Uvod u Prog Masinski Jezik

Mašinski jezik 1.1. OSNOVNE KOMPONENTE RAČUNARA Računari su mašine za obrau !oa"aka. One na osno#u ore$eno% sku!a u&azni' !oa"aka koje zaaje korisnik računara %enerišu o%o#araju(i sku! iz&azni' !oa"aka.

MOZAK  PAPIR UPRAVLJANJE

INSTR.

IZVR[AVANJE

ULAZNI PODACI REZULTATI

[email protected] KALKULATOR CENTRALNI PROCESOR MEMORIJA UPRAVLJA^KA  JEDINICA  JEDINICA

A/L  JEDINICA  JEDINICA

INSTR.

ULAZNI PODACI REZULTATI

U/I URE\AJI

MOZAK  PAPIR UPRAVLJANJE

INSTR.

IZVR[AVANJE

ULAZNI PODACI REZULTATI

[email protected] KALKULATOR CENTRALNI PROCESOR MEMORIJA UPRAVLJA^KA  JEDINICA  JEDINICA

A/L  JEDINICA  JEDINICA

INSTR.

ULAZNI PODACI REZULTATI

U/I URE\AJI

Osno#ne )unk*iona&ne jeini*e i%i"a&no% računara

MAGNETNA TRAKA

MAGNETNI DIS K  

MEMORIJA

ULAZNA  JEDINICA

 

PROCESOR

 

IZLAZNA  JEDIN ICA

Raz&ikujemo #a osno#na "i!a eks"erni' memorija+ ,1- memorije sa sek#en*ija&nira !ris"u!om rea&izo#ane u #iu ma%ne"ni' "raka i ,/- memorije sa irek"nim !ris"u!om rea&izo#ane naj(es(e u #iu ma%ne"ni' isko#a i&i iske"a.

Ka!a*i"e" eks"erne memorije je u s&učaju isko#a "i!ično o 100 o 1000 !u"a #e(i o ka!a*i"e"a o!era"i#ne memorije a #rijeme !ris"u!a joj je zbo% koriš(enja me'anički' !okre"ni' ije&o#a reo#no 10000 o 100000 !u"a #e(e ne%o ko o!era"i#ne memorije.

U&azne i iz&azne jeini*e o!era"i#na memorija *en"ra&ni !ro*esor eks"erne memorije i komanni !u&" računara obrazuju nje%o# )izički io koji se naz&#a 'ar#er ,en%&. hardware). Sam 'ar#er nije o#o&jan za us!ešan ra računara.

a bi računar u !ro*esu obrae !oa"aka mo%ao a s#e o!era*ije oba#i 2e&jenim reos&eom neo!'ono  je a se e)iniše !ro%ram raa računara ,i&& kra"ko  program) kojim (e s#e ak"i#nos"i računara bi"i !re*izno i jenoznačno oreene kako !o !i"anju sarzaja "ako i !o !i"anju reos&ea iz#oenja. S#aki !ro%ram !res"a#&ja niz !ojeinačni' ins"ruk*ija i usk&ais"a#a se u memoriju ra(unara. Prema "ome memorija ra(unara sar2i !oa"ke i !ro%rame koji su binarno koirani !omo(u n3bi"ni' memorijski' riječi. a &i n jeini*a i nu&a u nekoj memorijskoj (e&iji !res"a#&ja numerički !oa"ak i&i mašinsku ins"ruk*iju "o za#isi o in"er!re"a*ije "e biname riječi i is"i se sar2aj u !rin*i!u mo2e in"er!re"ira"i bi&o kao !oa"ak bi&o kao ins"ruk*ija.

Kon*e!*ija a se raom računara u!ra#&ja !omo(u !ro%rama nazi#a se  princip prograsnskog upravljanja.

1./ OPERAT4VNA MEM0R45A O!era"i#na memorija se sas"oji o niza memorijski' (e&ija u kojima se ču#aju binarno koirane #e&ičine. S#aka o o#i' #e&ičina ima is"u u2inu o n binarni' *i)ara. 6inarna *&)ra koju nazi#amo bi" mo2e bi"i 0 i&& 1. S"o%a u s#aku memorijsku (e&iju mo2emo usk&aiš"i"i  jean o /n raz&i(i"i' !ore$ani' jeini*a i nu&a.

 7a n89 mo2e bi"i jena o s&ee(i' : #e&i(ina+ 000 001 010 011 100 101 110 111. O#e #e&ičine mo2emo in"er!re"ira"i kao nene%a"i#ne *ije&e broje#e 0 1 / 9 ; < = >.

Sar2aj memorijske (e&ije se čes"o nazi#a memorijska riječ

i za n se kaze a je "o u2ina memorijske riječi.

Raz&ike u u2inama riječi

Obra$uju(i !oa"ke s#aki računar s"a&no mijenja sar2aj memorijsk&' (e&ija. a bi se omo%u(io e)ikasan me'anizam !ris"u!a sar2aju memorijski' (e&ija one su numerisane renim broje#ima o 0 o m-1 !ri čemu se reni broj (e&&je nazi#a adresa ćelije, a m je kapacitet memorije izra2en u memorljskim riječima .

Memorija sa m aresabi&ni' (e&ija i nji'o#im binarnim sar"ajem

adresni registrom memorije ,ARM-

ARM

prihvatni registar memorije  ,PRM-.

102

10

0 1 2

102

0 1 2

20

n-1 PRM "# $%&"n'( )"*+,"'" "*+()( 102

ARM

10

!0

n-1 !0

20 # ./%)%"n'( n )"*+,"'"

PRM

1.9 [email protected] ARES4RAN5E Pri !isanju !ro%rama ja#&ja se !o"reba a se memorijske (e&ije simbo&ički označe.

7a !o"rebe karak"eriza*ije na#eeno% simbo&a !o%ono je u#es"i )unk*ije adr  i val koje res!ek"i#no označa#aju !oče"nu memorijsku aresu i #renos" u!isanu unu"ar memorijske zone označene simbo&om . U !re"'onom !rimjeru %je je  *je&obrojna #e&i(ina imamo ar,- 8 10/9  #a&,- 8 1/9;<= .  Ako bi  bi&a oznaka za neki sku! i u "om s&učaju ako bi ima&i ar,- 8 /0;:   #a&,- 8 B 1. C. :; D "o bi ozna(a#a&o a se sku!  "renu"no sas"oji o e&emena"a 1 C : ; i a je usk&aiš"en u memorijskoj zoni koja !očinje o arese /0;:.

Neo!'ono je e#ien"ira"i #ezu izmeu simbo&a i arese na kojoj se na&azi #renos"  promenljive koju "aj simbo& označa#a. Pre#oio*i za !ro%ramske  jezike "u #ezu no"iraju u s!e*ija&noj "abe&i koja se nazi#a tabela simbola.

Prema "ome s#akom simbo&u !riru2ene su #ije #e&ičine+ ,1- vrednost promenljive koju "aj sinbo& ozna(a#a i ,/- #renos" simbola. Vazno je jasno uoči"i raz&iku koja !os"oji izmeu o#i' !ojmo#a+ vrednost promenljive  je sarzaj memorijske zone !riruzene !osma"ranom simbo&u a vrednost simbola  je sarzaj "abe&e simbo&a u re"ku koji o%o#ara o#om simbo&u.

U memoriji se !oa*i čes"o !remeš"aju iz &oka*ije u &oka*iju. O!era*iju !renosa !oa"aka &z neke !o&azne &oka*ije ,sa simbo&ičkom aresom-  u oreišnu &oka*iju  označa#a(emo simbo&om +8 koji se "akoe nazi#a i simbol dodele vrednosti ,en%&. assi%nmen"-. Prema "ome o!era*iju  +8  "reba in"er!re"ira"i na s&ee(i način+ Fuzima se ko!ija sarzaja memorijske &oka*ije  i !renosi se u &oka*iju  razori#ši !ri "ome njen !re"'oni sar2ajG.

+81/9;<=

je is!ra#no

1/9;<= +8 

je !o%rešno

U !ro%ramiranju simbo& 8 !res"a#&ja u #e(ini s&učaje#a re&a*ioni o!era"or !a  8  označa#a re&a*&ju koja mo2e bi"i is"ini"a ,ako je sar2aj &oka*ije  jenak sar2aju &oka*ije - i&i neis"ini"a ,ako je sarzaj &oka*ije  raz&iči" o sar2aja &oka*ije -.  H  8 >>>>>> je is!ra#no  H  +8 >>>>>>

je !o%rešno

7a razmjenu sar2aja #ije memorijske (e&ije neo!'ono !oseo#a"i jenu !omo(nu &oka*iju koju (emo označi"i sa T. a bi sar2aj &oka*ije  !rešao u &oka*iju  i obra"no !o"rebno je oba#i"i "ri o!era*ije !renosa !oa"aka

O#o se !os"i2e !omo(u !ro%rama T +8  I  +8  I  +8 T Permu"a*ija #e&ičina   7 !os"i2e se sa !ro%ramom T +8  I  +8  I  +8 7 I 7 +8 T

1.; @ENTRA?N4 [email protected] 4 [email protected] [email protected] UPRAV?5AN5A U&o%a !ro*esora je a iz#rša#a ins"ruk*ije usk&aiš"ene u o!era"i#noj memoriji računara. Pro*esor mora ima"i mo%u(nos"i a &oka&no usk&aiš"i iz#esnu ko&ičinu !oa"aka i za "o se koris"e brzi !ro*esorski re%is"ri. Re%is"ar je !o e)ini*iji (e&ija za usk&aiš"enje  jene memorijske reči.

Raz&ikujemo #e #rs"e re%is"ara+  aresabi&ne i  in"erne.  Aresabi&ni re%is"ri su os"u!ni !ro%rameru. Nasu!ro" "ome in"erni re%is"ri nisu os"u!ni !ro%rameru #e( se nji'o# sar2aj ini*ija&izuje au"oma"ski u "oku raa !ro*esora.

Sas"a#ni je&o#i *en"ra&no% !ro*esora i nje%o#e #eze sa menorijom

Prenos ins"ruk*ija i !oa"aka na re&a*iji !ro*esor  memorija oba#&ja se !omo(u niza biirek*iona&ni' #eza koje se nazi#aju ma%is"ra&a !oa"aka. O#a ma%is"ra&a je u !ro*esoru #ezana na memorijski re%is"ar !oa"aka ,M- koji s!aa u %ru!u in"erni' !ro*esorski' re%is"ara. 4zbor memorijske &oka*ije iz koje !ro*esor uzima i&i u koju s"a#&ja !oa"ke oba#&ja se !omo(u arese koja se oreuje u !ro*esoru usk&aiš"a#a u aresni re%is"ar ,MA- i za"im !reko jenosmjerne aresne ma%is"ra&e !renosi u memoriju.

Prenos !o ma%is"ra&ama je !ara&e&an .  Ako aresa koja se !ara&e&no !renosi !o aresnoj ma%is"ra&i ima c bi"a ona se !omo(u "ak#e arese mo2e irek"no aresira"i A8/ * memorijski' &oka*ija !a je A maksima&ni ka!a*i"e" memorije. Uobičajeno je a se ka!a*i"e" memorije izra2a#a u jeini*ama K8/ 10 K810/; Fki&oL i&i M8/ /0 M810;:<>= Fme%aF

U o!š"em s&učaju mono!ro%ramski' računara naj#a2niji su+  in"erni i aresabi&ni re%&s"ri 1. INTERNI PROCEOR!I RE"ITRI  IR 8 Register Instr#$%ije & 'Instr#%tion Register ) ( 8 (emorijs$i adresni registar & '(emor*  ddress Register) (+  (emorijs$i registar podata$a & '(emor* +ata Register) I-  Interni baer registar & 'Internal -#er Register)

/.

+RE-I0NI PROCEOR!I RE"ITRI  /.1 RE"ITRI +RE

PC  Programs$i broja & 'Program Co#nter ) R 8 dresni registar podata$a  ,+ata ddress Register) +P 8 2$a3atelj podat$a '+ata Pointer ) -R 8 -a3ni registar '-ase Register) +C 8 -roja podata$a ' a"a Co#nter)  4R 8 Inde$s registar 'Inde5 Register ) 64 8 6i$sni inde$s '6i5ed Inde5)  4C 8 Inde$sni broja 'Inde5 Co#nter) P 8 2$a3atelj ste$a  ,S"a*k Pointer)

/./ RE"ITRI PO+T! +R 8 Registar podata$a  ,a"a Register)  C 8 $#m#lator ,A**umuia"orR  Registar stanja pro%esora 'tat#s Register)

/.7 2NI8ER90NI RE"ITRI  "R 8 Registar op:te nameme  ,"eneral Register)

Osno#na ieja !rin*i!a !ro%ramsko% u!ra#ijanja

1.< MA4NSKE [email protected] Mašinska ins"ruk*ija mora a s!e*i)i*ira o!era*iju koju !ro*esor "reba a oba#i a "ako$e i arese !oa"aka ,i&i !oa"ke- sa kojima se o!era*ija oba#&ja. 7bo% "o%a s#aka ins"ruk*ija reo#no ima #a ije&a+  o!era*ioni io ,koji se nazi#a ko o!era*ije- i  aresni io ,koji s!e*i)i*ira !oa"ke-.

Tri uobičajene s"ruk"ure mašinske ins"ruk*ije

OP. DEO

A1

A2

A3 "*+()" +(45&"&" "*+()" *+ (+"n "*+()" +0 (+"n*

OP. DEO

A1

A2 "*+()" *+ (+"n "*+()" +0 (+"n*

OP. DEO

A "*+()" '(*n (+"n

Pre"!os"a#imo a OP na !r. !res"a#&ja ko o!era*ije sabiranja.  [email protected] +8 [email protected] H A1 Oba#&janja binarni' o!era*ija izmeu akumu&a"ora i memorijske &oka*ije ima za !os&ijei*u a su ko jenoaresno% sis"ema neo!'one !osebne o!era*ije za !renos !oa"aka iz memorije u akumu&a"or i obra"no iz akumu&a"ora u memoriju. Ako sa M označimo !roiz#o&jnu memorijsku &oka*iju ona se !renos !oa"ka iz memorije u akumu&a"or mo2e ozna(i"i sa [email protected] +8 M. Obrnu"i !renos iz akumu&a"ora u memoriju označa#a se ana&o%no sa M + 8 [email protected]

Pre"!os"a#imo saa a su zaa"e memorijske &oka*ije   i 7 i neka je !o"rebno oba#i"i o!era*iju sabiranja 9;8  H   Ako raimo sa jenoaresnim računarom ona za oba#&janje o#e o!era*ije "rebamo s&ee(e "ri ins"ruk*ije+  [email protected] +8  I o'#a"anje !r#o% ar%umen"a iz memorije  [email protected] +8 [email protected] H  I sab&ranje !os&e ko%a [email protected] sar2i "ra2enu sumu 7 +8 [email protected] I !renos rezu&"a"a u oreišnu &oka*&ju 9  2 sl#
7 +8  I 4ni*ija&iza*&ja !o(e"ne #renos"i !romen&ji#e 7 7 +8 7 H  I 4zračuna#anje sume 2 sl#
7 +8  H 