[教学研究]计算机组成与结构实验指导书.doc
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1、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311.1 实 验 目 的311.2 相关基础知识311.2.1 汇编语言程序上机步骤311.2.2 调试工具软件DEBUG341.3 汇编语言上机实
2、验371.4 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。1 data segment2 out1 db Hello world$3 ax db My name is DJX$ ;有错行,将ax改为ax14 data ens ;有错行,将ens改为ends5
3、6 code segment7 assume cs:code;ds:data8 start: mov ax,data9 mov ds,ax10 lea dx,out111 mov ah,912 int 21h1314 mov dl,0a35h ;有错行,将0a35h改为0ah15 mov ah,216 int 21h17 mov dl,0dh18 moo ah,2 ;有错行,将moo改为mov19 int 21h2021 lea dx,ax ; 有错行,将ax改为ax122 mov ah,923 int 21h24 mov ah,4ch25 int 21h26 code ends27 end
4、start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
5、数命令的使用中注意:字母不分大小写;只使用16进制数,没有后缀字母;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;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;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
6、),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
7、存块2的首地址比较两个指定内存块读写磁盘Nd: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DEBUGQ退出DEBUG,返回DOS1、DEBUG程序的启动在DOS提示符下,可键入命令:C:DEBUGDEBUG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D
8、EBUG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-R AX,得到结果如下:表示
9、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0A0A3)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)OVNV方向Direction(减量/增量)DNUP中断Interrupt(允许/屏蔽)EIDI符号Sign(负/正)NGPL零Zero(是/否)ZRNZ辅助进位Auxiliary Carry(是/否)ACNA奇偶Parity(偶/奇)PEPO进位Carry(是/否)CYNC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
10、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:-U
11、 0100 011E或-U 100 11E 或-U 0AF0:0100 011E或U 0AF0:0100 L1F(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
12、(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:-E 2000:0100 F3 “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:-E 100:0AF0:0100 F3.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:5
13、CH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
14、: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
15、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
16、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300H304H连续单
17、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:MOV AX,BXMOV AX,0304HMOV AX,0304HMOV AX,BXMOV AX,0001BXMOV AX,BXSIMOV AX,0001BXSIHLT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
18、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“please input number between 0 and 9!”号。(选做
19、)。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
20、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。4DEBUG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127320681510732436916508717631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
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- 关 键 词:
- 教学研究 计算机 组成 结构 实验 指导书
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