Đang tải... (xem toàn văn)
(NB) Giáo trình Kiến trúc máy tính giúp người học biết về lịch sử của máy tính, các thế hệ máy tính và cách phân loại máy tính. Hiểu các thành phần cơ bản của kiến trúc máy tính, các tập lệnh. Các kiểu kiến trúc máy tính: mô tả kiến trúc, các kiểu định vị. Hiểu cấu trúc của bộ xử lý trung tâm: tổ chức, chức năng và nguyên lý hoạt động của các bộ phận bên trong bộ xử lý. Mời các bạn cùng tham khảo để nắm chi tiết nội dung phần 2 giáo trình.
CHƯƠNG 4: BỘ NHỚ Mã chương: MHSCMT 12 – 04 Giới thiệu: Chương giới thiệu chức nguyên lý hoạt động cấp nhớ máy tính: nhớ cache: nguyên lý vận hành, phân loại mức, đánh giá hiệu hoạt động; nguyên lý vận hành nhớ ảo Mục tiêu: - Trình bày cấp nhớ cách thức vận hành loại nhớ giới thiệu để đánh giá hiệu hoạt động loại nhớ - Rèn luyện kỹ tổ chức cơng việc Nội dung chính: Các loại nhớ Mục đích: - Giới thiệu loại nhớ máy tính, nhớ Bộ nhớ chứa chương trình, nghĩa chứa lệnh số liệu Người ta phân biệt loại nhớ: Bộ nhớ (RAM-Bộ nhớ vào ngẫu nhiên), chế tạo chất bán dẫn; nhớ đọc (ROM) loại nhớ đọc nhớ bao gồm: đĩa cứng, đĩa mềm, băng từ, trống từ, loại đĩa quang, loại thẻ nhớ, Bộ nhớ RAM có đặc tính nhớ đọc viết vào khoảng thời gian cho dù chúng vị trí nhớ Mỗi nhớ có địa chỉ, thơng thường, ô nhớ byte (8 bit), hệ thống đọc hay viết vào nhiều byte (2,4, hay byte) Bộ nhớ (RAM) đặc trưng dung lượng tổ chức (số ô nhớ số bit cho ô nhớ), thời gian thâm nhập (thời gian từ lúc đua địa ô nhớ đến lúc đọc nội dung ô nhớ đó) chu kỳ nhớ (thời gian hai lần liên tiếp thâm nhập nhớ) 1.1 Bộ nhớ a Phân loại Có thể phân loại vi mạch nhớ bán dẫn thành nhớ cố định, bán cố định nhớ ghi/đọc sơ đồ (hình 4-1) Bộ nhớ bán dẫn Bộ nhớ cố định ROM Bộ nhớ định trình mặt nạ Bộ nhớ bán cố định Bộ nhớ PROM Bộ nhớ EPROM Bộ nhớ Ghi/Đọc Bộ nhớ EEPROM Hình 4-1.Phân loại nhớ bán dẫn 47 Bộ nhớ RAM tĩnh (SRAM) Bộ nhớ RAM động (DRAM) Bộ nhớ có nội dung ghi sẵn lần chế tạo gọi nhớ cố định ký hiệu ROM (Read Only Memory) Sau viết (bằng mặt nạ) từ nhà máy ROM loại khơng viết lại PROM dạng khác, bit ghi thiết bị ghi người sử dụng lần đầu (Programmable ROM) Bộ nhớ đọc/ghi nhiều lần gọi RAM (Random Access Memory) gồm có loại: RAM tĩnh SRAM (Static RAM) thường xây dựng mặt lật điện tử, Ram động DRAM (Dinamic RAM) xây dựng sở nhớ điện tích tụ điện Bộ nhớ DRAM phải phục hồi nội dung thường xuyên Giữa ROM RAM có lớp nhớ gọi nhớ bán cố định Trong có nhớ EPROM (Erasable Programmable ROM) ghi xung điện xóa tia cực tím, EEPROM (Elictric Erasable Programmable ROM) lại xóa dòng điện Các nhớ DRAM thường thỏa mãn yêu cầu cần nhớ có dung lượng lớn; cần có tốc độ truy xuất nhanh lại phải dùng SRAM Nhưng loại bị thông tin nguồn điện ni bị Do chương trình dùng cho việc khởi động máy vi tính BIOS phải nạp nhớ ROM gọi ROM BIOS b Nguyên lý hoạt động linh kiện nhớ bán dẫn * ROM ROM (Read Only Memory) chíp nhớ mà đến tay người dùng đọc Đó loại chíp nhớ có nội dung viết sẵn lần chế tạo giữ cố định (non- volatile) ROM lập trình kiểu mặt nạ chế tạo phiến silicon nhằm tạo tiếp giáp bán dẫn điện theo chiều diode điểm vắt chéo ma trận dây dẫn hàng (từ số liệu) cột (bit số liệu) ví dụ (hình 4.2) Tại điểm vắt chéo chứa diode mang lại thơng tin 0, điểm cịn lại mang thông tin Khi lối giải mã địa mức thấp chọn hàng lối dây bit phản ánh giá trị lưu trữ chip nhớ hàng Trên hình 4.2 trường hợp chip lưu trữ từ liệu, từ bit: 010,101,001 100 Khi giải mã chọn địa hàng Y1 hình lối chip nhớ xuất từ liệu 101 Bộ giải mã hàng Y0 Y1 1 Y2 0 Y3 0 1 dây bít cột Hình 4-2 Bộ nhớ ROM diode 48 dây từ (4 hàng) * PROM PROM (Progammable ROM) ROM khả trình cho phép người dùng ghi thơng tin lần Đó loại ROM mà sản xuất, tất điểm vắt chéo đặt diode transistor nối tiếp với cầu chì, cần thơng tin với mức logic “1” điểm vắt chéo việc cho dịng điện đủ lớn qua làm cháy đứt cầu chì tương ứng điểm điểm vắt chéo coi khơng có transistor diode Rõ ràng loại PROM ghi thơng tin lần mà khơng xóa Hình 4-3.Cầu chì điểm vắt chéo với diode, transistor lưỡng cực transistor trường * EPROM EPROM (Erasable PROM) chip nhớ PROM xố được, cho phép ghi xố thơng tin nhiều lần chế tạo theo nguyên tắc khác Trong chip này, bit nhớ transistor MOS có cửa chế tạo theo công nghệ FAMOST (Floating gate avalanche injection MOS transistor) Số liệu viết vào xung điện có độ dài cỡ 50ms độ lớn +20V đặt vào cực cửa máng transistor.Do cửa cách điện cao với xung quanh nên sau hết xung điện, điện tử giữ vai trò phần tử mang thơng tin khơng cịn đủ lượng để vượt ngồi lớp cách điện Vì thông tin giữ cố định sau ngừng cấp điện cho chip thời gian dài (ít 10 năm) Để xố thơng tin tức làm điện tích vùng cửa nổi, phải chiếu ánh sáng tử ngoại đủ mạnh chip nhớ Những điện tử lúc hấp thụ lượng nhảy lên mức lượng cao hơn, chúng rời cửa cách thâm nhập vào Vì chip EPROM có cửa sổ làm thuỷ tinh thạch anh ánh sáng tử ngoại qua cần xoá số liệu nhớ * EEPROM EEPROM (Electrically EPROM ) loại EPROM xoá phương pháp điện Việc nạp điện tử cho cửa thực cách EPROM Để xố EEPROM ,có lớp kênh màng mỏng ơxít vùng cửa trải xuống đế cực máng giữ vai trò quan trọng Các lớp cách điện lý tưởng được, điện tích mang thấm qua lớp phân cách với sác xuất thấp Sác xuất tăng lên bề dày lớp giảm hiệu điện điện cực mặt lớp cách điện tăng lên Muốn phóng điện tích vùng cửa nổi, điện (-20V) đặt vào cực cửa điều khiển cực máng Lúc điện tử âm cửa chảy cực máng qua kênh màng mỏng ôxit số liệu lưu giữ xoá 49 * RAM RAM (Random Acess Memory) loại nhớ ghi/đọc Đây loại chíp nhớ mà thơng tin lưu trữ thơng tin sẽ bị bị cắt nguồn điện ni RAM có loại: RAM động, viết tắt DRAM (dinamic RAM) Ram tĩnh viết tắt SRAM (Static RAM) Cấu trúc đơn giản Hình 4-4 Vận hành nhớ RAM (Wi, Wj, R/W tín hiệu điều khiển) Slot để cắm RAM Hình 4-5.Hình dáng bên ngồi số loại RAM Tuỳ theo công nghệ chế tạo, người ta phân RAM tĩnh chế tạo theo công nghệ ECL (CMOS BiCMOS) Mỗi bit nhớ gồm có cổng logic với độ transistor MOS, việc nhớ liệu tồn nhớ cung cấp điện SRAM nhớ nhanh, việc đọc không làm huỷ nội dung ô nhớ thời gian thâm nhập chu kỳ nhớ RAM động dùng kỹ thuật MOS Mỗi bit nhớ gồm có transistor tụ điện Cũng SRAM, việc nhớ liệu tồn nhớ cung cấp điện Việc ghi 50 nhớ dựa vào việc trì điện tích nạp vào tụ điện việc đọc bit nhớ làm nội dung bit bị huỷ Vậy sau lần đọc ô nhớ, phận điều khiển nhớ phải viết lại nhớ nội dung vừa đọc chu kỳ nhớ động gấp đơi thời gian thâm nhập ô nhớ Việc lưu giữ thông tin bit nhớ tạm thời tụ điện phóng hết điện tích nạp vào phải làm tươi nhớ sau 2μs Làm tươi nhớ đọc nhớ viết lại nội dung vào lại ô nhớ Việc làm tươi thực với tất ô nhớ nhớ Việc làm tươi nhớ thực tự động vi mạch nhớ Hình 4-6.SRAM DRAM SDRAM (Synchronous DRAM – DRAM đồng bộ), dạng DRAM đồng bus nhớ Tốc độ SDRAM đạt từ 66-133MHz (thời gian thâm nhập nhớ từ 75ns-150ns) DDR SDRAM (Double Data Rate SDRAM) cải tiến nhớ SDRAM với tốc độ truyền tải gấp đôi SDRAM nhờ vào việc truyền tải hai lần chu kỳ nhớ Tốc độ DDR SDRAM đạt từ 200-400MHz RDRAM (Rambus RAM) loại DRAM thiết kế với kỹ thuật hoàn toàn so với kỹ thuật SDRAM RDRAM hoạt động đồng theo hệ thống lặp truyền liệu theo hướng Một kênh nhớ RDRAM hỗ trợ đến 32 chip DRAM Mỗi chip ghép nối module gọi RIMM (Rambus Inline Memory Module) việc truyền liệu mạch điều khiển chíp riêng biệt không truyền chip với Bus nhớ RDRAM đường dẫn liên tục qua chip module bus, module có chân vào đầu đối diện Do đó, khe cắm khơng chứa RIMM phải gắn module liên tục để đảm bảo đường truyền nối liền.Tốc độ RDRAM đạt từ 400-800MHz Bộ nhớ đọc ROM chế tạo công nghệ bán dẫn Chương trình ROM viết vào lúc chế tạo Thơng thường, ROM chứa chương trình khởi động máy tính, chương trình điều khiển thiết bị điều khiển tự động, 51 Bảng 4-1 Các kiểu nhớ bán dẫn Các cấp nhớ Mục đích: - Giới thiệu chức nguyên lý hoạt động cấp nhớ máy tính Các đặc tính lượng thơng tin lưu trữ, thời gian thâm nhập nhớ, chu kỳ nhớ, giá tiền bit nhớ khiến ta phải phân biệt cấp nhớ: nhớ nhanh với dung lượng đến nhớ chậm với dung lượng lớn (hình 4-6) 52 MỨC CAO Dung lượng thời gian truy cập CPU 100s Byte 1s ns Mức quản lý đơn vị tham chiếu Registers Instr.Operands Cache K byte 4ns 1-0,1 cents/bit Main memory M byte 100ns – 300ns 0,0001 – 0,00001 cents/bit DISK G byte, 5ms(5000.000ns) 10-5-10-6 cents/bit CACHE Blocks Memory pages DISK Files TAPE Hình 4-6 Các cấp nhớ Lớn MỨC THẤP Các đặc tính cấp nhớ dẫn đến hai mức là: mức cache - nhớ mức nhớ ảo (bao gồm nhớ không gian cấp phát đĩa cứng) (hình IV.4) Cách tổ chức suốt người sử dụng Người sử dụng thấy không gian định vị ô nhớ, độc lập với vị trí thực tế lệnh liệu cần thâm nhập 53 Hình 4-7 Hai mức nhớ Các cấp nhớ giúp ích cho người lập trình muốn có nhớ thật nhanh với chi phí đầu tư giới hạn Vì nhớ nhanh đắt tiền nên nhớ tổ chức thành nhiều cấp, cấp có dung lượng nhanh đắt tiền cấp có dung lượng cao Mục tiêu việc thiết lập cấp nhớ người dùng có hệ thống nhớ rẻ tiền cấp nhớ thấp gần nhanh cấp nhớ cao Các cấp nhớ thường lồng vào Mọi liệu cấp gặp lại cấp thấp tiếp tục gặp lại cấp thấp Chúng ta có nhận xét rằng, cấp nhớ có dung lượng lớn cấp mình, ánh xạ phần địa ô nhớ vào địa nhớ cấp trực tiếp có tốc độ nhanh hơn, cấp nhớ phải có chế quản lý kiểm tra địa ánh xạ Truy cập liệu nhớ Mục đích: Trình bày truy cập liệu nhớ thiết bị vào Cache nhớ nhanh, chứa lệnh liệu thường xuyên dùng đến Việc lựa chọn lệnh liệu cần đặt vào cache dựa vào nguyên tắc sau đây: Một chương trình 90% thời gian thi hành lệnh để thi hành 10% số lệnh chương trình Nguyên tắc áp dụng cho việc thâm nhập liệu, hiệu nghiệm việc thâm nhập lệnh Như có hai nguyên tắc: nguyên tắc không gian nguyên tắc thời gian -Nguyên tắc thời gian: cho biết ô nhớ hệ thống xử lý thâm nhập có khả thâm nhập tương lai gần Thật vậy, chương trình cấu tạo với phần phần thi hành nhiều phần phụ dùng để xử lý trường hợp ngoại lệ Cịn số liệu ln có cấu trúc thơng thường có phần số liệu thâm nhập nhiều mà -Nguyên tắc không gian: cho biết, xử lý thâm nhập vào ô nhớ có nhiều khả thâm nhập vào nhớ có địa lệnh xếp thành chuỗi có thứ tự Tổ chức cấp nhớ cho lệnh liệu thường dùng nằm nhớ cache, điều làm tăng hiệu máy tính cách đáng kể 54 3.1 Truy nhập nhớ thiết bị vào/ Thời gian chù kỳ xung đồng hồ hệ thống gọi trạng thái Một trạng thái tính từ sườn âm xung đồng hồ đến sườn âm xung Chu kỳ máy hay chu kỳ bus trình vi xử lý hay đơn vị làm chủ bus thực việc truyền tải liệu bus Một chu kỳ máy gồm hai giai đoạn : gửi địa lên bus chuyển liệu đến hay Giai đoạn đầu, gọi thời gian địa , địa đích vi xử lý gửi với tín hiệu xác định loại chu kỳ bus Giai đoạn hai, gọi thời gian số liệu, xử lý kiểm tra xem có tín hiệu sẵn sàng từ đơn vị cần trao đổi thông tin chưa để cấp nhận liệu Có loại chu kỳ máy bản: đọc nhớ, viết nhớ, đọc vào/ra, viết vào/ra Chu kỳ lệnh thời gian mà vi xử lý cần để nhận lệnh thi hành lệnh Một chu kỳ lệnh gồm hay nhiều chu kỳ máy Tóm lại, trạng thái tạo nên chu kỳ máy chu kỳ máy tạo nên chu kỳ lệnh Trạng thái đợi: nhiều trường hợp, ví dụ tốc độ truy cập nhớ hay tốc độ xử lý liệu thiết bị ngoại vi chậm tốc độ vi xử lý phải có cách nhận biết trì hỗn q trình trao đổi liệu Cách giải vấn đề bên thông tin nhận hay phát tiếp thơng tin nhận tín hiệu sẵn sàng READY từ nhớ hay ngoại vi phát liệu Nếu nhớ hay ngoại vi chậm, trì hỗn việc phát tín hiệu READY xử lý khơng nhận tín hiệu mà phải trải qua số nhịp đồng hồ Mỗi khoảng thời gian ứng với chu kỳ đồng hồ đợi gọi chu kỳ đợi hay trạng thái đợi Rõ ràng hệ thống máy tính có nhiều trạng thái đời hiệu suất xử lý chậm 3.2 Truy nhập nhớ Hình 4-8 cho ta sơ đồ kết nối chip trình vi xử lý truy nhập chế độ MAX Lúc 8288 phát tín hiệu điều khiển cho BUS vài đệm nhớ tạm thời Bộ điều khiển nhớ điều khiển nhớ để đọc/ viết số liệu tời địa mong muốn cách xác 55 Hợp kênh địa 74LS158 Điều khiển BUS 8288 CPU 8086 Bộ nhớ Điều khiển nhớ Đệm địa 74LS244 CLK synchr READ Đệm nhớ Đệm địa 74LS244 Clock 8284 Asynchronous Hình 4-8 Các chip truy nhập nhớ chế độ MAX Hình 4-9 giản đồ xung tín hiệu bus hệ thống chu kỳ đọc hay viết nhớ Trên giản đồ xung theo thời gian ta thấy có tín hiệu liên quan đến chu kỳ bus: xung nhịp từ máy phát nhịp đồng hồ CLK, tín hiệu địa chỉ/trạng thái Các tín hiệu địa chỉ/số liệu, tín hiệu sẵn sàng READY để thị hoàn thành việc đọc số liệu HBE, A19-A16 S7-S3 TCycle T1 A15-A0 T2 T3 bus res D15-D0 ổn định Số liệu vào nhớ D15 – D0 Địa Số liệu Địa trạng thái 56 Địa /số liệu T4 Lea DX,dung Int 21h END_IF: MOV AH,4Ch INT 21h e Cấu trúc for…to…do Đây dạng cấu trúc lặp với số lần lặp xác định Cú pháp: FOR số_lần_lặp DO công_việc Đầu tiên, gán cho ghi đếm CX giá trị số lần lặp Sau đó, thực cơng việc Sau lần lặp, giảm giá trị ghi CX đơn vị kiểm tra với Nếu chưa tiếp tục thực cơng việc …cho tới CX=0 Trong tập lệnh vi xử lý 8086 tồn lệnh sử dụng phù hợp cấu trúc Đó lệnh LOOP Lệnh tự động giảm ghi CX đơn vị sau so sánh CX với CX = số lần lặp Công việc CX = CX -1 sai CX = Ví du: Viết đoạn chương trình thực nhập vào từ bàn phím kí tự Sau cho hiển thị 200 lần hình Giải: MOV AH,9 LEA DX, yeucau INT 21h MOV CX,200 MOV AH,1 INT 21h PUSH AX MOV AH,2 90 MOV DL,13 INT 21h MOV DL,10 INT 21h POP AX MOV AH,2 FOR: MOV DL,AL INT 21h LOOP FOR f Cấu trúc while…do… Là cấu trúc lặp phụ thuộc vào điều kiện Cú pháp: WHILE điều_kiện DO Công_việc Công _việc thực điều kiện trở nên sai Điều kiện sai Công việc Ví dụ: Viết đoạn chương trình thực đếm số kí tự nhập vào từ bàn phím Giải: XOR CX,CX MOV AH,1 WHILE: INT 21h CMP AL,13 JE END_WHILE INC CX JMP WHILE END_ WHILE: MOV AH,4Ch INT 21h g Cấu trúc REPEAT …UNTIL… 91 Cú pháp: REPEAT công_việc UNTIL điều_kiện Đây cấu trúc lặp mà cơng_viêc thực trước, sau kiểm tra điều_kiện Nếu điều_kiện kết thúc trình lặp Ngược lại, điều_kiện cịn sai quay trở lại thực công việc… Công việc sai Điều kiện Ví dụ: Viết đoạn chương trình thực nhập vào từ bàn phím kí tự kết thúc việc nhấn phím ENTER Giải: MOV AH,9 LEA DX,yeucau INT 21h REPEAT: MOV AH,1 INT 21h CMP AL,13 JNE REPEAT MOV AH,4Ch INT 21h 3.3 Lệnh chuyển hướng chương trình a Nhảy có điều kiện Cú pháp: Jxxx nhãn_đích 92 Nếu điều kiện nhảy thoả mãn nhảy đến nhãn_đích thi hành lệnh Nhãn trước sau Trước không 126 byte, sau khơng q 127 byte Bảng lệnh nhảy Nhảy có dấu Kí hiệu Chức điều kiện nhảy Zf = 0, sf = 0f Jg/jnle nhảy lớn nhảy không nhỏ hay Jge/jnl nhảy lớn hay Sf = 0f nhảy không nhỏ Jl/jnge nhảy nhỏ Sf 0f nhảy không lớn hay Jle/jng nhảy nhỏ hay Zf = hay sf = 0f nhảy không lớn nhảy không dấu Ja/jnbe nhảy lớn Cf = zf = nhảy không nhỏ hay Jae/jnb nhảy lớn hay Cf = nhảy không nhỏ Cf = Jb/jnae nhảy nhỏ nhảy không lớn hay nhảy điều kiện đơn Je/jz nhảy Zf = nhảy Zf = Jne/jnz nhảy không nhảy không b Nhảy không điều kiện Cú pháp: JMP nhãn_đích Nhãn đích nằm đoạn với JMP, vượt xa 126 byte lệnh nhảy có điều kiện c Lệnh logic Trong nhóm ta quan tâm đến lệnh sau:AND, OR,XOR,NOT * AND Cú pháp AND đích,nguồn Đích, nguồn phải có điều kiện: - độ dài - đồng thời ô nhớ, ghi đoạn Tác dụng: thường dùng để che hay giữ lại vài bit tốn hạng đích Ví dụ: AND AX,0Fh * OR Cú pháp 93 OR đích,nguồn Đích, nguồn phải có điều kiện: - độ dài - khơng phải đồng thời ô nhớ, ghi đoạn Tác dụng: thường dùng để thiết lập vài bit tốn hạng đích cách cộng logic tốn hạng với tốn hạng tức thời mà bit có vị trí tương ứng với bít cần lập Ví dụ: OR AL,BL OR AL,0F h * NOT Cú pháp NOT toanhang Tác dụng: lấy phủ định tốn hạng ( dùng để dảo bít tốn hay hạng lấy bù1) * XOR : (loại trừ toán hạng) Cú pháp XOR toanhang, toanhang Tác dụng: dùng để xóa ghi Ví dụ: XOR AX,AX ;xóa ghi AX d Nhóm lệnh dịch chuyển quay * SHL : Shift – left (dịch trái) Cú pháp SHL đích,CL Tác dụng: dịch bit tốn hạng đích sang trái CL vị trí, giá trị đưa vào bên phải tốn hạng đích, cịn bít MSB đưa vào CF CF 15 * SHR: Shift – Right; dịch phải Cú pháp SHR đích,CL Tác dụng: dịch bit tốn hạng đích sang phải CL vị trí, giá trị đưa vào bít MSB cịn giá trị bit LSB chuyển vào cờ CF 15 CF * ROL: Rotation Left- quay trái Cú pháp ROL đích,CL Dịch bit sang bên trái Bit MSB đưa LSB cờ CF muốn quay nhiều lần chứa CL 94 MSB CF MSB * ROR: Rotation Right – quay phải Cú pháp ROR đích, CL Dịch sang bên phải bit LSB đưa vào MSB cờ CF muốn quay nhiều lần chứa CL LSB LSB 15 CF Ngăn xếp thủ tục Mục đích: Hiểu sử dụng đượcđược ngăn xếp Hiểu cách viết chương trình cách truyền tham số cho chương trình 4.1 Ngăn xếp (stack) a Định nghĩa ngăn xếp: Ngăn xếp tổ chức nhớ cho ta đọc từ đỉnh ngăn xếp viết từ vào đỉnh ngăn xếp Địa đỉnh ngăn xếp chứa ghi đặc biệt gọi trỏ ngăn xếp SP (Stack Pointer) Ứng với cấu trúc ngăn xếp, người ta có lệnh viết vào ngăn xếp PUSH lệnh lấy khỏi ngăn xếp POP Các lệnh vận hành sau: - Cho lệnh PUSH SP := SP +1 M (SP) := Ri (Ri ghi cần viết vào ngăn xếp) - Cho lệnh POP Ri := M(SP) (Ri ghi, nhận từ lấy khỏi ngăn xếp) SP := SP -1 Trong xử lý RISC, việc viết vào lấp khỏi ngăn xếp dùng lệnh bình thường Ví dụ ghi R30 trỏ ngăn xếp việc viết vào ngăn xếp thực lệnh: ADDI R30, R30, ; tăng trỏ ngăn xếp lên từ dài 32 bit STORE Ri, (R30) ; Viết Ri vào đỉnh ngăn xếp Việc lấy khỏi ngăn xếp thực lệnh : LOAD Ri, (R30) ; lấy số liệu đỉnh ngăn xếp nạp vào Ri SUBI R30, R30,4 ; giảm trỏ ngăn xếp bớt b Đặc tả ngăn xếp - Che dấu thông tin:khi sử dụng lớp stack không cần biết lưu trữ nhớ phương thức thực sao.Đây vấn đề cho dấu thông tin - Tính khả thi hiệu ứng dụng:Tuy ứng dụng cần phải độc lập với thực cấu trúc liệu việc chọn cách thực ảnh hưởng đến tính khả thi hiệu 95 ứng dụng.Chúng ta cần hiểu ưu nhược điểm cách thực cấu trúc liệu để lựa chọn cho phù hợp với tính chất ứng dụng - Tính sáng chương trình:ưu điểm khác che giấu thơng tin tính sáng chương trình.Những tên gọi quen thuộc dành cho thao tác cấu trúc liệu giúp hình dung rõ ràng giải thuật chương trình.Chẳng hạn thao tác ngăn xếp,người ta thường quen dùng từ:đầy-push;lấy-pop; - Thiết kế từ xuống:sự tách rời việc sử dụng cấu trúc liệu cách thực cịn giúp thực hiên tốt trình thiết kế từ xuống cho cấu trúc liệu cho chương trình ứng dụng 4.2 Chương trình Nhằm mục đích làm cho chương trình ngắn gọn dễ hiểu, thơng thường người ta thực chia nhỏ chương trình thành Module khác nhau, Module thực một khối cơng việc định Mỗi Module gọi chương trình Trong lập trình hợp ngữ thông thường người ta sử dụng loại chương trình thủ tục Cấu trúc chương trình loại thực sau: a Cấu trúc chương trình PROC [kiểu] ; thân chương trình ;…………………… RET ENDP Trong đó: + tên ctc: tên chương trình mà người sử dụng tự đặt theo quy định đặt tên ASSEMBLY + PROC, ENDP: lệnh giả thực để khai báo bắt đầu kết thúc chương trình + kiểu: NEAR FAR NEAR (mặc định) có nghĩa dịng lệnh gọi thủ tục đoạn với thủ tục FAR có nghĩa dịng lệnh gọi thủ tục đoạn khác b Ví dụ Xoa_mh PROC MOV AH,0 MOV AL,3 INT 10h RET Xoa_mh ENDP c Một số ý: Tránh trường hợp sau thực xong chương trình con, nội dung ghi bị thay đổi, thường người ta sử dụng lệnh PUSH POP chương trình để đưa tạm vào ngăn xếp sau lấy lại ghi Ví dụ đoạn chương trình trên, sau thực chương trình xong, nội dung ghi AX bị thay đổi Ta viết lại sau: Xoa_mh PROC PUSH AX ;đẩy tạm AX vào ngăn xếp MOV AH,0 96 MOV AL,3 INT 10h POP AX ;lấy lại giá trị cũ từ ngăn xếp cho AX RET ; sau trở chương trình Xoa_mh ENDP - Để người khác đọc hiểu rõ thủ tục thực thì, người lập trình phải có đoạn giải thích sau: ; Chức thủ tục ; Vào: (lấy thông tin từ chương trình gọi) ;Ra: (trả thơng tin xử lý cho chương trình gọi) ; cách sử dụng (nếu có) Ví dụ: Viết thủ tục thực nhân số nguyên dương A B cách cộng dịch bit Thuật toán: Tich = Repeat If LSB(B) = Then Tich = tich + A End_if SHL A,1 SHR B,1 Until B= Đoạn mã: Nhan PROC ; nhan so A,B bang phep dich cong cac bit ; Vao: AX = A; BX = B ; Ra: DX = ketqua PUSH AX ;đẩy tạm vào AX vào ngăn xếp PUSH BX ;đẩy tạm vào BX vào ngăn xếp XOR DX,DX ;xoá ghi DX chứa tích REPEAT: ;if B le TEST BX,1 ; bit LSB BX 1? JZ END_IF ;khôngbằng 1, dịch trái AX… ;then ADD DX,AX ;tich=tich+AX END_IF: SHL AX,1 ;dịch trái AX SHR BX,1 ;dịch phải BX ;until B=0 JNZ REPEAT ;B0, lặp lại POP BX ;khôi phục lại BX POP AX ; AX từ ngăn xếp RET Nhan ENDP 97 4.3 Truyền tham số cho chương trình Sau lập chương trình con, người lập trình việc gọi chúng từ đoạn chương trình sau: CALL Việc gọi chương trình đơn giản, song có số ý ta thực với chương trình a Chương trình nằm đoạn với chương trình Nếu chương trình nằm đoạn với chương trình ta gọi thực theo mẫu sau: Title ctchinh MODEL Small STACK 100h DATA ; khai báo liệu cho chương trình CODE Main PROC MOV AX, @data MOV DS,AX ; lệnh chương trình CALL Ctc ; lệnh chương trình Main ENDP Ctc PROC ;các lệnh chương trình RET Ctc ENDP END main b Chương trình soạn thảo tệp khác Nếu chương trình soạn thảo tệp khác (ví dụ CTC.lib), sử dụng lệnh INCLUDE vị trí khai báo chương trình Vídụ: Title ctchinh MODEL Small STACK 100h DATA ; khai báo liệu cho chương trình CODE Main PROC MOV AX, @data MOV DS,AX ; lệnh chương trình CALL Ctc ; lệnh chương trình Main ENDP INCLUDE Ctc.lib END mai 98 4.4 Một số hàm ngắt 21h Ngắt 21h: chức ngắt DOS Hàm 01h: vào kí tự từ bàn phím hiển thị hình Mơ tả Ví dụ minh hoạ Vào: AH=01h MOV AH,01h Ra: AL= mã ASCII kí tự nhậpvào INT 21h MOV Ktu, AL Hàm 02h: In kí tự hình Mơ tả Ví dụ minh hoạ MOV AH,02 ;in hình Vào: MOV DL, ‘A’ ; chữ A AH=02h INT 21h DL = mã ASCII kí tự nhập vào Ra: khơng Hàm 08h: kí tự từ bà phím khơng hiển thị hình Mơ tả Ví dụ minh hoạ MOV AH,08h Vào: INT 21h AH=08h MOV Ktu, AL Ra AL = mã ASCII kí tự nhập vào Hàm 09h: in chuỗi kí tự hình Mơ tả Vào: AH=09h DS:DX =con trỏ đến chuỗi kết thúc $ Ra: không Hàm 4Ch: kết thúc chương trình EXE Mơ tả Vào: AH= 4Ch Ra: khơng Hàm 2Ah: Xác định ngày tháng Mô tả Vào: AH= 2Ah Ra: AL = ngày tuần (0-6) CX = Năm DH = tháng (1-12) DL=ngày tháng Ví dụ minh hoạ MOV AH,09h LEA DX,chuoi INT 21h Ví dụ minh hoạ MOV AH,4Ch INT 21h Ví dụ minh hoạ R.AH=$2A INTR($21,R) Ngay-tuan:=R.AL; Nam:=R.CX; Thang:=R.DH; Ngay:=R.DL; Hàm 2Bh: Cài đặt ngày tháng (cài đặt ngày hệ thống) 99 Mô tả Vào: AH= 2Bh Ra: AL = ngày tuần (0-6) CX = Năm DH = tháng (1-12) DL=ngày tháng Ví dụ minh hoạ R.AH=$2B Nam:=R.CX; Thang:=R.DH; Ngay:=R.DL; INTR($21,R) IF R>AL=0 then write(‘ok’); Else write(‘not ok’); Hàm 2Ch: Xác định thời gian hệ thống Mô tả Vào: AH= 2Ch Ra: CH = (0-23) CL = phút (0-59) DH = giây (0-59) DL=phần trăm giây (0-99) Ví dụ minh hoạ R.AH=$2C INTR($21,R) Gio:=R.CH; Phut:=R.CL; Giay:=R.DH; Phan_tram:=R.DL Hàm 2Dh: đặt lại thời gian hệ thống Hàm 30h: Xác định số phiên DOS Hàm 36h: Xác định dung lượng trống đĩa Mơ tả Ví dụ minh hoạ R.DL := 1; Vào: INTR ($21,R); AH= 36h Free_cyl:=R.BX; DL = ổ đĩa Bps:=R.CX; {byte per sector} Ra: Cpd:= R.DX; {cylinder per disk} BX = số liên cung chưa dùng IF AX=FFFFh then write(‘no disk’) CX = số byte/liên cung Else Spc:= R.AX; {Sector per cylinder} DX = số liên cung / đĩa AX= FFFFh ổ đĩa không hợp lệ = số cung/liên cung (hợp lệ) DH = giây (0-59) DL=phần trăm giây (0-99) b Một số loại ngắt khác Ngắt 10h: ngắt hình Hàm 00h: chọn chế độ hiển thị cho hình Mơ tả Ví dụ minh hoạ Vào: R.AH= 0h; AH= 0h R.AL:=mode; AL = chế độ INTR($10,R) 03h: text 80*25*16 12h: Grapt 640*480*16 13h: Grapt 320*200*256 Ra: không 100 Hàm 02h: Dịch chuyển trỏ Mô tả Vào: AH= 02h BH = trang số DH = hàng DL = cột Ra: khơng Ví dụ minh hoạ R.AH= 02h; R.BH:=trang; R.DH:= hang; R.DL:= cot; INTR($10,R) Hàm 06h: Cuốn hình hay cửa sổ lên số dịng xác định Mơ tả Ví dụ minh hoạ R.AH= 02h; Vào: R.BH:=trang; AH= 06h R.DH:= hang; AL=số dòng (=0; tồn bộ) R.DL:= cot; BH= thuộc tính dịng trống INTR($10,R) CH,DL = số dịng, cột góc bên trái CL,DL= số dịng,cột góc phải Ra: khơng Hàm 07h: Cuốn hình hay cửa sổ xuống số dịng xác định Mơ tả Ví dụ minh hoạ R.AH= 07h; Vào: R.AL:=so_dong; AH= 07h R.BH:=thuoc_tinh; AL=số dịng (=0; tồn bộ) R.CH:= dong1; R.CL = cot1 BH= thuộc tính dịng trống R.DH:= dong2; R.DL=cot2; CH,CL= số dịng,cột góc phải INTR($10,R); Ra: khơng Hàm 09h: Hiển thị kí tự với thuộc tính vị trí trỏ Mơ tả Ví dụ minh hoạ R.AH= 09h; Vào: R.AL:=kitu; AH= 09h R.BH:=0 {trang số 0}; AL= mã ASCII kí tự R.BL:= mau; BH= trang số R.CX:= solan; BL= thuộc tính (text); màu (graph) INTR($10,R); CX = số lần viết kí tự Ra: khơng Ngắt 16h: Ngắt bàn phím Hàm 00h: Đọc kí tự từ bàn phím Mơ tả Vào: AH= 00h Ví dụ minh hoạ R.AH= 00h; INTR($16,R); 101 Ra: AH= mã quét phím AL= ASCII kí tự Hàm 02h: Lấy cờ bàn phím Mơ tả Vào: AH= 02h Ra: AL= cờ Ngắt 33: ngắt chuột Hàm 02h: khởi tạo chuột Mô tả Vào: AX= 00h Ra: AX= FFFFh không nhận chuột R.AH:= ma_scan; R.AL:= ma_ ASCII; Ví dụ minh hoạ R.AH= 02h; INTR($16,R); R.AH:= ma_scan; R.AL:= ma_ ASCII; Ví dụ minh hoạ R.AX= 00h; INTR($33,R); If R.AX:= FFFF then Write (‘khong khoi tạo duoc chuot’) Hàm 01h: trỏ chuột Mô tả Vào: AX= 01h Ra: khơng Ví dụ minh hoạ R.AX= 01h; INTR($33,R); Hàm 02h: ẩn trỏ chuột Mô tả Vào: AX= 02h Ra: không Ví dụ minh hoạ R.AX= 02h; INTR($33,R); Hàm 03h: trạng thái nhấn chuột Mô tả Vào: AX= 03h Ra: CX,DX = toạ độ ảo chuột BX = trạng thái nút chuột nhấn 0: nút trái 1: nút phải 2: nút Ví dụ minh hoạ R.AX= 03h; INTR($33,R); X = R.CX shl 3+1; Y = R.DX shl 3+1; If (R.BX and 1) = then Write (‘phim trai chuot!’); 102 Câu hỏi tập thực hành chương học sinh, sinh viên Giải thích lệnh sau: MOV AL,3Fh; MOV DL,D7h; ADD AL,DL; 2.Chỉ chế độ địa lệnh sau: a MOV AL,BL b MOV AX,100h c.MOV AX,[101] d ADD AL,[BX]+5 e ADD AL,[BX]+[SI]+1000 Cho biết mã lệnh mã máy lệnh 4.Viết chương trình thực in hình thơng tin thân Sau lần hiển thị thông tin, người sử dụng 5.Viết chương trình thực việc nhập vào kí tự từ bàn phím sau in hình lần kí tự dịng 6.Viết đoạn chương trình thực việc nhập vào kí tự từ bàn phím Nếu kí tự số in dịng tiếp theo, khơng kí tự số in dịng thơng báo “kí tự bạn vừa nhập khơng phải kí tự số” 7.Viết đoạn chương trình thực việc nhập vào kí tự từ bàn phím Nếu chữ hoa đổi thành chữ thường in kết hình, chữ thường đổi thành chữ hoa in kết hình, khơng phải kí tự in thơng báo “kí tự bạn vừa nhập khơng phải chữ” 8.Viết đoạn chương trình thực việc nhập vào kí tự số (0-9) từ bàn phím thực việc tính tổng hai số in hình 9.Viết đoạn chương trình thực việc nhập vào kí tự số (0-9) từ bàn phím thực việc lấy số lớn trừ số nhỏ, in hình hiệu số 10.Viết đoạn chương trình thực việc nhập vào từ bàn phím kí tự, kiểm tra kí tự chữ hiển thị 20 lần dịng, khơng chữ khỏi chương trình 103 TÀI LIỆU THAM KHẢO - Nguyễn Đình Việt (2000), Giáo trình Kiến trúc máy tính, NXB: Đại học Quốc gia Hà nội - Msc Võ Văn Chín, Ths Nguyễn Hồng Vân, KS Phạm Hữu Tài, Giáo trình kiến trúc máy tính(1997), Khoa Cơng nghệ thông tin, Đại học Cần thơ - Lê Văn Bằng, Giáo trình ngơn ngữ Assembly, Đại học Vinh 2001 - Hoàng Văn Đặng Assembler for pascal, NXB trẻ TP HCM 1995 104 ... mang2 nạp vào nhớ địa offset 23 E5h Khi mảng có phần tử khởi tạo hình ảnh chúng nhớ là: Tên phần tử Mang20 Mang 22 Mang24 Mang26 Giá trị khởi Địa nhớ 2BA3h 27 48h 9843h 1F3Bh 23 E5h 23 E7h 23 E9h 23 EBh... chúng nhớ sau: Tên phần tử Mang10 Mang11 Mang 12 Mang13 Mang14 Mang15 Giá trị khởi tạo 30 55 73 88 83 90 Địa nhớ 23 E5h 23 E6h 23 E7h 23 E8h 23 E9h 23 EAh Ví dụ 2: mang2 DW 2BA3h ,27 48h,9843h,1F3Bh Cũng... xử lý, hiểu rõ thêm cấu trúc hệ thống máy tính, nâng cao khả tư thuật tốn lập trình hạn chế Mục tiêu: - Hiểu thành phần Assembly - Nắm cấu trúc chương trình Assembly - Hiểu cách khai báo biến,
