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1、实验1 MIPS指令系统和MIPS体系结构092854赵亚明1. 实验目的（1）了解和熟悉指令级模拟器；（2）熟练掌握MIPSsim模拟器的操作和使用方法；（3）熟悉MIPS指令系统及其特点，加深对MIPS指令操作语义的理解；（4）熟悉MIPS体系结构。2. 实验内容首先要阅读MIPSsim模拟器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系统和汇编语言。（1）启动 MIPSsim （用鼠标双击 MIPSsim.exe）。（2）选择“配置”-“流水方式”选项，使模拟器工作在非流水方式。（3）参照使用说明，熟悉MIPSsim模拟器的操作和使用方法。可以先载入一个样例程序（在本模拟器所在的文件夹下的“
2、样例程序”文件夹中） 然后分别以单步执行一条指令、执行多条指令、连续执行、设置断点等的方式运行程序，观察程序 的执行情况，观察CPU中寄存器和存储器的内容的变化。（4）选择“文件”-“载入程序”选项，加载样例程序alltest.asm，然后查看“代 码”窗口，查看程序所在的位置（起始地址为0x00000100）。（5）查看“寄存器”窗口 PC寄存器的值：PC=0X 00。（6）执行load和store指令，步骤如下：1）单步执行一条指令（F7）。2） 下一条指令地址为=0X04，是一条 有 （有，无）符号载入字节（字节，半字，字）指令。3）单步执行一条指令（F5）。4）查看 R1 的值，R1=
3、0X FFFFFFFFFFFFFF80 。5）下一条指令地址为0x00000008，是一条 有 （有，无）符号载入 字 （字节，半字，字）指令。6）单步执行1条指令。7 ）查看 R1 的值，R1=0X80。8）下一条指令地址为，是一条 无 （有，无）符号载入 字节 （字节， 半字，字）指令。9）单步执行1条指令。10）查看 R1 的值，R1=。11）单步执行1条指令。12） 下一条指令地址为0X 14，是一条保存字（字节，半字，字）指令。13）单步执行一条指令（F5）。14）查看内存BUFFER处字的值，值为0X 80。（7）执行算术运算类指令。步骤如下：1）双击“寄存器”窗口中的R1，将其值
4、修改为2。2）双击“寄存器”窗口中的R2，将其值修改为3。3）单步执行一条指令。4）下一条指令地址为0x_20，是一条加法指令。5）单步执行一条指令。6）查看 R3 的值，R3= 0x05_。7）下一条指令地址为0x_24-,是一条乘法指令。8）单步执行一条指令。9）查看 LO、HI 的值，LO = 0x0000000000000006, HI= 0x0000000000000000。（8）执行逻辑运算类指令。步骤如下：1 ）双击“寄存器”窗口中的R1,将其值修改为0XFFFF0000。2）双击“寄存器”窗口中的R1,将其值修改为0XFFFF0000。3）单步执行一条指令。4）下一条指令地址为
5、0x_30-,是一条逻辑与运算指令，第二个操作数寻址方式是寄存器直接寻址（寄存器直接寻址，立即数寻址）。5）单步执行一条指令。6）查看 R3 的值，R3= 0xFF000000 。7） 下一条指令地址为0x_34，是一条逻辑或指令，第二个操作数寻址方式是立即数寻址（寄存器直接寻址，立即数寻址）。8）单步执行一条指令。9）查看 R3 的值，R3= 0x_00_o（9）执行控制转移类指令。步骤如下：1）双击“寄存器”窗口中R1，将其值修改为2。2）双击“寄存器”窗口中R2，将其值修改为2。3）单步执行一条指令。4） 下一条指令地址为40，是一条BEQ指令,其测试条件是相等转移，目标地址为四一一4C
6、。5）单步执行1条指令。6）查看PC的值，PC=0x_4C，表明分支成功（成功，失败）。7）一条指令是一条BGEZ指令，其测试条件是大于等于0转移，目标地址为四58。8）单步执行1条指令。9）查看PC的值，PC=0x58，表明分支成功（成功，失败）。10）下一条指令是一条BGEZAL指令，其测试条件是小于0转移并链接-，目标地址为0x_64。11）单步执行1条指令。12）查看PC的值，PC=0x_64，表明分支成功（成功，失败）;查看 R31 的值，R31= 0X000000000000005C。13）单步执行1条指令。14）查看 R1 的值，R1=0x00000074。15） 下一条指令地址为箜_68，是一条JALR指令，保存目标地址的寄存器为R1，保存返回地址的目标寄存器为翌1。16）单步执行1条指令。17） 查看 PC 和 R3 的值，PC=0x_74_，R3=0x_6C。
