienie lub zbytnie uproszczenie tre±ci zadania - nale»y dokªadnie przeczyta¢ i przeanali-zowa¢ tre±¢ zadania.3. Mylenie rejestru AD z rejestrem A - s¡ to zupeªnie inne, osobne rejestry.4. Nieuprawnione korzystanie z pami¦ci (zapis, odczyt) - je»eli w tre±ci zadania nie ma takiego pole-cenia, to nie mo»na korzysta¢ z pami¦ci.5. Nieprawidªowy wybór architektury Maszyny W - zadania nale»y wykona¢ na takiej architektu-rze na jak¡ zostaªo to zlecone. Je»eli nie ma jawnej informacji o wyborze architektury, to nale»yzaimplementowa¢ rozkaz w na tyle prostej architekturze na ile to mo»liwe.6. Zamiana ±cie»ek instrukcji `JE»ELI' - nale»y upewni¢ si¦, czy przy danym warunku, wykonywanajest odpowiednia ±cie»ka operacji.7. Bª¡d zwi¡zany z przesyªaniem do licznika warto±ci ujemnej - w liczniku nie mo»na umieszcza¢warto±ci ujemnych.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "148R. BrzeskiArtykuª ten, w szczególno±ci dla studentów, mo»e by¢ nie tylko materiaªem pomocnym przy realizacjiotrzymanych zada« i rozwi¡zywaniu potencjalnych problemów, ale tak»e, przy odpowiednim opanowaniuzawartych tu wskazówek, pozwala tych problemów unikn¡¢. Stanowi tak»e dobre narz¦dzie dla studentówdo sprawdzenia stopnia opanowania umiej¦tno±ci praktycznych i prawidªowej implementacji rozkazów.Podzi¦kowaniaAutor pragnie podzi¦kowa¢ recenzentom za trud wªo»ony w recenzje.Literatura1. A. Momot, R. Tutajewicz, Maszyna W - jak zaprojektowa¢ prosty rozkaz, MINUT 2019 (1), s. 24-35ISSN 2719-3063.2. A. Momot, Projektowanie rozkazów dla maszyny W - konspekt ¢wicze« laboratoryjnych , MINUT2020 (2), s. 1-11 ISSN 2719-3063.3. M. Chªopek, R. Tutajewicz, Wykªady z Podstaw Informatyki profesora Stefana W¦grzyna, Skryptuczelniany Politechniki ‘l¡skiej nr 2062. Wydawnictwo Politechniki ‘l¡skiej, Gliwice, 1997.4. K. Grochla, G. Hry«, S. Iwaszenko, P. Kasprzyk, J. Kubica, M. Widera, T. Wróbel, Wykªady z Pod-staw Informatyki profesora Stefana W¦grzyna, Skrypt uczelniany Politechniki ‘l¡skiej nr 2321. Wy-dawnictwo Politechniki ‘l¡skiej, Gliwice, 2003.5. S. W¦grzyn, Podstawy informatyki, PWN, Warszawa, 1982.6. R. Brzeski, Prawidªowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1, MINUT 2020 (2),s. 124-135 ISSN 2719-3063.",
    "source": "C-20-008.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "1 Faculty of Automatic Control, Electronics and Computer Science Informatics, 1st cycle of higher education, semester 1 Programming in assembler language Programming in assembler language is not much different from programming in high-level languages. The main difference is the need to use a much poorer set of instructions. In assembler languages, for example, there are no structural instructions or instructions that allow you to easily describe the calculation of an arithmetic expression. However, anything you can write in high-level languages can certainly be expressed using assembler instructions. You can also do many things that are impossible to easily formulate in high-level languages. A programmer writing in assembler language has full control over what is happening during calculations in the processor. It is also not limited by various rules in high-level languages. However, full control and no restrictions mean also full responsibility for the written program. When writing a program in assembler language, we use almost exclusively the instructions corresponding to the instructions of a given processor. Therefore, it is necessary to know these instructions, as well as familiarize yourself with the architecture of the processor. The assembler language program consists of instructions and data on which these instructions operate. The program is a sequence of successive lines, in each line there may be one instruction statement or a single data declaration. Formally, the syntax of the program line is as follows: [<label>:] <statement> [<argument>] where: \n<label> – a string of letters and numbers that is a symbolic representation of the specified address \n<statement> – symbolic name (mnemonics) of one of the processor's instructions or one of the so-called pseudo-instruction (declaration of space in memory for data: RST, RPA) \n<argument> – a decimal number or one of the labels entered at the beginning of the lines The RST and RPA pseudo instructions allow you to appropriately reserve a memory location for a single data with the initial value (RST) given as an argument and to reserve a place in memory for the data without indicating its initial value (RPA). As the instruction statement, the name of one of the available instructions may appear. We will assume that there are 8 instructions in the machine's W processor listed in the table 1.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2 Table 1. Instruction list Mnemonic Opcode Operation STP 000 Stop (end) the execution of the program DOD 001 Adding to the accumulator AK the contents of the memory location indicated by the argument ODE 010 subtracting from the accumulator the contents of the memory location indicated by the argument POB 011 retrieving the contents of the memory location indicated by the argument to the accumulator ŁAD 100 loading the contents of the accumulator to the memory location indicated by the argument SOB 101 indication that the next instruction to execute will be the one that is in the memory location indicated by the argument (unconditional jump) SOM 110 If there is a negative number in the accumulator, the next instruction will be executed in the memory location indicated by the argument. If there is a non-negative number in the accumulator, the next instruction will be carried out in memory directly after the SOM instruction SOZ 111 The jump to the address indicated by the argument is executed only when the accumulator is 0. Otherwise the instruction placed in the memory immediately after the SOZ instruction will be performed as the next one. To write a program in assembler language you must first create an algorithm that solves a specific task, specify it using only available instructions and finally save it in the form of a program in assembler language. Writing these types of programs will be illustrated by several examples. Example 1 Write a program calculating the product of two natural numbers a and b and placing the result in the variable labeled c.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "The first step in solving this task is to come up with the right algorithm. To find the product of two natural numbers a and b, it is enough at the very beginning to assume that it is equal to 0, and then a ties increase its value by b. This is illustrated in the block diagram in the figure 1 3 Figure 1. Multiplication algorithm Below is a listing of the appropriate program in a situation where the variables a and b are equal to 4 and 5 respectively. Each operation on the diagram (figure 1) will usually correspond to one or more lines in the assembly language. Note that assigning the initial value of the variable c is not represented by the sequence of machine instructions but it was implemented by using the pseudo-instruction RST (line 14 in the code). Testing whether a takes a value of 0 implements the code placed on lines 1 and 2. If the condition is met (a = 0), terminate the loop, retrieve the result to the accumulator and terminate the program (lines 10 and 11).",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "1. POB a 2. loop: SOZ end 3. POB c 4. DOD b 5. ŁAD c 6. POB a 7. ODE One 8. ŁAD a 9. SOB loop 10. end: POB c 11. STP 12. a: RST 4 13. b: RST 5 14. c: RST 0 15. One: RST 1 Increasing the value of the variable c by the value of b is accomplished by the statements from lines 3, 4 and 5, while the decrementation of the variable a is in lines 6, 7 and 8. Note that the argument to the subtraction command (line 7) is not the number 1 (ODE 1 ) but the One label pointing to a memory location containing one value (line 15). In our processor, the direct addressing mode is used, which means that the ODE 1 statement would be interpreted as a desire to subtract from the accumulator the contents of the memory location with address 1, meanwhile at this address the instruction in the second line of the program's code will be placed in memory. Finally, in line 9, the program returns to the beginning of the loop to test its termination condition. 4 The given program can be assembled (translated into machine code) and, after loading into the main memory, executed. After its execution, the accumulator should have the final value of the variable marked with the label c, in this case the value of 20.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Array processing The instructions listed in Table 1 allow you to express many even very complex programs operating on a variety of data. However, manipulating them with data that make up complex structures is not a simple task. This requires the implementation of quite complicated transformations that use knowledge about the location and organization of data in the computer's memory. This problem will be illustrated by an example. The computer's memory has an n-element array. The first element of this array is stored in the memory location marked with the Array label. For the memory location labeled Sum, enter the sum of all n elements in the array. Before we present a solution to the task, let's explain how the elements of the array are arranged in memory. The array in the computer memory creates a coherent area, each subsequent element of the array is saved in the next location of this area. For example, a four-element array filled with four consecutive natural numbers will be written in assembler language as follows: 1. Array: RST 1 2. RST 2 3. RST 3 4. RST 4 Knowing the address of the first element of an array we can easily determine the location in the memory (address) of any other element of the array. We will assume that the array, like in C, will be indexed from 0. To enumerate the address in the memory of the third element of the array (that is, element with index 2), one should add the index of the corresponding element to the address of the beginning of the array. If the array starts with a memory location with address 20, the third element of this array can be found at address 22 (20 + 2 = 22).",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "To sum up all elements of an array, we will start by resetting the Sum variable. Next, we will add to the variable Sum in the loop the values of subsequent elements starting from the first one, that is, the one which is located under the symbolic address represented by the label Array. In each successive run of the loop, the value of the next element of the Array will be added, i.e. the address of the added element after each loop run, we need to increase by 1. This type of task would be easily performed using instructions with indirect or index addressing. Many processors offer such instructions. In the instruction list of our computer, however, we will not find instructions using other addressing modes than direct addressing. Therefore, our solution will require modifying the content of the program during its execution.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "5 1. loop: POB n 2. ODE One 3. SOM end 4. ŁAD n 5. POB Sum 6. Instr: DOD Array 7. ŁAD Sum 8. POB Instr 9. DOD One 10. ŁAD Instr 11. SOB loop 12. end: POB Suma 13. STP 14. n: RST 4 15. Array: RST 1 16. RST 2 17. RST 3 18. RST 4 19. Sum: RST 0 20. One: RST 1 After each loop run, you must modify the contents of the instruction for adding another element of the array, so that the statement actually uses the address of the next element each time. Since the elements of the array are stored one after the other in memory, it means that, as mentioned above, we must increase the address of the element being added by 1 in each loop run. This task is carried out by statements placed on lines 8, 9 and 10. The accumulator receives from the memory the instruction of adding another element of the array (line 6 in the program), incremented by 1 and re-written in the same place to the memory. Thanks to this, when this instruction (from line 6) is executed again, its argument will be another element of the array. It should be clearly stated that the modification from lines 8 - 10 only changes the content of the instructions from line 6 and does not change the meaning of the Array label. If in the program in several instructions it would be necessary to refer to the next elements of the array in the subsequent runs of the loop, all these instructions should be modified in a similar way.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "The task of adding elements to an array can also be done a bit differently. 6 1. loop: POB n 2. ODE One 3. SOM end 4. ŁAD n 5. POB Pob0 6. DOD Addr 7. ŁAD Instr 8. POB Sum 9. Instr: RPA // here is the instruction to add another // element of the array 10. ŁAD Sum 11. POB Addr 12. DOD One 13. ŁAD Addr 14. SOB loop 15. end: POB Sum 16. STP 17. n: RST 3 18. Array: RST 10 19. RST -5 20. RST 3 21. Sum: RST 0 22. One: RST 1 23. Pob0: POB 0 24. Addr: RST Array And in this case, further elements of the array are added in the loop, but the code modification is slightly different. This solution resembles a solution using pointers in C. The location marked with the label Addr (line 24) contains the address of the beginning of the array (it is like an pointer of this array). In each loop run, the value of the Array element indicated by the Addr pointer (line 9) is added to the current Sum. The current value of the Addr location is added to the POB 0 instruction code (line 23) and the result is saved in place marked with the Instr (line 9) label. In this way, we obtain the instruction adding to the accumulator the content of the appropriate memory location, the address of which contains the Addr variable.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "I/O Operations Previous programs have not exchanged information with the environment but only processed the data initially stored in memory and saved it there (in memory). These programs would be much more general and would be more useful if the input could be entered from the keyboard and displayed on the screen. To make this possible, however, it is necessary to complete the list of instructions on the so-called input/output instructions. Input/output instructions To ensure the exchange of information with the environment, at least two instructions must be added: instruction for reading a single character from the input device (e.g. keyboard) and instruction enabling the output of the accumulator content to the output device (e.g. screen). 7 The arguments of both of these instructions will be the device number to which the instruction applies. We assume that the standard input device (keyboard) is marked with the number 1, and the standard output device is marked with the number 2. The instruction for entering the character will be called WPR. After entering, the code of the character is placed in the accumulator. The character output instruction (WYP) will print on the output device with the given number the character whose code is in the accumulator. Using these instructions, you can, for example, write a program that copies characters entered on the keyboard to the output device. The program in the loop reads the character and writes it to the standard output. The signal to terminate the program may be the reading of an appointment ending. With us such a character will be a space. Below is the code for this program.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "1. loop: WPR 1 2. ODE Space 3. SOZ end 4. DOD Space 5. WYP 2 6. SOB loop 7. end: STP 8. Space: RST 32 Typically, computing programs do not need individual characters as input data, but numbers saved as a sequence of digits. Also numerical results should be displayed as decimal digits. This means that it is necessary to convert the loaded strings of digits to the number and reverse conversion of the number written in binary to the appropriate sequence of decimal digits. It seems that it will be best if these tasks are implemented in the form of special subroutines.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Subroutines Using subroutines means you need to add more instructions to your processor. The subroutine call (SDP) instruction, similar to a simple jump, causes the transition to execute the instruction whose address is an argument to the SDP instruction. In addition, the content of the program counter (so-called trace) is stored on the stack. By retaining the trace on the stack, it is possible to return to the next instruction after the SDP instruction at the moment when the subroutine was completed. This return is carried out by the PWR instruction. In addition, we will introduce two more instructions related to the stack: DNS - placing the accumulator value on the top of the stack and PZS removing the value from the top of the stack and storing it in the accumulator. These instructions are often used to pass parameters between the calling program and the subroutine. Below is a subroutine that calculates the square of a given number. The number whose square we want to find should first be placed in the accumulator. Also in the accumulator the subroutine will return the result.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "8 1. SDP Square // calculate the square of the number // stored in the accumulator 2. STP // after executing the subprogram result in // the accumulator, we finish the program 3. Square: ŁAD Param // here the subroutine begins, the // parameter stored in the variable Param 4. SOM Negat // when negative, we calculate the square // with its absolute value 5. SOZ zero // when zero, you do not have to count // anything (the result is zero), return 6. Posit: ŁAD Product // non-negative and not zero, so positive; // first run of the loop 7. ŁAD Param // needed when there was a negative number // and its absolute value was calculated 8. loop: ODE One // in every loop we decrement the counter 9. SOZ GoBack // when the counter reaches zero, we finish 10. ŁAD Counter // when it's not over, you need to remember // the counter 11. POB Product // in every loop run, to the product we add 12. DOD Param // a number whose square we count 13. ŁAD Product 14. POB Counter // and then again decrement the counter 15. SOB loop // and check whether it is not over 16. GoBack:POB Product // the result should be in the accumulator 17. zero: PWR // 18. Negat: ODE Param // parameter with a negative number, so we // first calculate its absolute value 19. ODE Param // and then we do the same as with 20. SOB Posit // the positive number (-a)2 = a2 21. Param: RPA // value of the subroutine parameter 22. Product: RPA // result of calculating the square 23. Counter: RPA // loop pass counter 24. One: RST 1 The main program (lines 1 and 2) has been simplified here to a maximum and is limited to calling a subroutine that calculates the square of the number stored in the accumulator. The content of the subroutine starts on line 3. The parameter (the number whose square you want to count) is in the accumulator. First, the subprogram checks what parameter value it has to deal with. If it is zero, immediately go to the return instruction from the subroutine and the returned result is 0. When the accumulator has a negative number, the opposite number is calculated (or if someone prefers the absolute value) and then proceed in the same way as for the positive number. In the case of a positive number, to determine its square, the number should be added a certain number of times. This task implements a loop, the content of which was written in lines 8 to 15. 9",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Subroutine of writing an integer on the output device The task of writing a number placed in the accumulator on the output device can be done in the form of the Write subprogram with the code presented below. 1. SDP Write 2. STP 3. Write: ŁAD Number 4. POB Zero 5. DNS 6. POB Number 7. SOM Abs 8. Posit: DZI Ten 9. MNO Ten 10. ŁAD Tmp 11. POB Number 12. ODE Tmp 13. DOD Char0 14. DNS 15. POB Tmp 16. DZI Ten 17. SOZ End 18. ŁAD Number 19. SOB Posit 20. Abs: POB Minus 21. WYP 2 22. POB Zero 23. ODE Number 24. ŁAD Number 25. SOB Posit 26. End: PZS 27. SOZ GoBack 28. WYP 2 29. SOB End 30. GoBack: PWR 31. Zero: RST 0 32. Number: RPA 33. Tmp: RPA 34. Ten: RST 10 35. Char0: RST '0' 36. Minus: RST '-'",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "The list of instructions has been extended by instructions for multiplication (MNO) and division (DZI). The basic task of this procedure is to convert a binary number to a sequence of decimal digits (represented as ASCII characters). This conversion was carried out using the stack. On the stack, numbers are loaded one by one (stored with the use of ASCII code) being the next 10 residues from division of the binary number by 10. To each residue the ASCII code corresponding to the character 0 is added, thanks to which the conversion to the characters of this code is made immediately. Numbers forming the form of numbers are therefore generated from the end. Thanks to the use of the stack, however, they will be output to the inverted, and thus correct, order. In the next step, the number is divided by 10 and the actions are repeated until the value reaches 0. Then from the stack we take the numbers one by one and print them out to the output device. To easily detect when the digits end, before they were written to the stack there was a so-called sentinel (here in the form of the number 0, see lines 4 and 5 in the subprogram code). Picking a sentinel from the stack results in the ending of outputting digits to the output and thus marks the end of the subroutine.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Subprogram of entering numbers Also when entering a number, the next characters (digits) are converted to the appropriate binary form. This task is performed by the Read procedure. It reads subsequent digits forming the form of a natural number and converts to a binary character until it reaches a sign other than a digit. After completion, the loaded number is located in the accumulator. We leave the number entering code to the reader for independent analysis. 1. SDP Read 2. STP 3. Read: POB Zero 4. GoBack: ŁAD Number 5. WPR 1 6. ODE Char0 7. SOM Ready 8. ODE Ten 9. SOM Skip 10. Ready: POB Number 11. PWR 12. Skip: DOD Ten 13. ŁAD Digit 14. POB Number 15. MNO Ten 16. DOD Digit 17. SOB GoBack 18. Digit: RPA 19. Number: RPA 20. Ten: RST 10 21. Zero: RST 0 22. Char0: RST '0'",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Lab tasks Simple programs 1. Write a program calculating the greatest common divisor of two natural numbers placed in memory locations labeled A and B 11 2. Write a program calculating the lowest common multiple of two natural numbers placed in memory locations labeled A and B 3. Write a program calculating the product of two natural numbers placed in memory locations labeled A and B 4. Write a program calculating the rest of the division of two natural numbers placed in memory locations labeled A and B 5. There is an n-element array labeled Arr. Write a program to check how many times the value specified in the Pattern memory location appears in this array. 6. There is an n-element array labeled Arr. Write a program that changes the elements of this array in pairs. Assume that n is an even number. For example, if in the array there were consecutively the numbers 1 2 3 and 4, then after the program is to be 2 1 4 3. 7. There is an n-element array labeled Arr. Write a program that reverses the contents of this array. For example, if the array was successively numbers 1 2 3 4 and 5, then after the program is to be 5 4 3 2 1. 8. There is an n-element array labeled Arr. Write a program that finds the value of the largest element of this array and inserts it into the memory location marked with the Max label. 9. There is an n-element array labeled Arr. Write a program that finds the value of the smallest element in this array and inserts it into the memory location labeled Min.",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Input/output 1. Write a program reading two natural numbers and writing out the smaller one. 2. Write a program that loads two natural numbers and prints out the larger one. 3. Write a program that reads two natural numbers and prints their greatest common denominator. 4. Write a program that reads two natural numbers and prints their lowest common multiple. 5. Write a program that reads two natural numbers and prints their product. 6. Write a program that reads two natural numbers and prints the rest of the division of these two numbers. 7. Write a program that reads a string from a standard input and writes only the numbers from this string to the standard output 8. Write a program that reads a string from a standard input and writes the string to the standard output but with small letters converted into capitals 9. Write a program printing out the encrypted text read from the input. Use a one-dimensional affine code",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Subroutines 1. Write a program calculating the factorial of a natural number using the subroutine executing the multiplication of integers. 2. Write a program that calculates the power of two natural numbers using the subroutine executing the multiplication of integers. 3. Write a program calculating the value of the determinant computed from the elements of square matrix 2x2 using the subprogram executing the multiplication of integers. 12 4. Write a program to check if a given number is a prime number using the sieve of Eratosthenes method using a subprogram to find the remainder of the division of integers",
    "source": "Lab 4-6.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Laboratorium Podstaw Informatyki Laboratorium nr 4 – Przerwania 1 Wstęp Istnieją czasem takie sytuacje, w których należy przerwać dotychczasową pracę i wykonać coś, co w danej chwili jest ważniejsze. Po skończeniu, można dalej kontynuować dotychczasowe zajęcie – w momencie, w którym zostało ono przerwane. Podobna sytuacja występuje i w świecie komputerów. Wówczas to wykonujący się aktualnie program może zostać przerwany na skutek wystąpienia pewnego zjawiska, nazywanego zgłoszeniem przerwania. Zgłaszający przerwanie (może to być człowiek naciskający przycisk, ale też np. inny układ elektroniczny) żąda, aby bieżące zadanie zostało przerwane, i co więcej – jego zgłoszenie zostało obsłużone jak najszybciej. Fragment programu odpowiedzialny za obsługę przerwania nosi nazwę procedury obsługi przerwania. Zazwyczaj, program podczas swojej regularnej pracy „nie dociera” do takiej procedury, a zostaje ona wywołana na skutek wystąpienia przerwania. Ważne jest, aby po skończeniu takiej procedury, powrócić w miejsce, w którym przerwania nastąpiło i być w stanie kontynuować dalszą pracę. Oznacza to konieczność zachowania bieżącego stanu procesora. Czasami występują sytuacje, w których nie można przerwać aktualnie wykonywanego programu, chociażby podczas konfiguracji układu przerwań. Co więcej, poszczególne przerwania (np. związane z różnymi przyciskami) mogą się różnić od siebie stopniem ważności – priorytetem. Wówczas należy w pierwszej kolejności obsłużyć przerwanie ważniejsze, a dopiero później – te mniej ważne. Do aktywacji i dezaktywacji poszczególnych przerwań służy tzw. maska. Przerwanie może zostać zamaskowane, oznacza to, że jego zgłoszenie jest jakby niewidoczne dla procesora.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2 Układ przerwań maszyny W Maszyna W umożliwia obsługę przerwań za pomocą układu przerwań. Został on przedstawiony na rysunku poniżej (Rysunek 1). Rysunek 1. Układ przerwań maszyny W Składa się on z 4 podstawowych rejestrów: 1. Rejestru zgłoszeń (RZ) – przechowującego informacje o zgłoszeniach, pochodzące z przycisków umieszczonych ponad nim (oznaczonych numerami od 1 do 4). 2. Rejestru maski (RM) – przechowującego bieżący stan maski. 3. Rejestru przerwań (RP) – przechowującego przerwanie aktualnie przyjęte do obsługi. 4. Rejestru adresu procedury obsługi przerwania (AP) – przechowującego adres w pamięci, pod którym znajduje się procedura obsługi przerwania. Trzy pierwsze rejestry (RZ, RM, RP) są 4 bitowe – służą one do przechowywania informacji o przerwaniach, których w maszynie W dostępnych jest właśnie 4. Każdy bit takiego rejestru odpowiada poszczególnemu przerwaniu. Rejestr AP ma rozmiar równy szerokości magistrali adresowej – jego zadaniem jest właśnie przechowywanie adresu. Z punktu widzenia procesora, bezpośrednio dostępne dla niego są tylko 2 rejestry: RM i AP, bowiem istnieją sygnały sterujące umożliwiające ich odczyt (RM, AP) i zapis (tylko RM). Są to odpowiednio: wyrm, werm, wyap. Rejestr AP jest tylko do odczytu, bowiem znajduje się w nim adres procedury obsługi przerwania, który jest tam wpisywany przez układ przerwań, w momencie wystąpienie i przyjęcia zgłoszenia przerwania. Oba te rejestry podłączone są do magistrali adresowej. Oprócz wspomnianych sygnałów sterujących związanych z wyżej wymienionymi rejestrami, układ przerwań maszyny W udostępnia jeszcze 2: 1. eni – (ang. enable interrupt) – aktywujący układ przerwań i nakazujący mu ustawienie odpowiednich wartości rejestrów: RP i AP, 2. rint – (ang. reset interrupt) – resetujący układ przerwań – zerujący rejestry: RP i AP oraz odpowiedni bit rejestru RZ.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3 Proces przyjmowania przerwania Proces od naciśnięcia przycisku, a więc od momentu zgłoszenia przerwania, do jego faktycznej obsługi, czyli przejścia programu do procedury obsługi przerwania, jest dość złożony i składa się z kilku faz. Zostały one przedstawione poniżej. Na wszystkich rysunkach, wartości rejestrów 4 bitowych zostały przedstawione w postaci binarnej – znacznie ułatwiającej ich interpretację. 3.1 Zgłoszenie przerwania Zgłoszenie przerwania w maszynie W następuje na skutek naciśnięcia przycisku (1 – 4). Wówczas to, następuje ustawienie odpowiedniego bitu w rejestrze RZ (Rysunek 2). Rysunek 2. Zgłoszenie przerwania nr 3 Możliwe jest zgłoszenie kilku przerwań na raz, przykładowo dla przycisków 1, 2 i 4, rejestr zgłoszeń będzie miał postać: %1101. Stan tego rejestru odpowiada zgłoszonym przerwaniom, od momentu ostatniego resetu układu przerwań. 3.2 Maskowanie przerwań Do rejestru maski można wpisywać różne wartości – jego bity odpowiadają poszczególnym przerwaniom. Jeżeli dany bit jest ustawiony (ma wartość 1), to dane przerwanie uznaje się za zamaskowane, a więc jest nieaktywne.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3.3 Przyjmowanie przerwania Układ przerwań dokona przyjęcia przerwania, w momencie uaktywnienia się sygnału eni, oczywiście w sytuacji w której jakieś przerwanie zostało zgłoszone. W danej chwili czasu tylko jedno przerwanie może być obsługiwane na raz – odpowiadający mu bit zostaje wówczas ustawiony w rejestrze przerwań (RP). Łatwo można zauważyć, że łączna liczba jedynek w tym rejestrze to maksymalnie 1. Na przyjęcie danego przerwania ma wpływ kilka czynników: 1. zgłoszenie danego przerwania, 2. brak ustawionej maski dla danego przerwania, 3. brak zgłoszenia przerwania o wyższym priorytecie. O ile w przypadku dwóch pierwszych punktów, komentarz jest zbyteczny, to ostatni punkt wymaga chwili wyjaśnienia. Poszczególne przerwania mają priorytety – są one zgodne z ich numerami. Najwyższy priorytet ma zatem przerwanie nr 1, a najniższy – przerwanie nr 4. Oznacza to, że gdy zgłoszonych zostanie kilka przerwań, to do rejestru przerwań trafi zawsze najwyższe, niezamaskowane przerwanie. Gdy maszyna W przyjmie przerwanie i przejdzie do wykonywania jego procedury obsługi, układ przerwań może zostać zresetowany. Służy do tego sygnał rint. Oznacza to, że można wyzerować rejestr przerwań (RP), ponieważ dane przerwanie zostało już (lub jest aktualnie) obsłużone. Oprócz tego, rejestr adresu procedury obsługi przerwania (AP) również może zostać wyzerowany – zostanie to opisane w następnej części. Skoro dane przerwanie zostało już obsłużone, może zostać wycofane i jego zgłoszenie – odpowiedni bit rejestru zgłoszeń (RZ) zostaje wyzerowany. Rejestr maski, będący rejestrem kontrolującym pracę układu przerwań nie jest modyfikowany przez układ przerwań. 3.4 Adres procedury obsługi przerwania Gdy dane przerwanie zostanie przyjęte, w rejestrze AP pojawia się (zostaje wpisany przez układ przerwań) adres procedury obsługi przerwania. Adres ten może zostać następnie pobrany przez procesor, celem przeskoczenie do komórki pamięci wskazywanej przez niego. Adresy poszczególnych przerwań można ustawić w ustawieniach symulatora maszyny W – nie jest to dostępne programowo – nie można tego zrobić żadnym rozkazem, ani sygnałem sterującym.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3.5 Przykład W celu lepszego zobrazowania sposobu, w który działa układ przerwań, zostanie wykorzystany przykład przedstawiony poniżej. Rysunek 3. Zgłoszenie przerwań 1, 2, 3 i 4 Na rysunku powyżej (Rysunek 3) zostały zgłoszone wszystkie przerwania (1, 2, 3 i 4). W związku z tym, w rejestrze zgłoszeń (RZ) pojawiły się same jedynki. Do rejestru maski (RM) zostały wprowadzone dwie jedynki: maskujące przerwanie nr 1 i 3. Został też uaktywniony sygnał eni – chcemy przyjąć przerwanie. Rysunek 4. Przyjęcie przerwania nr 2 Rysunek powyżej (Rysunek 4) przestawia stan rejestru układu przerwań w następnym takcie. W rejestrze przerwań ustawiony został bit odpowiadający przerwaniu nr 2. Jest to bowiem przerwanie o najwyższym priorytecie, spośród niezamaskowanych przerwań (2 i 4). W rejestrze AP pojawił się też adres procedury obsługi przerwania nr 2, w tym przypadku jest to adres równy 2. Został również aktywowany sygnał resetujący przerwanie. W normalnej sytuacji sygnał ten pojawia się po pobraniu przez procesor adresu procedury obsługi przerwania.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Rysunek 5. Stan rejestrów po resecie Rysunek 5 przedstawia stan rejestrów układu przerwań po jego resecie. Rejestry RP i AP zostały całkowicie wyzerowane, a w rejestrze zgłoszeń (RZ) nastąpiło wyzerowanie bitu odpowiadającego przerwaniu, które zostało przyjęte do obsługi. Sygnał eni został znowu uaktywniony, bowiem chcemy przyjąć kolejne przerwanie. Rysunek 6. Przyjęcie przerwania nr 4 Rysunek 6 przedstawia przyjęcie kolejnego przerwania. Zgodnie z oczekiwaniami, jest to przerwanie nr 4, bowiem tylko jego zgłoszenie nie zostało zamaskowane. W rejestrze RP bit nr 4 został ustawiony, a w rejestrze AP znajduje się odpowiedni adres. Sygnał rint został uaktywniony, celem kolejnego zresetowania układu przerwań. Rysunek 7. Stan rejestrów po ponownym resecie Na rysunku powyżej (Rysunek 7) został przedstawiony stan rejestrów po kolejnym resecie. W rejestrze RZ bit nr 4 został wyzerowany. Kolejne uaktywnianie sygnału eni w kolejnych taktach nie spowoduje już żadnych zmian w rejestrach – pozostałe przerwania (1 i 3) zostały zamaskowane i są niewidoczne.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "4 Rozkazy przerywalne Do tej pory przerwania były omawiane z punktu widzenia układu przerwań. Warto też przyjrzeć się drugiej stronie tego zagadnienie – co tak naprawdę jest przerywane. Na pewno wiadomo, że jest to program, ale istotne jest zrozumienie, że stwierdzenie wystąpienia przerwania i jego przyjęcie następuje na poziomie rozkazów, a nie na poziomie instrukcji. Oznacza to, że programista piszący program w języku asemblera nie sprawdza ręcznie, czy nastąpiło przerwanie – jest ono sprawdzane podczas wykonywania rozkazów przerywalnych. Są to rozkazy realizujące zwykłe operacje (jak np. dodawanie, odejmowanie itp.), które są odpowiednio zaprojektowane, tzn. dostosowane do przyjmowania przerwań. Większość rozkazów można napisać w wersji przerywalnej. Są jednak takie, które nie powinny dawać takiej możliwości. Przykładowo rozkazy operujące na maskach, a więc służące de facto do kontroli układu przerwań. Żeby dany rozkaz był rozkazem przerywalnym, powinien on wykorzystywać sygnały sterujące układem przerwań. Są to zarówno sygnały eni oraz rint, jak i sygnały czytające i piszące do odpowiednich jego rejestrów. Poniżej znajduje się kod rozkazu dodawania, napisanego w wersji przerywalnej. 1. ROZKAZ DOD; 2. czyt wys wei il; 3. wyad wea eni 4. JEŻELI INT TO @przerw GDY NIE @norm; 5. @norm czyt wys weja dod weak wyl wea KONIEC; 6. @przerw czyt wys weja dod weak dws; 7. wyls wes wyws wea; 8. pisz wyap wel wea rint;",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W powyższym przykładzie wyróżnione zostały elementy związane z obsługą przerwań. Pierwszym z nich jest sygnał eni. Pojawia się on w 3 linijce, właściwie na początku rozkazu. Powoduje on, że do rejestru przerwań trafia wartość, reprezentujące przyjęte przerwanie, oczywiście w przypadku, w którym jakieś przerwanie zostało zgłoszone. W linijce 4 znajduje się sprawdzenie, czy jakieś przerwanie zostało przyjęte. Jeżeli tak (czyli jeśli w rejestrze RP znajduje się wartość różna od 0), to fraza nastąpi przejście do etykiety @przerw, w przeciwnym przypadku – do etykiety @norm. Gdy żadne przerwanie nie zostało zgłoszone, lub zgłoszone przerwania zostały zamaskowane, uaktywniane są standardowe sygnały sterujące towarzyszące kolejnej fazie rozkazu dodawania (linijka 5). W sytuacji, gdy zostało przyjęte jakieś przerwanie (etykieta @przerw), również uaktywniana jest część sygnałów rozkazu dodawania, ale bez dwóch ostatnich: wyl wea. Dzieje się tak, ponieważ następną instrukcją wykonaną po rozkazie dodawania, będzie nie ta, o adresie przechowywanym w liczniku, lecz ta, której adres znajduje się w rejestrze AP. Warto zwrócić uwagę, że niezależnie od tego, czy przerwanie zostało przyjęte, czy nie, to operacja wykonywana przez ten rozkaz (tutaj jest to dodawanie) zostaje wykonana. Dopiero po jej wykonaniu, może dojść do ewentualnych czynności związanych z samym przerwaniem. W celu zachowania stanu procesora (tj. licznika rozkazów) następuje jego zapisanie na stosie. Odbywa się to w 3 linijkach: 6, 7 i 8, a konkretniej odpowiadają za to następujące sygnały: dws – dekrementacja wskaźnika stosu, wyls wes wyws wea – przesłanie zawartości licznika do rejestru S i wprowadzenie do rejestru A zawartości wskaźnika stosu, pisz – zapisanie licznika na szczycie stosu. Gdy stan licznika jest zachowany, następuje pobranie adresu procedury obsługi przerwania (z rejestru AP) i wprowadzenie go do licznika i rejestru A: wyap wel wea. Dzięki temu, następnym wykonywanym rozkazem będzie pierwszy rozkaz procedury obsługi przerwania. Na samym końcu aktywowany jest sygnał rint, który powoduje zresetowanie układu przerwań tak, by następny przerywalny rozkaz mógł działać poprawnie.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "5 Obsługa przerwań w programach Adresy poszczególnych przerwań w maszynie W zostały domyślnie ustawione na wartości odpowiadające numerom tychże przerwań, czyli 1, 2, 3 i 4. Oznacza to, że w momencie wystąpienie i przyjęcia danego przerwania, rozpocznie się wykonywanie programu od któregoś z tych adresów. 5.1 Szkielet programu Jak można łatwo zauważyć, adresy przerwań są kolejnymi wartościami, przez co miejsce na jakiekolwiek instrukcje ich procedur obsługi właściwie ogranicza się do pojedynczej instrukcji. Ze względów oczywistych, jeżeli procedura obsługi ma zrobić coś więcej niż tylko przerwać działanie programu (instrukcja STP), to najsensowniejszym rozwiązaniem jest napisanie jej w innym miejscu, oznaczonym stosowną etykietą i zastosowaniu instrukcji skoku bezwarunkowego pod danym adresem zarezerwowanym na przerwanie. Podobna sytuacja ma miejsce w przypadku programu głównego, który zaczyna się od adresu 0. Przedstawia to poniższy przykład.           SOB PROGRAM           SOB PRZERW1           SOB PRZERW2           SOB PRZERW3           SOB PRZERW4 PROGRAM:  …           …           …           STP PRZERW1:  …           …           …           PWR PRZERW2:  …           …           …           PWR PRZERW3:  …           …           …           PWR PRZERW4:  …           …           …           PWR Pięć pierwszych linijek programu składa się wyłącznie z samych rozkazów skoków bezwarunkowych. Ponieważ program zaczyna się wykonywać od adresu 0, to następuje skok do etykiety PROGRAM. W momencie rozpoczęcia wykonywania procedury obsługi przerwania, następuje przejście do odpowiedniego adresu (1 – 4), a następnie skok do etykiety związanej z danym przerwaniem (tutaj PRZERWn).",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "5.2 Procedura obsługi przerwania Na listingu przedstawiającym szkielet programu można zauważyć, że każda procedura kończy się instrukcją PWR. Służy ona do powrotu z tejże procedury, podobnie jak to ma miejsce w przypadku podprogramów. Jej zadaniem jest pobranie ze stosu zapisanego tam stanu licznika i przywrócenie go w odpowiednie miejsce. Istnieje jeszcze jeden rejestr, którego stan winien być zachowany podczas obsługi przerwań. Jest nim akumulator – przechowuje on aktualne wyniki działań i mógłby być nadpisany innymi wartościami podczas wykonywania procedury obsługi przerwania. W związku z tym, należy zadbać (już w samej procedurze) o jego zachowanie – przykładowo na stosie. Kolejnym aspektem, na który należy zwrócić uwagę jest możliwość przerwania aktualnie wykonywanej procedury obsługi innego przerwania. Taka sytuacja jest czasami dopuszczalna, ale w przypadku tego laboratorium ograniczymy się do trybu bez wywłaszczania czyli takiego, w którym procedura obsługi przerwania jest nieprzerywalna. Do tego celu można wykorzystać rejestr maski. Z rejestrem tym związane są 3 dodatkowe rozkazy: 1. CZM – pobiera zawartość rejestru maski i zapisuje ją pod adres będący jego argumentem. 2. MSK – zapisuje do rejestru maski wartość odczytaną spod adresu będącego jego argumentem. 3. MAS – zapisuje do rejestru maski wartość będącą jego argumentem (adresowanie natychmiastowe). PRZERW1: CZM MASKA // zapis aktualnej maski MAS 15 // zablokowanie wszystkich przerwań DNS // zachowanie na stosie akumulatora … // operacje PZS // pobranie ze stosu akumulatora MSK MASKA // przywrócenie starej maski PWR // powrót z procedury obsługi przerwania Wpisanie wartości 15 do rejestru maski powoduje zamaskowanie wszystkich przerwań (binarnie %1111). Bieżąca wartość maski jest zapisywana w zmiennej (pod adresem wskazywanym etykietą MASKA). Zawartość akumulatora zapisywana jest na stosie.",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "6 Zadania do wykonania 1. Napisać program wypisujący na ekran pojedynczy znak w pętli. Zgłoszenie przerwania powinno poskutkować wyświetleniem jego numeru na ekranie. 2. Wykorzystując program z poprzedniego laboratorium (rysowanie kształtów), uzupełnić go o obsługę przerwań, polegającą na: a) wyświetlaniu numeru przerwania w momencie jego pojawiania się, b) zliczaniu ilości wystąpień każdego z przerwań i wypisaniu ich na koniec pracy programu, c) zakończenia pracy programu na skutek wyświetlenia całej figury lub przekroczenia przez któryś z liczników wartości będącej dwukrotnością numeru danego przerwania (2, 4, 6, 8).",
    "source": "Lab4-przerwania.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Maszyna WMaszyna W to uproszczony model rzeczywistego komputera. Schemat najprostszej wersji maszyny W przedstawia rysunek [wstaw odwołanie].Maszyna W składa się z kilku podstawowych elementów, takich jak pamięć operacyjna, jednostka arytmetyczno-logiczna i układ sterujący. Składowe te są połączone poprzez 2 magistrale: magistralę danych i magistralę adresową. Przesyłanie danych miedzy tymi elementami jest sterowane za pomocą kilkunastu sygnałów binarnych zwanych sygnałami sterującymi. Aby zrozumieć działanie całego układu należy najpierw zapoznać się z działaniem każdego z elementów składowych oraz rolą, jaką pełnią poszczególne sygnały sterujące.Pamięć operacyjna przechowuje program w postaci ciągu rozkazów komputera oraz dane, na których ten program jest wykonywany. W dowolnym momencie obliczeń, na życzenie procesora, pamięć udostępnia przechowywane przez siebie dane i rozkazy. Procesor ma także możliwość zapisywania w pamięci wyników wykonywanych przez siebie obliczeń. Pamięć składa się z komórek, każda komórka przechowuje pojedyncze słowo i jest identyfikowana poprzez numer komórki nazywany adresem. Aby wykonać jakąś operację na pamięci, procesor musi zawsze podać adres komórki, której ta operacja dotyczy. Aby odczytać określoną komórkę pamięci, należy najpierw wpisać adres komórki do rejestr adresowego pamięci. Sygnał wea umożliwia wpisanie do rejestru adresowego pamięci A adresu przesyłanego magistralą adresową. W następnym kroku możliwe jest odczytanie odpowiedniej komórki z pamięci (operację aktywuje sygnał czyt) i przesłanie odczytanej wartości na magistralę danych (sygnał wys). Aby zapisać coś w pamięci, należy najpierw wpisać adres odpowiedniej komórki pamięci w rejestrze adresowym A (sygnał wea) oraz wprowadzić do rejestru słowowego pamięci S wartość, jaka ma być zapisana w pamięci. Sygnał wes umożliwia przesłanie zawartości magistrali danych do rejestru S. W następnym kroku należy aktywować sygnał pisz, który spowoduje zapisanie zawartości rejestru S w komórce pamięci, której adres znajduje się w rejestrze A.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Jednostka arytmetyczno-logiczna (JAL) jest elementem procesora odpowiedzialnym za wykonywanie obliczeń. Typowe operacje wykonywane w JAL to dodawanie, odejmowanie, suma i iloczyn logiczny oraz przesunięcia bitowe. Jednostka arytmetyczno-logiczna w maszynie W ma tylko jedno wejście. Z tego powodu podczas wykonywania operacji dwuargumentowych przyjmuje się, że pierwszy argument znajduje się w związanym z JAL rejestrze, zwanym rejestrem akumulatora AK. Zanim zostanie wykonana właściwa operacja dwuargumentowa należy wartość pierwszego argumentu wpisać do akumulatora. W akumulatorze zapisywane są także wyniki obliczeń wykonywanych w JAL. W najprostszej wersji maszyny W, jednostka arytmetyczno-logiczna potrafi wykonywać tylko 3 operacje: przepisywanie stanu wejścia na wyjście (aktywowane sygnałem przep), dodawanie arytmetyczne (sygnał dod) i odejmowanie (sygnał ode). Sygnał weja powoduje udostępnienie wartości na magistrali na wejście JAL, zaś sygnał weak pozwala wynik obliczeń zapisać do rejestru akumulatora. Zawartość rejestru akumulatora można wyprowadzić na magistralę danych, zadanie to realizuje sygnał wyak. Obliczenia w JAL wykonywane są na liczbach binarnych zapisanych w zapisie uzupełnieniowym do 2. W dowolnym momencie obliczeń możliwe jest sprawdzenie, czy w akumulatorze znajduje się liczba ujemna, czy też nieujemna. W tym celu wystarczy sprawdzić bit znaku liczby przechowywanej w akumulatorze (nazywany sygnałem stanu Z). Jeśli liczba w akumulatorze jest liczbą ujemną, bit Z będzie miał wartość 1. W przeciwnym przypadku bit ten będzie równy 0. Układ sterujący procesora może sterować wykonywaniem obliczeń w różny sposób w zależności od stanu bitu Z.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Układ sterujący na podstawie stanu maszyny W (czyli zawartości poszczególnych rejestrów, tworzących ten układ) określa sygnały sterujące, jakie w danym momencie mają być aktywne. Rejestrami wpływającymi na działanie układu sterującego oprócz akumulatora są rejestr instrukcji I oraz rejestr licznika rozkazów L. Licznik rozkazów przechowuje adres kolejnego rozkazu do wykonania. Ponieważ najczęściej kolejne następujące po sobie rozkazy znajdują się w kolejnych komórkach pamięci,, do licznika rozkazów dodano sygnał il, którego zadaniem jest inkrementacja tego rejestru. Ponadto z licznikiem rozkazów związane są 2 inne sygnały. Sygnał wel aktywuje operację zapisania w rejestrze L aktualnej zawartości magistrali adresowej, zaś sygnał wyl powoduje wyprowadzenie zawartości rejestru na magistralę. W rejestrze instrukcji przez większość czasu wykonywania rozkazu znajduje się słowo opisujące wykonywany rozkaz. Rejestr ten można podzielić na 2 części. Starsza część rejestru przechowuje kod rozkazu, zaś młodsza AD argument. Najczęściej argumentem jest adres komórki, do której odwołuje się dany rozkaz. Sygnał wyad pozwala wyprowadzić argument na magistralę danych.. Drugim sygnałem związanym z rejestrem instrukcji jest sygnał wei. Powoduje on przepisanie słowa opisującego rozkaz do wykonania z magistrali danych do rejestru I. Należy podkreślić, że w poprawnie zaprojektowanym rozkazie sygnał wei występuje zawsze tylko i wyłącznie w pierwszej fazie rozkazu.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Projektowanie rozkazówJednym z etapów projektowania procesora jest ustalenie listy rozkazów realizowanych przez dany procesor oraz zdefiniowanie, dla każdego rozkazu, sekwencji działań potrzebnych do jego wykonania. Pod pojęciem projektowania rozkazu będziemy rozumieć ustalenie przebiegów sygnałów sterujących, powodujących wykonanie wszystkich przesyłów międzyrejestrowych, składających się na dany rozkaz. Każdy rozkaz wykonywany jest etapami. Pierwszy etap to pobranie i zdekodowanie rozkazu. Dopiero po zakończeniu tego etapu procesor jest w stanie określić jaki rozkaz wykonuje. Oznacza to, że etap pobrania i dekodowania musi być wykonywany identycznie dla wszystkich projektowanych rozkazów. W maszynie W wykonanie tego etapu realizowane jest jako pierwsza faza rozkazu i składają się na nią sygnały: czyt (odczytanie komórki pamięci), wys (przesłanie zawartości odczytanej komórki na magistralę danych), wei (wprowadzenie odczytanej zawartości do rejestru instrukcji) i il (inkrementacja licznika rozkazów).",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W kolejnych fazach będą realizowane dalsze etapy wykonania rozkazu. Są to: ustalenie adresu efektywnego argumentu, jego odczyt i wykonanie na nim właściwej operacji oraz przygotowanie do wykonania następnego rozkazu. Cały proces projektowania rozkazów zostanie przedstawiony na przykładzie rozkazu dodawania.Przykład 1Zaprojektować rozkaz dodawania DOD Ad. W wyniku działania tego rozkazu do akumulatora należy dodać zawartość komórki pamięci, której adres jest argumentem projektowanego rozkazu. Działanie rozkazu można opisać za pomocą przesyłu międzyrejestrowego (Ak)+((Ad))→Ak. Podobnie jak w przypadku każdego innego rozkazu, zaczniemy od fazy pobrania i dekodowania rozkazu. Najpierw należy odczytać rozkaz z pamięci i przesłać go do rejestru instrukcji oraz zwiększyć o 1 zawartość licznika rozkazów. Wykonanie tych działań wymaga uaktywnienia sygnałów czyt, wys, wei i il. Te właśnie sygnały będą tworzyć pierwszą fazę wykonania rozkazu dodawania.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Po zdekodowaniu konkretnego rozkazu można już przystąpić do charakterystycznych dla niego działań. W tym przypadku do akumulatora musimy dodać zawartość komórki pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Samo dodawanie będzie poprzedzone odczytaniem zawartości odpowiedniej komórki pamięci. Zawsze odczytywana jest komórka, której adres znajduje się w rejestrze adresowym układu pamięci (rejestrze A). Tymczasem adres komórki, którą mamy odczytać znajduje się w części adresowej (Ad) rejestru instrukcji. Przed odczytaniem z pamięci należy zatem przesłać zawartość rejestru Ad do rejestru A. Przesył taki będzie wykonany po uaktywnieniu sygnałów wyad (wyprowadzenie zawartości części adresowej rejestru instrukcji na magistralę adresową) i wea (zapisanie zawartości magistrali adresowej w rejestrze A układu pamięci). Te dwa sygnały (wyad i wea) tworzą drugą fazę realizacji rozkazu dodawania. Wszystkie pozostałe czynności zostaną wykonane w trzeciej fazie wykonania tego rozkazu. A będą to: odczytanie argumentu z pamięci (aktywowane sygnałem czyt), przesłanie go do jednostki arytmetyczno-logicznej (co wymaga sygnałów wys i weja), wykonanie dodawania (dod) i zapisanie jego wyniku w akumulatorze (weak). Dodatkowo, ponieważ trzecia faza będzie ostatnią fazą realizacji rozkazu dodawania, musimy pamiętać o przesłaniu adresu następnego rozkazu do wykonania z rejestru licznika rozkazów (L) do rejestru adresowego pamięci (A). Ten przesył zostanie zrealizowany dzięki sygnałom wyl i wea. Tym samym końcową postać rozkazu dodawania tworzą trzy fazy. W pierwszej aktywne muszą być sygnały: czyt, wys, wei i il; w drugiej: wyad i wea; wreszcie w trzeciej: czyt, wys, weja, dod, weak, wyl i wea.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Działanie zaprojektowanego rozkazu można przetestować dzięki programowemu symulatorowi maszyny W. Po jego uruchomieniu, należy zwykle utworzyć nowy plik z opisem rozkazu, skompilować go (co spowoduje dodanie rozkazu do listy rozkazów maszyny W) a następnie sprawdzić jego działanie1. Opis rozkazu dodawania zamieszczono poniżej:ROZKAZ DOD;czyt wys wei il;wyad wea;czyt wys weja dod weak wyl wea;Pierwsza linia zawiera nazwę rozkazu, w kolejnych liniach wymieniono sygnały sterujące aktywne w poszczególnych taktach rozkazu. Średnik na końcu każdej linii (od 2 do 4) oznacza koniec taktu. Rozkaz DOD za każdym razem będzie wykonywany tak samo. Jednakże istnieją rozkazy, które realizowane są różnie w zależności od aktualnego stanu procesora.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Przykład 2Zaprojektować rozkaz skoku warunkowego SOZ Ad, który spowoduje ustalenie adresu następnego rozkazu w zależności od zawartości akumulatora. Jeśli w akumulatorze jest liczba różna od 0, następnym wykonywanym rozkazem ma być rozkaz znajdujący się w kolejnej komórce pamięci. Jeżeli zawartość akumulatora jest równa 0, następnym rozkazem będzie ten, który zapisano w komórce pamięci o adresie podanym jako argument rozkazu.Głównym celem rozkazu SOZ jest ustalenie adresu następnego wykonywanego rozkazu. Jeśli w akumulatorze będzie 0, jako następny zostanie wykonany rozkaz, którego adres podano jako argument rozkazu SOZ. W przeciwnym razie przejdziemy do wykonywania rozkazu znajdującego się w pamięci bezpośrednio za rozkazem SOZ. Jak zwykle pierwszą fazę projektowanego rozkazu tworzą sygnały czyt, wys, wei i il.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Następnie należy sprawdzić, czy w akumulatorze znajduje się 0. Jest to możliwe dzięki istnieniu odpowiednich sygnałów stanu procesora. W maszynie W mamy do dyspozycji 2 takie sygnały: Z (znak liczby) – informujący czy w akumulatorze jest liczba ujemna oraz ZAK, który przyjmuje wartość 1, gdy w akumulatorze jest 0. Aby zaprojektować rozkaz SOZ należy skorzystać z sygnału ZAK. Jeżeli ZAK = 1, to w akumulatorze jest 0 a to oznacza, że należy wykonać skok, czyli przesłać do rejestrów L i A adres znajdujący się w części adresowej rejestru instrukcji. Wymaga to uaktywnienia sygnałów wyad, wel i wea. Jeżeli ZAK = 0, to w akumulatorze jest liczba różna od 0 a w takim przypadku adres następnego rozkazu znajduje się w rejestrze L (po wykonaniu inkrementacji w pierwszej fazie) i wystarczy go przesłać do rejestru adresowego pamięci. Z tym przesyłem związane są sygnały wyl i wea. Pełny projekt rozkazu SOZ zamieszczono poniżej.ROZKAZ SOZ;czyt wys wei il;JEZELI ZAK TO @zero GDY NIE @niezero;@zero wyad wea wel KONIEC;@niezero wyl wea;Warto zwrócić uwagę na trzecią linię kodu. Zawiera ona sprawdzenie stanu testowanego sygnału ZAK. Jeżeli ZAK = 1 (jest 0 w Ak) następuje przejście do wykonywania sygnałów zapisanych w linii oznaczonej etykietą @zero. Gdy ZAK = 0, jako następne zostaną wykonane sygnały sterujące wpisane w linii której etykieta (@niezero) pojawia się po frazie GDY NIE. Zauważmy też, że w sytuacji, gdy podawana jest lista sygnałów aktywnych w ostatnim takcie rozkazu a nie jest to ostatnia linia opisu rozkazu, konieczne jest dopisanie słowa kluczowego KONIEC (tak jak jest to w czwartej linii opisu rozkazu SOZ).",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Przykład 3Zaprojektować rozkaz dekrementacji akumulatora DEC. W wyniku działania tego rozkazu od akumulatora należy odjąć jedynkę. Wykorzystać architekturę W+.Zadanie to to przykład bardziej złożonego rozkazu, wymagającego rozbudowy maszyny W o dodatkowe połączenie, umożliwiające przesył danych bezpośrednio między magistralami słowową i adresową. Jego rozwiązanie zostanie przedstawione za pomocą listy elementarnych przesyłów międzyrejestrowych. Następnie do każdego przesyłu zostaną przyporządkowane odpowiednie sygnały sterujące i wreszcie na koniec sygnały te zostaną odpowiednio rozmieszczone w czasie (tzw. podział na takty). Jest to typowa kolejność działań przy projektowaniu rozkazów.Niestety nasza jednostka arytmetyczno-logiczna jest bardzo uboga i nie oferuje bezpośrednio operacji inkrementacji i dekrementacji akumulatora. Stąd konieczne jest bardziej skomplikowane postępowanie. Najpierw do akumulatora zostanie dodana aktualna zawartość licznika rozkazów, następnie licznik zostanie zinkrementowany (zostanie dodana jedynka do zawartości licznika). Z kolei zwiększona zawartość licznika zostanie odjęta od akumulatora, co w efekcie spowoduje, że w akumulatorze znajdzie się wartość o 1 mniejsza od jego pierwotnej zawartości. Oczywiście nie wolno zapomnieć o przywróceniu oryginalnej zawartości licznika rozkazów. Będzie to możliwe dzięki wcześniejszemu jej zapamiętaniu w rejestrze S. Całość działań składających się na wykonanie rozkazu dekrementacji przedstawiają poniższe przesyły międzyrejestrowe.((A)) → I(L) + 1 → L(L) → S(Ak) + (L) → Ak(L) + 1 → L(Ak) – (L) → Ak(S) → L(S) → A",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Z każdym z powyższych przesyłów wiążą się określone sygnały sterujące. Dopiszmy je zatem obok związanych z nimi przesyłów. Dodatkowo poszczególne linie zostaną ponumerowane.1. ((A)) → I czyt wys wei2. (L) + 1 → L il3. (L) → S wyl as wes4. (Ak) + (L) → Ak wyl as weja dod weak5. (L) + 1 → L il6. (Ak) – (L) → Ak wyl as weja ode weak7. (S) → L wys sa wel8. (S) → A wys sa weaSygnały as i sa są związane w wprowadzonym połączeniem między magistralami. Sygnał as powoduje przesłanie na magistralę danych zawartości magistrali adresowej, zaś sygnał sa przepisze zawartość magistrali danych na magistralę adresową („zgubione” zostaną najstarsze bity stanu magistrali danych). Aby uzyskać pełny projekt rozkazu musimy jeszcze rozmieścić poszczególne operacje w czasie. Dążymy przy tym do wykonania możliwie wielu operacji w pojedynczym takcie. Tradycyjnie przesyły przedstawione w dwóch pierwszych liniach realizowane są w pierwszej fazie każdego rozkazu. W kolejnej fazie zostaną wykonane przesyły z linii 3, 4 i 5. Trzecią fazę będzie stanowić przesył umieszczony w linii 6. Zaś dwa ostatnie można połączyć jako ostatnią fazę wykonania rozkazu. Tym samym ostateczny projekt rozkazu będzie mieć postać jak poniżejROZKAZ DEC;ARGUMENTY 0;czyt wys wei il;wyl as wes weja dod weak il;wyl as weja ode weak;wys sa wel wea;Wyjaśnienia wymaga polecenie umieszczone w drugiej linii opisu rozkazu. Projektowany przez nas rozkaz nie wykorzystuje pola przeznaczonego na argument (dekrementowana jest zawartość akumulatora a nie np. jakiejś komórki w pamięci, której adres mógłby być argumentem rozkazu). Ten fakt został zaznaczony odpowiednim wpisem.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Zadania do wykonaniaPrzesyły międzyrejestrowePosługując się mechanizmem sterowania ręcznego zrealizować następujące przesyły międzyrejestrowe (nie rozkazy !). Przyjąć, że zawartości poszczególnych rejestrów nie są określone (odpowiednie wartości liczbowe należy „wypracować”)1. ((AD)) → Ak2. (Ak) shl 1 → 0 // przesunięcie logiczne o 1 bit w lewo (maszyna W+)3. |((L))| → Ak4. |(Ak)| → (2)5. (Ak) – ((L)) → Ak6. (Ad) – (Ak) → 17. 2 * (Ak) → Ak8. (0) + (1) → (Ad)9. (Ak) → (L)10. ((Ad)+1) – ((Ad)) → Ak11. – (AK) → (Ad)12. (Ak)+((L)) → (L)+113. (Ak) + (S) → (Ad)14. ((Ad)) + (Ak) → (L)+115. |(Ak)| → (L)16. ((Ad)) + ((Ad)+1) → Ak17.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Rozkazy1. Zaprojektować rozkaz MIN Ad porównujący zawartość akumulatora z zawartością komórki pamięci, której adres jest argumentem rozkazu i zapisujący w akumulatorze mniejszą z nich.2. Zaprojektować rozkaz MAX Ad porównujący zawartość akumulatora z zawartością komórki pamięci, której adres jest argumentem rozkazu i zapisujący w akumulatorze większą z nich.3. Zaprojektować rozkaz MN2 Ad zapisujący w akumulatorze 2-krotność zawartości komórki pamięci, której adres jest argumentem rozkazu.4. Zaprojektować rozkaz ABS Ad wpisujący do akumulatora wartość bezwzględną liczby znajdującej się w komórce pamięci, której adres jest argumentem rozkazu5. Zaprojektować rozkaz skoku warunkowego SNZ Ad, który spowoduje ustalenie adresu następnego rozkazu w zależności od zawartości akumulatora. Jeśli w akumulatorze jest 0, następnym wykonywanym rozkazem ma być rozkaz znajdujący się w kolejnej komórce pamięci. Jeżeli zawartość akumulatora jest różna od 0, następnym rozkazem będzie ten który zapisano w komórce pamięci o adresie podanym jako argument rozkazu.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "6. Zaprojektować bezargumentowy rozkaz dekrementacji akumulatora. W wyniku działania tego rozkazu zawartość akumulatora powinna zostać zmniejszona o 1.7. Zaprojektować rozkaz dodawania z adresacją pośrednią DDP Ad. W wyniku działania tego rozkazu do akumulatora należy dodać zawartość komórki pamięci, której adres znajduje się w komórce pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Wykorzystać architekturę W+.8. Zaprojektować rozkaz odejmowania z adresacją pośrednią ODP Ad. W wyniku działania tego rozkazu od akumulatora należy odjąć zawartość komórki pamięci, której adres znajduje się w komórce pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Wykorzystać architekturę W+.9. Zaprojektować rozkaz pobierania z adresacją pośrednią PBP Ad. W wyniku działania tego rozkazu do akumulatora należy przesłać zawartość komórki pamięci, której adres znajduje się w komórce pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Wykorzystać architekturę W+.10. Zaprojektować rozkaz ładowania do pamięci z adresacją pośrednią ŁDP Ad. W wyniku działania tego rozkazu zawartość akumulatora należy zapisać w komórce pamięci, której adres znajduje się w komórce pamięci, której adres jest argumentem rozkazu. Wykorzystać architekturę W+.11. Zaprojektować rozkaz zamiany zawartości 2 komórek pamięci: komórki, której adres jest umieszczony w części adresowej rozkazu i komórki znajdującej się bezpośrednio za rozkazem. Przyjąć, że następny rozkaz znajduje się o 2 komórki za projektowanym rozkazem.",
    "source": "Projektowanie rozkazów.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Prepare programs for: (grade 3): 1. Evaluating a product of two natural numbers 2. Evaluating a quotient and reminder of two natural numbers. (grade 4): 3. Evaluating the length of an array ended with a specified byte (e.g. ‘0’) [c] 4. Finding the greatest value in an array of a given length. [a] 5. Finding the lowest value in an array ended with a specified byte (e.g. ‘0’). [c] 6. Searching an array for the greatest element and storing its value and index in separate variables (allocated and labeled memory cells). [a, b, c] 7. Searching an array for the lowest element and storing its value and index in separate variables (allocated and labeled memory cells). [a, b, c] 8. Searching for a value specified in a separate variable and storing the index of its first occurrence. [a, b, c] 9. Searching for a value specified in a separate variable and counting a number of occurrences. [a, b, c]",
    "source": "lab4v8 Programming in assembly language of machine W new.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "(grade 5): 10. Incrementing all elements of an array. [a, b, c] 11. Decrementing all elements of an array. [a, b, c] 12. Swapping pairs of an array’s elements. The length of the array is a given even value. [a] Ex.: ABCDEF -> BADCFE 13. Swapping of an array’s elements. The length of the array is a given value. [a] Ex.: ABCDE -> EDCBA (grade 6): 14. Evaluating NWD (the greatest common divider) of two natural numbers using the Euclides algorithm 15. Evaluating NWW (the smallest common multiple) of two natural numbers 16. Evaluating factorial value for a given natural number. 17. Exponentiation of two natural numbers. 18. Evaluating a determinant of 3 x 3 matrix. The matrix is stored as a one-dimensional table. 19. Evaluating a value of symbol (n k).",
    "source": "lab4v8 Programming in assembly language of machine W new.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "- [a] a number of elements specified in a separate variable, SIZE: RST 3 ; number of elements: 3 ARRAY: RST 1 RST 2 RST 3 - [b] a number of elements given as its first element, ARRAY: RST 3 ; number of elements: 3 RST 1 RST 2 RST 3 - [c] use of a special characteristic value to indicate the end of an array (especially useful in case of the “find a pattern” type of task). CharValue: RST 0 ARRAY: RST 1 RST 2 RST 3 RST 0 ; end of an array (string) Additional information: List of instructions with mnemonic and code example – Evaluating a sum of values of all elements of an array: loop: POB size ODE one SOM end // if AK [ACC] is negative then jump to label 'end' LAD size POB sum ins: DOD array LAD sum POB ins DOD one LAD ins SOB loop end: POB sum STP array: RST 1 RST 3 RST 1 RST 5 size: RST 4 sum: RST 0 one: RST 1",
    "source": "lab4v8 Programming in assembly language of machine W new.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Calculate the product of two natural numbers LOOP: POB PRODUCT DOD A LAD PRODUCT POB B ODE ONE SOZ END LAD B SOB LOOP END: POB PRODUCT STP ONE: RST 1 A: RST 6 B: RST 3 PRODUCT: RST 0 //Decrement all elements of an array. loop: POB size ODE one SOM end LAD SIZE inst1: POB ARRAY ODE DecrementBy inst2: LAD ARRAY POB inst1 DOD one LAD inst1 POB inst2 DOD one LAD inst2 SOB loop end: STP SIZE: RST 8 //number of elements: 3 ARRAY: RST 8 RST 10 RST 3 RST 1 RST 2 RST 3 RST 4 RST 5 DecrementBy: RST 2 one: RST 1 //adding all elements in the array loop: POB size ODE one SOM end LAD size POB sum inst: DOD array LAD sum //incrementing index of the array POB inst DOD one LAD inst SOB loop end: POB sum STP array: RST 1 RST 3 RST 4 RST 3 size: RST 4 one: RST 1 sum: RST 0",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Search an array for a value specified in a separate variable and store the index of its first occurrence. //use an additional variable to indicate the end of an array //CharValue: RST 0 // additional variable //ARRAY: RST 1 //RST 2 //RST 3 //RST 0 // end of an array NEXT: POB ARRAY SOM END_OF_ARRAY ODE SEARCHED SOZ FOUND L1: POB INDEX DOD ONE LAD INDEX POB NEXT DOD ONE LAD NEXT SOB NEXT FOUND: STP END_OF_ARRAY: STP SEARCHED: RST 7 INDEX: RST 1 ONE: RST 1 CharValue: RST -1 // additional variable ARRAY: RST 1 RST 2 RST 2 RST 7 RST -1 // end of an array",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Search an array for a value specified in a separate variable and count the number of occurrences. loop: inst: POB array ODE CharValue SOZ end DOD CharValue //checking the value in the array ODE LookedForValue SOZ OccurenceFound SOB continue OccurenceFound: POB occurences DOD one LAD occurences continue: POB inst DOD one LAD inst SOB loop end: POB occurences STP CharValue: RST 0 ARRAY: RST -3 RST 2 RST 3 RST 5 RST 6 RST 5 RST 10 RST -3 RST 0 LookedForValue: RST -3 occurences: RST 0 one: RST 1",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Decrement all elements of an array. //the number of elements of the array is specified in a separate variable //SIZE: RST 3 //number of elements: 3 //ARRAY: RST 1 //RST 2 //RST 3 TABLE_SIZE: POB SIZE ODE ONE SOM END LAD SIZE SUB: POB ARRAY ODE ONE WHERE: LAD ARRAY L1: POB SUB DOD ONE LAD SUB POB WHERE DOD ONE LAD WHERE SOB TABLE_SIZE END: STP ONE: RST 1 SIZE: RST 2 ARRAY: RST 1 RST 2 RST 3 RST 4 RST 5 RST 6",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//product of 2 natural numbers //SDP Product //STP Main: //determining the counter value POB N2 SOZ end SOM Negative LAD Counter //determining the Product value POB N1 SOZ end LAD Product LAD First_Prdct loop: POB Counter ODE One LAD Counter SOZ end POB Product DOD First_Prdct LAD Product SOB loop //if counter is negative, change values of counter and Product Negative: LAD Product LAD First_Prdct POB N1 SOZ end LAD Counter SOB loop end: POB Product STP One: RST 1 N1: RST 4 N2: RST 10 First_Prdct: RPA Counter: RPA Product: RPA",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Evaluate exponentiation of two natural numbers POB Final DOD Num1 LAD Final POB Num2 SOZ end_exp_one POB Num1 SOZ end_exp_zero Main_exp: POB Num2 ODE one SOZ end_exp LAD Num2 //Program below multiplies 2 numbers Main_product: POB Num1 LAD N1 POB Final LAD N2 //determining the counter value POB N2 SOZ end SOM Negative LAD Counter //determining the Product value POB N1 SOZ end LAD Product LAD First_Prdct loop: POB Counter ODE One LAD Counter SOZ end POB Product DOD First_Prdct LAD Product SOB loop //if counter is negative, change values of counter and Product Negative: LAD Product LAD First_Prdct POB N1 SOZ end LAD Counter SOB loop end: POB Product LAD Final SOB Main_exp //End of multiplication end_exp: POB Final STP end_exp_one: POB one STP end_exp_zero: POB zero STP One: RST 1 N1: RST 0 N2: RST 0 First_Prdct: RPA Counter: RPA Product: RPA //For multiplication Num1: RST 5 Num2: RST 0 Final: RST 0 zero: RST 0",
    "source": "programs_tocs.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "MINUT 2020 (1), s. 124–135 ISSN 2719-3063 Robert BRZESKI1 1Wydział Automatyki, Elektroniki i Informatyki, Politechnika Śląska, ul. Akademicka 16, 44-100 Gliwice Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 Streszczenie. W artykule przedstawiono przykłady implementacji kilku rozkazów asemblerowych dla Maszyny W wraz z omówieniem błędów realizowanych przez studentów. Pokazano typowe problemy występujące przy implementacji rozkazów oraz zaprezentowano i omówiono prawidłowe rozwiązania. W zakresie prezentacji błędów popełnianych przez studentów skupiono się na tych najczęściej występujących. Przedstawiono także w punktach, zakres materiału teoretycznego potrzebnego do opanowania, jeszcze przed przystąpieniem do realizacji zadań praktycznych. Zestaw ten może być przydatny jako lista kontrolna wstępnie wymaganej wiedzy. Słowa kluczowe: rozkaz, asembler, optymalizacja, Maszyna W. 1. Wprowadzenie do implementacji rozkazów dla Maszyny W W procesie dydaktycznym realizowanym na wydziale Automatyki Elektroniki i Informatyki Politechniki Śląskiej, na kilku kierunkach, w ramach przedmiotu Postawy Informatyki, realizowane jest zagadnienie projektowania rozkazów dla Maszyny W. Pojęcie Maszyny W odnosi się do idei konstrukcji i działania uproszczonego komputera. Zawiera on w sobie podstawowe, najważniejsze elementy maszyny cyfrowej, zgodnej z obecnie powszechnie używaną architekturą von Neumanna. Na prowadzonych zajęciach, w szczególności podczas laboratorium, studenci używają Maszyny W, w postaci programowego symulatora [Rysunek 1]. Zadaniem studentów jest zaimplementowanie przy użyciu mikrosygnałów, pojedynczego rozkazu asemblerowego. Taki rozkaz wykonywany jest w kilku osobnych cyklach procesora zwanych taktami. W każdym takcie należy umieścić odpowiedni zestaw sygnałów mikrosterujących i zakończyć go znakiem reprezentującym koniec taktu. Dla obecnie używanego na laboratorium symulatora jest to średnik. Implementacja rozkazu na dostępnym symulatorze realizowana jest w następującej postaci: // Dwa znaki ukośnika oznaczają komentarz. Jest on opcjonalny ale warto tu wpisać treść rozkazu która będzie implementowana. ROZKAZ nazwaRozkazu; Następnie trzeba umieścić predefiniowane słowo ‘ROZKAZ’ oraz własną nazwę implementowanego rozkazu. Całość trzeba zakończyć średnikiem. Autor korespondencyjny: R. Brzeski (Robert.Brzeski@polsl.pl). Data wpłynięcia: 01.10.2020. Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 125 Argumenty liczbaArgumentów; Kolejną, tym razem opcjonalną częścią jest wpisanie liczby argumentów obsługiwanych przez implementowany rozkaz. Wartością domyślną jest jeden.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "czyt wys wei il; Pierwszy takt rozkazu. Jest on zawsze taki sam – nie można tu nic dodać ani niczego pominąć. Dla każdego rozkazu składa się z zestawu tych samych czterech mikrosygnałów. Kolejne takty – zestawy mikrosygnałów; Każdy takt trzeba zakończyć średnikiem. Tak zaimplementowany rozkaz, można skompilować na dostępnym symulatorze i uruchomić/wykonać. Wykorzystanie skompilowanego rozkazu najczęściej odbywa się poprzez użycie go i wykonanie w programie, napisanym w języku asemblera Maszyny W, czyli zestawie tego typu rozkazów. Przed implementacją rozkazu można utworzyć jego projekt w postaci algorytmu, zapisanego w dowolny sposób (np. słownie lub przy użyciu schematu blokowego lub za pomocą poszczególnych przesyłów pomiędzy rejestrami lub pamięcią). Celem tego artykułu nie jest przedstawianie podstawowych informacji na temat struktury i działania Maszyny W. Taką podstawową wiedzę można uzyskać nie tylko na wykładach, ćwiczeniach czy poprzez zaznajomienie się z materiałami do laboratorium z tego tematu, ale także w opublikowanych artykułach i skryptach [1–5]. W bieżącym artykule zakłada się, że czytelnik ma już podstawową wiedzę teoretyczną i chciałby poszerzyć ją o praktyczne wskazówki dotyczące implementacji rozkazów. Rysunek 1. Widok okna symulatora Maszyny W, w wersji W+ 126 R. Brzeski W ramach tego artykułu przyjmuje się, że czytelnik ma taką wiedzę jaką powinien mieć student przystępujący do laboratorium z opisywanej tematyki, czyli: 1. Zna rejestry wchodzące w skład Maszyny W: S, AK, I, AD, L, A. 2. Zna mikrosygnały sterujące tymi rejestrami. 3. Rozumie różnicę pomiędzy sygnałem poziomym a impulsowym. 4. Zna operacje jakie mogą być wykonywane w JAL (Jednostce Arytmetyczno Logicznej). 5. Umie obsługiwać dostępną pamięć (zapisywanie, odczytywanie wartości). 6. Wie gdzie znajduje się magistrala danych, adresowa oraz połączenie między magistralami, wraz z mikrosygnałem sa. 7. Rozumie ideę i konstrukcję skoku warunkowego ‘JEżELI’, opartego na testowaniu bitu Z lub ZAK. 8. Zna strukturę rozkazu oraz ideę działania podstawowych, predefiniowanych rozkazów dla Maszyny W (np. rozkazu DOD, SOM, SOB). 9. Rozumie wartości binarne ze znakiem w zapisie uzupełnieniowym do 2. 10. Rozumie ideę podziału/grupowania mikrosygnałów na takty oraz to dlaczego nie jest możliwe wykonanie całego rozkazu w jednym takcie. 11. Zna strukturę wewnętrzną rejestru instrukcji (I, część kodu rozkazu, część adresowa AD). 12. Rozumie sposób zapisu treści rozkazu, w tym między innymi interpretację liczby nawiasów w których umieszczone są nazwy rejestrów.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Powyższe założenia mogą stanowić dla studenta, swego rodzaju listę kontrolną, z zakresu wiadomości potrzebnych do opanowania, jeszcze przed przystąpieniem do ćwiczeń laboratoryjnych. W ramach laboratorium student będzie miał możliwość wdrożenia wiedzy teoretycznej w czasie implementacji zadanych rozkazów asemblerowych. Treść zadań do wykonania będzie przedstawiona w postaci opisu słownego lub w formie skróconej przy użyciu: nazw rejestrów (reprezentowanych przez skróty literowe), nawiasów, wykonywanych operacji lub warunków i wykonywanego przesyłu (przesyłu wartości pomiędzy rejestrami lub pamięcią). Przesył reprezentowany przez znak ‘→’ oznacza, że wartość uzyskana po lewej stronie →jest przesyłana w miejsce wskazywane po prawej stronie →. Skróty literowe oznaczają poszczególne rejestry. W najprostszej sytuacji np.: (A) →B oznacza, że wartość rejestru A należy przesłać do rejestru B. Nawiasy występują wokół skrótów literowych rejestru. Liczba nawiasów ma kluczowe znaczenie. Inaczej jest rozumiana po lewej, a inaczej po prawej stronie przesyłu. Wyjaśnienie liczby nawiasów przedstawione jest na przykładowym rejestrze o nazwie R: W zależności od liczby nawiasów po lewej stronie przesyłu: (R) – oznacza wartość znajdującą się w rejestrze R. ((R)) – oznacza wartość znajdującą się w pamięci o adresie wskazywanym przez rejestr R. Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 127 (((R))) – oznacza, że wartość rejestru R jest adresem (wskaźnikiem) do komórki pamięci, którego wartość ponownie jest wskaźnikiem do pamięci, spod którego należy odczytać (pobrać) wartość. Natomiast po prawej stronie przesyłu: (R) - oznacza, że uzyskaną wcześniej wartość, należy zapisać do pamięci o adresie wskazywanym przez rejestr R (adresie umieszczonym w rejestrze R). ((R)) - oznacza, że wartość rejestru R jest adresem (wskaźnikiem) do komórki pamięci, którego wartość ponownie jest wskaźnikiem do pamięci, pod który należy zapisać wartość ‘operacji’ uzyskaną z lewej strony przesyłu ‘→’. Artykuł ten jest efektem kilkunastoletnich doświadczeń autora w prowadzeniu zajęć z Podstaw Informatyki, a przedstawione w rozdziale 2 i 3 nieprawidłowości w trakcie tworzenia rozkazów, są oparte na faktycznie popełnianych przez studentów błędach.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "2. Ogólne wytyczne dotyczące prawidłowej implementacji rozkazów W trakcie realizacji przez studentów otrzymanych zadań, dość często pojawia się kilka ogólnych zagadnień utrudniających implementację rozkazu. Jednym z problemów jakie napotykają studenci jest przeświadczenie o braku wystarczającej liczby dostępnych rejestrów. Wynika to np. z próby zachowania wartości pierwotnych - występujących w rejestrach w momencie rozpoczęcia wykonywania pierwszego taktu rozkazu. Zanim podejmie się próbę zachowania wartości pierwotnej, należy przeanalizować treść zadania do wykonania (czynności wykonywane w trakcie realizacji rozkazu) i wywnioskować czy taka potrzeba w ogóle istnieje. Być może dana wartość i tak będzie zmieniona i nie ma potrzeby, aby ją przechowywać. Jeżeli nie wynika to jawnie z treści zadania, to wartości pierwotnych rejestru AK, A oraz S nie trzeba zachowywać. Drugi aspekt przeświadczenia o braku wystarczającej liczby dostępnych rejestrów, jest związany z tym, że czasami rzeczywiście nie ma już miejsca (dostępnych rejestrów) do bezpośredniego zachowania wartości, która na końcu rozkazu musi być taka jak wcześniej. W takiej sytuacji należy zastanowić się, czy zamiast zachowywania danej wartość, nie dałoby się jej odtworzyć, np. poprzez wykonanie operacji odwrotnych/ przeciwnych, do tych które zmieniły tę potrzebną wartość (jeżeli np. od akumulatora odjęto wartość rejestru S, to, aby przywrócić wartość AK należy do niego dodać wartość rejestru S – oczywiście dotyczy to tylko sytuacji, w której wartość rejestru S nie uległa zmianie). Kolejny powód przeświadczenia studentów o braku wystarczającej liczbie dostępnych rejestrów i braku możliwości wykonania zadania, wynika z próby implementacji nieprawidłowego lub nieodpowiedniego (nieoptymalnego) algorytmu. W takiej sytuacji należy znaleźć inny sposób rozwiązania. Należy podkreślić, że wszystkie zadanie dawane do realizacji studentom są przetestowane i możliwe do realizacji na dostępnej liczbie rejestrów.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Niektóre rozwiązania studentów są tak abstrakcyjne, nie tylko w tak wielu elementach nieoptymalne ale posiadające całe zestawy błędów, że aż trudno je komentować. Czasami tak bardzo nie wiadomo ‘co student miał na myli’ (czyli np. w miarę realizacji rozkazu, student wielokrotnie zmieniał koncepcję rozwiązania, lub też raczej nieskutecznie próbował ją znaleźć), tak bardzo brakuje całościowej, spójnej 128 R. Brzeski koncepcji rozwiązania i zrozumienia poszczególnych jego elementów, że jedyną słuszną drogą jest odesłanie studenta do ponownego (a może pierwszego) zaznajomienia się z podstawowymi informacjami dotyczącymi projektowania rozkazu i tematyki Maszyny W. Czasami zdarzają się błędy drobne typu nieprawidłowa nazwa mikrosygnału, brak średnika w miejscu w którym chciano zakończyć takt, czy też błąd składniowy w instrukcji skoku warunkowego. Innej kategorii błędem, ale czasami występującym, jest sytuacja w której student zamiast samodzielnej realizacji zadania, kopiuje je z innego źródła. Wynikiem może być pojawienie się u różnych studentów tych samych, często bardzo nietypowych błędnych rozwiązań. W ten sposób student nie daje sobie, ani możliwości zrozumienia występujących uwarunkowań, ani nabycia praktycznych umiejętności w zakresie nie tylko implementacji ale i tworzenia prawidłowo działających, optymalnych algorytmów. Rozwiązaniem w takiej sytuacji może być przekazanie studentowi do realizacji nietypowego lub nowego rozkazu. Jeżeli student opanował podstawy teoretyczne dotyczące tematu projektowania rozkazów, to czasami i tak pojawiają się błędy pojedyncze. Są one często na tyle typowe, na tyle często powtarzające się, że można zebrać je w zbiór błędów podstawowych i w ten sposób wskazać nie tylko te elementy na które warto zwrócić uwagę, ale dać informację na temat prawidłowego sposobu rozwiązania/implementacji. Tego typu błędy wraz z rozwiązaniami zostały przedstawione szczegółowo w rozdziale 3. Ogólnie zagadnienie optymalizacji rozkazów, prawidłowego ich tworzenia, polega na tym, aby zaimplementować prawidłowo działający rozkaz, w na tyle na ile to możliwe, najmniejszej liczbie taktów. Czyli parafrazując Alberta Einsteina, należy utworzyć rozkaz na tyle prosty na ile tylko jest to możliwe, ale nie prościej.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "3. Przykłady błędów przy implementacji rozkazów W tym rozdziale zostaną zaprezentowane konkretne przykłady, wraz z omówieniem typowych implementacji nieprawidłowych oraz przedstawieniem rozwiązania prawidłowego. 3.1. Błąd związany z brakiem prawidłowego zakończenia rozkazu. Omówienie zagadnienia: Rozkaz poza realizacją zadania właściwego, musi także przygotować komputer do realizacji kolejnego rozkazu, który przy realizacji całego programu, będzie realizowany jako rozkaz następny. Aby to zrealizować, w rejestrze A musi znaleźć się adres właśnie tego kolejnego rozkazu. Jeżeli rozkaz zgodnie ze swoja treścią, nie wykonuje skoku do wyznaczonego miejsca w programie, to następny rozkaz do wykonania jest kolejnym i wtedy wystarczy, aby w rejestrze A nalazła się wartość z rejestru licznika, który w pierwszym takcie został zwiększony o jeden (mikrosygnałem il), czyli właśnie na adres następnego rozkazu po bieżącym. Zwykle realizowane jest to mikrosygnałami wyl wea. Błędny przykład 1.1 (Wartość rejestru akumulatora dodać do wartości rejestru AD, wynik dodawania pozostawić w rejestrze akumulatora): // (AK) + (AD) →AK ROZKAZ ZJ-J; czyt wys wei il; wyad sa weja dod weak; // błąd - brak zakończenia rozkazu Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 129 Prawidłowe rozwiązanie 1.1: // (AK) + (AD) →AK ROZKAZ ZJ-J; czyt wys wei il; wyad sa weja dod weak; wyl wea; // w rejestrze A musi znaleźć się wartość rejestru licznika Jeżeli w rozkazie występuje instrukcja skoku warunkowego (‘JEżELI. . . ’) to odpowiednie zakończenie rozkazu musi znaleźć się w każdej ścieżce (instrukcji JEżELI). Błędny przykład 1.2 (Sprawdzić która z dwu wartości jest mniejsza i umieścić tę wartość w rejestrze akumulatora. Początkowo pierwsza wartość jest w akumulatorze a druga w rejestrze AD): // min{(AK), (AD)} →AK ROZKAZ ZJ-D; czyt wys wei il; wyad sa wes weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza wys weja dod weak wyl wea KONIEC; // w tej ścieżce jest prawidłowe zakończenie @mniejsza wys weja przep weak; // błąd - brak zakończenia w tej ścieżce",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Prawidłowe rozwiązanie 1.2: // min{(AK), (AD)} →AK ROZKAZ ZJ-D; czyt wys wei il; wyad sa wes weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza wys weja dod weak wyl wea KONIEC; @mniejsza wys weja przep weak wyl wea; // obie ścieżki muszą odpowiednio kończyć rozkaz Jeżeli jednak w bieżącym rozkazie jest do wykonania skok, to wtedy adres spod którego będzie czytany następny rozkaz, musi zostać umieszczony nie tylko w rejestrze A, ale także w rejestrze L, aby można kontynuować program od właśnie tego adresu. Przykładowo, jeżeli odpowiedni adres (zgodnie z treścią rozkazu do implementacji) miałby zostać pobrany z rejestru AD, to należałoby wykonać mikroinstrukcje wyad wel wea. Błędny przykład 1.3 (Wartość rejestru akumulatora dodać do wartości rejestru AD, a następnie wynik umieścić w rejestrze licznika – w ten sposób następuje skok w inne miejsce pamięci operacyjnej, czyli w inne miejsce umieszczonego w pamięci programu): // (AK) + (AD) →L ROZKAZ ZJ-T; czyt wys wei il; 130 R. Brzeski wyad sa weja dod weak; wyak sa wel; // błąd - brak zakończenia rozkazu – wartość licznika nie została przesłana do A Prawidłowe rozwiązanie 1.3: // (AK) + (AD) →L ROZKAZ ZJ-T; czyt wys wei il; wyad sa weja dod weak; wyak sa wel wea; // ta sama wartość musi się znaleźć w liczniku i rejestrze A 3.2. Błąd związany z utratą wartości licznika w trakcie wykonywania rozkazu. Omówienie zagadnienia: Zawartość rejestru licznika (L), przede wszystkim z powodu kontekstu wykonywania całego programu, jest na tyle kluczowa, że zazwyczaj nie można jej utracić. Jedynie w sytuacji, gdy w ramach rozkazu wykonywany jest skok, wartość licznika jest odpowiednio nadpisywana. W innych sytuacjach jest odpowiednio inkrementowana, najczęściej o wartość 1, w porównaniu do wartości jaka była tam w momencie rozpoczęcia wykonywania danego rozkazu (jeszcze przed wykonaniem pierwszego taktu). Nie można więc jej całkowicie utracić, a jeżeli w trakcie wykonywania rozkazu zostanie chwilowo zmieniona, to należy odpowiednią wartość przywrócić.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Błędny przykład 2.1 (Wartość rejestru AD zdekrementować o jeden i taki wynik umieścić w akumulatorze): // (AD) -1 →AK ROZKAZ ZD-J; czyt wys wei il; wyad sa weja przep weak; wyl sa weja dod weak wea il; // błąd - utrata wartości licznika – nie został on nigdzie zapisany wyl sa weja ode weak; Prawidłowe rozwiązanie 2.1: Dla tego rozkazu, przed zmianą wartości - zinkrementowaniem licznika o 1, jego wartość pierwotna zapisywana jest w rejestrze S [takt 3 - wyl sa wes] i jest przywracana [takt 5 - wys sa wel] po wykonaniu innych operacji [takt 4]. W ten sposób ostatecznie wartość licznika nie ulega utracie, mimo wykonania zmiany jego wartości. Dla tego rozkazu warto dodatkowo zauważyć, że w ostatnim takcie wartość licznika nie jest wpisywana do rejestru A. Zostało to już zrealizowane w trzecim takcie mikrosygnałem wea. Oczywiście ten sygnał wea zamiast w trzecim takcie, mógłby się znaleźć w ostatnim, ważne jest, aby po wykonaniu całego rozkazu, w rejestrze A znajdowała się ta sama wartość co w rejestrze L. // (AD) - 1 →AK ROZKAZ ZD-J; czyt wys wei il; wyad sa weja przep weak; wyl sa weja dod weak wea wes il; // takt 3 Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 131 wyl sa weja ode weak; // takt 4 wys sa wel; //takt 5 3.3. Błąd związany z nieodpowiednim zakończeniem pierwszej ścieżki instrukcji warunkowej ‘JEżELI’. Omówienie zagadnienia: Pierwsza ścieżka instrukcji ‘JEżELI’ musi być odpowiednio zakończona. Jeżeli rozkaz ma się zakończyć po wykonaniu pierwszej ścieżki, to należy zakończyć go słowem kluczowym KONIEC (tak jak w rozdziale 3.1. dla rozkazu ZJ-D [przykład 1.2]). Jeżeli natomiast chcielibyśmy, aby wykonywanie rozkazu było kontynuowane, to należy umieścić słowo kluczowe DALEJ wraz z nazwą etykiety dla drugiej ścieżki. Bez odpowiedniego słowa kluczowego wystąpi błąd przy kompilacji rozkazu i student czasami traci dużo czasu na znalezienie przyczyny występowania tego błędu.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Błędny przykład 3.1 (Jeżeli wartość w akumulatorze jest mniejsza od wartości rejestru AD, wtedy początkową wartość licznika należy zwiększyć o wartość 3, w przeciwnej sytuacji początkową wartość licznika należy zwiększyć o jeden): // if (AK) < (AD) then (L)+3 →L else (L)+1 →L ROZKAZ ZT-J; czyt wys wei il; wyad sa weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza il; il; // błąd - brak odpowiedniego słowa kluczowego @mniejsza wyl wea; Prawidłowe rozwiązanie 3.1: // if (AK) < (AD) then (L)+3 →L else (L)+1 →L ROZKAZ ZT-J; czyt wys wei il; wyad sa weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza il; il DALEJ @mniejsza; // dodano słowo kluczowe DALEJ oraz nazwę etykiety @mniejsza @mniejsza wyl wea; 3.4. Błąd związany z ponownym wpisaniem wartości do rejestru I. Omówienie zagadnienia: Rejestr I ma specjalne przeznaczenie i w trakcie wykonywania rozkazu, poza pierwszym taktem, nie można do niego wpisywać jakichkolwiek wartości. Można jedynie odczytywać jego część AD. Jeżeli taki błąd student zrobi w trakcie laboratorium, to otrzyma błąd już w trakcie kompilacji rozkazu. Jeżeli natomiast ten błąd pojawi się w czasie egzaminu, to takie zadanie zazwyczaj oceniane jest na ocenę negatywną, bez względu na pozostałą jego zawartość.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "132 R. Brzeski Błędny przykład 4.1 (Do wartości akumulatora należy dodać wartość komórki pamięci, o adresie wskazywanym przez początkową wartość akumulatora. Wynik tego dodawania należy umieścić w rejestrze akumulatora): // (AK) + ((AK)) →AK ROZKAZ ZC-J; czyt wys wei il; //pierwszy takt rozkazu wyak wei; // błąd - poza pierwszym taktem nie można używać mikrosygnału wei wyad wea; czyt wys weja weak dod wyl wea; Prawidłowe rozwiązanie 4.1: // (AK) + ((AK)) →AK ROZKAZ ZC-J; czyt wys wei il; wyak sa wea; // wartość przesłana jest przez połączenie między magistralą danych a adresową czyt wys weja weak dod wyl wea; 3.5. Błąd związany z umieszczaniem mikrosygnałów w nieodpowiednim takcie. Omówienie zagadnienia: Umieszczanie mikrosygnału w nieodpowiednim takcie może spowodować błędne działanie rozkazu, często zupełnie inne niż student przewidywał. W danym takcie ciąg mikrosygnałów powinien stanowić zamknięty ciąg czynności. Najczęściej jest to przesłanie danej na magistralę i wpisanie tej danej z magistrali do innego rejestru. Magistrala jest jedynie medium transmisyjnym i nie przechowuje wartości umieszczonych tam danych pomiędzy taktami procesora. Nie można więc odczytywać w kolejnym takcie, wartości umieszczonej na magistrali w poprzednim takcie. Nie można także w jednym takcie umieszczać na tej samej magistrali danych z więcej niż jednego rejestru.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Błędny przykład 5.1: (Podwójną początkową wartość akumulatora należy dodać do wartości rejestru AD. Wynik tego dodawania należy umieścić w rejestrze akumulatora): // 2*(AK) + (AD) →AK ROZKAZ ZP-J; czyt wys wei il; wyak weja dod weak wyad sa wes; // błąd - jednoczesne używanie tej samej magistrali wys weja dod weak wyl wea; Błędny przykład 5.2 (treść rozkazu jak w przykładzie 5.1): // 2*(AK) + (AD) →AK ROZKAZ ZP-D; czyt wys wei il; wyak weja dod weak; wyad sa; // przesłanie wartości na magistralę danych bez wpisania jej do jakiegokolwiek rejestru Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 133 weja dod weak wyl wea; // błąd - próba odczytu z pustej magistrali Prawidłowe rozwiązanie 5.1 i 5.2: // 2*(AK) + (AD) →AK ROZKAZ ZP-J; // oraz ZP-D czyt wys wei il; wyak weja dod weak wyl wea; // na każdą z magistral wpisano tylko jedną wartość wyad sa weja dod weak; // po wysłaniu wartości na magistralę, w tym samy takcie jest pobierana Warto przy tym podkreślić, że w przedostatnim takcie rozkazu dopisano sygnały wyl wea, które powodują poprawne zakończenie tego rozkazu (a przy okazji została zoptymalizowana liczba taktów tego rozkazu). Zwykle tę parę sygnałów dopisujemy do ostatniego taktu. Jednak w tym przypadku ze względu na fakt, że w ostatnim takcie używane są obie magistrale, nie jest to możliwe. Trzeba więc byłoby dopisać dodatkowy takt wraz tymi sygnałami (wyl wea), wydłużając tym samym liczbę taktów. Możemy jednak zauważyć, że w przedostatnim takcie magistrala adresowa nie była używana, więc tę parę sygnałów (przygotowującą rejestr adresowy do poprawnego rozpoczęcia kolejnego rozkazu) można było dopisać wcześniej. Błędny przykład 5.3 (Jeżeli wartość akumulatorze jest mniejsza od wartości rejestru AD wtedy początkową wartość licznika należy zwiększyć o wartość 3 w przeciwnej sytuacji początkową wartość licznika należy zwiększyć o jeden): // if (AK) < (AD) then (L)+3 →L else (L)+1 →L ROZKAZ ZP-T; czyt wys wei il; wyad sa weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza il il DALEJ @mniejsza; // błąd - nie można w tym samym takcie inkrementować // licznika więcej niż jeden raz @mniejsza il wyl wea; // błąd opisany poniżej",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "W ostatnim takcie, inkrementacja wartości licznika (il) zostanie zrealizowana dopiero po wysłaniu wartości nieinkrementowanej (do A poprzez wyl wea). W tym konkretnym przykładzie, student pokazuje jak wielu elementów jeszcze nie rozumie. Zwiększenie licznika w ten sposób najprawdopodobniej spowoduje błędne wyznaczenie kolejnego rozkazu do wykonania, w czasie realizacji następnego rozkazu po bieżącym. Jednocześnie takie użycie inkrementacji licznika, w zależności od treści zadania, może nie realizować wymaganej w bieżącym rozkazie czynności. Prawidłowe rozwiązanie 5.3: // if (AK) < (AD) then (L) +3 →L else (L) +1 →L ROZKAZ ZP-T; czyt wys wei il; wyad sa weja ode weak JEżELI z TO @wieksza GDY NIE @mniejsza; @wieksza il; // po wykonaniu inkrementacji następuje zakończenie taktu il DALEJ @mniejsza; // kolejna inkrementacja L jest wykonywana niezależnie od poprzedniej @mniejsza wyl wea; // w tym takcie przesłana do A wartość licznika nie zostaje już zmieniona 3.6. Błąd związany z nieprawdziwym założeniem co do wartości danego rejestru. Omówienie zagadnienia: Nie można robić wstępnych (nieprawdziwych) założeń, co do wartości danego rejestru np., że zawartość rejestru licznika jest równa jeden. Niestety studenci często robią takie nieprawidłowe założenia. W kontekście licznika, prawdopodobnie związane jest to z brakiem świadomości szerszego kontekstu wykorzystania tworzonego rozkazu. Rozkazy asemblerowe są tworzone po to, aby tworzyć z nich całe programy. Pojedynczy rozkaz, jeżeli zostanie umieszczony w programie jako pierwszy, to w czasie wykonania jego pierwszego taktu, inkrementuje on licznik do wartości 1. Wynika to z tego, że adresacja pamięci rozpoczyna się od wartości 0 i to od niej Maszyna W zaczyna wykonywać cały program. Kolejne rozkazy będą ponownie zmieniać wartość licznika, zazwyczaj na wartość inną niż 1. Dlatego jedynie rozkaz umieszczony w programie jako pierwszy, uzyska wartość w liczniku równą 1 i tylko wtedy rozkaz zakładający taką wartość w liczniku, mógłby działać prawidłowo. Celem utworzenia rozkazu jest jednak, aby działał on w dowolnym miejscu programu. Dlatego nie można robić założeń co do jakichkolwiek konkretnych wartości w poszczególnych rejestrach. Przyjmujemy zatem, że w rejestrach są jakieś nieznane wartości, na których zgodnie z treścią danego rozkazu, wykonuje on odpowiednie operacje.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "Błędny przykład 6.1 (Wartość rejestru AD zdekrementować o jeden i taki wynik umieścić w akumulatorze): // (AD) - 1 →AK ROZKAZ ZS-J; czyt wys wei il; wyad sa weja przep weak; wyl sa weja ode weak wea; // błąd - nieuprawnione założenie o zawartej w liczniku wartości 1 Prawidłowe rozwiązanie 6.1: // (AD) - 1 →AK ROZKAZ ZS-J; czyt wys wei il; wyad sa weja przep weak; wyl sa weja dod weak wea wes il; // takt 3 wyl sa weja ode weak; // takt 4 wys sa wel; //takt 5 Tym razem bez względu na pierwotną wartość licznika, dodając tę wartość do akumulatora [takt 3 – wyl sa weja dod weak] i zwiększając jej wartość o jeden [takt 3 – il], a następnie odejmując od akumulatora tę zwiększoną wartość licznika [takt 4 – wyl sa weja ode weak] w efekcie odejmuje się od akumulatora pożądaną wartość 1. Prawidłowe tworzenie rozkazów asemblerowych dla Maszyny W cz.1 135 4. Wnioski końcowe W rozdziale 1 umieszczono wytyczne dotyczące przygotowania studenta do zajęć laboratoryjnych. W rozdziale 2 omówiono ogólne zagadnienia dotyczące rozwiązywania potencjalnych problemów, występujących przy implementacji rozkazów asemblerowych dla Maszyny W. W rozdziale 3 przedstawiono przykłady podstawowych błędów popełnianych przez studentów wraz z rozwiązaniami prawidłowymi. Na tej podstawie można utworzyć zbiór błędów typowych: 1. Brak prawidłowego zakończenia rozkazu - to zakończenie musi być w każdej możliwej ścieżce. 2. Utrata wartości licznika w trakcie wykonywania rozkazu - wartość licznika jest kluczowa, nie można jej ’tak po prostu’ utracić. 3. Nieodpowiednie zakończenie pierwszej ścieżki instrukcji ‘JEżELI’. Należy użyć predefiniowanego słowa DALEJ. . . lub KONIEC. 4. Nadpisywanie zawartości rejestru I - ma on specjalne przeznaczenie i w trakcie wykonywania rozkazu, poza pierwszym taktem, nie można do niego wpisywać jakichkolwiek wartości. 5. Umieszczanie mikrosygnałów w nieodpowiednim takcie. Aby pobrać wartość z magistrali, w tym samym takcie należy ją tam umieścić. W danym takcie na magistralę można przesłać wartość tylko z jednego rejestru. 6. Nieprawdziwe, nieuprawnione wstępne założenia co do wartości danego rejestru np., że licznik zawiera wartość 1 - nie można robić takich założeń. Artykuł ten stanowi, szczególnie dla studentów, dobre narzędzie do sprawdzenia przygotowania wstępnego do zajęć - na podstawie spisu wiedzy teoretycznej, potrzebnej do realizacji zadania tworzenia rozkazów. Artykuł ten jest także zbiorem materiału nie tylko pomocnego przy realizacji otrzymanych zadań i rozwiązywaniu potencjalnych problemów przez studentów, ale także, przy odpowiednim opanowaniu zawartych tu wskazówek, pozwala tych problemów uniknąć. Literatura 1. M. Chłopek, R. Tutajewicz, Wykłady z Podstaw Informatyki profesora Stefana Węgrzyna, Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej nr 2062. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 1997. 2. K. Grochla, G. Hryń, S. Iwaszenko, P. Kasprzyk, J. Kubica, M. Widera, T. Wróbel, Wykłady z podstaw Informatyki profesora Stefana Węgrzyna, Skrypt uczelniany Politechniki Śląskiej nr 2321. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice, 2003. 3. A. Momot, R. Tutajewicz, Maszyna W - jak zaprojektować prosty rozkaz, MINUT 2019 (1), s. 24-35. 4. A. Momot, Projektowanie rozkazów dla maszyny W - konspekt ćwiczeń laboratoryjnych, MINUT 2020 (2), s. 1-11. 5. S. Węgrzyn, Podstawy informatyki, PWN, Warszawa, 1982.",
    "source": "rozkazy cz1 v2.pdf",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// obliczanie NWD( a, b ) wg algorytmu Euklidesa\npocz:  pob a\net1:   ode b\n       soz jest\n       som zmB\n       ład a\n       sob et1\nzmB:   pob b\n       ode a\n       ład b\n       sob pocz\njest:  pob a\n       stp        \na:     rst 32\nb:     rst 24",
    "source": "1.1.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie liczby wystąpień określonej wartości Val w N-elementowej tablicy bajtów Tab\nstart:     pob N\n           ode jeden\n           som koniec\n           ład N\nrozkaz:    pob Tab\n           ode Val\n           soz Inc\nDalej:     pob rozkaz\n           dod jeden\n           ład rozkaz\n           sob start\nkoniec:    pob ile\n           stp\nInc:       pob ile\n           dod jeden\n           ład ile\n           sob Dalej\nVal:       rst 3\nile:       rst 0\njeden:     rst 1\nN:         rst 5\nTab:       rst 1\n           rst 2\n           rst 3\n           rst 6\n           rst 3\n           rst 3",
    "source": "1.2.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie silni z n z wykorzystaniem podprogramu realizującego mnożenie liczb\nstart:  pob n\n        ode dwa\n        som jest\n        pob n\n        dns\n        pob s\n        dns\n        sdp mnoz\n        ład s\n        pob n \n        ode jeden\n        ład n\n        sob start\njest:   pob s\n        stp\nn:      rst 1\t// liczba której silnię obliczamy\ns:      rst 1\ndwa:    rst 2\n// mnożenie liczb całkowitych x i y\n// liczby przekazane przez stos, wynik zwracany w akumulatorze\nmnoz:   pzs\n        ład ślad\n        pzs\n        ład y\n        som neg\n        pzs\n        ład x\n        sob next\nneg:    pob zero \t// jeśli mnożnik ujemny - zamień znaki argumentów\n        ode y\n        ład y\n        pzs\n        ład x\n        pob zero\n        ode x\n        ład x         \nnext:   pob ślad\t// ślad od razu na stos aby potem nie zapomnieć\n        dns\n        pob zero\n        ład wynik\npetla:  pob y\t// dekrementacja mnożnika\n        ode jeden\n        ład y\n        som ready\t// gdy mnożnik ujemny - koniec\n        pob wynik\t// mnożenie przez wielokrotne dodawanie mnożnej x\n        dod x\n        ład wynik\n        sob petla\nready:  pob wynik\n        pwr\nślad:   rpa\t// miejsce na ślad\nx:      rpa\t\t// mnożna\ny:      rpa\t\t// mnożnik\nwynik:  rpa\t// wynik musi być zainicjowany w kodzie wartością 0\nzero:   rst 0\njeden:  rst 1",
    "source": "1.3.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie NWW dwu liczb naturalnych a i b\n        pob a     // kopiowanie a do a1 i b do b1\n        ład a1\n        pob b\np1:     ład b1\npętla:  ode a1\n        soz jest  // jeśli a1 = b1 - koniec obliczeń\n        som zmienb // jeśli b1 < a1 należy zwiększyć b1\n        pob a1     // w przeciwnym razie zwiększyć a1 dodając oryginalne a\n        dod a\n        ład a1\n        pob b1     // przed kolejnym testem równości w AK ma być b1\n        sob pętla\nzmienb: pob b1     // zwiększyć b1 dodając oryginalne b\n        dod b\n        sob p1     // i znów testować równość\njest:   pob a1     // wynik zostawia w AK\n        stp\na:      rst 6      // argumenty NWW\nb:      rst 8\na1:     rpa        // zmienne przechowujące skopiowane dane\nb1:     rpa",
    "source": "2.1.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// „Odwracanie” tablicy o znanej długości (ABC › CBA )\nstart:  pob zero      // inicjalizacja indeksów i i j\n        ład i\n        pob n\n        ode jeden\n        ład j\ndalej:  pob pobtab    // ustalenie właściwej postaci\n        dod i         // rozkazów pob i ład\n        ład pobti\n        pob pobtab\n        dod j\n        ład pobtj\n        pob ładtab\n        dod i\n        ład ładti\n        pob ładtab\n        dod j\n        ład ładtj\npobti:  rpa           // tu zaczyna się właściwa zamiana\n        ład tmp       // konieczne użycie zmiennej tymczasowej\npobtj:  rpa           // Tab[ i ] = Tab[ j ]\nładti:  rpa\n        pob tmp       // Tab[ j ] = tmp\nładtj:  rpa\n        pob i         // przesunięcie indeksów\n        dod jeden     // i o jeden w dół\n        ład i\n        pob j         // j o jeden w górę\n        ode jeden\n        ład j       \n        pob i         // pętla wykonywana dalej jeśli\n        ode j         // i < j\n        som dalej     // w przeciwnym razie koniec\n        stp            \ni:      rst 0\nj:      rpa\njeden:  rst 1          // przydatne stałe\nzero:   rst 0\ntmp:    rpa            // tymczasowa zmienna\npobtab: pob tab        // kody rozkazów POB tab i ŁAD tab\nładtab: ład tab\nn:      rst 6          // długość tablicy\ntab:    rst 6          // i wreszcie sama tablica\n        rst 5\n        rst 4\n        rst 3\n        rst 2\n        rst 1\n        rst 8\n        rst 7",
    "source": "2.2.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Potgowanie a^b z wykorzystaniem podprogramu mnoenia\nstart:  pob b\t// jeli wykadnik rwny 0 - nic nie trzeba robi\n        ode jeden\n        som jest\n        ad b\t// w kadym przebiegu ptli wykadnik jest zmniejszany\n        pob a\t// mnoenie podstawy przez dotychczasowy wynik\n        dns\n        pob s\n        dns\n        sdp mnoz\n        ad s\n        sob start\t// powtarzamy a wykadnik rwny 0\njest:   pob s\t// wynik znaleziony\n        stp\na:      rst 5\t// podstawa\nb:      rst 3\t// wykadnik\ns:      rst 1\t// wynik zainicjowany wartoci 1\n// mnoenie liczb cakowitych x i y\n// liczby przekazane przez stos, wynik zwracany w akumulatorze\nmnoz:   pzs\n        ad lad\n        pzs\n        ad y\n        som neg\n        pzs\n        ad x\n        sob next\nneg:    pob zero \t// jeli mnonik ujemny - zamie znaki argumentw\n        ode y\n        ad y\n        pzs\n        ad x\n        pob zero\n        ode x\n        ad x         \nnext:   pob lad\t// lad od razu na stos aby potem nie zapomnie\n        dns\n        pob zero\n        ad wynik\npetla:  pob y\t// dekrementacja mnonika\n        ode jeden\n        ad y\n        som ready\t// gdy mnonik ujemny - koniec\n        pob wynik\t// mnoenie przez wielokrotne dodawanie mnonej x\n        dod x\n        ad wynik\n        sob petla\nready:  pob wynik\n        pwr\nlad:   rpa\t// miejsce na lad\nx:      rpa\t\t// mnona\ny:      rpa\t\t// mnonik\nwynik:  rpa\t// wynik musi by zainicjowany w kodzie wartoci 0\nzero:   rst 0\njeden:  rst 1",
    "source": "2.3.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie iloczynu dwu liczb naturalnych x i y\npetla:  pob y\t// dekrementacja mnożnika\n        ode jeden\n        ład y\n        som ready\t// gdy mnożnik ujemny - koniec\n        pob wynik\t// mnożenie przez wielokrotne dodawanie mnożnej x\n        dod x\n        ład wynik\n        sob petla\nready:  pob wynik\n        stp\nx:      rst 3\t\t// mnożna\ny:      rst 2\t\t// mnożnik\nwynik:  rst 0\t// wynik musi być zainicjowany w kodzie wartością 0\njeden:  rst 1",
    "source": "3.1.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// „Odwracanie” tablicy o znanej długości (ABC › CBA )\nstart:  pob zero      // inicjalizacja indeksów i i j\n        ład i\n        pob n\n        ode jeden\n        ład j\ndalej:  pob pobtab    // ustalenie właściwej postaci\n        dod i         // rozkazów pob i ład\n        ład pobti\n        pob pobtab\n        dod j\n        ład pobtj\n        pob ładtab\n        dod i\n        ład ładti\n        pob ładtab\n        dod j\n        ład ładtj\npobti:  rpa           // tu zaczyna się właściwa zamiana\n        ład tmp       // konieczne użycie zmiennej tymczasowej\npobtj:  rpa           // Tab[ i ] = Tab[ j ]\nładti:  rpa\n        pob tmp       // Tab[ j ] = tmp\nładtj:  rpa\n        pob i         // przesunięcie indeksów\n        dod jeden     // i o jeden w dół\n        ład i\n        pob j         // j o jeden w górę\n        ode jeden\n        ład j       \n        pob i         // pętla wykonywana dalej jeśli\n        ode j         // i < j\n        som dalej     // w przeciwnym razie koniec\n        stp            \ni:      rst 0\nj:      rpa\njeden:  rst 1          // przydatne stałe\nzero:   rst 0\ntmp:    rpa            // tymczasowa zmienna\npobtab: pob tab        // kody rozkazów POB tab i ŁAD tab\nładtab: ład tab\nn:      rst 6          // długość tablicy\ntab:    rst 6          // i wreszcie sama tablica\n        rst 5\n        rst 4\n        rst 3\n        rst 2\n        rst 1\n        rst 8\n        rst 7",
    "source": "3.2.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie wartoci wyznacznika macierzy 2 x 2 przy wykorzystaniu podprogramu mnoenia\n// a11 * a22 - a12 * a21\nstart:  pob a12\t// a12 * a21\n        dns\n        pob a21\n        dns\n        sdp mnoz\n        ad s\n        pob a11\t// a11 * a22\n        dns\n        pob a22\n        dns\n        sdp mnoz\n        ode s\t// a11 * a22 - a12 * a21\n        ad s\n        stp        \na11:    rst 5\t// elementy macierzy a\na12:    rst 4\na21:    rst 1\na22:    rst 2\ns:      rst 0\t// zmienna pomocnicza\n// mnoenie liczb cakowitych x i y\n// liczby przekazane przez stos, wynik zwracany w akumulatorze\nmnoz:   pzs\n        ad lad\n        pzs\n        ad y\n        som neg\n        pzs\n        ad x\n        sob next\nneg:    pob zero \t// jeli mnonik ujemny - zamie znaki argumentw\n        ode y\n        ad y\n        pzs\n        ad x\n        pob zero\n        ode x\n        ad x         \nnext:   pob lad\t// lad od razu na stos aby potem nie zapomnie\n        dns\n        pob zero\n        ad wynik\npetla:  pob y\t// dekrementacja mnonika\n        ode jeden\n        ad y\n        som ready\t// gdy mnonik ujemny - koniec\n        pob wynik\t// mnoenie przez wielokrotne dodawanie mnonej x\n        dod x\n        ad wynik\n        sob petla\nready:  pob wynik\n        pwr\nlad:   rpa\t// miejsce na lad\nx:      rpa\t\t// mnona\ny:      rpa\t\t// mnonik\nwynik:  rpa\t// wynik musi by zainicjowany w kodzie wartoci 0\nzero:   rst 0\njeden:  rst 1",
    "source": "3.3.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Wyszukiwanie największej liczby w tablicy o znanej długości\nstart:  pob jeden      // indeks i ustawiony na 1\n        ład i          // będziemy startować od drugiego elementu\n        pob tab        // max = tab[ 0 ]\n        ład max\n        pob n          // ale, ale, może tablica 1-elementowa\n        ode i\n        soz gotowe\ndalej:  pob pobtab     // wyznacza właściwą postać rozkazu\n        dod i         \n        ład pobti      // i zpisuje w odpowiednie miejsce\npobti:  rpa            // tmp = Tab[ i ]\n        ład tmp\n        pob max        // czy nowy element nie jest większy od max\n        ode tmp\n        som nowe       // jeśli tak to czas zmienić max\ninc:    pob i          // inkrementacja i\n        dod jeden\n        ład i\n        ode n          // oraz sprawdzenie, czy to nie koniec\n        soz gotowe\n        sob dalej\nnowe:   pob tmp        // max = tmp\n        ład max\n        sob inc\ngotowe: pob max        // pobranie wyniku do AK\n        stp\ntmp:    rpa\ni:      rpa            // indeks aktualnego elementu\njeden:  rst 1          // przydatne stałe\nmax:    rpa\npobtab: pob tab        // kod rozkazy POB tab\nn:      rst 7          // długość tablicy\ntab:    rst 6          // i wreszcie sama tablica\n        rst 5\n        rst 4\n        rst 3\n        rst 2\n        rst 1\n        rst 8\n        rst 7",
    "source": "4.2.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Sprawdzanie czy dana liczba n jest liczb pierwsz z wykorzystaniem podprogramu reszty z dzielenia\n// zwraca -1 gdy liczba pierwsza\n// 0 - jeli nie\n         pob d\t// dopki d < n powtarzaj\nstart:  ode n\n        som test\t// d >= n zatem liczba pierwsza\n        pob minus1\n        stp\ntest:   pob n\t// oblicza n % d\n        dns\n        pob d\n        dns\n        sdp mod\n        soz nie\t// jeli n % d == 0 => liczba n nie jest pierwsza\n        pob d\t// jeli n % d > 0 sprawdzaj dla kolejnego dzielnika d\n        dod jeden\n        ad d\n        sob start\nnie:    stp        \nd:      rst 2\t// sprawdzanie zaczynamy od podzielnika 2\nn:      rst 7\t// sprawdzana liczba\njeden:  rst 1\n// obliczanie reszty z dzielenia liczb naturalnych x % y\n// liczby przekazane przez stos, wynik zwracany w akumulatorze\n// gdy y < 1 zwraca -1\n// gdy x < 0 zwraca -1\nmod:    pzs\n        ad lad\n        pzs\n        ad y\n        som negy\n        soz negy\n        pzs\n        som negx\nznowu:  ode y\t// powtarza odejmowanie a w akumulatorze bdzie liczba ujemna\n        som jest\n        sob znowu\njest:   dod y\t// aby znale reszt trzeba doda dzielnik\n        ad x\t// reszta znaleziona\n        pob lad\t// nie wolno zapomnie o ladzie\n        dns\n        pob x\n        pwr\nnegy:   pzs   \t// koniecznie pobierz x ze stosu\nnegx:   pob lad\t// teraz zapisz tam lad\n        dns\n        pob minus1\t// wynikiem jest -1\n        pwr\nlad:   rpa\nx:      rpa\ny:      rpa\nminus1: rst -1",
    "source": "4.3.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "// Obliczanie liczby wystąpień określonej wartości w N-elementowej tablicy bajtów\nstart:  pob zero       // indeks i ustawiony na 0\n        ład i          // \ndalej:  pob pobtab     // wyznacza właściwą postać rozkazu\n        dod i         \n        ład pobti      // i zpisuje w odpowiednie miejsce\npobti:  rpa            // Tab[ i ]\n        ode wz\n        soz zwiększ\ninc:    pob i          // inkrementacja i\n        dod jeden\n        ład i\n        ode n          // oraz sprawdzenie, czy to nie koniec\n        soz gotowe\n        sob dalej\nzwiększ: pob ile       // kolejny element znaleziony \n        dod jeden\n        ład ile\n        sob inc\ngotowe: pob ile        // pobranie wyniku do AK\n        stp\ntmp:    rpa\ni:      rpa            // indeks aktualnego elementu\njeden:  rst 1          // przydatne stałe\nzero:   rst 0\nwz:     rst 3\nile:    rst 0\npobtab: pob tab        // kod rozkazy POB tab\nn:      rst 7          // długość tablicy\ntab:    rst 6          // i wreszcie sama tablica\n        rst 3\n        rst 4\n        rst 3\n        rst 2\n        rst 1\n        rst 3\n        rst 3",
    "source": "6.2.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//dodawanie wszystkich elementów w tablicy\nloop:\nPOB size\nODE one\nSOM end\nLAD size\n\nPOB sum\ninst: DOD array\nLAD sum\n\n//zwiększanie indeksu tablicy\nPOB inst\nDOD one\nLAD inst\n\nSOB loop\n\nend:  POB sum\nSTP\n\narray: RST 1\n       RST 3\n       RST 4\n       RST 3\nsize: RST 4\none: RST 1\nsum: RST 0",
    "source": "Adding_el_array.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Zdekrementuj wszystkie elementy w tablicy\n//liczba elementów w tablicy jest określona w osobnej zmiennej\n//ROZMIAR: RST 3 //liczba elementów: 3\n//TABLICA: RST 1\n//RST 2\n//RST 3\n\n\nTABLE_SIZE: POB     SIZE\n            ODE     ONE\n            SOM     END\n            LAD     SIZE\n\nSUB: POB     ARRAY\n     ODE     ONE\n\nWHERE: LAD     ARRAY\n\nL1: POB     SUB\n    DOD     ONE\n    LAD     SUB\n    POB     WHERE\n    DOD     ONE\n    LAD     WHERE\n    SOB     TABLE_SIZE\n           \nEND: STP\n\nONE:    RST 1\nSIZE:   RST 2\nARRAY:  RST 1\n        RST 2\n        RST 3\n        RST 4\n        RST 5\n        RST 6",
    "source": "Decrement.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//zdekrementuj wszystkie elementy w tablicy\nloop:\nPOB size\nODE one\nSOM end\nLAD SIZE\n\ninst1: POB ARRAY\nODE DecrementBy\ninst2: LAD ARRAY\n\nPOB inst1\nDOD one\nLAD inst1\n\nPOB inst2\nDOD one\nLAD inst2\n\nSOB loop \n\nend: \nSTP\n\n\nSIZE: RST 8  //number of elements: 3 | liczba elementów: 3\nARRAY: RST 8\nRST 10\nRST 3\nRST 1\nRST 2\nRST 3\nRST 4\nRST 5\n\nDecrementBy: RST 2\none: RST 1",
    "source": "DecrementAllElements.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Oblicz potęgowanie dwóch liczb naturalnych\n\nPOB Final\nDOD Num1\nLAD Final\n\nPOB Num2\nSOZ end_exp_one\n\nPOB Num1\nSOZ end_exp_zero\n\nMain_exp:\nPOB Num2\nODE one\nSOZ end_exp\nLAD Num2\n\n//Poniższy program mnoży dwie liczby\nMain_product:\nPOB Num1\nLAD N1\nPOB Final\nLAD N2\n//Sprawdzanie licznika\nPOB N2\nSOZ end\nSOM Negative\nLAD Counter\n\n//Sprawdzanie wyniku mnożenia\nPOB N1\nSOZ end\nLAD Product\nLAD First_Prdct\n\nloop:\nPOB Counter\nODE One\nLAD Counter\nSOZ end\n\nPOB Product\nDOD First_Prdct\nLAD Product\n\nSOB loop\n\n//Jeżeli licznik jest ujemny, zmień wartości licznika i wyniku mnożenia\nNegative: \nLAD Product\nLAD First_Prdct\nPOB N1\nSOZ end\nLAD Counter\n\nSOB loop\n\nend: \nPOB Product\nLAD Final\nSOB Main_exp\n//Koniec mnożenia\n\nend_exp:\nPOB Final\nSTP\n\nend_exp_one:\nPOB one\nSTP\n\nend_exp_zero:\nPOB zero\nSTP\n\n\nOne: RST 1\nN1: RST 0\nN2: RST 0\nFirst_Prdct: RPA\nCounter: RPA\nProduct: RPA\n//Dla Mnożenia\n\nNum1: RST 5\nNum2: RST 0\nFinal: RST 0\nzero: RST 0",
    "source": "Exp2N.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Program do obliczenia wyraenia a^b\n       POB A\n       AD Add_counter\n       ODE jeden\n       AD A_Ode_Jeden \n       POB B\n       AD B_przechowanie       \n              \npetla: POB B\n       ODE jeden\n       SOZ koniec\n       AD B\n       POB A\n       AD A_przechowanie\n       \nfunkcja: POB Add_counter\n         ODE jeden \n         SOZ counter_zero\n         AD Add_counter\n         POB A_przechowanie\n         DNS\n         POB A\n         DNS\n         SDP mnozenie\n         PZS\n         AD A\n         SOB funkcja\n          \nmnozenie: PZS\n          AD pointer\n          PZS\n          AD A_podprogram\n          PZS\n          AD A_stos\n          POB A_podprogram\n          DOD A_stos\n          DNS\n          POB pointer\n          DNS\n          PWR\n          \ncounter_zero: POB Add_counter\n              DOD A_Ode_Jeden\n              AD Add_counter\n              SOB petla\n                       \nkoniec: POB A\n        STP\nA: rst 10\nAdd_counter: rst 0\nA_przechowanie: rpa\nA_stos: rpa\nA_podprogram: rpa\nA_Ode_Jeden: rpa\nB: rst 2\nB_przechowanie: rpa\njeden: rst 1\npointer: rpa",
    "source": "Exponent_a^b.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Program do pracy na We/Wy. Czyta znaki wprowadzone przez uytkownika i po\n//przyjciu czwartego znaku '$' wypisuje on wszystkie wpisane znaki 'M' i 'O'\nloop: WPR 1\n      ODE dolar\n      SOZ iter\n      DOD dolar\n      ODE duz_K\n      SOM loop\n      DOD duz_K\n      ODE duz_P\n      SOM przedzial\n      SOZ przedzial \n      SOB loop\nprzedzial: DOD duz_P  \ndodTab: AD tab       \n        POB dodTab\n        DOD jeden\n        AD dodTab\n        POB rozm_tab\n        DOD jeden\n        AD rozm_tab\n        SOB loop\niter: POB n_dol\n      ODE jeden\n      AD n_dol\n      SOZ wypiszKoniec\n      SOB loop\nwypiszKoniec: POB endl\n              WYP 2\n              POB rozm_tab\n              SDP WRITE\n              POB endl\n              WYP 2\n              POB rozm_tab\n              AD rozm_tab_temp\nloop2: POB rozm_tab_temp\n       ODE jeden\n       AD rozm_tab_temp\n       SOZ iterM                     \nprzejscieTab: POB tab\n              ODE duz_M\n              SOZ licznikM\n              DOD duz_M\n              ODE duz_O\n              SOZ licznikO\n              DOD duz_O\n              SOB przejscieTab2\nlicznikM: POB n_M\n          DOD jeden\n          AD n_M\n          SOB przejscieTab2\nlicznikO: POB n_O\n          DOD jeden\n          AD n_O\n          SOB przejscieTab2                \nprzejscieTab2: POB przejscieTab\n               DOD jeden\n               AD przejscieTab\n               SOB loop2               \niterM: POB n_M\n       AD iteracja                          \nwypiszM:     POB iteracja\n             ODE jeden\n             AD iteracja\n             SOM koniecLinii\n             POB duz_M\n             WYP 2\n             POB spacja\n             WYP 2\n             SOB wypiszM\nkoniecLinii: POB endl\n             WYP 2\n             POB n_O\n             AD iteracja \nwypiszO: POB iteracja\n         ODE jeden\n         AD iteracja\n         SOM koniec\n         POB duz_O\n         WYP 2\n         POB spacja\n         WYP 2\n         SOB wypiszO             \nkoniec: stp          \n\nWRITE: AD liczba\n       POB Zero\n       DNS\n       POB liczba\n       SOM Abs\nPosit: DZI St10\n       MNO St10\n       AD tmp\n       POB liczba\n       ODE tmp\n       DOD Znak0\n       DNS\n       POB tmp\n       DZI St10\n       SOZ Koncz\n       AD liczba\n       SOB Posit\nAbs: POB Minus\n     WYP 2\n     POB Zero\n     ODE liczba\n     AD liczba\n     SOB Posit\nKoncz: PZS\n       SOZ Wracaj\n       WYP 2\n       SOB Koncz\nWracaj: PWR\n\nduz_K: rst 'K'\nduz_P: rst 'P'\nduz_M: rst 'M'\nduz_O: rst 'O'\nzero: rst 0\njeden: rst 1\nSt10: rst 10\nn_dol: rst 4\nn_M: rst 0\nn_O: rst 0\ndolar: rst '$'\nMinus: RST '-'\nZnak0: rst '0'\nspacja: rst ' '\nendl: rst 10\ntmp: rpa\nliczba: rpa\niteracja: rpa\nrozm_tab_temp: rst 0\nrozm_tab: rst 0\ntab: rpa",
    "source": "Input&Output.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Program do pracy z przerwaniami. Wypisuje '#' do momentu przyjcia przerwania \n//w trakcie ktrego wypisuje liczby.\nSOB PROGRAM\nSOB P1\nSOB P2\nSOB P3\nSOB P4\n\nPROGRAM: POB dwa\n\t AD P1counter\n\t POB trzy\n\t AD i\n\t POB zero\n\t AD wypisanieP1\n\t\t\t\nloop1: POB i\n       ODE jeden\n       AD i\n       SOM przygP2\n       POB wypisanieP1\n       DOD jeden\n       AD wypisanieP1\n       SOB loop1\n\t\t\t\nprzygP2: POB cztery\n\t AD P2counter\n\t POB trzy\n\t AD i\n\t POB zero\n\t AD wypisanieP2\n\t\t\t\nloop2: POB i\n       ODE jeden\n       AD i\n       SOM przygP3\n       POB wypisanieP2\n       DOD dwa\n       AD wypisanieP2\n       SOB loop2\n\t\t\t\t\nprzygP3: POB szesc\n\t AD P3counter\n\t POB trzy\n\t AD i\n\t POB zero\n\t AD wypisanieP3\n\t\t\t\nloop3: POB i\n       ODE jeden\n       AD i\n       SOM przygP4\n       POB wypisanieP3\n       DOD trzy\n       AD wypisanieP3\n       SOB loop3\n\t\t\t\nprzygP4: POB osiem\n\t AD P4counter\n\t POB trzy\n\t AD i\n\t POB zero\n\t AD wypisanieP4\n\t\t\t\nloop4: POB i\n       ODE jeden\n       AD i\n       SOM przygZnak\n       POB wypisanieP4\n       DOD cztery\n       AD wypisanieP4\n       SOB loop4\t\t\n\t\t\t\nprzygZnak: POB hasztaq\n\ninfiLoop: WYP 2\n          SOB infiLoop\n\nkoniec:\tPZS\n        PZS\n        stp\n         \nP1: CZM MASKA1\n    MAS 15\n    DNS\n    POB wypisanieP1\n    AD it1\n    \nwypiszP1: POB it1\n\t  ODE jeden\n\t  AD it1\n\t  SOM koniecP1\n\t  POB nr1\n\t  WYP 2\n\t  SOB wypiszP1\n\t\t\t\t\t\t\nkoniecP1: POB P1counter\n\t  ODE jeden\n\t  AD P1counter\n\t  SOZ koniec\n          PZS\n          MSK MASKA1\n          PWR\n\t\t\t\nP2: CZM MASKA2\n    MAS 7\n    DNS\n    POB wypisanieP2\n    AD it2\n    \nwypiszP2: POB it2\n\t  ODE jeden\n\t  AD it2\n\t  SOM koniecP2\n\t  POB nr2\n\t  WYP 2\n\t  SOB wypiszP2\t\n\nkoniecP2: POB P2counter\n\t  ODE jeden\n          AD P2counter\n\t  SOZ koniec\t\t\t\n          PZS\n          MSK MASKA2\n          PWR\n         \nP3: CZM MASKA3\n    MAS 3\n    DNS\n    POB wypisanieP3\n    AD it3\n\nwypiszP3: POB it3\n\t  ODE jeden\n\t  AD it3\n\t  SOM koniecP3\n\t  POB nr3\n\t  WYP 2\n\t  SOB wypiszP3\t\t\t\n\t\t\t\nkoniecP3: POB P3counter\n\t  ODE jeden\n\t  AD P3counter\n\t  SOZ koniec\t\t\t\n          PZS\n          MSK MASKA3\n          PWR\n\t\t\t\nP4: CZM MASKA4\n    MAS 1\n    DNS\t\n    POB wypisanieP4\n    AD it4\n\nwypiszP4: POB it4\n\t  ODE jeden\n\t  AD it4\n\t  SOM koniecP4\n\t  POB nr4\n\t  WYP 2\n\t  SOB wypiszP4\n\t\t\t\nkoniecP4: POB P4counter\n\t  ODE jeden\n\t  AD P4counter\n\t  SOZ koniec\t\t\t\n          PZS\n          MSK MASKA4\n          PWR\t\t\t\n\ni: RPA\nit1: RPA\nit2: RPA\nit3: RPA\nit4: RPA\nMASKA1: RPA\nMASKA2: RPA\nMASKA3: RPA\nMASKA4: RPA\nP1counter: RPA\nP2counter: RPA\nP3counter: RPA\nP4counter: RPA\nwypisanieP1: RPA\nwypisanieP2: RPA\nwypisanieP3: RPA\nwypisanieP4: RPA\nhasztaq: RST 35\nzero: RST 0\njeden: RST 1\ndwa: RST 2\ntrzy: RST 3\ncztery: RST 4\nszesc: RST 6\nosiem: RST 8\nnr1: RST 49\nnr2: RST 50\nnr3: RST 51\nnr4: RST 52",
    "source": "Interrupts.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Program do znalezienia minimum w podanej tablicy\nPOB Tablica\nAD Minimalny\nPOB N\nAD loop_counter\nAD powtorzenieProgramu\nPtla: POB loop_counter\n       ODE Jeden\n       SOZ Powtorzenie\n       AD loop_counter\nRozkaz: POB Tablica\n        AD Element\n        POB Minimalny\n        ODE Element\n        SOM Wiekszy\n        SOZ Wiekszy\n        POB Element\n        AD Minimalny\n        POB Rozkaz\n        DOD Jeden\n        AD Rozkaz\n        SOB Ptla\nWiekszy: POB Rozkaz\n         DOD Jeden\n         AD Rozkaz\n         SOB Ptla\nPowtorzenie: POB powtorzenieProgramu\n             ODE Jeden\n             SOZ Koniec\n             AD powtorzenieProgramu\n             POB Rozkaz\n             ODE Jeden\n             AD Rozkaz\n             SOB Powtorzenie       \nKoniec: POB Minimalny\n        STP\nElement: rpa        \nMinimalny: rpa\nJeden: rst 1\nN:   rst 5\nloop_counter: rpa\npowtorzenieProgramu: rpa\nTablica: rst 10\n         rst -55\n         rst 12\n         rst -69",
    "source": "MiN_TaB.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Program do obliczania NWD dwch liczb\nloopWhile: POB A\n           ODE B\n           SOZ Koniec\n           SOM bWieksze\n           AD A\n           SOB loopWhile\n\nbWieksze: POB B\n          ODE A\n          AD B\n          SOB loopWhile\n\nKoniec: DOD B\n        AD A\n        POB A\n        STP\n\nA: rst 48\nB: rst 18",
    "source": "NWD.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Oblicz iloczyn dwóch liczb naturalnych\n\nLOOP:\nPOB     PRODUCT\nDOD     A\nLAD     PRODUCT\nPOB     B\nODE     ONE\nSOZ     END\nLAD     B\nSOB     LOOP\n\nEND:\nPOB     PRODUCT\nSTP\n\nONE:    RST 1\nA:      RST 6\nB:      RST 3\nPRODUCT:   RST 0",
    "source": "Product.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Iloczyn 2 liczb naturalnych\n\nMain:\n//Ustalenie wartości licznika\nPOB N2\nSOZ end\nSOM Negative\nLAD Counter\n\n//Ustalenie wartości iloczynu\nPOB N1\nSOZ end\nLAD Product\nLAD First_Prdct\n\nloop:\nPOB Counter\nODE One\nLAD Counter\nSOZ end\n\nPOB Product\nDOD First_Prdct\nLAD Product\n\nSOB loop\n\n//Jeśli licznik jest ujemny, zmień wartości licznika i iloczynu\nNegative: \nLAD Product\nLAD First_Prdct\nPOB N1\nSOZ end\nLAD Counter\n\nSOB loop\n\nend: \nPOB Product\nSTP\n\nOne: RST 1\nN1: RST 4\nN2: RST 10\nFirst_Prdct: RPA\nCounter: RPA\nProduct: RPA",
    "source": "Product_2N.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Przeszukaj tablicę w poszukiwaniu wartości określonej w oddzielnej zmiennej i zapisz indeks jej pierwszego wystąpienia.\n//Użyj dodatkowej zmiennej do oznaczenia końca tablicy.\n\nNEXT: POB ARRAY\n       SOM END_OF_ARRAY\n       ODE SEARCHED\n       SOZ FOUND      \nL1:     \n      POB INDEX\n      DOD ONE\n      LAD INDEX\n        POB NEXT\n        DOD ONE\n        LAD NEXT\n        SOB NEXT  \n\n      \nFOUND:  STP\n\nEND_OF_ARRAY: STP \n\nSEARCHED: RST 7\nINDEX: RST 1\nONE: RST 1 \nCharValue: RST -1  // dodatkowa zmienna\nARRAY: RST 1\nRST 2\nRST 2\nRST 7\nRST -1  // koniec tablicy",
    "source": "Search.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  },
  {
    "content": "//Przeszukaj tablicę w poszukiwaniu wartości określonej w oddzielnej zmiennej i policz liczbę wystąpień.\n\nloop:\ninst: POB array\nODE CharValue\nSOZ end\nDOD CharValue\n\n//Sprawdzenie wartości w tablicy\nODE LookedForValue\nSOZ OccurenceFound\nSOB continue\n\nOccurenceFound: POB occurences\n                DOD one\n                LAD occurences\n                \ncontinue: POB inst\n          DOD one\n          LAD inst\n          SOB loop\n          \nend: POB occurences\n     STP\n\nCharValue: RST 0\nARRAY: RST -3\n       RST 2\n       RST 3\n       RST 5\n       RST 6\n       RST 5\n       RST 10\n       RST -3\n       RST 0 \nLookedForValue: RST -3\noccurences: RST 0\none: RST 1",
    "source": "Search_value.prg",
    "tags": [],
    "type": "prg"
  }
]