Извор странице НАР 2

'''НАР 2''' ('''На'''ставни '''Р'''ачунар 2) је теоретски модел 32-битног рачунара кога је креирао професор природно-математичког факултета универзитета у Београду [[Недељко Парезановић]] као побољшање претходног [[НАР 1]]. Коришћен је током предавања о асемблерском програмирању и архитектуре рачунара ("Основе рачунарских система").

== Структура инструкција ==
Свака инструкција НАР 2 [[процесор]]а се састојала од тачно једне 32-битне машинске речи и садржала је следеће делове:

* Код инструкције у 8 највиших битова (24...31)
* 4 бита (20...23) одреднице индексног регистра који ће бити употребљен у одговарајућим начинима адресирања
* 4 бита (16...19) који су одређивали начин адресирања:
** бит 19: '''П''' - '''П'''осредно
** бит 18: '''Р''' - '''Р'''елативно
** бит 17: '''И''' - '''И'''ндиректно
** бит 16: '''Н''' - '''Н'''епосредно
* 16 најнижих битова чине параметер или аргумент инструкције

== Регистри ==
НАР 2 има следеће регистре:
* Бројач наредби '''БН'''
* 32-битни акумулатор чији садржај може бити третиран било као реалан или цео број
* До 16 индексних регистара, -{X0...X15}-. Међутим, -{X0}- никада није био употребљен - могуће да је резервисан као бројач наредби БН

== Кодови инструкција ==
Бројни кодови инструкција нису одређени, само њихове словне ознаке:


=== Инструкције за рад са регистрима ===
* '''МУА''' - '''М'''еморија '''У''' '''А'''кумулатор - ставља вредност у акумулатор
* '''АУМ''' - '''А'''кумулатор '''У''' '''М'''еморију - ставља вредност акумулатора у меморију
* '''ПИР''' - '''П'''уњење '''И'''ндексног '''Р'''егистра - ставља вредност у задати индексни регистар

=== Целобројна аритметика ===
''Напомена: све ознаке инструкција у овој групи се завршавају словом „Ф“ што означава рад у „фиксном зарезу“. Ово је, међутим, тачно само за инструкције сабирања, одузимања и негације (промене знака). Инструкције мнижења и дељења су чисто целобројне - зарез је фиксиран десно од цифре најмање тежине.''

* '''САБФ''' ('''Саб'''ери у '''Ф'''иксном зарезу) - додаје вредност у акумулатор
* '''ОДУФ''' ('''Оду'''зми у '''Ф'''иксном зарезу) - одузиме вредност од акумулатора
* '''МНОФ''' ('''Мно'''жи у '''Ф'''иксном зарезу) - Множи акумулатор параметром
* '''ДЕЛФ''' ('''Дел'''и у '''Ф'''иксном зарезу) - Дели акумулатор параметром
* '''ПЗАФ''' ('''П'''ромени '''З'''нак '''А'''кумулатора у '''Ф'''иксном зарезу) - Врши негацију вредности акумулатора


=== Аритметика са бројевима у покретном зарезу ===
* '''САБ''' ('''Саб'''ери) - додаје вредност у акумулатор
* '''ОДУ''' ('''Оду'''зми) - одузиме вредност од акумулатора
* '''МНО''' ('''Мно'''жи) - Множи акумулатор параметром
* '''ДЕЛ''' ('''Дел'''и) - Дели акумулатор параметром
* '''ПЗА''' ('''П'''ромени '''З'''нак '''А'''кумулатора) - Врши негацију вредности акумулатора


=== Логичке ===
* '''КОН''' ('''Кон'''јункција) - врши логичко „И“ над акумулатором, са вредношћу параметра
* '''ДИС''' ('''Дис'''јункција) - врши логичко „ИЛИ“ над акумулатором, са вредношћу параметра
* '''НЕГ''' ('''Нег'''ација) - врши логичко „НЕ“ (инверзију) акумулатора (игнорише параметар)


=== Логичка померања ===
* '''ПОЛ''' ('''По'''мери '''Л'''ево) - помера битове акумулатора налево
* '''ПОД''' ('''По'''мери '''Д'''есно) - помера битове акумулатора надесно


=== Контрола тока ===
* '''НЕС''' ('''Не'''гативни '''С'''кок) - извршава условни скок на задату адресу ако је вредност акумулатора негативна
* '''БЕС''' ('''Бе'''зусловни '''С'''кок) - извршава безусловни скок на задату адресу
* '''НУС''' ('''Ну'''ла-'''С'''кок) - извршава условни скок на задату адресу ако је вредност акумулатора нула
* '''ЗАР''' ('''За'''устави '''Р'''ачунар) - зауставља рачунар

== Стандардна синтакса ==
Асемблер НАР 2 рачунара је конзистентан и једноставан за интерпретацију. Свака линија програма може да садржи до једне инструкције следећег облика:
# Словна ознака инструкције
# Празнина, у случају да инструкција одређује индексни регистар, начин адресирања или параметар; затим зарезом одвојене:
## Име индексног регистра (ако је потребно)
## Зарезом раздвојена слова која одређују начин адресирања
## Вредност параметра

''Пример''

   '''аум  ''' -{X1}-, п, 0
   '''муа  ''' н, 1
   '''аум  ''' 15
   '''пир  ''' -{X1}-, п, н, 1
   '''муа  ''' -{X1}-, п, н, 0
   '''одуф ''' н, 1
   '''одуф ''' -{X2}-, п, н, 0

== Начини адресирања ==
Са четири бита за одређивање начина адресирања (П, Р, И и Н), НАР 2 инструкције могу да задају до 16 различитих начина адресирања иако немају сви смисла у свим инструкцијама. Интересантно је да су називи начина адресирања изабрани тако да је могуће „П, Н“ - посредно-непосредно адресирање и да се користе називи „посредно“ и „индиректно“ уместо „индексно“ и „посредно“.

У следећој табели:

* -{M[x]}- означава 32-битну вредност (садржај) меморијске локације са адресом -{x}-
* БН означава бројач наредби
* -{p}- означава 16-битну вредност параметра (са знаком)
* -{Xi}- означава индекси регистар задат подацима са треутне меморијке локације
* -{f()}- је функција „ефективне вредности“ при индиректном адресирању, која се рачуна по истој табели:

<table class="wikitable" style="text-align: center">
  <tr>
   <th colspan="4" align="center">Одреднице адресирања</th>
   <th colspan="2" align="center">Врста инструкције</th>
  </tr>

  <tr>
   <th align="center">'''П'''</th>
   <th align="center">'''Р'''</th>
   <th align="center">'''И'''</th>
   <th align="center">'''Н'''</th>
   <th align="center">'''Подаци'''</th>
   <th align="center">'''Скок'''</th>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[p]}-</td>
   <td align="center">-{p}-</td>
  </tr>
  
  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{p}-</td>
   <td align="center">-{p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">I</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[f(M[p])]}-</td>
   <td align="center">-{f(M[p])}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{f(M[p])}-</td>
   <td align="center">-{f(M[p])}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M}-[БН+-{p}-]</td>
   <td align="center">БН+-{p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">БН+-{p}-</td>
   <td align="center">БН+-{p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">I</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[f(M[}-БН+-{p}-])]</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{p}-])</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{p}-])</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{p}-])</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[Xi+p]}-</td>
   <td align="center">-{Xi+p}-</td>
  </tr>
  
  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{Xi+p}-</td>
   <td align="center">-{Xi+p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[f(M[Xi+p])]}-</td>
   <td align="center">-{f(M[Xi+p])}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{f(M[Xi+p])}-</td>
   <td align="center">-{f(M[Xi+p])}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M}-[БН+-{Xi+p}-]</td>
   <td align="center">БН+-{Xi+p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">BN+-{Xi+p}-</td>
   <td align="center">BN+-{Xi+p}-</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">&nbsp;-&nbsp;</td>
   <td align="center">-{M[f(M[}-БН+-{Xi+p}-])]</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{Xi+p}-])</td>
  </tr>

  <tr>
   <td align="center">П</td>
   <td align="center">Р</td>
   <td align="center">И</td>
   <td align="center">Н</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{Xi+p}-])</td>
   <td align="center">-{f(M[}-БН+-{Xi+p}-])</td>
  </tr>
</table>

Напомена: Одредница адресирања „Н“ нема ефекте на инструкције за контролу тока јер процесор не може да скочи „у вредност“ него само на задату адресу.

=== Итеративно индиректно адресирање ===
НАР 2 подржава итеративно индиректно адресирање. Меморијска локација се прво рачуна узевши у обзир П и Р одреднице начина адресирања. Затим, ако је одредница „И“ присутна, 32-битна машинска реч се чита са те локације и прорачун почиње из почетка, укључујићи нове одреднице начина адресирања, селектора индексног регистра и вредности параметра - само се код инструкције игнорише. Тако, ако следећи програм учитамо на адресу 0 и извршимо:

   '''муа''' И, 0

... замрзнућемо НАР 2 у бескрајној петљи прорачуна адресе:
# „И, 0" одређује да адреса податка за инструкцију треба да се учита са меморијске локације 0
# Садржај меморијске локације 0 се чита и он (опет) садржи „И, 0".
# „И, 0" одређује да адреса податка за инструкцију треба да се учита са меморијске локације 0
# Садржај меморијске локације 0 се чита и он (опет) садржи „И, 0".
# „И, 0" одређује да адреса податка за инструкцију треба да се учита са меморијске локације 0
# Садржај меморијске локације 0 се чита и он (опет) садржи „И, 0".
# ...

Приметите да:

   '''муа''' Р, И, 0

изгледа општије (може да замрзне НАР 2 са било које адресе), али ово зависи од тренутна када се садржај регистра БН мења.

Остаје питање третмана одренице „Н“ (непосредно адресирање) заједно са одредницом „И“ - да ли или не треба поштовати почетну/оригиналну одредницу „Н“ из инструкције или ону која стиже са (индиректно) прочитаном адресом? Приказана табела приказује први случај само да би приказала више начина адресирања.

=== Читање вредности индексних регистара ===
НАР 2 не садржи посебну инструкцију за читање садржаја индексних регистара која би парирала ПИР инструкцији. Ипак, постоји једноставан начин да се то изведе употребом посредног-непосредног адресирања (П, Н) као у следећем примеру:

   '''муа''' -{Xi}-, П, Н, -{n}-

... што поставља вредност -{Xi+n}- у акумулатор. За -{n=0}- ово практично преписује садржај задатог индексног регистра у акумулатор.

{{Српски рачунари}}

{{нормативна контрола}}

[[Категорија:Југословенски рачунари]]