Lezione  V                       FRAMES  NOFRAMES

Il linguaggio macchina: Parte 3

Riassumiamo cosa abbiamo visto a proposito dei programmi per risolvere i problemi.

a) Dati  e  Istruzioni  devono stare in memoria centrale MC per poter essere usati/eseguite

b) Le Istruzioni sono espresse come sequenze di bit esprimenti CODICI <---> CIRCUITI della CPU ed indirizzi di operandi.

c)  Un programma eseguibile è fatto di una sequenza di     istruzioni macchina.

d)  Il programma viene eseguito sequenzialmente.

e)  Il linguaggio macchina LM ha poche istruzioni e con queste poche noi scriviamo il programma.

Adesso facciamo qualche aggiunta al linguaggio macchina per "arricchirlo" introducendo altre istruzioni:             

1)  L' istruzione  STOP  per interrompere il "flusso sequenziale" ossia arresta l'esecuzione del programma.

2)  L'istruzione di  salto " Alterazione incondizionata" , o Salto incondizionato, modifica l' ordine sequenziale di esecuzione delle istruzioni: " invece di eseguire la prossima istruzione il cui indirizzo è contenuto nel PC esegui quella di un' altra cella"; per cui questa istruzione modifica il valore contenuto nel registro PC, inserendovi l' indirizzo della cella a cui vogliamo saltare.

3)  L'istruzione di   salto " Alterazione condizionata" , o Salto condizionato del flusso di esecuzione. Talvolta si preferisce che la sequenza di esecuzione non sia quella normale né quella di saltare in assoluto ad una cella prestabilita, ma di saltare ad una certa cella   se vale una certa condizione ad esempio vi sono delle istruzioni che realizzano il salto soltanto se il contenuto del registro ACC è positivo.

Le istruzioni di salto agiscono modificando il contenuto del PC e cancellando gli effetti dell' incremento automatico ossia la
( PC ) <---- ( PC ) + 1, eseguito dopo il FETCH.

vediamo nella tabella altre istruzioni del linguaggio macchina

Tabella 5.1

Consideriamo adesso un   esempio di programma   che:
dati due numeri,   stampi il maggiore  fra i due.

Analisi

E'  semplice. Abbiamo bisogno di due locazioni di memoria per contenere i due numeri letti da Ingresso; dobbiamo confrontare il  primo con il secondo numero e stampare il maggiore. Il confronto diretto tra due numeri contenuti in celle di memoria centrale è impossibile.

Algoritmo

Se il  primo numero è maggiore del   secondo  stampare il primo altrimenti stampare il secondo.

Raffinamento

Per vedere se   primo>=secondo   verifichiamo se  primo-secondo>=0    

a)  leggi il primo numero e memorizzalo

b)  leggi il secondo numero e memorizzalo

c)  copia il primo in ACC

d)  sottrazione ( ACC ) - secondo ed il risultato va in ACC

e)  se il   ( ACC ) >= 0  continua  l'esecuzione con l'istruzione di stampa poiché vuol dire che   primo >= secondo , altrimenti esegui l'istruzione successiva a questa

f)  stampa il secondo numero

g)  prosegui verso la fine senza stampare il primo

h)  stampa il primo numero

i)  STOP

L'esecuzione è sequenziale ma in alcuni punti non lo è infatti f) ed h) sono alternative. Se vale la condizione in e) viene eseguita l'istruzione h) e poi i), se non vale la condizione e) viene eseguita f) poi g) poi i).

Programmazione

Vogliamo inserire il primo e secondo numero nelle celle di memoria di indirizzo        201 e  202  rispettivamente per cui il programma sarà :

0) ( 201 ) <---- ( UL )

1) ( 202 ) <---- ( UL )

2) ( ACC ) <---- ( 201)

3) ( ACC ) <---- ( ACC ) - ( 202 )   (ACC) <--- {primo-secondo}

4) se ( ACC ) >= 0 

prosegui a stampare il primo numero vai in 7) cioè ( PC ) <--- 7, altrimenti continua in sequenza.

5) ( US ) <---- ( 202 )   { stampa del secondo numero }

6) ( PC ) <---- 8

7) ( US ) <---- ( 201 )   { stampa primo numero}

8) STOP

Assumiamo che le informazioni siano caricate in memoria a partire dall'indirizzo 0 ed i dati di input vengano memorizzati nelle celle di indirizzo 201 e 202

Il programma precedente è fatto per usare le celle 0, 1, 2 per i dati di input/output. Nelle tabelle seguenti, il programma è riscritto per funzionare usando le celle di indirizzi 10 (00001010 binario), 11 (00001011) e 12 (00001100) per i dati di inp/out.

rappr. decimale di istruzioni e indirizzi rappr. binaria di istruzioni e indirizzi

Un pó di numeri (a sinistra) scritti in formato binario (a destra)
 

Analisi  : ci servono due locazioni di memoria (celle), per contenere i due numeri letti da input.

Dovremo confrontare il 1° con il 2° numero e stampare quello maggiore.

Il confronto diretto tra due numeri contenuti in celle di memoria centrale è impossibile;

osserviamo che 1° >= 2° se e solo se 1° - 2°  >= 0. Se facciamo in modo che il numero 1°-2° sia messo nell'accumulatore, potremo usare l'istruzione di codice 8 (che è l'unica che permette un qualche tipo di test.

Sintesi dell'Algoritmo:

1. leggere il 1° numero e memorizzarlo
2. leggere il 2° numero e memorizzarlo
3. copiare il 1° in ACC
4. sottrazione: (ACC) <-- (ACC) - 1°
5. se (ACC) >= 0 allora proseguire dalla istruzione h (altrimenti la prossima istruzione è la f)
6. stampare il 2° numero
7. saltare all'istruzione i
8. stampare il 1° numero
9. STOP

Algoritmo

1) leggere i tre numeri e memorizzarli in tre celle, di indirizzo DATO1, DATO2, DATO3

2) mettere il maggiore tra il 1o e il 2o nella cella di indirizzo PARZ12;

3) stampare il maggiore tra i numeri in PARZ12 e DATO3

Assumiamo che il programma sia caricato in memoria centrale a partire dall'indirizzo 0, e che DATO1=201, DATO2=202, DATO3=203, PARZ12=204.