Программа «ЛамПанель»

Программа «ЛамПанель»

Программа «ЛамПанель»

Основные идеи

Программа-тренажёр «ЛамПанель» – это учебная модель компьютера, который управляет панелью лампочек. Тренажёр можно использовать:

• для изучения принципов работы компьютера (процессор, ОЗУ, ПЗУ);
• для начального изучения программирования на языке ассемблера;
• для изучения операций с целыми числами, в том числа поразрядных логических операций и сдвигов.

Модель компьютера включает процессор, оперативную память (ОЗУ), постоянную память (ПЗУ) и устройство вывода – панель лампочек размером 8×16. Для демонстрации через проектор можно вывести увеличенную панель, нажав клавишу F10.

Система команд процессора основана на идеях известной в свое время серии 16-разрядных мини-ЭВМ PDP-11. Непосредственным предшественником тренажёра «ЛамПанель» можно считать модель компьютера E97 Е.А. Ерёмина (http://educomp.runnet.ru/e97/), с которым процессор тренажёра «ЛамПанель» частично совместим по системе команд.

Программа для такого процессора составляется на языке ассемблера, в котором каждая символьная команда соответствует одной (числовой) команде процессора. Программа набирается в окне «Программа». Программу можно сохранять в виде файла на диске, а потом загружать в память из файла (с помощью меню «Файл»).

При запуске (по клавише F9) набранная программа транслируется (переводится в машинные коды, которые появляются в окне «Отладчик») и начинается ее выполнение.

[pic 1]

В окне «Данные в памяти» показывается содержимое оперативной памяти, в которой расположены программа и данные (принцип однородности).

Процессор имеет 4 регистра общего назначения (РОН), которые называются R0, R1, R2 и R3. Кроме того, есть еще три внутренних регистра, недоступные программисту (но видимые в окне программы):

• PC (англ. program counter) – программный счетчик, счётчик команд, указывающий на следующую выполняемую команду;
• SP (англ. stack pointer)  – указатель стека, адрес вершины стека; стек размещается в нижней части оперативной памяти, его содержимое можно просмотреть в нижней части окна «Данные в памяти»;
• PS (англ. processor state) – регистр состояния процессора; используются только три младших бита:  0 – бит N (англ. negative, отрицательный результат), 1 – бит Z (англ. zero, нулевой результат) и 2 – бит C (англ. carry, перенос).

 В качестве устройства вывода используется панель лампочек размером 8×16. Каждый ряд лампочек управляется через отдельный порт вывода. Всего используется восемь 16-разрядных портов с именами P0, P1, P2, P3, P4, P5, P6 и P7.

Постоянное запоминающее устройство (ПЗУ) предназначено для хранения системных подпрограмм. Код ПЗУ загружается при старте программы из текстового файла, поэтому пользователь может изменять содержимое ПЗУ: добавлять, удалять и изменять любые процедуры.

Простейшая программа

Программа должна заканчиваться командой stop.  Например, самая простая программа:

 stop

Команда NOP (англ. no operation, нет операции) – это пустая команда, она ничего не делает. Комментарий начинается символом «точка с запятой»:

 nop ; пустая команда

 stop

Отладка

Программу можно выполнить всю целиком (клавиша F9) или в пошаговом режиме (F8). В пошаговом режиме в окне отладчика зелёным цветом выделяется текущая строка, которая будет выполнена при следующем нажатии F8. Сочетание клавиш Ctrl+F8 позволяет отменить только что сделанную команду.