計組實驗報告基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計實驗

基礎(chǔ)匯編語言程序設(shè)計實驗【實驗?zāi)康摹苛私饨虒W計算機的指令格式、指令編碼、選擇的尋址方式和每一條指令的具體功能，為進一步學習運算器組成和控制器設(shè)計打好基礎(chǔ)。了解匯編語言的語句與機器語言的指令之間的對應(yīng)關(guān)系，了解偽指令在匯編過程中的作用。學習教學機監(jiān)控程序的功能、監(jiān)控命令的使用方法，體會軟件系統(tǒng)在計算機組成中的地位和作用?！緦嶒瀮?nèi)容】學習聯(lián)機使用TH-UNION+教學實驗系統(tǒng)和仿真終端軟件PCEC.使用監(jiān)控程序的R命令顯示/修改寄存器內(nèi)容、D命令顯示存儲器內(nèi)容、E命令修改存儲器內(nèi)容。使用A命令寫一小段匯編程序，U命令反匯編剛輸入的程序，用G命令連續(xù)運行該程序，用T、P命令單步運行并觀察程序單步執(zhí)行情況；【實驗內(nèi)容】用R命令查看寄存器內(nèi)容或修改寄存器的內(nèi)容在命令行提示符狀態(tài)下輸入：R↙ ；顯示寄存器的內(nèi)容注：寄存器的內(nèi)容在運行程序或執(zhí)行命令后會發(fā)生變化。在命令行提示符狀態(tài)下輸入：RR0↙；修改寄存器R0的內(nèi)容，被修改的寄存器與所賦值之間可以無空格,也可有一個或數(shù)個空格用D命令顯示存儲器內(nèi)容在命令行提示符狀態(tài)下輸入：D2000↙3.用E命令修改存儲器內(nèi)容在命令行提示符狀態(tài)下輸入：E2000↙4．用D命令顯示這幾個單元的內(nèi)容D2000↙可以看到這六個地址單元的內(nèi)容變?yōu)?00011112222333344445555。5.用A命令鍵入一段匯編源程序，主要是向累加器送入數(shù)據(jù)和進行運算，執(zhí)行程序并觀察運行結(jié)果。在命令行提示符狀態(tài)下輸入：A2000↙ ；表示該程序從2000H（內(nèi)存RAM區(qū)的起始地址）地址開始用U命令反匯編剛輸入的程序在命令行提示符狀態(tài)下輸入：U2000↙在相應(yīng)的地址會得到輸入的指令及其操作碼用G命令運行前面鍵入的源程序G2000↙用P或T命令，單步執(zhí)行這段程序，觀察指令執(zhí)行結(jié)果在命令行提示符狀態(tài)下輸入：T2000↙<12020:MVRDR2,00OA 2022:MVRDR0,0030 2024:OUT80 2025:DECR2 2026:JRZ202E 2027:PUSHR02028:IN81 2029:SHRR0 202A:JRNC2028 202B:POPR0 202C:INCR0 202D:JR2024 202E:RET202F：↙<2(2100)MVRDR2，001A MVRDR0，0041 (2104)OUT80 DECR2 JRZ210E PUSHR0 （2108）IN81 SHRR0JRNC2108 POPR0 INCR0 JR2104 （210E）RET【實驗結(jié)果】<1屏幕上輸出'0'到'9'十個數(shù)字符<2屏幕上顯示“A”~“Z”26個英文字母【實驗過程中遇到的問題以及解決辦法】在驗證例3的實驗時，輸入語句“JC2053”，執(zhí)行時系統(tǒng)一直提示有錯誤，無法進行運算查表得知語句中沒有JC，只有JRC，所以修改語句即可解決?！緦嶒灴偨Y(jié)】 第一次計算機組成原理上機，設(shè)備的連接調(diào)試比較麻煩，遇到各種各樣的問題，比如接口不穩(wěn)定，ftp下載出錯，端口找錯等等。但是，在老師的細心幫助下，一一解決了。在單步調(diào)試中，可以看到寄存器中的值和累加器中的值，可以很清晰的看到數(shù)據(jù)流的走向，從而對計算機的工作流程更加清晰，比理論學習更能幫助理解計算機組成原理。 脫機運算器實驗【實驗?zāi)康摹?脫機運算器實驗，是指讓運算器從教學計算機整機中脫離出來，此時，它的全部控制與操作均需通過兩個12位的微型開關(guān)來完成，這就談不上執(zhí)行指令，只能通過開關(guān)、按鍵控制教學機的運算器完成指定的運算功能，并通過指示燈觀察運算結(jié)果。深入了解AM2901運算器的功能與具體用法，2片(16位為4片)AM2901的級連方式，深化運算器部件的組成、設(shè)計、控制與使用等諸項知識。（1）理解運算器芯片Am2901的功能和內(nèi)部組成，運行中使用的控制信號及各自的控制作用；（2）理解4片Am2901構(gòu)成16位運算器的具體方案，各數(shù)據(jù)位信號、各控制位信號的連接關(guān)系；（3）使用24位微型開關(guān)中的23位控制信號確定運算與處理功能?！緦嶒瀮?nèi)容】脫機運算器實驗，在教學實驗中實現(xiàn)如下7項操作功能。預期功能實現(xiàn)方案R0←1234數(shù)據(jù)開關(guān)撥1234，B地址給0，D+0，結(jié)果送B口選的R0R9←789F數(shù)據(jù)開關(guān)撥789F，B地址給9，D+0，結(jié)果送B口選的R9R9←R9-R0B地址給9，A地址給0，最低位進位給1，B—A，結(jié)果送B口選的R9R0←R0+1B地址給0，最低位進位給1，B+0，結(jié)果送B口算的R0R10←R0B地址給A，A地址給0，A+0，結(jié)果送B口選的R10R9←R9^R9并邏輯左移B地址給9，A地址也給9，B^A并實現(xiàn)邏輯左移操作Q←R9A地址給9，通用寄存器不接收，A+0，結(jié)果送Q寄存器斷電前的顯示：斷電后的顯示：【實驗結(jié)果】預期功能 控制信號I8-6I5-3I2-0SSTA地址B地址SCISSHR0←1234011000111001000000R9←789F011000111001010010000R9←R9-R0011001001001010010100R0←R0+1011000101001000000100R10←R0011000100001010100000R9←R9ΛR0011100001001100110010000Q←R9000000100001100110010000功能 按START之前 按START之后 Y15~Y0CYF=0 OVRF15CZ V SR0←1234 123400 000000R9←789F 789F 0 0 00000 0R9←R9-R0666B 1 0 00000 0R0←R0+1 1235 00 00000 0R10←R0 1235 00 00000 0R9←R9^R00221 10 00101 0并邏輯左移Q←R9 0442 00 000000【實驗過程中遇到的問題以及解決辦法】實驗中不能理解執(zhí)行R9←R9—R0時，低位進位要給1。經(jīng)過學習知道了，在進行減法運算時，把被減數(shù)看做加法中的負數(shù)，需要把絕對值取反加一，機器可以自動取反，卻不能自動加一，所以要把SCI撥到1?！緦嶒灴偨Y(jié)】這個實驗需要很仔細耐心，不然一步錯步步錯，把表格填錯，或者在試驗儀上面把開關(guān)撥弄錯誤，造成實驗最終難以進行。但是好在小組的同學配合很好，記錄數(shù)據(jù)，撥弄開關(guān)，觀察指示燈都不錯。而且經(jīng)過自己動手操作，我們對實驗機器有了更深的了解。 組合邏輯控制器部件實驗過程【實驗?zāi)康摹客ㄟ^理解教學計算機中已經(jīng)設(shè)計好并正常運行的幾條典型指令（例如，ADD、SHR、OUT、MVRD、JRC、RET、CALA等指令）的功能、格式和執(zhí)行流程，然后自己設(shè)計幾條指令的功能、格式和執(zhí)行流程，并在教學計算機上實現(xiàn)、調(diào)試正確。其最終要達到的目的是：深入理解計算機控制器的功能、組成知識，掌握教學計算機的指令格式、指令編碼、尋址方式和指令功能等內(nèi)容。掌握教學計算機的總體組成和各個部件的運行原理，理解控制器部件在計算機系統(tǒng)中的作用。理解和掌控指令執(zhí)行步驟的劃分方案。熟悉微程序控制器和組合邏輯控制器，學習組合邏輯控制器和微程序控制器的設(shè)計過程和相關(guān)技術(shù)?！緦嶒瀮?nèi)容】通過多種方式查看教學計算機指令的執(zhí)行步驟、運行結(jié)果、各組控制信號在每一個執(zhí)行步驟中的狀態(tài)、指令之間的銜接等有關(guān)內(nèi)容。檢查與理解指令的每一個執(zhí)行步驟所使用的控制信號。依照指令的執(zhí)行步驟，教學計算機的指令劃為4組。

A組：通用寄存器之間的數(shù)據(jù)運算或傳送，或其它幾項特殊的操作，

在取指之后可一步完成。

基本指令ADD、SUB、AND、OR、XOR、CMP、TEST、MVRR、

DEC、INC、SHL、SHR、JR、JRC、JRNC、JRZ、JRNZ

擴展指令ADC、SBB、RCL、RCR、ASR、NOT、CLC、STC、EI、

CI、JRS、JRNS、JMPR

B組：完成的是一次內(nèi)存或I/O讀、寫操作，在取指之后可兩步完成，第

一步把要使用的地址傳送到地址寄存器AR中，第二步執(zhí)行內(nèi)存或

I/O讀、寫操作。

基本指令JMPA、LDRR、STRR、PUSH、POP、PSHF、POPF、

MVRD、IN、OUT、RET

C組：在取指之后可三步完成，其中CALR指令在用兩步完成

一次寫內(nèi)存之后，第三步執(zhí)行寄存器之間的數(shù)據(jù)傳送；而其它

指令在第一步置地址寄存器AR，第二步讀內(nèi)存并傳送到地址寄

存器AR，第三步執(zhí)行另外一次讀、寫內(nèi)存的操作。

擴展指令CALR、LDRA、STRA、LDRX、STRX

D組：完成的是兩次讀、寫內(nèi)存操作，在取指之后可四步完成。

基本指令CALA

擴展指令I(lǐng)RET

A組：SHR:<1將教學計算機運行功能選擇開關(guān)置為00001011(單步運行、手撥、組合邏輯、聯(lián)機工作方式、16位字長、計原16系統(tǒng),使其工作在單節(jié)拍下。<2使用手撥開關(guān)SWH、SWL輸入OUT80指令機器碼1000011010000000（8086H）。<3在單節(jié)拍方式下，讓計算機反復執(zhí)行這一指令。SHL:<1將教學計算機運行功能選擇開關(guān)置為00001010(單步運行、手撥、組合邏輯、聯(lián)機工作方式、16位字長、計原16系統(tǒng),使其工作在單節(jié)拍下。<2使用手撥開關(guān)SWH、SWL輸入OUT80指令機器碼1000011010000000（8086H）。<3在單節(jié)拍方式下，讓計算機反復執(zhí)行這一指令。B組：JMAP:<1將教學計算機運行功能選擇開關(guān)置為10000000(單步運行、手撥、組合邏輯、聯(lián)機工作方式、16位字長、計原16系統(tǒng),使其工作在單節(jié)拍下。<2使用手撥開關(guān)SWH、SWL輸入OUT80指令機器碼1000011010000000（8086H）。<3在單節(jié)拍方式下，讓計算機反復執(zhí)行這一指令。MVRD:<1將教學計算機運行功能選擇開關(guān)置為10001000(單步運行、手撥、組合邏輯、聯(lián)機工作方式、16位字長、計原16系統(tǒng),使其工作在單節(jié)拍下。<2使用手撥開關(guān)SWH、SWL輸入OUT80指令機器碼1000011010000000（8086H）。<3在單節(jié)拍方式下，讓計算機反復執(zhí)行這一指令D組：CALA:<1將教學計算機運行功能選擇開關(guān)置為11001110(單步運行、手撥、組合邏輯、聯(lián)機工作方式、16位字長、計原16系統(tǒng),使其工作在單節(jié)拍下。<2使用手撥開關(guān)SWH、SWL輸入OUT80指令機器碼1000011010000000（8086H）。<3在單節(jié)拍方式下，讓計算機反復執(zhí)行這一指令【實驗結(jié)果】節(jié)拍指令編碼MRWI2~I0I8~I6`I5~I31000公共節(jié)拍10001100100100001000100110000010001001000000SHR00001011100011101000SHL000010111000111110000110MVRD100010001000110100000100JMPA100000000011110110000110CALA11001110100011010000BASSTSSHSCIDC2DC1注釋010101010000011110000→PC，DI#=0010101010000010110000000000000000000100010000000101000000000SHRRD10000000110000000000SHLRD01010101000001011000PC→ARPC+1→PC01