《计算机组成与结构》实验指导书.docx
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《计算机组成与结构》实验指导书
《计算机体系结构》
实验指导书
目录
实验一熟悉汇编语言程序开发环境3
实验二DEBUG的启动及其基本命令的使用4
实验三系统功能调用12
实验四内存操作数及寻址方法13
实验五分支程序设计14
实验六汇编语言程序的调试与运行15
实验七循环程序设计17
实验八顺序程序设计18
实验九子程序设计20
实验十循环程序设计23
实验十二综合程序设计26
实验十三综合程序设计27
附录--DEBUG使用手册28
附录汇编软件MASM和调试、工具软件DEBUG使用31
1.1实验目的31
1.2相关基础知识31
1.2.1汇编语言程序上机步骤31
1.2.2调试工具软件DEBUG34
1.3汇编语言上机实验37
1.4应用DEBUG软件调试程序实验39
实验一熟悉汇编语言程序开发环境
一、实验学时:
2
二、实验类型:
验证性
三、开出要求:
必修
四.实验目的
1、熟悉在PC机上编辑、汇编、连接、调试和运行汇编语言程序的过程。
2、熟悉汇编过程中一些常见出错信息。
五.实验内容
1、启动EDIT编辑软件,输入下面的汇编源程序(不包括行号),用S+学号后4位+.ASM作为文件名保存到D:
盘上,然后汇编、连接并调试运行。
1datasegment
2out1db'Helloworld$’
3axdb'MynameisDJX$';有错行,将ax改为ax1
4dataens;有错行,将ens改为ends
5
6codesegment
7assumecs:
code;ds:
data
8start:
movax,data
9movds,ax
10leadx,out1
11movah,9
12int21h
13
14movdl,0a35h;有错行,将0a35h改为0ah
15movah,2
16int21h
17movdl,0dh
18mooah,2;有错行,将moo改为mov
19int21h
20
21leadx,ax;有错行,将ax改为ax1
22movah,9
23int21h
24movah,4ch
25int21h
26codeends
27endstart
六、实验条件
DOS运行环境
七.实验报告
1、写出编辑、汇编、连接和运行汇编语言程序的完整实验步骤及运行结果。
2、理解汇编出错信息并写出中文含义。
3.实验体会
八、实验成绩评定办法
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验报告结果及编程技巧,进行综合评定,给出A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(不及格)。
实验二DEBUG的启动及其基本命令的使用
一.实验目的:
掌握DEBUG的基本命令及其功能
二.实验内容:
DEBUG是专门为汇编语言设计的一种调试工具,它通过步进,设置断点等方式为汇编语言程序员提供了非常有效的调试手段。
DEBUG的命令都是一个字母,后跟一个或多个参数:
字母 [参数]
命令的使用中注意:
① 字母不分大小写;
② 只使用16进制数,没有后缀字母;
③ 分隔符(空格或逗号)只在两个数值之间是必须的,命令和参数间可无分隔符;
④ 每个命令只有按了回车键后才有效,可以用Ctrl+Break中止命令的执行;
⑤ 命令如果不符合Debug的规则,则将以“error”提示,并用“^”指示错误位置。
许多命令的参数是主存逻辑地址,形式是“段基地址 :
偏移地址”。
其中,段基地址可以是段寄存器或数值;偏移地址是数值。
如果不输入段地址,则采用默认值,可以是缺省段寄存器值。
如果没有提供偏移地址,则通常就是当前偏移地址。
对主存操作的命令还支持地址范围这种参数,它的形式是:
“开始地址 结束地址”(结束地址不能具有段地址),或者是:
“开始地址 L字节长度”。
DEBUG命令一览:
分类
命令格式
功能简介
读写寄存器
R
显示所有寄存器的当前内容
R寄存器名
显示和修改指定寄存器内容
RF
显示和修改标志寄存器内容
汇编和反汇编
A[内存地址]
从指定地址开始汇编指令
U[内存块]
对指定内存块进行反汇编
执行指令
T[:
内存地址][条数]
单步或多步执行指令
P[=内存地址][条数]
单步或多步执行指令
G[=内存地址]
连续执行指令
G[=内存地址]断点地址
设断点执行程序
读写内存
D[内存块]
显示指定内存块内容
E内存地址字符或数值串
修改指定内存内容
F内存块字符或数值串
填充指定内存块
S内存块字符串或数值
在指定内存块中查找串
M内存块1内存块2的首地址
复制内存块内容
C内存块1内存块2的首地址
比较两个指定内存块
读写磁盘
N[d:
][path]文件名.扩展名
指定欲读写的磁盘文件
W内存地址
将指定内存块写入文件
L[内存地址]
将文件调入内存
读写I/O端口
I端口地址
读入指定端口的内容
O端口地址数值
将数据写入指定端口
十六进制加减
H数值1数值2
计算并显示两数之和,两数之差
退出DEBUG
Q
退出DEBUG,返回DOS
1、DEBUG程序的启动
在DOS提示符下,可键入命令:
C:
\>DEBUG↙
DEBUG命令的完整格式为:
DEBUG[d:
][path][文件名][参数1][参数2]。
其中[d:
]是盘符,[path]是路径,文件名是被调试文件的名称,它须是执行文件(EXE),两个参数是运行被调试文件时所需要的命令参数,在DEBUG程序调入后,出现提示符“-”,此时,可键入所需的DEBUG命令。
在启动DEBUG时,如果输入了文件名,则DEBUG程序把指定文件装入内存。
用户可以通过DEBUG的命令对指定文件进行修改、显示和执行。
如果没有文件名,则是以当前内存的内容工作,或者用命名命令和装入命令把需要的文件装入内存,然后再用DEBUG的命令进行修改、显示和执行。
2、DEBUG的主要命令
(1)、检查和修改寄存器内容的命令R,它有三种方式:
1)显示CPU内部所有寄存器内容和标志位状态,格式为:
-R
例如:
输入-R↙,得到结果如下:
2)显示和修改某个指定寄存器内容,格式为:
-R寄存器名
例如:
输入-RAX,得到结果如下:
表示AX当前内容为0000,此时若不对其作修改,可按ENTER键,否则,输入修改内容后,如:
则AX内容由0000改为0A0A
3)R命令显示标志寄存器标志位状态的含义如下表所示:
标志名
置位(值为1)
复位(值为0)
溢出Overflow(是/否)
OV
NV
方向Direction(减量/增量)
DN
UP
中断Interrupt(允许/屏蔽)
EI
DI
符号Sign(负/正)
NG
PL
零Zero(是/否)
ZR
NZ
辅助进位AuxiliaryCarry(是/否)
AC
NA
奇偶Parity(偶/奇)
PE
PO
进位Carry(是/否)
CY
NC
修改标志位状态,命令格式为:
-RF
例如:
输入-RF,输出结果如下:
这时若不作修改可按ENTER键,否则在“-”号之后键入修改值,键入顺序任意。
如:
(2)、汇编命令A,格式为:
-A[地址]
该命令从指定地址开始允许输入汇编语句,把它们汇编成机器代码相继存放在从指定地址开始的存储器中。
A命令中如果没有指定地址,则接着上一个A命令的最后一个单元开始;若还没有使用过A命令,则从当前CS :
IP开始。
例如:
输入代码,则代码存储在OAFO:
0100至OAFO:
010D单元中。
(3)、反汇编命令U,有两种格式:
1)-U[地址]
该命令从指定地址开始,反汇编32个字节,若地址省略,则从上一个U命令的最后一条指令的下一个单元开始显示32个字节。
2)-U范围
该命令对指定范围的内存单元进行反汇编,例如:
-U0100011E或-U10011E或-U0AF0:
0100011E或–U0AF0:
0100L1F(L用来引导指令的条数,1F为指令的条数),这些命令是等效的。
(4)、运行命令G,格式为:
-G[=地址1][地址2[地址3。
。
。
]]
其中地址1规定了运行起始地址,后面的若干地址均为断点地址。
若省略地址,则运行从IP所指的地址开始。
例如:
(5)、追踪命令T,有两种格式:
1)逐条指令追踪:
-T
该命令从指定地址起执行一条指令后停下来,显示寄存器内容和状态值。
例如:
2)多条指令追踪:
(有问题)
-T[=地址][值]
该命令从指定地址起执行n条命令后停下来,n由[值]确定。
(6)、显示内存单元内容的命令D,格式为:
-D[地址](从给出的地址开始连续显示128个字节的单元内容)或-D[范围],例如:
(7)、修改内存单元内容的命令E,它有两种格式:
1)用给定的内容代替指定范围的单元内容:
-E地址内容表
例如:
-E2000:
0100F3“XYZ”8D
其中F3,“X”“Y”“Z”和8D各占一个字节,用这五个字节代替原内存单元2000:
0100到0104的内容,“X”“Y”“Z”将分别按它们的ASCII码值代入。
2)逐个单元相继地修改:
-E地址
例如:
-E100:
0AF0:
0100F3.E7
此命令是将原100号单元的内容F3改为E7。
E7是键入值。
(8)、命名命令N,格式为:
-N文件名
此命令将文件名格式化在CS:
5CH的文件控制块内,以便使用L或W命令把文件装入内存进行调试或者存盘。
例如:
(9)、装入命令L,它有两种功能:
1)把磁盘上指定扇区的内容装入到内存指定地址起始的单元中,格式为:
-L地址驱动器扇区号扇区个数
2)装入指定文件,格式为:
-L[地址]
此命令装入已在CS:
5CH中格式化的文件控制块所指定的文件。
在用L命令前,BX和CX中应包含所读文件的字节数。
3)装入已在文件控制块中的文件,格式为:
-L
此命令与-L[地址]相同功能。
(10)、写命令W,有两种格式:
1)把数据写入磁盘的指定扇区:
-W地址驱动器扇区号扇区数
2)把数据写入指定文件中:
-W[地址]
此命令把指定内存区域中的数据写入由CS:
5CH处的FCB所规定的文件中。
在用W命令前,BX和CX中应包含要写入文件的字节数。
(11)、十六进制运算命令H,格式为:
-H [数据1] [数据2]
其功能是将两个十六进制数进行相加、相减运算,结果显示在屏幕上。
例如:
(12)、退出DEBUG命令Q,该命令格式为:
-Q
它退出DEBUG程序,返回DOS,但该命令本身并不把在内存中的文件存盘,如需存盘,应在执行Q命令前先执行写命令W。
三.实验要求:
用汇编语言编写一个计算“3+5”的加法程序,并将结果输出到屏幕上。
四.实验报告:
写出在DEBUG状态下编写、运行程序的过程以及调试所中遇到的问题是如何解决的,并对调试过程中的问题进行分析,对执行结果进行分析。
实验三系统功能调用
一、实验学时:
2
二、实验类型:
验证性
三、开出要求:
必修
四、实验目的
1、掌握接受键盘数据的方法,并了解将键盘数据显示时,须转为ASCII码的原理。
2、掌握DOS功能调用的编程方法。
五、实验内容
试编写一个汇编语言程序,要求对键盘输入的小写字母用大写字母显示出来。
六、实验条件
DOS运行环境
七、实验步骤
编写汇编语言程序,利用DOS系统功能调用INT21H的1号功能从键盘输入一个字符并利用2号功能在显示器上显示这个字符。
八、实验报告
1、程序的功能、结构,程序流程图。
2、上机实验步骤、实验所遇到的问题及解决的方法,实验体会。
九、实验成绩评定办法
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验报告结果及编程技巧,进行综合评定,给出A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(不及格)。
实验四内存操作数及寻址方法
一.实验目的:
1、熟练掌握DEBUG的常用命令,学会用DEBUG调试程序。
2、掌握数据在内存中的存放方式和内存操作数的几种寻址方式。
3、掌握简单指令的执行过程。
二.实验内容:
1、设堆栈指针SP=2000H,AX=3000H,BX=5000H;请编一程序段将AX和BX的内容进行交换。
请用堆栈作为两寄存器交换内容的中间存储单元,用DEBUG调试程序进行汇编与调试。
2、设DS=当前段地址,BX=0300H,SI=0002H;请用DEBUG的命令将存储器偏移地址300H~304H连续单元顺序装入0AH,0BH,0CH,0DH,0EH。
在DEBUG状态下送入下面程序,并用单步执行的方法,分析每条指令源地址的形成过程,当数据传送完毕时,AX中的内容是什么。
程序清单如下:
MOVAX,BX
MOVAX,0304H
MOVAX,[0304H]
MOVAX,[BX]
MOVAX,0001[BX]
MOVAX,[BX][SI]
MOVAX,0001[BX][SI]
HLT
三.实验要求:
1、实验前要做好充分准备,包括汇编程序清单、调试步骤、调试方法,以及对程序结果的分析等。
2、本实验只要求在DEBUG调试程序状态下进行,包括汇编程序、调试程序和执行程序。
四.实验报告:
1、程序说明。
说明程序的功能、结构。
2、调试说明。
包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的,并对调试过程中的问题进行分析,对执行结果进行分析。
3、写出源程序清单和执行结果。
实验五分支程序设计
一、实验学时:
2
二、实验类型:
验证性
三、开出要求:
必修
四、实验目的
1、掌握分支程序的结构。
2、掌握分支程序的设计方法。
五、实验内容
1.试编写一个汇编语言程序,要求对键盘输入的小写字母用大写字母显示出来,输入的其余字符用“?
”号显示。
2.试编写一个汇编语言程序,要求从键盘输入任意2个1位数,计算其乘积,然后除以10,将其商输出,若输入其它字符,则输出“pleaseinputnumberbetween0and9!
”号。
(选做)。
六、实验条件
DOS运行环境
七、实验报告
1、程序的功能,程序流程图。
2、上机实验步骤、实验所遇到的问题及解决的方法,实验体会。
八、思考问题
1、大小写字母之间的转换和数字与数字字符之间转换的不同点
2、如何同时将大写转小写和将小写转大写。
九、实验成绩评定办法
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验报告结果及编程技巧,进行综合评定,给出A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(不及格)。
实验六汇编语言程序的调试与运行
一.实验目的
1.学习数据传送和算术运算指令的用法
2.熟悉在PC机上编辑、汇编、连接、调试和运行汇编语言程序的过程。
二.实验内容
将两个多位十进制数相加,要求被加数和加数均以ASCII码形式各自顺序存放在DATA1和DATA2为首的5个内存单元中,结果送回DATA1处。
三.程序框图
图3.1两个多位十进制相加程序流程图
四.调试步骤
1.编辑源程序,建立一个以后缀为.ASM的文件.
2.汇编源程序,检查程序有否错误,有错时回到编辑状态,修改程序中错误行。
无错时继续第3步。
3.连接目标程序,产生可执行程序。
4.DEBUG调试可执行程序,记录数据段的内容。
5.在操作系统状态下,运行程序,并记录屏幕显示内容。
被加数
加数
屏幕显示内容
12732
06815
10732
43691
65087
17631
实验七循环程序设计
一、实验学时:
2
二、实验类型:
验证性
三、开出要求:
必修
四、实验目的
1、掌握循环程序的结构。
2、掌握循环程序的设计方法
五、实验内容
1.试编写一个汇编语言程序,要求依次输出ASCII码0---127对应的128个字符。
2.假设以GRADE为首地址的10个字的数组中存有一组学生成绩:
89,79,20,60,98,81,78,83,93,71,请编一完整程序找出GRADE中第一位学生的成绩名次并输出名次。
(提示:
一个学生的名次等于成绩高于等于该学生的人数加1)。
六、实验条件
DOS运行环境
七、实验报告
1、程序的功能、结构,程序流程图。
2、上机实验步骤、实验所遇到的问题及解决的方法,实验体会。
八、实验成绩评定办法
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验报告结果及编程技巧,进行综合评定,给出A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(不及格)。
实验八顺序程序设计
一.实验目的:
1、熟练掌握编写汇编语言原程序的基本方法和基本框架。
2、掌握查表法和查表指令XLAT。
3、熟练使用DEBUG调试程序。
二.实验内容:
用查表的方法将一位十六进制数转换成与它相应的ASCII码,并将结果存放到ASCI单元中。
三.编程提示:
既然指定用查表的方法,那么首先要建立一个表TABLE。
我们在表中按照十六进制数从小到大的顺序放入他们对应的ASCII码值。
DATASEGMENT
TABLEDB30H,31H,32H,33H,34H,35H,36H,37H
DB38H,39H,41H,42H,43H,44H,45H,46H
HEXDBX;X为待转换的十六进制数
ASCIDB?
;存放转换后的ASCII码
DATAENDS
四.实验要求:
实验前要做好充分准备,包括汇编程序清单、调试步骤、调试方法,以及对程序结果的分析等
五.实验报告:
1、程序说明。
说明程序的功能、结构。
2、调试说明。
包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的,并对调试过程中的问题进行分析,对执行结果进行分析。
3、写出源程序清单和执行结果。
MOVAL,HEX
ADDAL,30H
CMPAL,39H
JBELAB2
ADDAL,7
LAB:
MOVASCII,AL
MOVAH,4CH
INT21H
。
。
。
。
。
实验九子程序设计
一.实验目的
1.掌握循环程序设计的方法(两重性循环结构)
2.掌握正确分配与使用寄存器。
二.实验内容与要求
3.以GRADE为首地址的10个字的数组中保存有学生成绩。
建立一个10个字的RNAK数组,并根据GRADE中的学生成绩将学生名次填入RANK数组中(提示:
一个学生的名次等于成绩高于等于该学生的人数加1)。
4.寄存器分配情况说明如下:
5.AX存放当前被测学生的成绩
6.BX存放当前被测学生的相对地址指针
7.CX内循环计数值
8.DX存放当前被测学生的名次计数值
9.SI内循环测试时的地址指针
10.DI外循环计数值
三.程序框图
图7.1程序框图
实验十循环程序设计
一.实验目的:
1、掌握接受键盘数据的方法,并了解将键盘数据显示时,须转为ASCII码的原理。
2、掌握DOS功能调用的编程方法。
二.实验内容:
试编写一个汇编语言程序,要求对键盘输入的小写字母用大写字母显示出来。
三.编程提示:
利用DOS功能调用INT21H的1号功能从键盘输入字符和2号功能在显示器上显示一个字符。
四.实验要求:
实验前要做好充分准备,包括汇编程序清单、调试步骤、调试方法,以及对程序结果的分析等。
五.实验报告:
1、程序说明。
说明程序的功能、结构。
2、调试说明。
包括上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的,并对调试过程中的问题进行分析,对执行结果进行分析。
3、写出源程序清单和执行结果。
实验十一DOS中断及BIOS中断程序设计
一.实验目的
1.掌握程序设计方法,合理划分层次
2.掌握子程序的调用与返回的方法
3.了解子程序的嵌套与递归
二.实验内容与要求
编制一程序,要求键入一个班的学生成绩,并存放于50字的ERADE数组中,然后根据ERADE中的成绩,把学生名次填入50字的RANK数组中,再按学号顺序把名次从终端上显示出来。
提示:
程序MAIN
功能:
根据输入的学生成绩,计算并显示出学生名次。
程序INPUT
功能:
接收一个班级学生的成绩,各成绩之间用空格隔开。
程序RANKP
功能:
计算一个班级学生的名次。
(可参照循环程序
(一)中的程序段)
程序OUTPUT
功能:
输出(显示)一个班级的学生名次
程序DECIBIN
功能:
十进制转换二进制,存入BX
程序BINDEC
功能:
十进制转换二进制,并在屏幕上显示。
程序DEC_DIV
功能:
BX的内容除以CX的内容,并在屏幕上显示一位商。
三.程序框图:
图8.1程序流程图
四.步骤
1.自编主程序与子程序。
2.输入本班级某门基础课成绩。
实验十二综合程序设计
一、实验学时:
4
二、实验类型:
综合性
三、开出要求:
必修
四、实验目的
1、掌握分支、循环、子程序调用、DOS功能调用等基本的程序结构。
2、掌握综合程序的编制及调试方法。
五、实验内容
设有十个学生成绩分别是76,69,84,90,73,88,99,63,100和80分。
试编制一个子程序,统计低于60分,60~69分,70~79分,80~89分,90~99分和100分的人数,并输出显示统计结果。
六、实验条件
DOS运行环境
七、实验步骤
1、编写的程序中,成绩分等部分要求采用分支结构,统计所有成绩则用循环结构完成,显示统计结果采用DOS功能调用。
2、统计学生成绩和显示统计结果两部分程序要求用子程序结构来完成。
八、实验报告
1、说明程序的功能、结构,画出程序框图。
2、说明上机调试的情况、上机调试步骤、调试所遇到的问题是如何解决的,并对调试过程中的问题进行分析,对执行结果进行分析。
3、写出程序执行结果。
4、体会和意见。
九、实验成绩评定办法
根据学生的实验预习、实验纪律、实验动手能力、实验报告结果及编程技巧,进行综合评定,给出A(90)、B(80)、C(70)、D(60)、E(不及格)。
实验十三综合程序设计
一.实验目的:
1、掌握分支、循环、子程序调用、DOS功能调用等基本的程序结构。
2、掌握综合程序的编制及调试方法。
二.实验内容:
设有十个学生成绩分别是76,69,84,90,73,88,99,63,100和80分。
试编制一个子程序,统计低于60分,60~69分,70~79分,80~89分,90~99分和100分的人数,并输出显示统计结果。
三.编程提示:
1、成绩分等部分采用分支结构,统计所有成绩则用循环结构完成,显示统计结果采用DOS功能调用。
2、统计学生成绩和显示统计结果两部分内容用子程序结构来完成。
四.实验报告:
1、程序说明。
说明程序的功能、结
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- 计算机组成与结构 计算机 组成 结构 实验 指导书