计算机组成原理与汇编语言程序设计实验指导书.pdf
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1、计 算 机 组 成 原 理 与 汇 编 语 言 程 序 设 计 实 验 指 导 书 闽 江 学 院 计 算 机 科 学 系 计 算 机 组 成 原 理 与 汇 编 语 言 程 序 设 计 课 程 组 编 著 2008年 8 月目 录 第 一 章 汇 编 语 言 程 序 设 计 实 践 操 作 软 件 简 介.21.1 汇 编 语 言 程 序 的 上 机 操 作 过 程.21.2 编 辑 程 序.31.3 汇 编 程 序(M A S M).101.4 连 接 程 序.131.5 调 试 程 序.181.6 上 机 实 践 常 用 的 系 统 功 能 调 用.351.7 汇 编 语 言 和 PCD
2、OS(或 MS-DOS)操 作 系 统 的 接 口.38第 二 章 C C T-IV计 算 机 组 成 原 理 实 验 指 导 及 实 验 报 告.40实 验 一 运 算 器 实 验 算 术 逻 辑 运 算 实 验.40实 验 二 存 储 器 实 验.44实 验 三 微 控 制 器 实 验.48实 验 四 基 本 模 型 机 设 计 与 实 现.56第 三 章 汇 编 语 言 程 序 设 计 实 验 指 导 及 实 验 报 告.64实 验 一 汇 编 语 言 编 程 的 软 件 实 训.64实 验 二 与 数 据 有 关 的 寻 址 方 式 操 作 练 习.66实 验 三 加 法 运 算 编
3、程 实 践.69实 验 四 算 术 运 算 编 程 实 践(报 告).71实 验 五 将 ASCII码 表 示 的 八 位 二 进 制 数 转 换 成 一 字 节 二 进 制 数 并 在 屏 幕 上 显 示 出 结 果 72实 验 六 二 进 制 数 与 十 六 进 制 数 间 的 转 换 程 序 设 计.75实 验 七 十 进 制 数 转 换 成 十 六 进 制 数.76实 验 八 循 环 程 序 设 计(一).77实 验 九 循 环 程 序 设 计(二).78实 验 十 循 环 程 序 设 计(三).80实 验 十 一 分 支 程 序 设 计(一).81实 验 十 二 分 支 程 序 设
4、计(二).83实 验 十 三 子 程 序 结 构 程 序 设 计.84实 验 十 四 子 程 序 设 计.85实 验 十 五 汇 编 程 序 综 合 设 计.86第 四 章 C C T-IV计 算 机 组 成 原 理 与 汇 编 语 言 程 序 设 计 课 外 实 验 指 导 及 实 验 报 告.87实 验 一 运 算 器 实 验 进 位 控 制 实 验.87实 验 二 带 移 位 运 算 的 模 型 机 的 设 计 与 实 现.91实 验 三 复 杂 模 型 机 的 设 计 与 实 现.99实 验 四 可 重 构 原 理 计 算 机 组 成 设 计 实 验(一).108实 验 五 可 重 构
5、 原 理 计 算 机 组 成 设 计(二).111实 验 六 扩 展 8225并 行 口 实 验.115实 验 七 PLD应 用 实 验.120实 验 八 菜 单 的 设 计.123实 验 九 彩 色 字 符 的 显 示.124附 录:ASCH码 表.125第 一 章 汇 编 语 言 程 序 设 计 实 践 操 作 软 件 简 介 汇 编 语 言 程 序 设 计 是 一 门 实 践 性 很 强 的 课 程。编 写 程 序、上 机 调 试、运 行 程 序 是 进 一 步 学 习 和 掌 握 汇 编 语 言 程 序 设 计 的 必 要 手 段。建 立 程 序、调 试 程 序 需 要 一 些 相 应
6、 软 件 的 帮 助。1.1 汇 编 语 言 程 序 的 上 机 操 作 过 程 1.1.1 运 行 汇 编 语 言 程 序 所 需 的 应 用 程 序 本 课 程 的 实 验 所 用 计 算 机 为 IBM _PC及 其 兼 容 机。操 作 系 统 使 用 MS-D0S2.0 以 上 版 本。编 辑 程 序 可 用 EDIT.COM、EDLIN、全 屏 幕 编 辑 程 序 Q E或 其 它 可 用 于 文 件 编 辑 的 软 件 如 记 事 本 等。汇 编 程 序 可 用 宏 汇 编 程 序 MASM 5.0 以 上 版 本,或 汇 编 程 序 ASM。连 接 程 序 使 用 LINK程 序
7、。调 试 程 序 使 用 DEBUG程 序,TuM Debugge源 代 码 调 试 器(TD)上 述 软 件 可 复 制 到 磁 盘 上。在 对 汇 编 语 言 源 程 序 进 行 操 作 时,可 调 用 盘 上 有 关 程 序。1.1.2 汇 编 语 言 源 程 序 上 机 操 作 过 程 从 编 写 汇 编 语 言 源 程 序 到 计 算 机 可 以 运 行 该 程 序,大 体 上 可 以 归 纳 为 如 图 11所 示 的 一 些 步 骤。1.编 辑 源 文 件 根 据 给 定 的 任 务 可 在 计 算 机 上 通 过 编 辑 程 序 建 立 源 程 序。一 般 在 编 辑 过 程
8、中 总 会 有 错 误 产 生,因 此 还 要 进 行 人 工 检 查、修 改 以 至 重 新 编 辑,直 到 所 编 辑 的 源 程 序 认 为 无 错 误 为 止。把 它 以 一 个 源 程 序 文 件(ASM文 件)存 盘。注 意:这 个 源 程 序 文 件 的 扩 展 名 一 定 要 用.A S M,否 则 汇 编 时,文 件 将 打 不 开。2.汇 编 源 程 序 文 件 由 编 辑 程 序 所 建 立 的 源 程 序 文 件,只 是 个 文 本 文 件,计 算 机 无 法 执 行。需 要 经 过 汇 编 程 序 的 汇 编,使 其 转 化 为 目 标 代 码 文 件。它 是 通 过
9、 调 用 宏 汇 编 MASM程 序(或 小 汇 编 程 序 ASM)完 成 这 一 汇 编 任 务 的。汇 编 程 序 还 将 对 源 程 序 文 件 进 行 语 法 检 查,如 发 现 有 错,将 给 出 错 误 信 息。程 序 设 计 者 可 根 据 它 分 析 和 修 改 源 程 序,并 再 经 过 汇 编,直 到 无 语 法 错 误 时 为 止,此 时 才 可 能 产 生 目 标 文 件(扩 展 名 为.O BJ文 件)。2图 1 1 源 程 序 上 机 过 程 示 意 图 3.连 接 目 标 文 件 目 标 文 件(.OBJ)为 浮 动 的 相 对 地 址,是 不 可 直 接 执
10、行 的。必 须 经 过 连 接,把 有 关 模 块 连 接 在 起。构 成 统 一 的 编 址,从 而 为 运 行 提 供 了 条 件。在 运 行 时,装 填 到 内 存 中 的 具 体 位 置 由 段 地 址 来 确 定。连 接 过 程 是 由 LIN K连 接 程 序 实 现 的。连 接 后 可 得 到 一 个 可 执 行 文 件(扩 展 名 为.E X E文 件)。4.运 行 可 执 行 文 件 得 到 可 执 行 文 件 后,就 可 以 直 接 从 盘 上 调 到 内 存 中,在 DO S;状 态 下 运 行。如 果 程 序 设 计 正 确,则 可 获 得 正 确 的 运 行 结 果。
11、但 若 为 一 个 较 大 的 程 序,往 往 会 有 很 多 设 计 上 的 逻 辑 错 误,不 太 可 能 次 就 得 到 成 功 的 结 论。对 于 较 简 单 的 程 序,一 般 通 过 分 析 源 程 序 就 会 找 IH错 误 的 原 因,但 对 于 比 较 复 杂 的 程 序,有 时 光 靠 人 工 分 析 是 较 难 发 现 问 题 的 所 在。此 时 就 需 要 借 用 调 试 程 序(如 D E B U G程 序 或 Turbo Debugger)来 调 试 了。在 DEBUG 调 试 程 序 控 制 下,可 通 过 设 置 单 步 或 断 点 等 方 法 显 示 有 关
12、存 储 单 元 或 寄 存 器 内 容,从 而 较 容 易 地 找 到 程 序 中 的 错 误。总 之,为 调 试 一 个 汇 编 语 言 的 源 程 序,往 往 要 经 过 多 次 反 复 地 查 错、改 错,最 后 才 能 达 到 预 期 的 目 的。我 们 无 论 是 编 写 程 序 还 是 上 机 实 践,都 应 该 细 心、耐 心。经 过 一 段 时 间 的 练 习,会 达 到 较 为 自 山 的 境 地。熟 能 生 巧,方 能 举 一 反 三。1.2 编 辑 程 序 编 写 好 一 个 程 序,要 想 在 计 算 机 中 调 试、运 行,必 须 要 有 一 个 程 序 来 支 持
13、程 序 的 编 辑、修 改 等 操 作。这 种 支 援 程 序 称 为 编 辑 程 序。编 辑 程 序 有 很 多 种,但 按 功 能 划 分,主 3要 有 两 大 类。-类 是 行 编 辑 程 序,例 如 大 家 熟 知 的 E D IT编 辑 程 序。另 一 类 是 全 屏 幕 编 辑 程 序。全 屏 幕 编 辑 程 序 较 为 方 便、灵 活。在 编 辑 汇 编 语 言 的 源 程 序 时,可 以 使 用 大 家 已 熟 悉 的 EDIT程 序 编 辑,也 可 以 使 用 下 面 将 做 为 一 个 例 子 介 绍 的 全 屏 幕 字 处 理 程 序 qu汰 Edit(缩 写 QE)。全
14、 屏 幕 编 辑 程 序 有 几 种,读 者 可 根 据 自 己 的 需 求 而 选 用 编 辑 程 序。1.2.1 编 辑 程 序 Q E 的 特 点 1.快 速。主 要 表 现 在 以 下 操 作 比 较 快 速:(1)从 磁 盘 上 读 取 文 件;(2)显 示 更 改 屏 幕 信 息;(3)移 动 编 辑 窗 口;(4)寻 找 文 本 区;(5)写 盘 操 作。2.易 于 操 作。提 供 弹 出 式 窗 口 功 能,使 用 起 来 易 于 操 作,用 户 可 任 意 配 置 帮 助 窗 口,系 统 提 供 键 盘 宏 定 义 功 能。3.简 洁。系 统 占 空 间 较 小,仅 占 47
15、K B空 间。4.提 供 多 窗 口。多 个 文 件 同 时 操 作 功 能,文 件 之 间 相 互 移 植 比 较 方 便。5.系 统 适 用 范 围 广。可 适 用 于 IB M兼 容 机 等。内 存 最 小 1 2 8 K B,在 PC-D OS或 MS-D0S2。0 以 上 操 作 系 统 中 均 可 使 用。在 上 述 特 点 中,较 为 突 出 的 是 Q E 的 快 速 性 和 它 的 系 统 配 置 的 灵 活 性,因 此,采 用 Q E作 为 编 辑 程 序 也 可 提 高 工 作 效 率。1.2.2 Q E 的 进 入 和 菜 单 说 明 1.Q E的 进 入(以 启 动
16、驱 动 器 A 为 例 说 明)将 包 含 Q E文 件 的 工 作 磁 盘 插 入 驱 动 器 A o进 入 Q E有 两 种 选 择 方 式 方 式 1:直 接 打 入 命 令:A:QE/;屏 幕 显 不 开 启 菜 单:File(s)to edit:注:图 中 方 块 代 表 光 标 所 在 位 置,可 键 入 文 件 名。此 时,如 果 按 E SC键,则 退 出 Q E,返 回 D O S o 如 果 想 编 辑 个 程 序,直 接 打 入 文 件 名 再 按 回 车,即 可 进 入 Q E编 辑 状 态。如 盘 中 无 此 文 件,Q E认 为 是 新 文 件,则 可 从 头 编
17、辑 一 个 新 文 件。如 盘 中 有 此 文 件,进 入 Q E 后,此 文 件 即 在 屏 幕 上 显 示 出 来。如 下 图 所 示:4LI C1 Ins Indent A:myprog.asmTITLE BELL-CLOCKSTAK SKGMENT PARA STACK STACKDB 256 DUP(O)STAK ENDSDATAADRIADR2SEGMENT PARA PUBLIC DATADW OABCDH,2345HDW 3678H,6589H 如 直 接 打 入 回 车 键,屏 幕 弹 出 如 下 窗 口:A:*.*masm exelink exeqeexeqedit doc
18、qhelp txlal asma2 asm可 用 上 下 光 标 键 选 择 所 要 编 辑 的 文 件,按 回 车 即 进 入 编 辑 状 态:LI Cl Ins Indent R W30 A:al.asmTITLE BELL_CLOCKSTAK SEGMENT PARA SRACK STACKDB 256 DUP(O)STAK ENDSDATA SEGMENT PARA PUBLLC DATA,ADRI DW 0ABCDH,2345HADR2 DW 3678H,6589H第 一 行 是 状 态 行,它 将 提 示:(1)当 前 光 标 所 在 的 行 号 L 和 列 号 C:(2)当 前
19、光 标 是 否 是 处 于 插 入 状 态(INSERTON);(3)是 否 处 于 缩 排 状 态;(4)宏 记 录 开 关 状 态;(5)右 边 界 值;5(6)被 编 辑 文 件 路 径 和 文 件 名。屏 幕 的 其 余 部 分 作 为 文 本 编 辑 区,可 以 一 行 行 的 输 入 程 序,也 可 以 任 意 移 动 光 标 到 任 一 行 和 任 一 列,还 可 进 行 任 意 删、插、修 改 等,操 作 甚 为 方 便。方 式 2:在 Q E名 后 跟 着 文 件 名,如:A:QE al.asm Z则 直 接 进 入 Q E,可 以 进 行 编 辑 操 作。字 符 大 小 写
20、 可 以 混 合 使 用。2.Q E的 命 令 窗 口 菜 单 对 于 初 用 Q E的 读 者 来 说,Q E本 身 的 一 个 显 著 优 点 是 其 提 供 了 弹 出 式 窗 口 命 令 菜 单,供 用 户 选 择 使 用。只 要 按 下 E SC键,屏 幕 上 将 出 现 一 条 主 菜 单 栏,再 用 光 标 键 选 择 中 心 词,就 可 执 行 相 应 的 命 令 功 能。对 应 于 主 菜 单 栏 的 每 部 分 功 能 分 别 为:文 件 操 作、窗 口 操 作、块 操 作、查 找 操 作、打 印 功 能、宏 定 义 操 作、编 辑 操 作、其 它 操 作 和 退 出 操
21、作。若 在 Windows下 可 借 助 鼠 标 来 选 择 菜 单。1.2.3 文 本 的 编 缉 1.输 入 文 本 可 以 通 过 键 盘 一 行 行 的 输 入 文 本,也 可 以 在 屏 幕 的 任 意 位 置 输 入,直 到 输 入 完 毕 为 止,如 果 发 现 输 入 有 错,可 随 时 进 行 修 改。2.文 本 内 容 的 插 入 使 用 插 入 方 法 可 在 文 本 需 要 的 地 方,插 入 一 个 字 符,一 个 字,一 行 或 若 干 行 新 的 文 本 内 容。进 行 文 本 的 插 入 前,需 看 状 态 行 里 是 否 显 示 有 INSERT ON。如 果
22、 没 有 出 现,按-V或 INS 键,使 插 入 软 件 开 关 处 于 O N状 态,然 后 移 动 光 标 到 适 当 位 置、打 入 插 入 文 本 内 容。例 如 要 在 MOV AL,FA H中 FAH前 插 入 0 的 步 骤 是:(1)按 V 或 1NS,使 状 态 行 显 示 INSERT ONo(2)移 动 光 标,将 光 标 停 在 FAH中 的 F 下 面。(3)打 入 0,文 本 就 变 成:MOV AL,OFAH插 入 结 束 后,再 按 一 次”(人 表 示 C trl键)或 INS 键,使 状 态 行 INSERT O N消 失,以 便 进 行 其 他 操 作。
23、3.文 本 内 容 的 删 除 可 以 删 除 一 个 字 符,一 个 字,一 行 或 若 干 行 甚 至 整 个 文 件。删 除 前,一 定 要 给 光 标 定 位,所 有 修 改、插 入、删 除 操 作 均 取 决 于 光 标 当 前 位 置。(1)删 除 一 个 字 符 假 设 要 将 This is a white book。变 成 This is a book。步 骤 为:移 动 光 标 至 w hite的 W 处;按 AG 或 DEL 键 5 次,便 删 除 了 white o(2)删 除 字 6删 除 字 符 时,如 要 将 white删 除,则 需 按 5 次 八 G,才 能
24、实 现,其 实 w hite是 一 个 单 字,只 要 按 一 次 打 就 可 以 删 除。做 法 是 将 光 标 移 至 W 处,按 一 次 叮,便 删 除 了 white及 跟 在 后 面 的 空 白 字 符(标 点 符 号 不 在 删 除 之 内)。(3)删 除 文 本 行 八 Y 删 除 文 本 中 光 标 所 在 的 整 个 一 行 字 符。AQ T删 除 从 光 标 到 该 行 右 端 所 有 字 符。若 要 删 除 文 本 中 的 若 干 行,可 连 续 按 八 Y。若 使 用 文 本 块 操 作,只 要 将 删 除 的 文 本 部 分 前 后 加 上 块 标 记(见 后),按
25、下 八 K Y就 可 以 迅 速 删 除。4.查 找 功 能 执 行 查 找 功 能 步 骤 如 下:(1)按 人 Q F,请 求 查 找。(2)屏 幕 上 显 示 出 提 示 信 息 如 下:Search For:要 求 你 输 入 所 要 查 找 的 信 息。输 入 完 后,按 回 车 键,系 统 又 显 示 如 下 信 息:Option IWB Ignore,Word,BackwardI此 时,用 户 可 输 入 1,B 或 W 任 选 项,来 改 变 查 找 方 式。其 中:I代 表 查 找 过 程 不 区 分 大 小 写。B 代 表 向 后 查 找。W 代 表 查 找 过 程 是 按
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