湖南大学计算机组成实验报告简单8086汇编程序与指令分析3

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1、HUNANUNIVERSITY计算机组成原理实验三题目简单的8086汇编程序与指令分析学生姓名学生学号专业班级指导老师袁小坊完成日期2013-06-24非常简单CPU与相对简单的CPU模拟器实验实验目的：本次实验主要是在非常简单和相对简答的CPU模拟器上观察程序的运行，更加形象直观的了解CPU中程序运行的各个步骤以及各个寄存器和逻辑单元在各个步骤时发挥的作用。加深对CPU的分析和理解。实验方法：在JavaRuntimeEviroment软件平台下通过运行CPU模拟器，输入指令程序，然后运行，直接观察CPU的寄存器部分和状态图部分的运行，记录并进行分析，理解。

2、实验准备：在启动模拟器之前必须先行安装JavaRuntimeEviroment软件，准备好VSCPU.zip、RSCPU.zip两个文件，并建目录“c:实验”，将VSCPU.zip、RSCPU.zip放置其中。实验步骤与CPU的截图分析：一、非常简单的ＣＰＵ模拟器：在做好前面的准备工作后，即可以开始非常简答的ＣＰＵ模拟器模拟：1、先将目录c:实验下的VSCPU.zip解压至D:vscpu2、打开D:vscpuVSCPU中的index.html页面以运行“非常简单CPU模拟器”。如下图所示的页面：3、观看该模拟器使用方法的动画：（如果了解操作步骤此步

3、也可以省略）D:vscpuVSCPUVerySimple-FLASHVerSimpleCPUSCREEN.html。４、输入教材P168页程序，在模拟器中观察程序的运行。如下图所示：分析：在输入程序的时候，应注意像２７Ｈ，３９Ｈ这些数据前面要加上ＤＢ，并且要有空格，然后才能运行程序。上面的六行指令是书上的指令，下面就是要运行一下，动态观察ＣＰＵ的运行过程。运行ＣＰＵ模拟器的步骤如下：1.首先在输完代码之后要先进行编译，点击Ａssemble按钮你，编译成功，后分别点击1、ViewRegisterSection按钮，即是CPU寄存器部分的运行图2、Vie

4、wMemory按钮，即是内存部分的运行图3、ViewControlUnit按钮，即是控制单元的运行图，分别从这三个图观察CPU的运行过程。截图与分析如下所示：（由于每条指令执行过程中的过程比较详细而且复杂，故此处不肯能把全部过程加以分析，只详细分析了第一条指令ADD4运行的具体过程，其他运行过程未写出或者只写了一部分）第一个状态FETCH1初始态：分析：有效信号PCBUS，和ARLOAD表示AR寄存器开始工作，PCBUS通路，此步执行操作把PC中的值复制到AC，即是把0赋给AC，如下所示：分析：冒号前面的数字表示地址，即是内存单元的地址，上图中一行有四个内存

5、单元。每个内存单元中又存有一组数据（既可以表示后面的地址，又可以表示数据）00000100：这一串数的意思是表示：开始执行ADD4这条指令，其中前两位表示指令类型，表示进行什么操作，其中00代表ADD，01代表AND，10代表JMP，11代表INC；后六位表示地址，表示从该地址中取数据进行相应的操作。00000100：就代表指令ADD4，表示把地址4代表的内存单元里的数据(即是27H)与AC寄存器里的数据相加并保存在AC累加器中。01000101：代表指令AND5，表示把地址5代表的内存单元里的数据（即是39H）与AC累加器中的数据按位相与，结果保存在AC累

6、加器中。11000000：表示指令INC，自加一指令，表示将AC中的数据自加一并保存在AC中。10000000：表示JMP0，跳转指令，即是程序运行到此时自动跳转到初始地址0H，然后指令又从0地址的ADD开始运行。00100111表示27H，表示地址4内存单元中存储的数据为2700111001表示39H，表示地址5内存单元中存储的数据是39控制单元：分析：此时状态为FETCH1，故FETCH1为红的（打印可能看不出来，上面的红色信号打印估计也看不出来，这里先说明）第二个状态FETCH2的运行过程如下：分析；FETCH2时，有效信号为READ，MEMBUS，D

7、RLOAD，PCINC（图中红色信号），执行操作由上图可看出在AR被赋值0之后，进入fetch2操作，read信号有效，M从AR（地址寄存器）中读取地址0，然后把地址0所代表内存单元中的数据00000100（04H）输入到总线上，最后传到数据寄存器DR中，同时完成PC自加1操作，记下下一条将被执行指令的地址（1地址代表的内存单元中的数据为01000101，即是下一条指令）即是DR<—04H，PC<—1。（DR<—M，PC<—PC+1）。结果如下图所示：内存运行图与上步一样不在截图控制单元运行图如下：FETCH2指令为红色，执行FETCH2操作第三个状态FET

8、CH3的运行状态如下：控制单元：分析：FETCH2自