Der Open Source CPU-Simulator JOHNNY

Letztmalig dran rumgefummelt: 13.10.13 11:25:50

	Der MOPS ist ein Modellrechner nach der von-Neumann-Architektur. Im Befehlsvorrat sowie der Registerzahl absolut vereinfacht ist er ausgezeichnet geeignet, auch schon komplexe interne Vorgänge wirklichkeitsnah abzubilden.
	Mikroprozessor und Peripherie das Logo des JOHHNNY-Simulators inhaltlich auf korrektem Stand - evtl. partiell unvollständig ;-) Wissen für Fortgeschrittene der Informatik
	... hier startest Du das Programm und mit der Minikonsole kann es bedient werden: MOPS direkt starten MOPS-Steuerung <F5> - Start  <Leertaste> - nächster Schritt  <Esc> - unterbricht das Programm
	... was man beachten muss: Kommentarzeilen mit Semikolon einleiten Hauptspeicher mit 72 Speicherzellen für Programme Zahlendarstellung nur im Dezimalsystem Zahlenbereich von -9999 bis 9999
	Was alles verfügbar ist MOPS-Doku MOPS-Befehlssatz Befehl Code Funktion ld adr 10 load: Lade den Wert an der Adresse adr in den Akku ld val 11 load: Lade den Wert val in den Akku st adr 12 store: Speichere den Wert des Akku an der Adresse adr in adr 20 input: Schreibe den Wert des Eingaberegisters an die Adresse adr out adr 22 output: Schreibe den Wert an der Adresse adr ins Ausgaberegister out val 23 output: Schreibe den Wert val ins Ausgaberegister add adr 30 add: Addiere den Wert an der Adresse adr zum Akku add val 31 add: Addiere den Wert val zum Akku sub adr 32 subtract: Subtrahiere den Wert an der Adresse adr vom Akku sub val 33 subtract: Subtrahiere den Wert val vom Akku mul adr 34 multiply: Multipliziere den Wert an der Adresse adr mit dem Akku mul val 35 multiply: Multipliziere den Wert val mit dem Akku div adr 36 divide: Dividiere den Akku durch den Wert an der Adresse adr div val 37 divide: Dividiere den Akku durch den Wert val - nur ganzzahliger Teil mod adr 38 modulo: Rest bei Division des Akku durch den Wert an der Adresse adr mod val 39 modulo: Rest bei Division des Akku durch den Wert val cmp adr 40 compare: Vergleiche den Akkuinhalt mit dem Wert an der Adresse adr cmp val 41 compare: Vergleiche den Akkuinhalt mit dem Wert val jmp tar 50 jump: Springe zum Zielpunkt tar (Zeilennummer oder Marke) jlt tar 52 jump if less then: Springe ..., wenn bei cmp der Akkuinhalt kleiner war jeq tar 54 jump if equal: Springe ..., wenn bei cmp der Akkuinhalt gleich war jgt tar 56 jump if greater then: Springe ..., wenn bei cmp der Akkuinhalt größer war end 60 end: Beendet ein Programm adr ist eine Adresse val bildet einen Wert ab der Akku ist das "Rechenregister" der CPU In und Out stellen die Ein- und Ausgabeports dar - hier können Werte zur externen Verarbeitung abgeholt werden tar für "target" ist das Ziel einer Sprunganweisung
	... was man wissen muss - Sprungmarken: Der MOPS ist in der Lage, so genannte Sprungmarken zu definieren. Das sind Einsprungpunkte, welche durch Sprungbefehle erreicht werden können und diese gelten genau dann, wenn das Programm nicht mit dem nächsten Schritt fortgesetzt werden soll. Sprungmarken werden mit Doppelpunkt eingeleitet und dürfen nicht mit Bezeichnern aus dem Befehlssatz belegt werden. Schauen wir uns die Gestaltung der Arbeit mit Sprungmarken am Beispiel an: ;test gerade zahl ;wenn gerade, dann in ausgaberegister "1", sonst "0" in a ;testen ld a mod 2 cmp 0 jeq gerade jgt ungerade ld 1 :gerade st b out b jmp ende ld 0 :ungerade st b out b jmp ende end :ende
	... wie man programmiert: hier arbeitet man typischerweise mit dem so genannten Pseudocode - das ist noch kein Programm in MOPS-Sprache, wobei fast alles klein geschrieben wird - wiederum Demonstration am Beispiel programm zum addieren zweier zahlen zwei zahlen (operanden) einlesen ersten operanden in den akku laden addition mit speicherplatz des zweiten operanden inhalt des akku auf den speicher anzeige des akku im ausgaberegister
	... wenn man mehr wissen will - Profis kriegen die Kurve: Struktur einer realen CPU der Computer für Einsteiger     Logische Struktur einer CPU Computer für Anfänger
	MOPS-Prograqmmbibliothek I ;eine Zahl in den Akku lesen in a ld a end Datei downloaden
	MOPS-Prograqmmbibliothek II Erstelle ein Programm zur Umwandlung einer Zahl  in ihren negativen Wert: Pseudocode Variante 1: ausgangsoperand aus eingaberegister holen ausgangswert in akku schreiben zwei mal subtrahieren resultat auf ausgaberegister schreiben Assemmblertext Variante 1: ;Zahl negativ darstellen in a ld a sub a sub a st b out b end Pseudocode Variante 1: ausgangsoperand aus eingaberegister holen ausgangswert auf speicherplatz schreiben zwischenergebnis mit 2 multiplizieren vom wert a b subtrhieren resultat auf ausgaberegister schreiben Assemmblertext Variante 2: ;Zahl negativ darstellen in a ld a st b mul 2 st a ld b sub a st c out c end Pseudocode Variante 3: ausgangsoperand aus eingaberegister holen operand in akuu schreiben mit -1 mltiplizieren resultat auf ausgaberegister schreiben Assemmblertext Variante 2: ;Zahl negativ darstellen in a ld a mul -1 st b out b end
	MOPS-Prograqmmbibliothek III ; dritte potenz eines eingabewertes bis max 21 in a ; gerade machen ld a mod 2 cmp 0 ld a jeq weiter sub 1 ; rückwärts zählen st b :weiter out b sub 2 cmp 0 jgt weiter end Datei downloaden Erstelle ein Programm zur Berechnung der dritten Potenz einer einzugebenden Zahl: Pseudocode Variante 1: ausgangsoperand aus eingaberegister holen ausgangswert auf speicherplatz schreiben zaehlregister mit 2 laden ausgangswert von speicherplatz holen ausgangswert in rechenregister laden ausgangswert mit rechenregister multiplizieren zaehlregister 1 abziehen zwischenergebnis auf speicherplatz schreiben zwischenergebnis holen zwischenergebnis mit rechenregister multiplizieren resultat auf ausgaberegister schreiben Pseudocode Variante 2: ausgangsoperand aus eingaberegister holen ausgangswert auf speicherplatz schreiben zaehlregister mit 2 laden ausgangswert von speicherplatz holen ausgangswert in rechenregister laden ausgangswert in zwischenregister laden wiederhole, bis zaehlregister=0   ausgangswert mit rechenregister multiplizieren   zwischenergebnis auf speicherplatz schreiben   zaehlregister 1 abziehen end zwischenergebnis auf ausgaberegister schreiben
	MOPS-Prograqmmbibliothek IV ;sortieren zweier zahlen ;h = help in a in b ld a cmp b jlt ende ;tausch (a>b) ld a st h ld b st a ld h st b end :ende Datei downloaden Erstelle ein Programm zum Sortieren zweier einzugebender Zahlen: Pseudocode: - zahlen einlesen - zelle a in akku - vergleiche akku mit zelle b - wenn akku größer als b dann gehe zu tausch sonst gehe zu ende - end
	MOPS-Prograqmmbibliothek V ;sortieren zweier zahlen ;h = help in a in b ld a cmp b jlt ende ;tausch (a>b) ld a st h ld b st a ld h st b Datei downloaden Erstelle ein Programm zum Ermitteln, ob eine eingegebene Jahreszahl ein Schaltjahr ist oder nicht: Pseudocode: - zahlen einlesen - zelle a in akku - vergleiche akku mit zelle b - wenn akku größer als b dann gehe zu tausch sonst gehe zu ende - end
	MOPS-Programme 2009

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© Samuel-von-Pufendorf-Gymnasium Flöha

© Frank Rost am 13. Oktober 2013 um 12.07 Uhr