10-dars: Mashina kodi va assembler

3-blokProtsessor9–12 darslar

Nega bu muhim

O’tgan darsda protsessor buyruqlarni xotiradan olib bajarishini ko’rdingiz. Lekin buyruqning o’zi qanday ko’rinishda? Javob sizni ajablantirmasligi kerak: son ko’rinishida. Boshqa hech narsa yo’q — protsessor umrida son’dan boshqa narsa ko’rmagan.

Bu darsda siz protsessorning o’z tilida — mashina kodiga birma-bir o’giriladigan assembler tilida — dastur yozasiz. Shundan keyin “kod” degan so’z siz uchun sirli tuman emas, aniq mexanizm bo’ladi.

Bu darsdan keyin siz

• buyruq songa qanday kodlanishini (opkod + operand) tushuntira olasiz
• assembler nima va u mashina kodidan qanday farq qilishini bilasiz
• mini assemblerda o’zingiz dastur yozib, qadam-baqadam ijro eta olasiz
• shartli sakrash dasturga qanday “qaror” berishini ko’rasiz

Nazariya

Buyruqning anatomiyasi

Bizning o’quv mashinamizda har buyruq uch xonali son: birinchi xona — nima qilish (opkod), qolgan ikkitasi — qaysi katak bilan (operand). Masalan 104 degani: opkod 1 (yukla), operand 04 — “4-katakdagi sonni A registrga yukla”.

mashina kodimachine code

Protsessor to’g’ridan-to’g’ri bajaradigan sonlar ketma-ketligi. Har son — opkod va operanddan tuzilgan bitta buyruq.

Haqiqiy protsessorlarda buyruqlar o’nlik emas, ikkilik va ancha murakkab — lekin tuzilishi xuddi shu: amal + manzillar.

Assembler: sonlarga taxallus

104 ni eslab qolish qiyin, YUKLA 4 ni oson. Assembler — mashina kodining odam o’qiy oladigan yozuvi: har buyruqqa qisqa nom (mnemonika) berilgan, xolos.

assemblerassembly language

Mashina kodi bilan birma-bir mos keluvchi past darajali til. Har mnemonika aynan bitta mashina buyrug’iga aylanadi.

Bizning mashinamiz buyruqlari:

Mnemonika	Kod	Ma’nosi
YUKLA n	1nn	A = n-katak
SAQLA n	2nn	n-katak = A
QOSH n	3nn	A = A + n-katak
AYIR n	4nn	A = A − n-katak
SAKRA n	5nn	PC = n
SAKRA0 n	6nn	A = 0 bo’lsa PC = n
CHIQAR	700	A ni chiqishga yozish
TOXTA	000	dasturni to’xtatish
SON n	nnn	ma’lumot katagi

Sakrash: dasturning burilish nuqtasi

SAKRA va SAKRA0 boshqalardan tubdan farq qiladi: ular hisoblamaydi, PC ni o’zgartiradi. PC o’zgardi — dastur boshqa joydan davom etadi.

SAKRA0 esa shartli: A nol bo’lsagina sakraydi. Mana shu bitta buyruqda dasturlashning butun “agar-unda” olami yotadi: takrorlash, tanlash, qaror — hammasi shartli sakrashdan quriladi.

◆Asosiy g'oya

Yuqori darajali tillardagi if ham, while ham — kompilyatordan keyin oddiy shartli sakrashlarga aylanadi. Sirli hech narsa yo’q: shart tekshiriladi, PC yo o’zgaradi, yo o’zgarmaydi.

Dastur o’zini o’zgartira oladi

E’tibor bering: SAQLA istalgan katakka yozadi — jumladan buyruq turgan katakka ham. Dastur o’z buyrug’ining ustiga yangi son yozsa, keyingi safar o’sha yerdan boshqa buyruq o’qiladi.

Bu 9-darsdagi “dastur ham ma’lumot” g’oyasining eng keskin ko’rinishi. Zamonaviy tizimlar buni xavfsizlik uchun cheklaydi, lekin imkoniyatning o’zi fon Neyman sxemasiga tabiiy qurilgan.

Sinab ko’r

Simulyatorda tayyor dastur turibdi: ikki sonni qo’shib chiqaradi. Avval Yig'ish bosing va xotira jadvaliga qarang — har qator uch xonali songa aylandi. Keyin Qadam bilan ijroni kuzating: PC qaysi katakda, A da nima.

Mini assembler

Dasturni yozing, Yig'ish bosing, so'ng Qadam bilan ijroni kuzating.

Bu simulyator o'zbekcha mnemonikali kichik assembler: YUKLA, QOSH, SAQLA, SAKRA, CHIQAR, TOXTA. Dastur 16 katakli xotiraga uch xonali sonlar bo'lib yig'iladi va qadam-baqadam ijro etiladi.

JavaScript'siz sinash: darsdagi buyruqlar jadvalidan foydalanib, YUKLA 4 / QOSH 5 / CHIQAR / TOXTA / SON 7 / SON 9 dasturini qog'ozda ijro eting — har qadamda PC va A qiymatini yozib boring.

Dastur (har qator — bitta katak, izoh uchun ;); ikki sonni qo'shish YUKLA 4 QOSH 5 CHIQAR TOXTA SON 7 SON 9

Yig'ishQadamOxirigacha

PC = 0A = 0yig'ilmagan

Xotira (16 katak)

0000

1000

2000

3000

4000

5000

6000

7000

8000

9000

10000

11000

12000

13000

14000

15000

Chiqish:—

Qayta boshlash

Endi o’zingiz yozing: 4 va 5-kataklardagi sonlarning ayirmasini chiqaradigan qilib o’zgartirib ko’ring. Keyin qiyinrog’i: SAKRA0 yordamida biror shart qo’shing.

Xulosa

• Buyruq — shunchaki son: opkod (nima qilish) + operand (qaysi katak)
• Assembler — mashina kodining odam o’qiydigan yozuvi, birma-bir mos keladi
• SAKRA / SAKRA0 PC ni o’zgartiradi — takrorlash va qaror shulardan quriladi
• Dastur xotirada turgani uchun o’z-o’zini ham o’zgartira oladi
• Yig’ish (assemble) — mnemonikalarni sonlarga o’girish jarayoni

O’zingizni sinang

1345 soni buyruq sifatida o'qilsa nima qiladi?

Javobni ko'rish

Opkod 3 — QOSH, operand 45… lekin bizning xotiramiz 16 katak (0–15), demak 45 manzil sifatida xato beradi. 305 bo’lganida: A ga 5-katakdagi sonni qo’shardi. Buyruqni o’qishda avval opkod, keyin operand ajratiladi.

2YUKLA 7 bilan SON 7 ning farqi nimada? Ikkisi ham '7' bilan tugaydi-ku.

Javobni ko'rish

YUKLA 7 — bajariladigan buyruq (kod 107): “7-katakdagi qiymatni A ga olib kel”. SON 7 — shunchaki ma’lumot katagi, qiymati 007. Biri harakat, ikkinchisi xomashyo. Xotirada esa ikkisi ham oddiy son bo’lib turadi.

3SAKRA0 siz dasturda takrorlash (loop) qurish mumkinmi?

Javobni ko'rish

SAKRA bilan cheksiz takrorlash quriladi — orqaga sakrayverasiz. Lekin TO’XTAYDIGAN takrorlash uchun shart kerak: qachondir aylanishdan chiqish kerak-ku. SAKRA0 aynan shu chiqish eshigi: sanagich nolga yetdi — aylanish tugadi.

4Quyidagi dastur nimani chiqaradi? YUKLA 4 / AYIR 5 / CHIQAR / TOXTA / SON 9 / SON 4

Javobni ko'rish

4-katakda 9, 5-katakda 4 turadi. YUKLA 4 → A = 9. AYIR 5 → A = 9 − 4 = 5. CHIQAR → chiqishga 5 yoziladi. Javob: 5.

5Nega dasturchilar bugungi kunda ham assemblerni butunlay 'unutmagan'?

Javobni ko'rish

Yuqori darajali til qanchalik qulay bo’lmasin, protsessorda oxir-oqibat mashina kodi ishlaydi. Tezlik juda muhim joylarda (o’yin dvigateli, drayver, kriptografiya) va xatolarni chuqur qidirishda assembler darajasiga tushishga to’g’ri keladi.

Amaliy topshiriq

~40 daqiqaqiyin

Uchala dasturni mini assemblerda yozib ishlating. Har biri ishlagach, kodini va chiqishini daftarga ko’chiring.

1. Qo’shish. 4 va 5-kataklardagi ikki sonni qo’shib chiqaring (tayyor misol — faqat o’z sonlaringiz bilan).

2. Kattasini topish. Ikki sondan kattasini chiqaring. Yordam: ayirma va SAKRA0 dan foydalaning — teng bo’lsa istalganini chiqarsa bo’ladi. A manfiy bo’lishi mumkinligini unutmang.

3. Yig’indi 1..5. 1 dan 5 gacha sonlar yig’indisini (15) takrorlash bilan hisoblang: bitta katak — sanagich, bitta katak — yig’indi.

Topshiriladigan natija: uch dastur matni, har birining chiqishi va “eng qiyini qaysi bo’ldi, nega?” savoliga ikki gap javob.

Darsni belgilash uchun JavaScript kerak. Bu progressni saqlash uchun ishlatiladi — darslikning o'zi JavaScript'siz ham to'liq o'qiladi.

Darsni tugatdim