path: root/asvt/sem3/lab1/lab1.tex

\documentclass[bachelor, och, labwork]{SCWorks}
% параметр - тип обучения - одно из значений:
%    spec     - специальность
%    bachelor - бакалавриат (по умолчанию)
%    master   - магистратура
% параметр - форма обучения - одно из значений:
%    och   - очное (по умолчанию)
%    zaoch - заочное
% параметр - тип работы - одно из значений:
%    referat    - реферат
%    coursework - курсовая работа (по умолчанию)
%    diploma    - дипломная работа
%    pract      - отчет по практике
% параметр - включение шрифта
%    times    - включение шрифта Times New Roman (если установлен)
%               по умолчанию выключен

\usepackage{subfigure}
\usepackage{tikz,pgfplots}
\pgfplotsset{compat=1.5}
\usepackage{float}

%\usepackage{titlesec}
\setcounter{secnumdepth}{4}
%\titleformat{\paragraph}
%{\normalfont\normalsize}{\theparagraph}{1em}{}
%\titlespacing*{\paragraph}
%{35.5pt}{3.25ex plus 1ex minus .2ex}{1.5ex plus .2ex}

\titleformat{\paragraph}[block]
{\hspace{1.25cm}\normalfont}
{\theparagraph}{1ex}{}
\titlespacing{\paragraph}
{0cm}{2ex plus 1ex minus .2ex}{.4ex plus.2ex}

% --------------------------------------------------------------------------%


\usepackage[T2A]{fontenc}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage{graphicx}
\graphicspath{ {./images/} }
\usepackage{tempora}

\usepackage[sort,compress]{cite}
\usepackage{amsmath}
\usepackage{amssymb}
\usepackage{amsthm}
\usepackage{fancyvrb}
\usepackage{listings}
\usepackage{listingsutf8}
\usepackage{longtable}
\usepackage{tabularx}
\usepackage{multirow}
\usepackage{array}
\usepackage[english,russian]{babel}

% \usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
\usepackage{url}

\usepackage{enumitem}


\newcommand{\eqdef}{\stackrel {\rm def}{=}}
\newcommand{\dsint}{\displaystyle\int}

\renewcommand\theFancyVerbLine{\small\arabic{FancyVerbLine}}

\newtheorem{lem}{Лемма}

\begin{document}

% Кафедра (в родительном падеже)
\chair{}

% Тема работы
\title{Регистры процессора 8086}

% Курс
\course{2}

% Группа
\group{231}

% Факультет (в родительном падеже) (по умолчанию "факультета КНиИТ")
\department{факультета КНиИТ}

% Специальность/направление код - наименование
%\napravlenie{09.03.04 "--- Программная инженерия}
%\napravlenie{010500 "--- Математическое обеспечение и администрирование информационных систем}
%\napravlenie{230100 "--- Информатика и вычислительная техника}
%\napravlenie{231000 "--- Программная инженерия}
\napravlenie{10.05.01 "--- Компьютерная безопасность}

% Для студентки. Для работы студента следующая команда не нужна.
% \studenttitle{Студентки}

% Фамилия, имя, отчество в родительном падеже
\author{Гущина Андрея Юрьевича}

% Заведующий кафедрой
% \chtitle{} % степень, звание
% \chname{}

%Научный руководитель (для реферата преподаватель проверяющий работу)
\satitle{ассистент} %должность, степень, звание
\saname{А.~А.~Трунов}

% Руководитель практики от организации (только для практики,
% для остальных типов работ не используется)
% \patitle{к.ф.-м.н.}
% \paname{С.~В.~Миронов}

% Семестр (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\term{8}

% Наименование практики (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\practtype{преддипломная}

% Продолжительность практики (количество недель) (только для практики,
% для остальных типов работ не используется)
%\duration{4}

% Даты начала и окончания практики (только для практики, для остальных
% типов работ не используется)
%\practStart{30.04.2019}
%\practFinish{27.05.2019}

% Год выполнения отчета
\date{2020}

\maketitle

% Включение нумерации рисунков, формул и таблиц по разделам
% (по умолчанию - нумерация сквозная)
% (допускается оба вида нумерации)
% \secNumbering


% \tableofcontents

% \section{Лабораторная работа \#1}

\section{Задание}
\textit{Назовите регистры общего назначения (РОН).}
\textit{Определите, какие значения в них записаны?}

Регистрами общего назначения являются: 
AX = 0, BX = 0, 
CX = 0, DX = 0, 
SP = 00FD, BP = 0, 
SI = 0, DI = 0

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{registers.png}
    \caption{Содержимое регистров}
\end{figure}

\section{Задание}
\textit{Введите в РОН шестнадцатеричные числа 56h, 1F3h, D8h, AB1h.
Просмотрите содержимое всех регистров. Внесите результат в отчет. 
Введите во все РОН нулевые значения. Проверьте содержимое регистров}

Ввёл по очереди заданные значения в регистры общего назначения с
помощью команды r. Получил следующий результат.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{registers_2.png}
    \caption{Содержимое регистров}
\end{figure}

После этого заполнил регистры нулями.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=\textwidth]{registers_3.png}
    \caption{Содержимое регистров}
    \label{fig:reg3}
\end{figure}


\section{Задание}
\textit{Из каких частей состоит адрес ячейки памяти в реальном режиме работы
процессора? Укажите размер сегмента в адресуемой памяти процессора в реальном
режиме. Какой наименьший сдвиг возможен между начальными байтами 
последовательных сегментов? Определите текущие адреса сегмента данных и 
сегмента кода.}

Адрес ячейки памяти состоит из двух чисел: адреса начала сегмента и размера
смещения относительно начала сегмента. Размер сегмента в адресуемой памяти
процессора в реальном режиме составляет 65536 байт = 64 Кбайт. Наименьший сдвиг
между начальными байтами последовательных сегментов равен 16 байт.

Базовые адреса сегмента данных и кода соответственно хранятся в регистрах
DS и CS. Например, на рис. \ref{fig:reg3} они равны 073Fh.


\section{Задание}
\textit{Определите, с какого адреса должен начинаться сегмент данных, если
сегмент кода имеет размер 64 кбайт. Установите нужное значение адреса
сегмента данных. Введите в область сегмента данных последовательность
чисел 10h,25h,1F,AC. В какой сегмент вводит значения отладчик, исполняя
команду Е со смещением в качестве аргумента? Используйте формат команды
E<сегмент>.<смещение> для ввода кода инструкции ADD в сегмент кода,
начиная со смещения 0100}

Если сегмент кода имеет размер 64 кбайт, то для определения адреса сегмента
данных необходимо к адресу сегмента кода прибавить число 1000h 
(64 кбайт = 65536 байт = 10000h байт, но в регистрах хранятся только
4 первые цифры адреса, поэтому последний ноль необходимо откинуть).
Таким образом, получается, что адрес сегмента данных должен быть 173Fh. 
Запишем это число в регистр DS.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{reg_ds.png}
    \caption{Изменение адреса сегмента данных}
\end{figure}

Введём в область сегмента данных указанные значения. При указании смещения
без явного указания адреса сегмента отладчик вводит значения в сегмент DS.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{ds_data.png}
    \caption{Изменение сегмента данных}
\end{figure}

Для внесения инструкции ADD в сегмент кода с помощью команды E необходимо явно
указать адрес начала сегмента вместе со смещением.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{e_cs.png}
    \caption{Ввод инструкции ADD}
\end{figure}


\section{Задание}
\begin{enumerate}
    \item Введите в регистр BX значение 1.
    \item 
        Введите в сегмент кода инструкцию сложения со смещением 100.
        Установите IP на адрес введенной инструкции. Выполните сложение.
        Повторите инструкцию сложения еще трижды, каждый раз устанавливая
        соответствующий адрес в IP.
    \item Введите в регистр BX значение 2.
    \item Введите инструкцию умножения со смещением 102. Выполните эту инструкцию.
    \item Выполните инструкцию вычитания 3 раза подряд. Смещение вычитания 104.
    \item Выполните инструкцию деления (смещение 106).
    \item Вернитесь к инструкции вычитания и выполните её.
    \item Какое значение получено в регистре AX? Объясните его.
    \item Что изменилось в регистре флагов и почему?
\end{enumerate}

Введём значение 1 в регистр BX с помощью команды R, а инструкцию сложения в 
сегмент кода с помощью команды E. Можно заметить, что в регистре IP уже
внесено подходящее нам значение 0100h. Выполним сложение с помощью команды T.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{addition.png}
    \caption{Выполнение сложения}
\end{figure}

Выполним сложение ещё три раза, изменяя значение в регистре IP. Можно заметить,
что в регистре AX теперь хранится значение 4.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{ip_change.png}
    \caption{Выполнение сложения ещё три раза}
\end{figure}

Выполним следующие инструкции по заданию.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.3\textwidth]{rbx.png}
    \caption{Введение значения 2 в регистр BX}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{e_mul.png}
    \caption{Введение и выполнение инструкции MUL}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{e_sub.png}
    \caption{Введение инструкции SUB}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{subx3.png}
    \caption{Выполнение инструкции SUB 3 раза}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{e_div.png}
    \caption{Введение и выполнение инструкции DIV}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{sub_again.png}
    \caption{Возврат к инструкции SUB и её выполнение}
\end{figure}

В результате выполнения указанных операций в регистре AX получено значение
FFFFh. Такое значение можно объяснить тем, что в регистре AX не могут храниться
отрицательные числа. Также данные операции изменили флаги знака NG, 
добавочного переноса AC, чётности PE и переноса CY.

\section{Задание}
\textit{Выведите листинг сегмента кода со смещения 100. Скопируйте его в отчет.
Разделите число 7С4B12h на число 1С0. Чему равно частное и остаток? Чему равно
произведение чисел 7C4Bh и 1A5?}

Листинг сегмента кода можно выполнить с помощью команды U.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.7\textwidth]{listing.png}
    \caption{Листинг сегмента кода}
\end{figure}

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.8\textwidth]{e_div_6.png}
    \caption{Выполнение деления}
\end{figure}

Результат деления содержится в регистре AX --- это число 4706h.
Остаток деления содержится в регистре DX --- это число 92h.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{e_mul_6.png}
    \caption{Выполнение умножения}
\end{figure}

Результатом произведения является число CC6757h.

\section{Задание}
\textit{Введите код прерывания 21 со смещением 104, укажите номер прерывания 
02h код символа 44h. Выполните инструкцию командой g от 104 до 106. Попробуйте 
объяснить полученный результат.}

Выполним по порядку операции, указанные в задании.

\begin{figure}[H]
    \centering
    \includegraphics[width=0.6\textwidth]{int21.png}
    \caption{Выполнение указанных операций}
\end{figure}

В результате на экран вывелась буква <<D>>. Это произошло из-за того, что с
помощью прерывания 21h была вызвана функция вывода символа 02h. При этом был
выведен символ 44h, который и является буквой <<D>>.

\end{document}