COP实现补码两位乘Word格式文档下载.docx

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部分积+[X]补，右移两位

011

-1

部分积+[-X]补，右移两位

100

101

110

2

部分积+2[X]补，右移两位

111

部分积+0，右移两位

1.2设计思路

（1）被乘数X，乘数Y均以补码形式参加运算，乘法的每一步对乘数的两位进行，即右移两位。

（2）乘数[Y]在计算时采用两位符号位，初始附加位添一个0。

（3）被乘数[X]在计算时采用三位符号位。

（4）部分积初始为0，计算过程中采用三位符号位。

（5）每一步计算，按照乘数的最低三位的值查找操作规则表1，根据上一步的部分积和规则表的操作，计算本步的部分积。

（6）每步操作后，将部分积和乘数右移两位，乘数右移后，原来的最低两位被移除出舍弃，其余各位位权依次下降。

重复（4），但最后一步操作不右移。

1.3设计环境

利用伟福COP2000型计算机组成原理实验仪软件和计算机，在COP2000实验仪软件上编程实现补码两位乘。

伟福COP2000实验仪软件的指令集分为如下大类：

算术运算指令、逻辑运算指令、移位指令、数据传输指令、跳转指令、中断返回指令、输入输出指令。

本程序所用到的相应的指令集如下：

（1）算术逻辑运算指令

ADDA,R?

将寄存器R？

的值加入到累加器A中

ADDA,#II立即数#II加入到累加器A中

SUBA,#II从累加器中减去立即数后加入到累加器A中

ANDA,R?

累加器A与寄存器R?

的值

ORA,R?

累加器A或寄存器R?

（2）数据传送指令

MOVA,R?

将寄存器R?

的值送到累加器A中

MOVA,MM将存储器MM地址中的值送到累加器A中

MOVMM,A将累加器A中的值送到存储器MM地址中

MOVR?

A将累加器A中的值送到寄存器A中

#II将立即数II送到寄存器R?

中

RRA累加器右移指令

RLA累加器左移指令

（3）跳转指令

JCMM若进位标志置1，跳转到MM地址

JZMM若零标志位置1，跳转到MM地址

JMPMM跳转到MM

如下为COP2000计算机组成原理实验软件截图：

图2COP2000运行环境

第2章详细设计方案

2.1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实现补码两位乘功能，利用伟福COP2000的指令集编程实现。

算法具体描述：

（1）计算复杂性包括：

+[X]补，+2[X]补，+[-X]补，+2[-X]补；

（2）进行初始化，并且设置计数单元与建立特殊表。

因为每次计算需要进行三次移位，所以用MOVA,#03H与MOV9AH,A来将循环次数存入内存单元。

然后再进行初始化操作，将存储部分积的R1置零，再将用来存储特殊表的90H，97H内存单元置零。

接下来再通过输入的被乘数判断其正负，如果被乘数是负，在前面两位加上1，如果是整数则无需操作，直接构造特殊表。

（3）输入乘数后，将乘数移至最前端，执行LOOP2，首先设置移位次数，取出成熟后，判断乘数的后两位及附加位的值，根据所查的值访问特殊表，进而确定加数，之后将部分积与加数相加得到新的部分积，得到结果后，判断总循环是否结束，之后进行判断移位的操作，部分积的最高位如果是1，移位后仍然置1。

部分积最低位如果是1，乘数右移之后最高位置1.

（4）根据乘数后两位及附加位来确定R3，并通过R3间接访问特殊表。

将访问的数据作为加数与部分积相加，然后判断两次循环是否结束，如果两次运算循环结束，则结束运算，否则将部分积与乘数同时右移两位再根据有效位来通过R3访问特殊表。

相加移位运算结束后再将部分积与乘数同时右移一位，将数据位置有效，输出数据。

2.2流程图的设计与实现

本部分包含实现中主要部分的流程图

1.构造规则表：

图2.2.1构造规则表流程图

2.乘数处理操作：

图2.2.2乘数处理操作流程图

3.运算

否

是

图2.2.3运算流程图

4.输出

图2.2.4输出流程图

第3章程序调试与结果测试

3.1程序调试

调试过程中存在的问题:

（1）在输入以字母开头的十六进制数时，没有在字母前加上0，导致语法错误。

（2）在执行带进位右移操作是RRCA，因为之前没对指令集充分了解，导致用了错误的指令RRA。

（3）在对部分积移位操作时，如果最高位是1时，移位最高位仍然置1，当时考虑不够充分，没有置1，导致程序出错。

3.2程序测试及结果分析

结果展示：

输入：

2B23

输出：

1308

参考文献

[1]唐朔飞计算机组成原理（第2版）.北京.高等教育出版社.2008

[2]白中英计算机组成原理（第4版）.北京.科学出版社.2008

附录（源代码）

MOVA,#03H

MOV9AH,A

MOVA,#00H

MOVR1,A

MOV90H,A

MOV97H,A

LOOP:

IN

MOVR0,A

ANDA,#20H

JZM0

MOVA,R0

ORA,#0C0H

MOVR0,A

M0:

MOV91H,A

MOV92H,A

RLA

MOV93H,A

CPLA

ADDA,#01H

MOV95H,A

MOV96H,A

MOV94H,A

LOOP1:

MOVR2,A

LOOP2:

MOVA,#02H

MOV9BH,A

MOVA,R2

RRA

ANDA,#07H

ADDA,#90H

MOVR3,A

MOVA,R1

ADDA,@R3

MOVA,9AH

SUBA,#01H

JZLAST

MARK1:

ANDA,#80H

JZLOOP3

RRCA

JCLOOP4

ORA,#80H

MARK2:

MOVA,9BH

JZLOOP2

JMPMARK1

LOOP3:

JCLOOP5

JMPMARK2

LOOP4:

LOOP5:

LAST:

JCLOOP6

ANDA,#3FH

OUT

ANDA,#0F8H

JMPED

LOOP6:

ED:

END

课程设计总结：

课设本身的目的便是为了考察学生的个人学习和动手能力，本次课程设计对我来说是个很大的挑战，因为我个人认为我的计算机组成原理这门课程学的并不是很好，好在查阅了很多资料，也让我充分了解了补码两位乘的原理。

此次课程设计我也学到了很多基本理论，对我充分认识计算机的运算过程也有很大帮助。

同时，我对COP2000实验仪器及软件也有了充分的了解。

对我今后的实践也会有很大的帮助，同时也感谢老师课前的答疑，消除了我部分疑问。

通过本次课设，我认识到了只要努力去学，总能学到点东西。

但我个人认为本次课设还是不够完美，没有完全的符合课设的所有要求，只能在今后的学习中，更加努力，不断去完善，争取有更高的超越。

指导教师评语：

指导教师（签字）：

　　　　　　年月日

课程设计成绩