24.4.2. １＋２の計算
前ページで入力したプログラムは， 1 + 2 という計算をしています． 1ステップずつ実行して理解しましょう．
概要 #
プログラムの実行は，以下の1～3のサイクルを繰り返します．
- “PROGRAM COUNTER” の値を見て，メインメモリ上の対応する番地の命令を “INSTRUCTION REGISTER” に読み込む
- “PROGRAM COUNTER” の値を 1増やす
- メインメモリから読み込んだ “INSTRUCTION REGISTER” 上の命令を実行する
program counter は，次に行う命令を読む場所を指します．
主な命令は以下の通りです
- LDA n
- ｎ番地の内容を"ACCUMULATOR"にコピーする
- ADD n
- ｎ番地の値を"ACCUMULATOR"の値に加える
- STA n
- “ACCUMULATOR"の値をｎ番地に格納する
- HLT
- プログラムを終了する
“STEP"によるプログラムの実行 #
“STEP” をクリックして，1命令ごとにプログラムを実行しましょう．
実行速度は"OPTIONS"メニュで変更できます．動作を確実に観察するためには"default slow"としておくと良いでしょう．通常の速度は"default normal"です．
最初の実行 #
実行開始にあたっては"PROGRAM COUNTER"と"ACCUMURATOR"の値は，ともに「0」となっています．
最初のステップで，CPUはメインメモリの0番地の命令を読み込むとともに，“PROGRAM COUNTER"の値を1つ増やす操作を始めます．
命令の読み込み #
“PROGRAM COUNTER"の値が1つ増やされて「1」になります．また当初の"PROGRAM COUNTER” の値「0」にしたがって，メインメモリの0番地の命令を読込みに行きます．
“INSTRUCTION REGISTER” の更新 #
メインメモリの0番地にあった命令 “504 (LDA 4)” が “INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれます．
実行 #
“INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれた命令 “504 (LDA 4)” を実行します．
結果の格納 #
LDA命令は
LDA n: ｎ番地の内容を"ACCUMULATOR"にコピーする
という命令です．ここでは “LDA 4” なので，4番地の値である「１」を “ACCUMULATOR” にコピーします．
“STEP"の最初のクリックで，ここまで実行が進みます．
次のSTEP #
改めて “STEP” をクリックして，次の命令を実行しましょう．“PROGRAM COUNTER"の値は「1」ですので，CPUはメインメモリの1番地の命令を読み込むとともに，“PROGRAM COUNTER"の値を1つ増やす操作をします．
命令の読み込み #
“PROGRAM COUNTER"の値が1つ増やされて「2」になります．また直前の"PROGRAM COUNTER” の値「1」にしたがって，メインメモリの1番地の命令を読込みに行きます．
“INSTRUCTION REGISTER” の更新 #
メインメモリの1番地にあった命令 “105 (ADD 5)” が “INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれます．
実行 #
“INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれた命令 “105 (ADD 5)” を実行します．
結果の格納 #
ADD命令は
ADD n: ｎ番地の値を"ACCUMULATOR"の値に加える
という命令です．ここでは “ADD 5” なので，5番地の値である「2」 を “ACCUMULATOR” の値である「1」に加えた値，すなわち「3」を"ACCUMULATOR"に格納します．
“STEP"の2回目のクリックで，ここまで実行が進みます．
3ステップ目 #
改めて “STEP” をクリックして，次の命令を実行しましょう．“PROGRAM COUNTER"の値は「2」ですので，CPUはメインメモリの2番地の命令を読み込むとともに，“PROGRAM COUNTER"の値を1つ増やす操作をします．
命令の読み込み #
“PROGRAM COUNTER"の値が1つ増やされて「3」になります．また直前の"PROGRAM COUNTER” の値「2」にしたがって，メインメモリの2番地の命令を読込みに行きます．
“INSTRUCTION REGISTER” の更新 #
メインメモリの2番地にあった命令 “306 (STA 6)” が “INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれます．
実行 #
“INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれた命令 “306 (STA 6)” を実行します．
結果の格納 #
STA命令は
STA n: "ACCUMULATOR"の値をｎ番地に格納する
という命令です．ここでは “STA 6” なので，“ACCUMULATOR” の値である「3」をメインメモリの6番地に格納します．
“STEP"の3回目のクリックで，ここまで実行が進みます．
4ステップ目 #
改めて “STEP” をクリックして，次の命令を実行しましょう．“PROGRAM COUNTER"の値は「3」ですので，CPUはメインメモリの3番地の命令を読み込むとともに，“PROGRAM COUNTER"の値を1つ増やす操作をします．
命令の読み込み #
“PROGRAM COUNTER"の値が1つ増やされて「4」になります．また直前の"PROGRAM COUNTER” の値「3」にしたがって，メインメモリの3番地の命令を読込みに行きます．
“INSTRUCTION REGISTER” の更新 #
メインメモリの3番地にあった命令 “000 (HLT)” が “INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれます．
実行 #
INSTRUCTION REGISTER” に読み込まれた命令 “000 (HLT)” を実行します．
HLT命令は
HLT: プログラムを終了する
という意味で，プログラムが終了します．
“STEP"の4回目のクリックで，ここまで実行が進んで，プログラムの実行は終わります．
メモリの6番地の値が 3 になっています．これが 1 + 2 の結果に相当します