计算机组成原理实验》报告.doc

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1、上海大学计算机学院《计算机组成原理实验》报告九姓名刘学号教师xx时间周三7-9机位23报告成绩实验名称：程序转移机制（综合实验）一、实验目的1.学习实现程序转移的硬件机制。2.掌握堆栈寄存器的使用。二、实验原理1.程序转移：任何复杂的程序流程，在硬件实现机制上只有两种情况：顺序执行和转移。硬件实现这两种情况的技术很简单：PC寄存器的自动加1功能实现程序顺序执行。PC寄存器的打入初值功能实现程序转移。转移操作决定于“给PC赋值”，而转移类型决定于“所赋的值同当前指令的关系”。2.实验箱系统的程序转移硬件机制：若LDCP为0是附带条件的，就形成“条件转移”。实验箱依靠“PC打入电路

2、”实现“有进位”时转移和“计算结果为零”时转移，以及无条件转移。3.子程序调用和保护断点:子程序的调用和返回是两次转移，返回时转移的目标一定是调用时转移的出发点。在调用转移时必须把出发地址（断点）保存起来。1.不被一般用户所知或改变（不能被保存在数据存储区或程序存储区）。2.返回转移时能方便地找到它（返回指令的目标地址一定从这个特殊的“保存区”得到，指令本身不需要再带目标地址）。4.ST寄存器结构和子程序调用与返回控制信号:调用转移时，PC的当前值（断点)经下面的245送上DBUS，进入ST保存；然后给PC打入子程序入口地址（调用指令携带的目标地址）完成转子程序。返回转移时，返

3、回指令开启ST的输出，并给出PC打入信号（无条件转移），于是ST保存的断点经由DBUS打入PC，实现子程序返回。三、实验内容1、用手动方式实现子程序调用转移过程。(假设转子时PC值为11H,子程序的入口地址为50H)2.用手动方式实现子程序返回转移过程。3.编程实现OUT寄存器交替显示11和55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。(实验箱的工作频率为：114.8Hz。)四、实验步骤K7连STEN，K6连PCOE，K5连ELP，K10K9K8连X2X1X0进入手动模式(TV/ME键按三次)①将PC(11H)存入ST(栈寄存器)stenpcoeelpX2X1X0100000

4、选中IN，数据通过IN送入PCK23~K16：STEP②将PC压入堆栈ST中stenpcoeelpX2X1X0011011STEP③PC改为50HstenpcoeelpX2X1X0100000STEP①将PC加到53HstenpcoeelpX2X1X0101111STEP按三次②程序返回，将ST(11H)的值返回到PCstenpcoeelpX2X1X0100010STEP3、编程实现OUT寄存器交替显示11和55，交替频率为可以清晰辨识，且不小于每秒一次。(实验箱的工作频率为：114.8Hz。)①启动桌面上COMPUTE.EXE软件。②连接通信口：COM1/COM2③点击源程序

5、编写程序：START:MOVA,#11HOUTCALL50HMOVA,#55HOUTCALL50HJMPSTARTORG50HMOVA,#10HL1:SUBA,#01H//每一次减一，减到0为止JZL2//判0条件转移JMPL1L2:RETEND④保存，文件名后需加.asm后缀。⑤编译下载。①全速运行五、实验现象①将PC(11H)存入ST(栈寄存器)显示ST:00PC:11②将PC压入堆栈ST中显示ST:11PC:11③将PC改为50H显示ST:11PC:50④将PC加到53H显示ST：11HPC：53H①程序返回，将ST(11H)的值返回到PC显示ST：11HPC：11H六、

6、实验结论实验结论与PC的+1与转移原理一致。七、建议八、体会这个实验主要是对PC的作用及用法进行实验，通过对PCOE、ELP、STEN、IN、x2、x1、x0等的0、1来实现PC的+1和转移的。PCOE为0的时候实现PC+1，ELP、PCOE为0的时候实现PC的打入，理解了这些再借助于STEN堆栈寄存器来存放PC之前的值，最后把STEN存放的值打回PC中实现PC返回。最后关于COMPUTE.EXE软件的使用，一定要把程序加载到实验箱里才可以，我就是忘记了打开实验箱，最后才发现没开实验箱。还有就是微指令ORG后面跟的是地址，是存放微指令的地址，call调用程序，格式为：call#

7、**H，后面也是地址。总的来说，这次试验还是比较简单的，只要知道原理，再慢慢想，置1或置0，就会做对了。九、思考题若要求11和55各显示50次后停机，应该如何修改程序？答：答：修改的程序如下：ORG00HMOVA,#50L1:MOVR0,AMOVA,#11HOUTCALL20HL2:MOVA,#55HOUTCALL20HMOVA,R0SUBA,#01JZL5JMPL1ORG20HMOVA,#1000HL3:SUBA,#01HJZL4JMPL3L4:RETL5:END