实验1监控命令和基本指令的使用

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1、北京林业大学io学年一11学年第_2_学期计算机组成原理实验任务书专业名称：计算机科学与技术实验学时：2课程名称：计算机组成原理任课教师：张海燕实验题目：实验环境： TEC-XP+教学实验系统、PC机实验内容：1. 学习联机使用TEC-XP +教学实验系统和仿真终端软件PCEC2使用监控程序的R命令显示/修改寄存器内容、D命令显示存储器内容、E 命令修改存储器内容3 使用A命令写一小段汇编程序，U命令反汇编刚输入的程序，用G命令连 续运行该程序，用 T、 P 命令单步运行并观察程序单步执行情况 实验目的：1. 学习和了解TEC-XP +教学实验系统监控命令的用法2. 学习和了解TEC-XP +

2、教学实验系统的指令系统实验要求：在使用该教学机之前，应先熟悉教学机的各个组成部分，及其使用方法。请 提前在 ftp:/202.204.125.21/zhanghaiyan/teaching plan/本科生/计算机组 成原理/实验/下载TEC-XP +技术说明和实验指导，阅读P98-105的内容。 实验注意事项：1. 连接电源线和串口线前TEC-XP +实验系统的电源开关一定要处于断开状 态，否则可能会对TEC-XP +实验系统上的芯片和PC机的串口造成损害。2. 六个黑色控制开关的功能示意图如下：（开关拨到上方表示为 1，拨到下 方为 0， x 表示任意）单步手动置指令组合逻辑联机8位FPG

3、AOOOOOO上面OOOOOO下面连续从内存读指令微程序脱机16 位MACH实验步骤3几种常用的工作方式（开关拨到上方表示为1,拨到下方为0, x表示任意）工作方式六个拨动开关连续运行程序、组合逻辑控制器、联机、16位机、MACH001100连续运行程序、微程序控制器、联机、16位机、MACH000100单步、手动置指令、组合逻辑控制器、联机、16位机、MACH111100单步、手动置指令、微程序控制器、联机、16位机、MACH11010016位机、脱机运算器实验、MACH1XX000连续运行程序、联机、16位机、FPGA00X101一硬件连接1. 在断电状态下，取出TEC-XP+实验系统，将

4、桌子上的串口线连接到TEC-XP+ 实验系统的串口（离电源接口远的）；连接电源，将电源线的连到TEC-XP+实验 系统的电源接口。2. 将TEC-XP +实验系统左下方的六个黑色的控制机器运行状态的开关置于 正确的位置，在这个实验中开关应置为 001100（连续、内存读指令、组合逻辑、 联机、16位、MACH）,控制开关的功能在开关上、下方有标识；开关拨向上方表 示“1”拨向下方表示“0” “X”表示任意，其它实验相同。3. 打开电源，船形开关和 5V 电源指示灯亮。二.仿真终端软件的操作步骤1.在D盘下建立你的工作目录，目录的命名：你的名字的汉语拼音的首字母, 例如你叫张三，则你的目录为 z

5、s。2将 C:tec-xppcec 目录的 拷贝到你的目录下。3.双击，出现如图1所示的界面:图 1 选择串口的界面4.系统默认选择串口 1，直接按回车后出现如图 2所示的界面:图 2 选择参数的界面5.图2是系统设定的一些传输参数，直接回车。按一下TEC-XP +实验系统的“RESET”按钮放开后再按一下“START”按钮，出现界面如图3所示：图 3 启动界面此时表明TEC-XP +机器联机通讯正常。三监控程序命令的练习1.用R命令查看寄存器内容或修改寄存器的内容（“/”表示回车，分号及其后面的内容是注释，说明该命令的功能，不键入）（1）在命令行提示符状态下输入：R/；显示寄存器的内容注：寄

6、存器的内容在运行程序或执行命令后会发生变化。请截图记录各个寄存器的内容。特别是F的前4位，对应C （进位标志）、Z （结果为零标志）、V （溢出标志）、S （符号位标志），标志位的符号表示如下：标志名标志为1标志为0C （进位）有进位无进位Z（结果为零）结果为零结果不为零V （溢出）结果溢出结果不溢出S （符号位）结果为负结果为正（2）在命令行提示符状态下输入：R R0/；修改寄存器R0的内容，被修改的寄存器与所赋值之间可以无空格,也可有一个或数个空格。主机显示:寄存器原值：在该提示符下输入新的值0036再用R命令显示寄存器内容，请截图记录各个寄存器的内容，查看R0的内容 是否变为0036。(

7、3) 用R命令将R1，R2内容改写为1050H及23A8H。 记录你的改写步骤和修改后的寄存器的内容(截图记录寄存器内容)。2用D命令显示存储器内容在命令行提示符状态下输入：D 2000/截图记录各个存储单元的内容。3 用E命令修改存储器内容在命令行提示符状态下输入：E 2000/屏幕显示：2000地址单元的原有内容:光标闪烁等待输入 输入0000依次改变地址单元20012005 的内容为:1111 2222 3333 4444 5555 注意：用E命令连续修改内存单元的值时，每修改完一个，按一下空格键， 系统会自动给出下一个内存单元的值，等待修改；按回车键则退出E命令。4. 用D命令显示这几

8、个单元的内容D 2000/ 截图记录20002005存储单元的内容。查看是否这六个地址单元的内容变 为0000 1111 2222 3333 4444 5555。5. 用E命令修改8个内存单元的内容在命令行提示符状态下输入：E 2020/屏幕显示:2020地址单元的原有内容:光标闪烁等待输入输入3031依次改变地址单元20212027 的内容为:3233 3435 3637 3839 3A3B 3C3D 3E3F,再用D命令观察结果，看键入的16进制数是什么字符的ASCII码?请截图记 录20202027内存单元的ASCII码屏显字符。6用A命令键入一段汇编源程序，主要是向累加器送入数据和进行

9、运算，执 行程序并观察运行结果。（1）在命令行提示符状态下输入：A 2000/；表示该程序从2000H （内存RAM区的起始地址）地址开始屏幕将显示：2000：输入如下形式的程序2000: MVRD R0， BBBB;将立即数BBBBH送到R0寄存器2002: MVRD R1， 5555;将立即数5555H送入到R1寄存器2004: SUB R0， R1；R0R0-R12005: DEC R0；R0R0-12006: ADD R0， R1；R0R0+R12007: AND R0， R1；R0 jR0 and R12008: INC R1；R1R1+12009: SHL R1；R1-R1左移1位

10、200A: RET；程序的最后一个语句，必须为RET指令（返回指令）200B: /；直接敲回车键，结束A命令输入程序的操作过程注意：在上面第一条指令中，MVRD与R0之间有且只有一个空格，其他指令相同。若输入有误，系统会给出提示并显示出错地址，用户只需在该地址重新输入 正确的指令即可。（2）用U命令反汇编刚输入的程序在命令行提示符状态下输入：U 2000/在相应的地址会得到输入的指令及其操作码，请记录各个汇编指令及它所在的内存地址和对应的机器指令以及每条语句占用的字单元数，填入下表中。地址机器指令(用十六进制表示)汇编语言指令该指令占用的字数MVRD R0， BBBBMVRD R1， 5555

11、SUB R0， R1DEC R0ADD R0， R1AND R0， R1INC R1SHL R1RET注：连续使用不带参数的U命令时，将从上一次反汇编的最后一条语句之后 接着继续反汇编。(3) 用G命令运行前面键入的源程序G 2000/程序运行结束后，可以看到程序的运行结果，屏幕显示各寄存器的值，查 看各个寄存器的值，截图记录R0和R1的值。( 4)单步执行这段程序，观察指令执行结果用T命令单步执行，在命令行提示符状态下输入：T 2000/截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/做减法运算，差放在R0，截图记录R0寄存器的内容和下一条

12、要执行的指令。T/做减1运算，差放在R0，截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/做加法运算，和放在R0,截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/做与运算，结果放在R0，截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/做加1运算，和放在R1，截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/做左移1位运算，结果放在R1,截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的 指令。用P命令单步执行的过程与T命令一样。在命令行提示符状态下输入：P 2000/截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做减法运算，差放在R0，截图记录

13、R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做减1运算，差放在R0，截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做加法运算，和放在R0,截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做与运算，结果放在R0，截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做加1运算，和放在R1，截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/做左移1位运算，结果放在R1，截图记录R1寄存器的内容和下一条要执行的 指令。注：T总是执行单条指令，但执行P命令时，则把每一个CALL语句连同被调用 的子程序一次执行完成。 T、P 命令每次执行后均显示所有通用寄存器及状态寄 存器的内容，并反汇编出下一条将要执

14、行的指令。7. 编写程序，计算下列公式：Y 屮X =1。0,X 主 101）在命令行提示符状态下输入：A 2010/；表示该程序从2010H （内存RAM区的起始地址）地址开始屏幕将显示：2010：输入如下形式的程序：2010:MVRD R0,2；为X赋初值22012：MVRD R2,A;将10放到R2中2014:CMP R0,R2;比较X与102015:JRNZ 2019；X#10时转移2016:MVRD R1,1;X=10, Y=12018:JR 201B; 转移到结束2019:MVRD R1,0;XH10, Y=0201B:RET;必须用RET指令结束201C：/; 按回车键结束（2）用

15、U命令反汇编刚输入的程序在命令行提示符状态下输入：U 2010/在相应的地址会得到输入的指令及其操作码，请记录各个汇编指令及它所在的内存地址和对应的机器指令以及每条语句占用的字单元数，填入下表中。地址机器指令（用十六进制表示）汇编语言指令该指令占用的字数MVRD R0, 2MVRD R2, ACMP R0, R2JRNZ 2019MVRD R1, 1JR 201BMVRD R1, 0RET注：连续使用不带参数的U命令时，将从上一次反汇编的最后一条语句之后接着继续反汇编。(3) 用G命令运行前面键入的源程序G 2010/ 程序运行结束后，可以看到程序的运行结果，屏幕显示各寄存器的值，查看各个寄存

16、器的值，截图记录R0和R1的值。(4) 将R0的内容赋值成A,再用G命令运行。A 2010/2010: MVRD R0, A;%X赋初值 102012: /注意不要修改其他指令。然后执行G2010运行刚才的程序，查看各个寄存器的值，截图记录R0和R1的 值。( 5)单步执行这段程序，观察指令执行结果 用T命令单步执行，在命令行提示符状态下输入：T 2010/截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/截图记录R2寄存器的内容和下一条要执行的指令。T/比较R0和R2寄存器内容的大小，截图记录R0、R2寄存器的内容和下一条要执 行的指令。T/执行转移指令，截图记录PC寄存器的内容和下一条要执

17、行的指令。继续执行T命令，直到整个程序结束。注意每执行一次T命令，要截图记录R1 寄存器的内容和下一条要执行的指令。 用P命令单步执行的过程与T命令一样。在命令行提示符状态下输入：P 2010/截图记录R0寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/截图记录R2寄存器的内容和下一条要执行的指令。P/比较R0和R2寄存器内容的大小，截图记录RO、R2寄存器的内容和下一条要执 行的指令。P/执行转移指令，截图记录PC寄存器的内容和下一条要执行的指令。继续执行P命令，直到整个程序结束。注意每执行一次T命令，要截图记录R1 寄存器的内容和下一条要执行的指令。8.计算下列表达式的值，并存放在2100H存储单元

18、中。F=(X+Y) AND (Z-1)(1) 在命令行提示符状态下输入：A 2020/；表示该程序从2020H (内存RAM区的起始地址)地址开始屏幕将显示：2020：输入如下形式的程序：2020：MVRD R0, 0010;X00102022：MVRD R1, 0020;Y00202024：MVRD R2, 0030;Z00302026：ADD R0,R1;R0X+Y2027：DEC R2;R2-Z-12028：AND R0,R2;R0R0 and R22029：MVRD R3, 2100;R3-2100202B：STRR R3,R0;2100-R0202C：RET;必须用RET指令结束20

19、2D：/; 按回车键结束(2) 用U命令反汇编刚输入的程序在命令行提示符状态下输入：U 2020/在相应的地址会得到输入的指令及其操作码，请记录各个汇编指令及它所在的内存地址和对应的机器指令以及每条语句占用的字单元数，填入下表中。地址机器指令(用十六进制表示)汇编语言指令该指令占用的字数MVRD R0, 0010MVRD R1, 0020MVRD R2, 0030ADD R0,R1DEC R2AND R0,R2MVRD R3, 2100STRR R3,R0RET注：连续使用不带参数的U命令时，将从上一次反汇编的最后一条语句之后接着继续反汇编。(3) 用G命令运行前面键入的源程序G 2020/程

20、序运行结束后，可以看到程序的运行结果，屏幕显示各寄存器的值，查 看各个寄存器的值，截图记录R0和R1的值。实验考核：1 、 实 验 完 毕 后 上 交 实 验 报 告 ， 实 验 报 告 模 板 从 ftp:/202.204.125.21/zhanghaiyan/teaching plan/计算机组成原理/实验/中 下载，实验报告的内容包括实验目的、实验内容和结果分析，实验报告一律写成 word 文档。2、将实验扌报告上传至H ftp:/202.204.125.21/zhanghaiyan/homework/计算 机组成原理/各班文件夹3、文件命名要求: 学号姓名，例如你叫张三，学号为 050101，则实验报告 名称为“ 050101张三.doc”