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1、上海大学 计算机学院 计算机组成原理实验报告九 姓名： 学号： 教师： 时间： 机位 ： 报告成绩： 实验名称: 建立汇编指令系统一、实验目的：1.建立一个含中文助记符的汇编指令系统。2.用建立的指令系统编制一段程序，并运行之。二、实验原理：1.编制汇编指令：在实验三的“举例”中我们编制了一条微指令，它实现“AW 的结果右移一位后的值输出到 OUT”，本质上它是编制了这个微指令对应的 24 个控制信号的电平；实验四的任务 3 中，我们修改机器指令 E8，使其成为“输出 AW 的结果左移一位后的值到 OUT”指令，它本质上是编制了 EM 中从 E8 开始的连续 4 个地址中的 24bit 值，即
2、连续的四条微指令；实验六的背景知识 2 使我们知道：“汇编指令是表达机器指令功能的指令助记符，二者的对应关系由编制的汇编指令表确定” 。按步完成这三个编制过程，就定义好一条全新的汇编指令，进一步也可以定义一个汇编指令系统指令集。汇编环境 CP226 考虑到了教学上定义汇编指令系统的需求，提供了完成这三个编制任务的集成环境，只要按规定的格式送入编制的符号，系统就会生成相应的汇编指令或汇编指令系统。2. 汇编表文件:这个文件的后缀为 .DAT,它是一个二维表格式文件，其每一行对应一条指令，这个表共有 3 列，如图 1。第一列是指令的汇编助记符，宽度为 20 个半角字符。第二列是指令的16 进制编码
3、形式（机器指令） ，在实验箱系统就是指令的微程序在 EM 中的起始地址，宽度为 8 个半角字符。第 3 列是这条指令的字节数，宽度为 1 个半角字符，这是本表的重要汇编信息，也是设立本表的原因之一。这个文件的主要作用是：当编译（汇编）源程序时，查此表把汇编指令翻译成机器指令。即这就是汇编表。构造这个表文件时也不能带标题行。利用已有.DAT 文件做为模板来构建新指令系统比较方便。具体操作见实验提示。3. 微程序型指令文件：这个文件的后缀为 .MIC,它也是一个二维表格式的文件，其每一行对应一条微指令，这个表共有 11 列（字段） ，每一列都定义好了属性和宽度，例如：图 2 是指令集insfile
4、1.MIC 的格式，这个指令集的全部内容见指导书 103 页到 110 页。这个表的主要作用是：当系统调用此文件时把其第 4 列“微程序”的内容送入其第 3 列“微地址”指定的 EM（微程序存储器）单元。即初始化 EM。表的第一列为指令的汇编助记符,内容与表 1 的第 1 列一致。5 到 11 列是对本行微指令的说明，内容可以省略。构造这个表文件时不能带标题行。利用已有.MIC 文件做为模板来构建新指令系统比较方便。具体操作见实验提示。4. 指令的机器码文件:这个文件的后缀为 .MAC, 也是一个二维表格式文件，每一行对应一条指令，表共有 5列，如图 3。第 1 列是汇编助记符，宽度 14，与
5、表 1 的第 1 列一致。第 2 列是机器码 1，它是指令的微程序在 EM 中起始地址的二进制表示，其最后两位是对 R0R3 的选择，所以与表 2 的第 3 列一致，宽度为 15。第 3 列是机器码 2，是指令带的立即数或存储器地址。第 4 列是机器码 3，是指令带的第二个存储器地址，宽度 2。第 5 列是注释，宽度100，用于对指令进行说明。实验箱默认的指令系统 insfile1 没有机器码 3，其此表的具体内容见指导书 101 页和 102 页。这个文件的主要作用是：解释汇编表的机器码细节，所以当编译源程序中的多字节指令时，可能要查此表。构造这个表文件时也不能带标题行。利用已有.MAC 文
6、件做为模板来构建新指令系统比较方便。具体操作见实验提示。三、实验内容：1.编制一个汇编指令系统，包含下例助记符： 输入 A,#*; A-W A,#*； 跳到 *； 输出 A；延时2. 用所编制的指令系统，写出源程序，完成 OUT 寄存器交替显示55，22，和 55-22 的值。交替频率为可以清晰辨识即可。四、实验步骤：1.打开 CP226 程序。2.在下拉菜单中选择：文件打开指令系统/微程序。3.在出现的对话窗中选择目录 c: program filesCP226 计算机组成原理data。4.在 data 目录中选择文件 insfile1（.mic; .dat 或 .mac ）并打开。5.在源
7、程序窗口按照显示出的文件格式打入自己编制的符号，删除原来程序的多余符号，存储新编制的文件到 D 盘。DAT 文件: 输入 A,#* 04 2A-W A,#* 08 2 跳到 * 0C 2输出 10 1延时 14 1MIC 文件 :_FATCH_ T0 00 CBFFFF01 FFFFFF02 FFFFFF03 FFFFFF输入 A,#* T1 04 C7FFF7T0 05 CBFFFF06 FFFFFF07 FFFFFFA-W A,#* T2 08 C7FFEFT1 09 FFFE91T0 0A CBFFFF0B FFFFFF跳到 * T1 0C C6FFFFT0 0D CBFFFF0E FF
8、FFFF0F FFFFFF输出 T1 10 FFDF9FT0 11 CBFFFF12 FFFFFF13 FFFFFF延时 T0 14 FFFFFF15 FFFFFF16 FFFFFF17 FFFFFF18 FFFFFF19 FFFFFF1A FFFFFF1B FFFFFF1C FFFFFF1D FFFFFF1E FFFFFF1F CBFFFFMAC 文件:_FATCH_ 000000xx 000001xx 000010xx 000011xx 输入 A,#* 000100xx A-W A,#* 000101xx 跳到 * 000110xx 输出 000111xx 延时 001000xx 6.调入
9、之前编写好的文件“1.mic” ，路径在自己定义的 D 盘内。7.编写主程序，程序如下：LOOP:输入 A,#55H输出延时输入 A,#22H输出延时输入 A,#55HA-W A,#22H输出延时跳到 LOOPEND8.打开实验箱电源，进行编译和下载。9.全速运行，观察运行情况并记录数据。10.关闭软件以及实验箱电源。五、实验现象：OUT 反复显示 22、33 和 55。六、数据记录、分析与处理：实验结果和预期的一样。七、实验结论：实验现象和内存系统的基本原理的推论相一致。八、建议：暂无。九、体会：通过本次实验，与前面的一些实验我感觉又有了一定的难度，本次实验要求我们自己动手自定义了一个指令系统，从而进一步熟悉掌握了汇编指令系统。实验内容基本不是很难，除了延时指令，其余都是根据所需指令的要求从原来的指令系统中找到类似指令，修改名字再重新编排地址。重点是格式的对齐，即使是在原文件基础上修改仍是容易出错，本次实验我就在空格的问题上纠结了好久，终于找到了错误的原因。总之，本次实验使我受益匪浅。十、思考题：为什么汇编指令中可以用“中文符号”？答：因为汇编指令都是助记符，计算机通过将汇编指令翻译成对应的机器指令来进行运行处理。因此，不管用的是英文、中文还是日文，最后都是翻译成为机器语言。使用时依照约定好的语法规则对应使用即可。
