%===================================================================== % 秋田高専 3E 電子計算機用テキスト % シフト命令 % last updated 2006.1.26 % created by Masashi Yamamoto % e-mail yamamoto@akita-nct.jp %===================================================================== \documentclass[10pt,a4paper]{jarticle} \usepackage{graphicx,amsmath,amssymb,ascmac,float} \usepackage{html, listings, jlisting} \usepackage{url} \oddsidemargin 0mm %左の余白 25.4mm-0mm　奇数ページ \evensidemargin 0mm %左の余白 25.4mm-0mm　偶数ページ \textwidth 160mm % \newcommand{\tw}[1]{\texttt{#1}} \newcommand{\vbt}[1]{\begin{verbatim} #1 \end{verbatim}} \newcounter{linenum} \newcommand{\wrtlinenum}{\multicolumn{1}{|r|}{\arabic{linenum}} \addtocounter{linenum}{1}} % \newcounter{toi_num} \newcommand{\toi}{\textbf{\texttt [問\arabic{toi_num}]} \addtocounter{toi_num}{1}} % % \begin{document} \title{機械語命令(シフト・比較・分岐)} \date{2005年1月27日} \author{山本昌志\thanks{国立秋田工業高等専門学校　電気工学科}} \maketitle % %===================================================================== \section{前回の復習と本日の学習} %===================================================================== %--------------------------------------------------------------------- \subsection{復習} %--------------------------------------------------------------------- 今まで，学習したCOMET IIの命令は，次の通りである．これを思い出して，本日の学習内 容と絡めて，理解を深める必要がある． % \begin{itemize} \item アセンブラ命令 \begin{itemize} \item[] \begin{quote} \begin{tabular}{p{20mm}p{15mm}p{90mm}} 開始 & \tw{START} & プログラムの先頭を示し，入口名と実行開始番地を定義\\ 終了 & \tw{END} & プログラムの終わりを明示\\ 領域確保 & \tw{DS} & プログラムで使うメインメモリーを予約\\ 定義 & \tw{DC} & メインメモリーの初期値設定 \\ \end{tabular} \end{quote} \end{itemize} \item　機械語命令 \begin{itemize} \item データ転送命令 \begin{quote} \begin{tabular}{p{20mm}p{15mm}p{90mm}} データ転送 & \tw{LD} & メインメモリーやレジスターの内容を汎用レジスタに転送 \\ データ転送 & \tw{ST} & 汎用レジスタのデータをメインメモリーへ転送 \\ アドレス転送 & \tw{LAD} & 実効アドレスを汎用レジスターへ転送 \\ \end{tabular} \end{quote} \item 算術，論理演算 \begin{quote} \begin{tabular}{p{20mm}p{15mm}p{90mm}} 算術加算 & \tw{ADDA} & 1語のデータを符号付き整数と見なし，加算を行う． \\ 論理加算 & \tw{ADDL} & 1語のデータを符号無し整数と見なし，加算を行う．\\ 算術減算 & \tw{SUBA} & 1語のデータを符号付き整数と見なし，減算を行う． \\ 算術減算 & \tw{SUBL} & 1語のデータを符号無し整数と見なし，減算を行う． \\ 論理積 & \tw{AND} & 1語のデータのビット毎の論理積の演算を行う．\\ 論理和 & \tw{OR} & 1語のデータのビット毎の論理和の演算を行う．\\ 排他的論理和 & \tw{XOR} & 1語のデータのビット毎の排他的論理和の演算を行う．\\ \end{tabular} \end{quote} \end{itemize} \end{itemize} %--------------------------------------------------------------------- \subsection{本日の学習内容} %--------------------------------------------------------------------- %-------------------------- \subsubsection{シフト命令} %-------------------------- これは，乗算や除算を行うときに使う．CASL IIのシフト命令は，次の通りである． % \begin{itemize} \item{レジスタの内容をシフトさせることにより，$2^n$倍したり，$2^{-n}$倍する．レ ジスターの内容は，符号付き整数として取り扱われる \begin{quote} \begin{tabular}{p{25mm}p{15mm}p{80mm}} % \textbf{算術左シフト} & \tw{SLA} & レジスタの内容を符号ビットを除き左にシフト．空きには0が入る．\\ % \textbf{算術右シフト} & \tw{SRA} & レジスタの内容を符号ビットを除き左にシフト．空きには符号ビットが入る\\ % \end{tabular} \end{quote} } \item{レジスタの内容をシフトさせることにより，$2^n$倍したり，$2^{-n}$倍する．レ ジスターの内容は，符号なし整数として取り扱われる \begin{quote} \begin{tabular}{p{25mm}p{15mm}p{80mm}} % \textbf{論理左シフト} & \tw{SLL} & 1語全てを，左にシフト．空きには0が入る\\ % \textbf{論理右シフト} & \tw{SRL} & 1語全てを，右にシフト．空きには0が入る\\ % \end{tabular} \end{quote} } \end{itemize} %------------------------------- \subsubsection{比較とジャンプ命令} %------------------------------- 比較とジャンプ命令は，セットで使われることが多く，数の比較を行い，その結果を受けて，処理の実行を変える．FORTRANやC言語では， \begin{quote} \tw{IF(A.GT.B)GO TO 200} \hspace{5zw} \tw{if(a>b)goto next\_step;} \end{quote} と書かれる構文とにている．A.GT.Bが比較命令で，IFとGO TOがジャンプ命令に相当する． CASL IIの比較とジャンプの命令は，次の通りである． % \begin{itemize} \item{整数の大小の比較命令を学習する．比較の結果は，フラグレジスタ\tw{(FR)}を設定す ることで示される． \begin{quote} \begin{tabular}{p{25mm}p{15mm}p{80mm}} \textbf{算術比較} & \tw{CPA} & データは符号付き整数と見なし，比較を行う．\\ \textbf{論理比較} & \tw{CPL} & データは符号無し整数と見なし，比較を行う．\\ \end{tabular} \end{quote} } \item{フラグレジスタ\tw{(FR)}の値に基づいて，処理を分岐させる． \begin{quote} \begin{tabular}{p{25mm}p{15mm}p{80mm}} \textbf{正分岐} & \tw{JPL} & \tw{SF}と\tw{ZF}がともに0の時，指定の実効アドレスに分岐\\ % \textbf{負分岐} & \tw{JMI} & \tw{SF}が１の時，指定の実効アドレスに分岐\\ % \textbf{非零分岐} & \tw{JNZ} & \tw{ZF}が0の時，指定の実効アドレスに分岐\\ % \textbf{零分岐} & \tw{JZE} & \tw{ZF}が1の時，指定の実効アドレスに分岐\\ % \textbf{オーバーフロー分岐} & \tw{JOV} & \tw{OF}が1の時，指定の実効アドレスに分岐\\ % \textbf{無条件分岐} & \tw{JUMP} & 無条件に，指定の実効アドレスに分岐\\ \end{tabular} \end{quote} } \end{itemize} % %===================================================================== \section{シフト命令} %===================================================================== %--------------------------------------------------------------------- \subsection{シフト(基数Nの場合)} %--------------------------------------------------------------------- 10進数を10倍，100倍，1000倍，$\cdots$するのは簡単である．$10^{n}$倍するためには， 左にゼロを$n$個付ければ良い．これは，左シフトである．同様に$1/10$倍，$1/100$倍， $1/1000$倍，$\cdots$するのは簡単である．$10^{-n}$倍するためには，小数点の位置を $n$個左に寄せれば良い．これは右シフトである． 16進数の場合も同じである．たとえば，$(EF35)$を$(16)_{10}=(10)_{16}$倍や$(16^2)_{10}=(10^2)_{16}$倍，$(16^{-1})_{10}=(10^{-1})_{16}$倍や$(16^{-2})_{10}=(10^{-2})_{16}$倍すると % \begin{equation} \begin{aligned} (EF35)_{16}\times(16^2)_{10}&=(EF35)_{16}\times(100)_{16}\\ &=(EF3500)_{16}\\ % (EF35)_{16}\times(16)_{10}&=(EF35)_{16}\times(10)_{16}\\ &=(EF350)_{16}\\ % (EF35)_{16}\times(16^{-1})_{10}&=(EF35)_{16}\times(0.1)_{16}\\ &=(EF3.5)_{16}\\ % (EF35)_{16}\times(16^{-2})_{10}&=(EF35)_{16}\times(0.01)_{16}\\ &=(EF.35)_{16}\\ \end{aligned} \end{equation} % となる．やはり，右や左にシフトさせれば良い． 2進数の場合も全く同じである．この場合，$2^{n}$の計算が簡単である．$n$が正の整数 の場合，左に$n$ビットシフトさせる．一方，$n$が負の整数の場合，$n$の絶対値分，右 にシフトさせる． % \begin{equation} \begin{aligned} (110011)_{2}\times(2^2)_{10}&=(110011)_{2}\times(100)_{2}\\ &=(11001100)_{2}\\ % (110011)_{2}\times(2)_{10}&=(110011)_{2}\times(10)_{2}\\ &=(1100110)_{2}\\ % (110011)_{2}\times(2^{-1})_{10}&=(110011)_{2}\times(0.1)_{2}\\ &=(11001.1)_{2}\\ % (110011)_{2}\times(2^{-2})_{10}&=(110011)_{2}\times(0.01)_{2}\\ &=(1100.11)_{2}\\ \end{aligned} \end{equation} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{CASL IIの場合} %--------------------------------------------------------------------- %------------------------- \subsubsection{ビットシフト} %------------------------- CASL IIで取り扱う16ビットの整数を$2^n$倍する事を考える．もし，その16ビットが正 で有れば，それは簡単である．先に示したように，$n$ビット右や左にシフトさせれば良 い． 問題は，符号付き整数で，第15ビットが1の負の場合である．これは，実例を示した方が 分かりやすい．たとえば，$(-12)_{10}$を2倍と4倍する事を考える．2倍すると $(-24)_{10}$で，4倍すると$(-48)_{10}$である．それぞれを，2の補数で取り扱うと， となる． % \begin{align*} (-12)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1111\; 0100)\\ (-24)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1110\; 1000)\\ (-48)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1101\; 0000)\\ \end{align*} % 従って，CASL IIの符号付き16ビット整数の場合，$2^n$する場合は，左に$n$ビットシフ トさせて，空いたビットに0を入れれば良い． 次に，1/2倍と1/4倍する事を考える．すると % \begin{align*} (-12)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1111\; 0100)\\ (-6)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1111\; 1010)\\ (-3)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1111\; 1101)\\ \end{align*} % となる．この場合も右に$n$ビットシフトさせれば良いのであるが，空いたビットには1を 入れなくてはならない． % \begin{itembox}[l]{ポイント} \begin{itemize} \item 符号無し整数の場合 \begin{itemize} \item $2^n$倍する場合，左に$n$ビットシフトさせて，空いたビットに0 を入れればよい． \item $2^{-n}$倍する場合，右に$n$ビットシフトさせて，空いたビットに0 を入れればよい． \end{itemize} \item 符号付き整数の場合 \begin{itemize} \item $2^n$倍する場合，左に$n$ビットシフトさせて，空いたビットに0を入れればよい． \item $2^{-n}$倍する場合，右に$n$ビットシフトさせて，空いたビットには符号ビッ トを入れればよい． \end{itemize} \end{itemize} \end{itembox} % %------------------------- \subsubsection{端数の処理} %------------------------- CASL IIの整数をビットシフトを用いて2で割ったりすると，端数(小数部)が生じる．この 端数は，16ビットを越えるので，無視される．ここで，商が切り上げなのか切り下げなの か，疑問が発生する．これについても，実際の整数で考える． $(5)_{10}$と$(-5)_{10}$を1ビット右にシフトさせて，1/2倍してみる． % \begin{align*} (5)_{10}&\rightarrow(0000\; 0000\; 0000\; 0101)\\ &\text{1ビット右}\rightarrow(0000\; 0000\; 0000\; 0010)\rightarrow(2)_{10}\\ (-5)_{10}&\rightarrow(1111\; 1111\; 1111\; 1011)\\ &\text{1ビット右}\rightarrow(1111\;1111\; 1111\; 1101)\rightarrow(-3)_{10}\\ \end{align*} % この結果から，以下のようにまとめることができる． % \begin{itembox}[l]{ポイント} \begin{itemize} \item 正の整数の場合，端数は切り下げとなる． \item 負の整数の場合，端数は切り上げとなる． \end{itemize} \end{itembox} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{算術シフト命令} %--------------------------------------------------------------------- 算術シフト命令は，左シフト(SLA)と右シフト(SRA)の2つがある．いずれも，符号付き整 数を取り扱い，前者は$2^n$倍，後者は$2^{-n}$倍する．算術シフト命令は，符号も考慮 していることが重要である． %-------------------------------------- \subsubsection{算術左シフト(\tw{SLA})} %------------------------------------- %-------------------- \paragraph{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{SLA} \\ \textbf{語源} & \textbf{S}hift \textbf{L}eft \textbf{A}rithmetic\hspace{5mm} (shift:移す\hspace{3mm}left:左\hspace{3mm}arithmetic:算術)\\ % \textbf{役割} & レジスタの内容をnビット左に移動させる．空いたビットには，0 が入る． これは，符号付き整数を$2^n$倍しているのと同じ．\\ \textbf{書式} & 教科書(p.59)の通り．第一オペランドは汎用レジスター．第二オ ペランドはアドレス． \\ \textbf{機能} & 教科書(p.59)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.59)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号付き整数を$2^{n}$倍する．従って，シフトにより空いたビットには，0 が入る． % %-------------------- \paragraph{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} SLA GR0,2 ;GR0の内容を2ビット左へシフト SLA GR0,0,GR1 ;GR0の内容をGR1の値，左へシフト \end{verbatim} \end{quote} % % %------------------------------------------- \subsubsection{算術右シフト(\tw{SRA})} %------------------------------------------- %-------------------- \paragraph{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{SRA} \\ \textbf{語源} & \textbf{S}hift \textbf{R}ight \textbf{A}rithmetic\hspace{5mm} (shift:移す\hspace{3mm}right:右\hspace{3mm}arithmetic:算術)\\ % \textbf{役割} & レジスタの内容をnビット右に移動させる． 空いたビットには， 符号ビットが入る．これは，符号付き整数を$2^{-n}$倍しているのと同じ．\\ \textbf{書式} & 教科書(p.62)の通り．第一オペランドは汎用レジスター．第二オ ペランドはアドレス． \\ \textbf{機能} & 教科書(p.62)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.62)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号付き整数を$2^{-n}$倍する．従って，シフトにより空いたビットには， 符号ビットが入る． % %-------------------- \paragraph{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} SRA GR0,2 ;GR0の内容を2ビット右へシフト SRA GR0,0,GR1 ;GR0の内容をGR1の値，右へシフト \end{verbatim} \end{quote} % % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{論理シフト命令} %--------------------------------------------------------------------- 論理シフト命令は，左シフト(SLL)と右シフト(SRL)の2つがある．いずれも，符号無し整 数を取り扱い，前者は$2^n$倍，後者は$2^{-n}$倍する．論理シフト命令は，符号は考慮 していない． %-------------------------------------- \subsubsection{論理左シフト(\tw{SLL})} %------------------------------------- %-------------------- \paragraph{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{SLL} \\ \textbf{語源} & \textbf{S}hift \textbf{L}eft \textbf{L}ogical\hspace{5mm} (shift:移す\hspace{3mm}left:左\hspace{3mm}logical:論理上の)\\ % \textbf{役割} & レジスタの内容をnビット左に移動させる．空いたビットには， 0が入る．これは，符号無し整数を$2^n$倍しているのと同じ．\\ \textbf{書式} & 教科書(p.65)の通り．第一オペランドは汎用レジスター．第二オ ペランドはアドレス． \\ \textbf{機能} & 教科書(p.65)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.65)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号無し整数を$2^{n}$倍する．従って，シフトにより空いたビットには，0 が入る． % %-------------------- \paragraph{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} SLL GR0,2 ;GR0の内容を2ビット左へシフト SLL GR0,0,GR1 ;GR0の内容をGR1の値，左へシフト \end{verbatim} \end{quote} % % %------------------------------------- \subsubsection{論理右シフト(\tw{SRL})} %------------------------------------- %-------------------- \paragraph{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{SRL} \\ \textbf{語源} & \textbf{S}hift \textbf{R}ight \textbf{L}ogical\hspace{5mm} (shift:移す\hspace{3mm}right:右\hspace{3mm}logical:論理上の)\\ % \textbf{役割} & レジスタの内容をnビット右に移動させる．空いたビットには， 0が入る．これは，符号付き整数を$2^{-n}$倍しているのと同じ．\\ \textbf{書式} & 教科書(p.67)の通り．第一オペランドは汎用レジスター．第二オ ペランドはアドレス． \\ \textbf{機能} & 教科書(p.67)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.67-68)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号無し整数を$2^{-n}$倍する．従って，シフトにより空いたビットには， 符号ビットが入る． % %-------------------- \paragraph{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} SRL GR0,2 ;GR0の内容を2ビット右へシフト SRL GR0,0,GR1 ;GR0の内容をGR1の値，右へシフト \end{verbatim} \end{quote} % %===================================================================== \section{比較命令} %===================================================================== %--------------------------------------------------------------------- \subsection{算術比較(\tw{CPA})} %--------------------------------------------------------------------- %-------------------- \subsubsection{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{CPA} \\ \textbf{語源} & \textbf{C}om\textbf{P}are \textbf{A}rithmetic\hspace{5mm} (compare:比較する\hspace{3mm}arithmetic:算術)\\ % \textbf{役割} & 符号付き整数の比較を行う命令 \\ \textbf{書式} & 教科書(p.56)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.56)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.56)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号付き整数の差の演算結果の状態がフラグレジスターに設定すると考えれば良い． たとえば，\tw{CPA GR1,GR2}の場合，\tw{GR1-GR2}の演算結果の正負，あるいはゼロか否 か，オーバーフローが有るか無いかがフラグレジスタに設定される．ただし，オペランド である\tw{GR1}や\tw{GR2}の値は変わらない． % %-------------------- \subsubsection{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} CPA GR0,GR1 ;GR0-GR0 の状態をフラグレジスターに設定 CPA GR0,A ;GR0-(アドレスAの内容) の状態をフラグレジスターに設定 CPA GR0,A,GR1 ;GR0-(アドレス[A+GR1]の内容) の状態をフラグレジスターに設定 CPA GR0,=5 ;GR0-5 の状態をフラグレジスターに設定 \end{verbatim} \end{quote} % 教科書の例題を実行したときのメモリーとレジスターの内容を表 \ref{tab:text_list_4_11}示す．1, 5, 6, 7行はアセンブラ命 令なので実行されない．そのため，メモリーやレジスタの値は空白としている． % \setcounter{linenum}{1} \begin{table}[h] \begin{center} \caption{教科書List4-11(p.56)の実行例．} \label{tab:text_list_4_11} {\small \begin{tabular} {|p{4mm}|p{5mm}p{9mm}p{15mm}|| p{9mm}|p{4mm}p{4mm}p{4mm}|p{9mm}p{9mm}|}\hline % 行 & \multicolumn{3}{|c||}{プログラム} & \tw{GR1} & \tw{OF} & \tw{SF} & \tw{ZF} & \tw{AA} & \tw{BB} \\ \hline % \wrtlinenum & \tw{PGM} & \tw{START} & & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{LD} & \tw{GR1,AA} & 2 & 0 & 0 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & & \tw{CPA} & \tw{GR1,BB} & 2 & 0 & 0 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & & \tw{RET} & & 2 & 0 & 0 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & \tw{AA} & \tw{DC} & \tw{2} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & \tw{BB} & \tw{DC} & \tw{-1} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{END} & & & & & & & \\ \hline % \end{tabular} } %\smallの終わり \end{center} \end{table} % 教科書のList4-11はつまらない例題で，\tw{CPA}コマンドも動作も分からないし，説明も おかしい．次のようなサンプルの方が良い． % \setcounter{linenum}{1} \begin{table}[h] \begin{center} \caption{\tw{CPA}の実行例．} \label{tab:text_list_4_11d} {\small \begin{tabular} {|p{4mm}|p{5mm}p{9mm}p{15mm}|| p{9mm}|p{4mm}p{4mm}p{4mm}|p{9mm}p{9mm}|}\hline % 行 & \multicolumn{3}{|c||}{プログラム} & \tw{GR1} & \tw{OF} & \tw{SF} & \tw{ZF} & \tw{AA} & \tw{BB} \\ \hline % \wrtlinenum & \tw{PGM} & \tw{START} & & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{LD} & \tw{GR1,AA} & 2 & 0 & 1 & 0 & -2 & -3 \\ % \wrtlinenum & & \tw{CPA} & \tw{GR1,BB} & 2 & 0 & 0 & 0 & -2 & -3 \\ % \wrtlinenum & & \tw{RET} & & 2 & 0 & 0 & 0 & -2 & -3 \\ % \wrtlinenum & \tw{AA} & \tw{DC} & \tw{-2} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & \tw{BB} & \tw{DC} & \tw{-3} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{END} & & & & & & & \\ \hline % \end{tabular} } % \end{center} \end{table} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{論理比較(\tw{CPL})} %--------------------------------------------------------------------- %-------------------- \subsubsection{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{CPL} \\ \textbf{語源} & \textbf{C}om\textbf{P}are \textbf{L}ogical\hspace{5mm} (compare:比較する\hspace{3mm}logical:論理上の)\\ % \textbf{役割} & 符号無し整数の比較を行う命令 \\ \textbf{書式} & 教科書(p.57)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.57)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 教科書(p.57)の通り． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，符号無し整数の差の演算結果の状態がフラグレジスターに設定すると考えれば良い． たとえば，\tw{CPA GR1,GR2}の場合，\tw{GR1-GR2}の演算結果の正負，あるいはゼロか否 か，オーバーフローが有るか無いかがフラグレジスタに設定される．ただし，オペランド である\tw{GR1}や\tw{GR2}の値は変わらない． % %-------------------- \subsubsection{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} CPL GR0,GR1 ;GR0-GR0 の状態をフラグレジスターに設定 CPL GR0,A ;GR0-(アドレスAの内容) の状態をフラグレジスターに設定 CPL GR0,A,GR1 ;GR0-(アドレス[A+GR1]の内容) の状態をフラグレジスターに設定 CPL GR0,=5 ;GR0-5 の状態をフラグレジスターに設定 \end{verbatim} \end{quote} % 教科書の例題を実行したときのメモリーとレジスターの内容を表 \ref{tab:text_list_4_12}示す．1, 5, 6, 7行はアセンブラ命令なので実行されない．そ のため，メモリーやレジスタの値は空白としている． このサンプルプログラムで注意することは，符号付き整数でアドレスAAの値を決めている が，比較を行うときは符号無し整数としている．それらは， % \begin{center} \begin{tabular}{rrrr}\hline \multicolumn{1}{c}{アドレス} & \multicolumn{1}{c}{ビットパターン} & \multicolumn{1}{c}{符号無整数}　& \multicolumn{1}{c}{符号有整数} \\ \hline\hline % \tw{AA} & \tw{0000000000000010} & \tw{(2)$_{10}$} & \tw{(2)$_{10}$} \\ \tw{BB} & \tw{1111111111111111} & \tw{(65535)$_{10}$} & \tw{(-1)$_{10}$}\\ \hline % \end{tabular} \end{center} % となっている． % \setcounter{linenum}{1} \begin{table}[h] \begin{center} \caption{教科書List4-12(p.58)の実行例．} \label{tab:text_list_4_12} {\small \begin{tabular} {|p{4mm}|p{5mm}p{9mm}p{15mm}|| p{9mm}|p{4mm}p{4mm}p{4mm}|p{9mm}p{9mm}|}\hline % 行 & \multicolumn{3}{|c||}{プログラム} & \tw{GR1} & \tw{OF} & \tw{SF} & \tw{ZF} & \tw{AA} & \tw{BB} \\ \hline % \wrtlinenum & \tw{PGM} & \tw{START} & & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{LD} & \tw{GR1,AA} & 2 & 0 & 0 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & & \tw{CPL} & \tw{GR1,BB} & 2 & 0 & 1 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & & \tw{RET} & & 2 & 0 & 1 & 0 & 2 & -1 \\ % \wrtlinenum & \tw{AA} & \tw{DC} & \tw{2} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & \tw{BB} & \tw{DC} & \tw{-1} & & & & & & \\ % \wrtlinenum & & \tw{END} & & & & & & & \\ \hline % \end{tabular} } %\smallの終わり \end{center} \end{table} % % %===================================================================== \section{ジャンプ命令} %===================================================================== %--------------------------------------------------------------------- \subsection{正分岐(\tw{JPL})} %--------------------------------------------------------------------- %-------------------- \subsubsection{内容} %-------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JPL} \\ \textbf{語源} & \textbf{J}ump\textbf{PL}us \hspace{5mm} (jump:ジャンプ\hspace{3mm}plus:プラス(正))\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}の\tw{SF}(Sign Flag)が0，かつ， \tw{ZF}(Zero Flag)が0のとき，指定の実効アドレスに制御が移る． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.71)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.71)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % この命令は，これ以前の演算の結果の状態が，0を含まない正の場合，指定の実効アドレ スに分岐させる．通常は，比較命令とペアで使われることが多いが，そうでない場合もあ る．この命令を使う場合は，フラグレジスタの状態をよく考える必要がある． % %-------------------- \subsubsection{使用例} %-------------------- \begin{quote} \setlength{\baselineskip}{12pt} \begin{verbatim} JPL A ;SF=0かつZF=0の場合，アドレスaにジャンプ JPL A,GR1 ;SF=0かつZF=0の場合，アドレス[A+GR1]にジャンプ \end{verbatim} \end{quote} % 教科書の例題(p.71 List4-22)のプログラムを図\ref{fig:flow_4-22}に示す． % % \begin{figure}[H] \begin{center} \includegraphics[keepaspectratio, scale=1.0]{figure/list4-22.eps} \end{center} \caption{List4-22のプログラムとフローチャート} \label{fig:flow_4-22} \end{figure} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{負分岐(\tw{JMI})} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JMI} \\ \textbf{語源} & \textbf{J}ump\textbf{MI}nus \hspace{5mm} (jump:ジャンプ\hspace{3mm}minus:マイナス(負))\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}の\tw{SF}(Sign Flag)が1のとき，指定の実効アドレスに制御が移る． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.72)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.72)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{非零分岐(\tw{JNZ})} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JNZ} \\ \textbf{語源} & \textbf{J}ump on \textbf{N}on \textbf{Z}ero \hspace{5mm} (jump:ジャンプ\hspace{3mm}non:非\hspace{3mm}zero:ゼロ)\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}の\tw{ZF}(Zero Flag)が0のとき，指定の実効アドレスに制御が移る． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.73)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.73)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{零分岐(\tw{JZE})} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JZE} \\ \textbf{語源} & \textbf{J}ump on \textbf{ZE}ro \hspace{5mm} (jump:ジャンプ\hspace{3mm}zero:ゼロ)\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}の\tw{ZF}(Zero Flag)が1のとき，指定の実効アドレスに制御が移る． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.73)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.74)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{オーバーフロー分岐(\tw{JOV})} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JOV} \\ \textbf{語源} & \textbf{J}ump on \textbf{OV}erflow \hspace{5mm} (jump:ジャンプ\hspace{3mm}overflow:あふれる)\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}の\tw{OF}(Overflow Flag)が1のとき，指定の実効アドレスに制御が移る． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.74)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.74)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{無条件分岐(\tw{JUMP})} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{p{30mm}p{100mm}} \textbf{命令語} & \tw{JUMP} \\ \textbf{語源} & unconditional \textbf{J}ump \hspace{5mm} (jump:ジャンプ)\\ % \textbf{役割} & フラグレジスタ\tw{(FR)}に関係なく，強制的に指定の実効アド レスに制御を移す． \\ \textbf{書式} & 教科書(p.75)の通り \\ \textbf{機能} & 教科書(p.75)の通り \\ \textbf{フラグレジスタ} & 変化せず． % \end{tabular} \end{quote} % % %===================================================================== \section{課題} %===================================================================== %--------------------------------------------------------------------- \subsection{課題内容} %--------------------------------------------------------------------- 課題を課すので，レポートとして提出すること．課題内容は，以下の通り． % \setcounter{toi_num}{1} \begin{quote} \begin{itemize} \item[\toi]整数演算，\tw{643/32+5}を計算する．以下の問いについて答えよ． \begin{itemize} \item CASL-IIのプログラムを作成せよ． \item このプログラムを実行させた場合，計算結果である整数の値はいくらか? \end{itemize} \item[\toi]教科書p.75のList4-23のプログラムについて，以下の問いに答えよ． \begin{itemize} \item フローチャートを作成せよ．そして，ソースプログラムの各行とフローチャート の対応を示せ． \item 使っている汎用レジスタの値を各行が実行された後，どのようになるか示せ． \item 各行の実行後のフラグレジスタの値を示せ． \item 各行の実行後のアドレス\tw{AA}と\tw{BB}の値を示せ． \end{itemize} \end{itemize} \end{quote} % %--------------------------------------------------------------------- \subsection{レポート提出要領} %--------------------------------------------------------------------- \begin{quote} \begin{tabular}{ll} 期限 & 2月3日(金) PM 1:00 \\ 用紙 & A4 \\ 提出場所 & 山本研究室の入口のポスト \\ 表紙 & 表紙を1枚つけて，以下の項目を分かりやすく記述すること．\\ & \qquad 授業科目名「電子計算機」\\ & \qquad 課題名「課題　機械語命令(シフト・比較・分岐)」\\ & \qquad 3E\quad 学籍番号\quad 氏名\\ & \qquad 提出日\\ 内容 & 2ページ以降に問いに対する答えを分かりやすく記述すること． \end{tabular} \end{quote} % %===================================================================== \end{document}