%--*- latex -*----------------------------------------------------------------- %$Author: saulius $ %$Date: 2020-06-04 14:58:32 +0300 (Thu, 04 Jun 2020) $ %$Revision: 1524 $ %$URL: svn+ssh://saulius-grazulis.lt/home/saulius/svn-repositories/seminarai/2020-verifikacjos-seminarui/slides.tex $ %------------------------------------------------------------------------------ \documentclass[mathserif]{beamer} \usetheme{Warwick} \useoutertheme{infolines} \setbeamertemplate{headline}{} % removes the headline the infolines inserts %\setbeamertemplate{footline}[frame number] \renewcommand\familydefault{\rmdefault} % For XeLaTeX: % https://tex.stackexchange.com/questions/452151/how-do-i-render-the-word-v%C7%ABlundarkvi%C3%B0a-with-bookman-and-xelatex % "Use an OpenType clone of Bookman, for instance TeX Gyre Bonum": \usepackage{fontspec} \setmainfont{TeX Gyre Bonum} \usepackage[style=authoryear,maxnames=1,doi=true,url=true,backend=biber]{biblatex} %\addbibresource{bibliography/citations.bib} \addbibresource{bibliography/Gutierrez-Osuna.bib} \addbibresource{bibliography/Intel.bib} \newcommand{\mycite}{\parencite} \usepackage{colordvi} \usepackage{graphicx} \usepackage{tikz} \usetikzlibrary{snakes} \usepackage{verbatim} \usepackage{chemfig} \usepackage{listings} % https://en.wikibooks.org/wiki/LaTeX/Algorithms % http://mirror.datacenter.by/pub/mirrors/CTAN/macros/latex/contrib/algorithmicx/algorithmicx.pdf \usepackage{algpseudocode} \usepackage{algorithm} \usepackage{amssymb} \include{commands} \newcommand{\RCSid}[1]{\fontsize{7pt}{7pt}\selectfont $#1$ \today} %%BEGIN LANGUAGE lt \title{Mašinos kodas. Asembleris} %%END LANGUAGE lt \author{Saulius Gražulis} \date{Vilnius, 2020} % Define colors as in % https://venngage.com/blog/color-blind-friendly-palette/ ``Retro'' \definecolor{Bluish}{HTML}{63ACBE} \definecolor{Magentish}{HTML}{601A4A} \definecolor{Orangish}{HTML}{EE442F} \begin{document} \colorlet{IdentifierColor}{red!40!black} \colorlet{StringColor}{green!70!black} \colorlet{KwdColor}{Bluish} \colorlet{CommentColor}{Orangish} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \titlepage \input{affiliation_lt} \begin{center} \mbox{} \hfill\hfill\hfill \includegraphics[height=1.5cm]{images/sp_VU_zenklas.eps} \hfill \includegraphics[height=1.5cm]{images/2019-05-02_Melynas_MIF-zenklas242x244.png} \hfill\hfill\hfill \mbox{} \end{center} \vfill %% \tiny %% \RCSid{ %% $Id: slides.tex 1524 2020-06-04 11:58:32Z saulius $ %% } \begin{flushright} \begin{minipage}[c]{0.67\textwidth} \tiny\raggedright %%BEGIN LANGUAGE lt Šį skaidrių rinkinį galima kopijuoti, kaip nurodyta Creative Commons %%END LANGUAGE lt \myhref{http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/}{Attribution-ShareAlike 4.0 International} licenzijoje \end{minipage} %% \begin{minipage}[c]{1.5cm} \myhref{http://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/}{ \includegraphics[width=1.5cm]{images/CC-BY-SA.eps} } \end{minipage} \end{flushright} \end{frame} %============================================================================== \begin{frame} \frametitle{Paprastas Harvardo architektūros procesorius} \begin{center} \includegraphics[width=12cm]{drawings/Harvard-CPU-Logisim/overal.png} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Komandų atmintis} \begin{center} \includegraphics[width=12cm]{drawings/Harvard-CPU-Logisim/data-tract.png} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \lstset{ keywordstyle=\color{KwdColor}, commentstyle=\color{CommentColor}\ttfamily, identifierstyle=\color{IdentifierColor}, stringstyle=\color{StringColor}, basicstyle=\ttfamily\tiny } \begin{frame}[fragile] \frametitle{Paprastas algoritmas} \framesubtitle{Fibonačiо skaičiai} \begin{center} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \lstinputlisting[language=C,firstline=3,frame=trBL]{examples/Fibonacci-numbers/fibonacci.c} \end{minipage} \hspace{1cm} \hspace{0.5cm} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \scriptsize \begin{enumerate} \item[\textit{Žingsnis 0}.] Nustatyti $a \leftarrow 1$, $b \leftarrow 1$. ($a$ ir $b$ yra du paskutiniai sekos skaičiai) \item[\textit{Žingsnis i}.] visiems $1 \le i \le N$: \begin{enumerate}[i] \scriptsize \item laikinai išsaugoti $b$: $t \leftarrow b\,;$ \item nustatyti $b \leftarrow a + b\,;$ \item išvesti $b\,;$ \item nustatyti $a \leftarrow t\,;$ \end{enumerate} \item [\textit{Žingsnis $N+1$}.] Pabaiga \end{enumerate} \end{minipage} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Mašinos kodas} \begin{center} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \lstinputlisting[language=C,firstline=3,frame=trBL]{examples/Fibonacci-numbers/fibonacci.c} \end{minipage} \hspace{1cm} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \lstinputlisting[language=C,frame=trBL]{examples/Fibonacci-numbers/fib.hex} \end{minipage} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Asemblerio pavyzdys} \begin{center} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \lstinputlisting[language=C,firstline=3,frame=trBL]{examples/Fibonacci-numbers/fibonacci.c} \end{minipage} \hspace{1cm} \begin{minipage}{0.4\textwidth} \lstset{language=[Motorola68k]Assembler} \lstinputlisting[frame=trBL]{examples/Fibonacci-numbers/fib.asm} \end{minipage} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Komandų mnemonikos} \begin{center} \begin{tabular}{ll|ll|l} \bf Adresas & \bf Mašinos kodas & \multicolumn{2}{l|}{\bf Mnemonika } & \bf Reikšmė \\ \hline 0000 & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}1 & \tiny Įkelti konstantą 1 į akumuliatorių \\ 0001 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}0 & \tiny Išsaugoti akumuliatorių adresu 0 \\ 0002 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}1\\ 0003 & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}0\\ 0004 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0002 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}2\\ 0005 & \color{KwdColor}03\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LD & \color{IdentifierColor}1 & \tiny %%BEGIN LANGUAGE lt Įkelti [0001]\footnote{\tiny[0001] -- duomenų atminties celės, kurios adresas yra 0001, turinys.} į akumuliatorių %%END LANGUAGE lt \\ 0006 & \color{KwdColor}0B\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ADD & \color{IdentifierColor}0 & \tiny Pridėti prie akumuliatoriaus [0000] \\ ... \\ 000D & \color{KwdColor}1A\color{IdentifierColor}0015 & \color{KwdColor}SUBC & \color{IdentifierColor}15H & \tiny Atimti 21 iš akumuliatoriaus \\ 000E & \color{KwdColor}0A\color{IdentifierColor}0005 & \color{KwdColor}JNEG & \color{IdentifierColor}0005 & \tiny Pereiti į prog.\ adresą 5, jei akum. < 0 \\ 000F & \color{KwdColor}FF\color{IdentifierColor}FFFF & \color{KwdColor}HALT & & \tiny Sustabdyti procesorių \\ \end{tabular} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Komandų operandai} \begin{center} \begin{tabular}{lll} \textcolor{KwdColor}{N} & \color{KwdColor}EQU & 21 \\ \textcolor{KwdColor}{A} & \color{KwdColor}\only<1>{EQU}\only<2>{DS} & \only<1>{0}\only<2>{1} \\ \textcolor{KwdColor}{B} & \color{KwdColor}\only<1>{EQU}\only<2>{DS} & 1 \\ \textcolor{KwdColor}{I} & \color{KwdColor}\only<1>{EQU}\only<2>{DS} & \only<1>{2}\only<2>{1} \\ \end{tabular} \vspace{0.5\baselineskip} \begin{tabular}{ll|ll|l} \bf Adresas & \bf Mašinos kodas & \multicolumn{2}{l|}{\bf Mnemonika } & \bf Reikšmė \\ \hline 0000 & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}1 & \tiny Įkelti konstantą 1 į akumuliatorių \\ 0001 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}A & \tiny Išsaugoti akumuliatorių adresu A \\ 0002 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}B\\ 0003 & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}0\\ 0004 & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0002 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}I\\ 0005 & \color{KwdColor}03\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LD & \color{IdentifierColor}B & \tiny %%BEGIN LANGUAGE lt Įkelti [B]\footnote{\tiny[B] -- duomenų atminties celės, kuri talpina kintamąjį B, turinys.} į akumuliatorių %%END LANGUAGE lt %% Load acc. from mem. location B \\ 0006 & \color{KwdColor}0B\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ADD & \color{IdentifierColor}A & \tiny Pridėti prie akumuliatoriaus [A] %% Add contents of location A to acc. \\ ... \\ 000D & \color{KwdColor}1A\color{IdentifierColor}0015 & \color{KwdColor}SUBC & \color{IdentifierColor}N & \tiny Atimti N (= 21) iš akumuliatoriaus %% Subtract 21 from accumulator \\ 000E & \color{KwdColor}0A\color{IdentifierColor}0005 & \color{KwdColor}JNEG & \color{IdentifierColor}0005 & \tiny Pereiti į 0005, jei akumuliatorius < 0 \\ \end{tabular} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Žymės} \begin{center} \scriptsize \begin{tabular}{rlll} & & \color{KwdColor}ORG & 100 \\ \textcolor{KwdColor}{N} & : & \color{KwdColor}EQU & 21 \\ \textcolor{KwdColor}{A} & : & \color{KwdColor}DS & 1 \\ \textcolor{KwdColor}{B} & : & \color{KwdColor}DS & 1 \\ \textcolor{KwdColor}{I} & : & \color{KwdColor}DS & 1 \\ \end{tabular} \small \vspace{0.5\baselineskip} \begin{tabular}{ll|ll|l} \bf Adresas & \bf Mašinos kodas & \multicolumn{2}{l|}{\bf Mnemonika } & \bf Reikšmė \\ \hline & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}1 & \tiny Įkelti konstantą 1 į akumuliatorių \\ & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}A & \tiny Išsaugoti akumuliatorių adresu A \\ & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}B\\ & \color{KwdColor}02\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}0\\ & \color{KwdColor}04\color{IdentifierColor}0002 & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}I\\ \textcolor{IdentifierColor}{LOOP}: & \color{KwdColor}03\color{IdentifierColor}0001 & \color{KwdColor}LD & \color{IdentifierColor}B & \tiny Įkelti atminties celę B į akumuliatorių \\ & \color{KwdColor}0B\color{IdentifierColor}0000 & \color{KwdColor}ADD & \color{IdentifierColor}A & \tiny Pridėti prie akumuliatoriaus A turinį \\ ... \\ & \color{KwdColor}1A\color{IdentifierColor}0015 & \color{KwdColor}SUBC & \color{IdentifierColor}N & \tiny Atimti N (= 21) iš akumuliatoriaus \\ & \color{KwdColor}0A\color{IdentifierColor}0005 & \color{KwdColor}JNEG & \color{IdentifierColor}LOOP & \tiny Pereiti į LOOP, jei akumuliatorius < 0 \\ \end{tabular} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Asemblerio programa} \begin{center} \small \begin{tabular}{l|ll|l} \bf Žymė & \bf Operacija & \bf Operandai & \bf Komentarai \\ \hline & \color{KwdColor}ORG & 100 \\ \textcolor{KwdColor}{N}: & \color{KwdColor}EQU & 21 & \tiny ; Kiek sekos narių reikia suskaičiuoti \\ \textcolor{KwdColor}{A}: & \color{KwdColor}DS & 1 \\ \textcolor{KwdColor}{B}: & \color{KwdColor}DS & 1 \\ \textcolor{KwdColor}{I}: & \color{KwdColor}DS & 1 \\ &&&\\ & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}1 & \tiny ; Įkelti 1 į akumuliatorių \\ & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}A & \tiny ; Išsaugoti akumuliatorių celėje A \\ & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}B\\ & \color{KwdColor}LDC & \color{IdentifierColor}0\\ & \color{KwdColor}ST & \color{IdentifierColor}I\\ \textcolor{IdentifierColor}{LOOP}: & \color{KwdColor}LD & \color{IdentifierColor}B & \tiny ; Įkelti B turinį į akumuliatorių \\ & \color{KwdColor}ADD & \color{IdentifierColor}A & \tiny ; Pridėti A turinį prie akumuliatoriaus \\ ... &&& \\ & \color{KwdColor}SUBC & \color{IdentifierColor}N & \tiny ; Atimti 21 iš akumuliatoriaus \\ & \color{KwdColor}JNEG & \color{IdentifierColor}LOOP & \tiny ; Pakartoti ciklą, jei akumuliatorius < 0 \\ \end{tabular} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Adresavimo režimai} \begin{center} \begin{tabular}{l|l|p{0.4\textwidth}} \textbf{ Režimas } & \textbf{ Veiksmai } & \textbf{ Aprašymas } \\ \hline Betarpiškas & A $\leftarrow$ operand & { \raggedright\footnotesize Naudojama reikšmė, nurodyta komandoje } \\ Tiesioginis & A $\leftarrow$ [operand] & { \raggedright\footnotesize Reikšmės \textit{adresas} nurodytas komandoje } \\ Registrinis & A $\leftarrow$ IDX & { \raggedright\footnotesize Naudojama reikšmė yra registre } \\ Netiesioginis & A $\leftarrow$ [IDX] & { \raggedright\footnotesize Reikšmės \textit{adresas} yra registre } \\ Indeksinis & \footnotesize A $\leftarrow$ operand[IDX] & { \raggedright\footnotesize Reikšmės adresas yra indekso registro reikšmė + operandas } \\ \end{tabular} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Programuotojui matomas procesoriaus modelis} %%BEGIN LANGUAGE lt Programuotojo požiūriu, apie kompiuterį ar procesorių reikia nurodyti: %%END LANGUAGE lt \begin{itemize} \item %%BEGIN LANGUAGE lt \textbf{Procesoriaus registrus}, matomus programuotojui %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Procesoriaus \textbf{komandų sistemą (ISA)} %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Procesoriaus \textbf{adresavimo režimus} %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Procesoriaus \textbf{atminties organizaciją} %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Procesoriaus \textbf{įvestį ir išvestį} %%END LANGUAGE lt \end{itemize} \rightline{\scriptsize\mycite{GutierrezOsuna2000}} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Harvardo architektūros 16 bitų procesorius} \begin{itemize} \item Registrai: \texttt{A, PC, IDX} \item Komandų formatas: \fbox{OPC (8 bitai )}\fbox{ADDR/IMM (16 bitų )} \item Žodžio plotis: \begin{itemize} \item duomenų žodžio – 16 bitų \item komandų žodžio – 24 ($\text{8}+\text{16}$) bitai \end{itemize} \item Adreso plotis: 16 bitų \item Adresuojamas: žodis \item Adresų erdvė: vientisa \item Komandų sistema: akumuliatorinė architektūra; \texttt{LD, LDC, ST, ADD, JNZ, JNEG, ...} \item %%BEGIN LANGUAGE lt Įvestis/išvestis: prievadai atskiroje adresų erdvėje; pertraukimų nėra; vienas įvesties ir vienas išvesties prievadas %%END LANGUAGE lt \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Registrai} \begin{center} Intel 8086 CPU \includegraphics[width=4cm]{drawings/Intel/8086-regs.eps} \end{center} \rightline{\scriptsize\mycite{INTEL1979}} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Segmentinė adresacija} %%BEGIN LANGUAGE lt Segmento adresas pastumiamas 4-iais bitais ir sudedamas su postūmiu: %%END LANGUAGE lt \vspace{\baselineskip} \begin{center} \includegraphics[width=3cm]{drawings/Intel/8086-segments.eps} \end{center} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame} \frametitle{Apibendrinimas} \begin{itemize} \item %%BEGIN LANGUAGE lt Mašinos kalba yra dvejetainiai skaičiai, paprastai užrašomi šešioliktainėje sistemoje %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Komandų mnemonikos žymiai palengvina operacijų aprašymą ir įsiminimą %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Kad palengvinti programavimą mašinos kalba, naudojami asembleriai %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Pagrindinės asemblerio sąvokos: žymės, operacijos, operandai, pseudoinstrukcijos, komentarai %%END LANGUAGE lt \item %%BEGIN LANGUAGE lt Kompiuterio ar procesoriaus architektūrą galime aprašyti, nurodydami keletą charakteristikų, matomų programuotojui %%END LANGUAGE lt \end{itemize} \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \begin{frame}%%[allowframebreaks] \frametitle{Šaltiniai} \renewcommand{\bibfont}{\scriptsize} \printbibliography \end{frame} %------------------------------------------------------------------------------ \end{document} % 2021-10-18 09:52:37 EEST