《计算机组成原理课设——无符号数排序.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《计算机组成原理课设——无符号数排序.doc（15页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、沈阳航空航天大学 课课 程程 设设 计计 报报 告告 课程设计名称：计算机组成原理课程设计计算机组成原理课程设计 课程设计题目：COP2000 实现无符号数的排序实现无符号数的排序 院（系）：计算机学院 专 业：计算机科学与技术 班 级：34010104 学 号：2011040101179 姓 名：王 长 指导教师：刘 芳 完成日期：2016年1月15日 沈阳航空航天大学课程设计报告 I 目目 录录 第第 1 章章 总体设计方案总体设计方案.1 1.1设计原理.1 1.2设计思路.1 1.3设计环境.1 第第 2 章章 详细设计方案详细设计方案.3 2.1 算法与程序的设计与实现 .3 2.2
2、 流程图的设计与实现 .3 第第 3 章章 程序调试与结果测试程序调试与结果测试.7 3.1 程序调试 .7 3.2 程序测试及结果分析 .7 参考文献参考文献.10 附附 录（源代码）录（源代码）.11 沈阳航空航天大学课程设计报告 1 第 1 章 总体设计方案 1.1设计原理设计原理 此次计算机组成原理课设要求利用伟福 COP2000 实验平台的指令集编程实 现；实现对给定内存中的 10 个 8bit 无符号数，完成从小到大的排序功能。可以 利用冒泡排序法对内存中的 10 个数进行排序，冒泡排序的原理是对是 10 个数逐 一进行比较，选出最大的在最底部；重复此操作，直到排序完成。 1.2设
3、计思设计思路路 本次实验的设计思路，主要分为四大部分，分别是 10 个数存入内存，初始 化，对无符号数进行冒泡排序，对排序判断并输出部分结果。 1.3设计环境设计环境 1.伟福 COP2000 实验环境介绍 COP2000 实验平台具有手动方式、联机方式和模拟方式三种工作方式。实验 平台包含一个 8 位的模型机，模型机主要由运算器、存储器、控制器、通用寄存 器组成。 伟福 COP2000 实验软件的指令集分为如下部分：算术运算指令集、逻辑运算 指令集、位移指令、中断返回指令、跳转指令以及输入输出指令。 2.本次实验用到的核心指令集 （1） 、算术逻辑指令： ADD A, #II-将立即数 II
4、 加入累加器 A 中 SUB A, #II-从累加器 A 中减去立即数 II 加入累加器中 SUB A, R?-从累加器 A 中减去寄存器 R?的值 SUB A, R?-从累加器 A 中减去间址存储器的值 （2） 、数据传送指令： MOV A, R?-将寄存器 R?的值送到累加器 A 中 MOV A, R?-将间址存储器 R?的值送到累加器 A 中 沈阳航空航天大学课程设计报告 2 MOV A, MM-将存储器 MM 地址的值送到累加器 A 中 MOV A, #II-将立即数 II 送到累加器 A 中 MOV R?, A-将累加器的值送到寄存器 R?中 MOV MM, A-将累加器 A 的值送
5、到寄存器 MM 地址中 MOV R?, #II-将立即数 II 送到寄存器 R?中 （3） 、跳转指令: JZ MM-若零标志位置 1，跳转到 MM 地址 JC MM-若进位标志置 1，跳转到 MM 地址 JMP MM-跳转到 MM 地址 3.伟福 COP2000 计算机组成原理实验软件截图如图 1.1 所示： 图图 1.1 沈阳航空航天大学课程设计报告 3 第 2 章 详细设计方案 2.1 算法与程序的设计与实现算法与程序的设计与实现 本课设采用伟福 COP2000 实验仪软件和计算机功能，利用伟福 COP2000 的 指令集编程实现。 具体算法描述如下： 1、将 10 个 8bit 的无符
6、号数存入内存中 将 10 个 8bit 的无符号数存储到内存中，数据存入到内存地址 0c0H、0c1H、0c2H、0c3H、0c4H、0c5H、0c6H、0c7H、0c8H、0c9H 中 2、利用冒泡排序发对 10 个数进行排序 （1） 、比较相邻的两个数，如果第一个数小于第二个数，则继续往下排序； 如果第一个数大于第二个数，则交换。 （2） 、逐次往下，对每对数进行同样的工作，从开始的第一对一直到最后一 对；完成一次后，最后一个数为最大的。 （3） 、不断的重复以上的操作，直到没有需要比较的数。 3.对排序进行判断并输出结果 初始化时，将需要循环的次数存入到 0d0H 中，每循环一次 0d0
7、H 的值就减去 1，直到为相减为零时完成排序并输出部分结果；同时利用 R0 存储器存入每次循 环已经完成比对的数的个数，当每次循环需要比对数的个数减去已完成比对数的 个数为零时，则进入下一循环。 2.2 流程图的设计与实现流程图的设计与实现 1.将 10 个无符号数存储到内存中。如图 2.2.1 所示。 沈阳航空航天大学课程设计报告 4 开始输入 10 个无符号数写入相应的内存地址中 结 束 图图 2.2.12.2.1 2.初始化冒泡排序循环次数。如图 2.2.2 所示。 开 始 结 束 将冒泡排序循环的次数存入到 0d0H 中 图图 2.2.22.2.2 3.对 10 个无符号数进行冒泡排序
8、。如图 2.2.3 所示 沈阳航空航天大学课程设计报告 5 4.总流程图。如图 2.2.4 所示。 0d0h 的值-R0=0 Y R1 与 R2 地址加 1，R0 加 1 R1R2 R1 与 R2 地址的值交换 N 将地址 0c0H 和 0c1H 放到寄存器 R1 和 R2 中，将 0d0H 中 的数据放入到 R0 中 比较 R1、R2 地址的 值的大小 开 始 N 结 束 Y 图图 2.2.32.2.3 沈阳航空航天大学课程设计报告 6 Y 结 束 Result:输出结果 Cycle 循环 开 始 起始地址放入 R1 中，R0=0,0d0H=9 0d0H-!1=0 Sort(对数进行排序)
9、R1 的地址加 1 放入 R2 中 JC(R1)-(R2) (R1)与(R2)交换Revise R1 的地址加 1，R0 加 1 (0d0H)-R0=0 N N Y 图图 2.2.42.2.4 沈阳航空航天大学课程设计报告 7 第 3 章 程序调试与结果测试 3.1 程序调试程序调试 问题 1：将 10 个无符号数存入到 00 的内存中时，运行出错。 解决方法：程序指令会占用一部分内存空间，将 10 个数存储到 0CH 中，能 正常运行。 问题 2： 将立即数写入累加器 A 中是，运行出错。 解决方法：把 MOV A, 01H 改写成 MOV A, #01H. 问题 1：利用 R0、R1、R2
10、、R4 四个寄存器输出结果时，不是按照给定的顺序 输出。 解决方法：直接给出内存地址，从内存地址中取出数据直接输出。 3.2 程序测试及结果分析程序测试及结果分析 将 10 个无符号数存储到 0c0H 至 0c9H 中进行调试，排序测试如下： （1）需要排序的无符号数为：01、04、07、05、06、03、08、09、00、02 排序后的结果为：00、01、02、03、04、05、06、07、08、09。 软件仿真的结 果如图 3.2.1 所示，内存显示结果如图 3.3.2 所示，实验箱结果如图 3.2.3 所示。 图图 3.2.1 测试测试 1 软件仿真结果图软件仿真结果图 沈阳航空航天大学
11、课程设计报告 8 图图 3.2.2 测试测试 1 内存显示结果图内存显示结果图 图图 3.2.3 测试测试 1 实验箱结果图实验箱结果图 （2）需要排序的无符号数为： 02、08、11、06、09、07、15、16、14、04；排序后的结果为： 02、08、11、06、09、07、15、16、14、04。仿真软件的结果如图 3.2.4 所示， 内存结果如图 3.3.5 所示，实验箱结果如图 3.2.6 所示。 沈阳航空航天大学课程设计报告 9 图图 3.2.4 测试测试 2 软件仿真结果图软件仿真结果图 图图 3.2.5 内存显示结果图内存显示结果图 图图 3.2.6 测试测试 2 实验箱结果
12、图实验箱结果图 沈阳航空航天大学课程设计报告 10 参考文献 1 唐朔飞.计算机组成原理（第 2 版）M.北京：高等教育出版社，2008 2 王爱英.计算机组成与结构(第 4 版)M.北京：清华大学出版社，2006 3 白中英.计算机组成与结构(第 4 版)M.北京：科学出版社，2008 沈阳航空航天大学课程设计报告 11 附 录（源代码） MOV A,#02H; MOV 0c0H,A; MOV A,#08H; MOV 0c1H,A; MOV A,#11H; MOV 0c2H,A; MOV A,#06H; MOV 0c3H,A; MOV A,#09H; MOV 0c4H,A; MOV A,#0
13、7H; MOV 0c5H,A; MOV A,#15H; MOV 0c6H,A; MOV A,#016H; MOV 0c7H,A; MOV A,#014H; MOV 0c8H,A; MOV A,#04H; MOV 0c9H,A; Over: MOV A,#0AH; MOV 0d0H,A; Cycle: MOV A,#0c0H; MOV R1,A; MOV A,#00H; MOV R0,A; MOV A,0d0H; SUB A,#01H; JZ Result; MOV 0d0H,A; Sort: MOV A,R1; ADD A,#01H; MOV R2,A; 沈阳航空航天大学课程设计报告 12 MOV A,R1; SUB A,R2; JC Revise; MOV A,R1; MOV R3,A; MOV A,R2; MOV R1,A; MOV A,R3; MOV
