cop实现有符号数排序.docx

1、cop实现有符号数排序沈阳航空航天大学 课 程 设 计 报 告课程设计名称：计算机组成原理课程设计课程设计题目：COP2000实现有符号数的排序院（系）：计算机学院专 业：计算机科学与技术班 级：34010102学 号：2013040101078姓 名：葛轩指导教师：张德园完成日期：2016年01月14日目 录第1章 总体设计方案 21.1 设计原理 21.2 设计思路 21.3 设计环境 2第2章 详细设计方案 42.1 算法与程序的设计与实现 42.2 流程图的设计与实现 5第3章 程序调试与结果测试 93.1 程序调试 9 列举出调试过程中存在的问题 3.2 程序测试及结果分析 9参考文

2、献 11附 录（源代码） 12第1章 总体设计方案1.1 设计原理本次课程设计是利用COP2000指令集进行编程，实现对于内存中10个8bit有符号数（补码形式）的排序。利用冒泡排序法先将内存中的10个有符号的数视为无符号数进行排序；冒泡的原理是先将十个数逐一比较，选出最大的沉底，然后在剩下的数中依次重复上一步骤。然后利用统计十个数中正数的个数设计循环将负数从新排序。1.2 设计思路本次课程设计是对于有符号数排序。可以分解成两部分，一部分是将有符号的数视为无符号的数，对其进行冒泡排序；另一部分是统计十个数中正数的个数设计循环将负数从新排序。1.3 设计环境利用伟福COP2000型计算机组成原理

3、实验仪软件和计算机，在COP2000试验仪软件上编程实现有符号数（补码形式）的排序。伟福COP2000试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。本程序用到的指令集为：（1） 算术逻辑运算指令SUB A，#II-从累加器中减去立即数后加入累加器A中AND A, #II -累加器A“与”立即数IIADD A，#II-累加器A加立即数IIADD A, R？-将寄存器中的数打入到累加器A中（2）数据传送指令MOV R?，#II-将立即数II送到寄存器R?中MOV MM, A -将累加器A中的值送到存储器MM地址中MOV A

4、,#II-将立即数II送到累加器A中MOV R?，A-将累加器A中的值送到寄存器A中MOV A，R?-将寄存器R?的值送到累加器A中MOV A, MM -将存储器MM地址中的值送到累加器A中MOV R?,A-将累计器A的值送到间址存储器中（3）跳转指令JZ MM-若零标志位置1，跳转到MM地址JC MM-若进位标志置1，跳转到MM地址JMP MM-跳转到MMCOP2000计算机组成原理实验软件截图如图1.1所示：图1.1COP2000计算机组成原理软件第2章 详细设计方案2.1 算法与程序的设计与实现本次课程设计采用伟福COP2000实验仪软件和计算机实现有符号数排序的功能，利用伟福COP20

5、00的指令集编程实现。算法具体描述：(1) 将十个有符号数存储到内存中：将10个有符号数存入到内存中，数据存入到内存地址0B0H，0B1H，0B2H，0B3H，0B4H，0B5H，0B6H，0B7H，0B8H，0B9H中。(2) 将十个有符号数视为无符号数利用冒泡排序法排序：首先将10个有符号数视作无符号数进行冒泡排序。冒泡排序算法的运作如下：1. 比较相邻的元素。如果第一个比第二个大，就交换他们两个。2. 对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。在这一点，最后的元素应该会是最大的数。3. 针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。4. 持续每次对越来越少的元素重复上面的

6、步骤，直到没有任何一对数字需要比较。(3) 判断正数数量n:首先设计程序判断有多少个正数，设此时有正数n个。将排序后的数先和80H相与，再减去80H，若此时为0，则判断这个数为负数，若不为0，则判断这个数为正数。(4) 正负数排序:从0BnH取数放到0C0H中，0BnH后继连续地址中存的数均为负数。再在其中设置一个循环程序，循环次数为10-n，以此将10-n个负数依次放到以0C0H开头的地址中。从0B0H开头的地址取出正数放到负数的后面。运算结束。2.2 流程图的设计与实现1.将十个有符号数存储到内存中如图2.2.1所示：图2.2.1存数流程图2.设置冒泡排序循环次数如图2.2.2所示：图2.

7、2.2设置循环次数流程图3.将十个有符号数视为无符号数利用冒泡排序如图2.2.3所示：图2.2.3冒泡排序流程图4.统计十个数中正数数量n如图2.2.4所示：图2.2.4判断正数数量流程图5.将是个数中正负数从新排序如图2.2.5所示：图2.2.5正负数排序流程图第3章 程序调试与结果测试3.1 程序调试问题1 ： 在将排好顺序的数据存储到00地址的内存中解决方法：由于程序一部分会占用00H地址的内存，所以将排好的数据存储到0C0H地址的内存中；问题2 ： 在10个数排序过程后，会出现14个数；解决方法：由于程序排序过程中设定的循环次数大于十个数中的正数的个数，所以将排序过程中后面的循环次数设

8、定为与正数的个数相等；问题3： 此汇编程序具有局限性，只能适应四个负数；解决方法： 统计十个数中正数的个数将其保存到内存中，然后设计循环从新排序。 3.2 程序测试及结果分析软件测试用源程序，COP2000软件，其输入采用立即数方法；测试数据：（1）需排序的有符号数：5,85,84,4,62,89,96,54,46,23 排序后的有符号数：84,85,89,96,4,5,23,46,54,62图3.2.1结果图1（2）需排序的有符号数：98,1,41,32,88,72,66,87,80,5 排序后的有符号数：80,87,88,98,1,5,32,41,66,72图3.2.2结果图2(3) 需排

9、序的有符号数：81,82,83,84,85,86,87,88,89,90 排序后的有符号数：81,82,83,84,85,86,87,88,89,90 图3.2.3结果图3参考文献1 唐朔飞.计算机组成原理(第二版)M.北京:高等教育出版社,20082 王爱英.计算机组成与结构(第四版)M.北京:清华大学出版社,20063 白中英.计算机组成原理(第四版)M.北京:科学出版社,2008附录（源代码）mov a,#20hmov 0b0h,amov a,#87hmov 0b1h,amov a, #25hmov 0b2h,amov a,#21hmov 0b3h,amov a,#95hmov 0b4h

10、,amov a,#41hmov 0b5h,amov a,#46hmov 0b6h,amov a,#51hmov 0b7h,amov a,#63hmov 0b8h,amov a,#93hmov 0b9h,amov a,#9hmov 0d0h,amov a,#0bahmov r1,alun:mov a,#0b0hmov r2,amov a,#0b1hmov r3,aqushu:mov a,r2mov r0,amov a,r3subc a,r0jc jhdizhi:mov a,r2add a,#1mov r2,amov a,r3add a,#1mov r3,asubc a,r1jz overjmp

11、qushujh:mov a,r2mov r0,amov a,r3mov r2,amov a,r0mov r3,ajmp dizhipanduancishu:mov a,r1sub a,#1mov r1,amov a,#0d0hmov r0,amov a,r0sub a,#1mov r0,asubc a,#0jz xianshijmp lunover:jmp panduancishuxianshi:mov a,#0b0hshow:mov r0,amov a,r0outmov a,r0add a,#1mov r0,asub a,#0bahjz kjmp showk:mov a,#0b0hmov r

12、0,amov a,#0b9hmov r1,amov a,#0e0hmov r2,amov a,#0f0hmov r3,amov a,#00hmov 0eeh,amov 0efh,aloop1: mov a,r0 and a,#80h jz loop2 jmp loop3loop2: mov a,0eeh add a,#01h mov 0eeh,a mov a,r0 mov r2,a mov a,r2 add a,#01h mov r2,a mov a,r0 sub a,r1 jz loop4 mov a,r0 add a,#01h mov r0,a jmp loop1 loop3: mov a

13、,0efh add a,#01h mov 0efh,a mov a,r0 mov r3,a mov a,r3 add a,#01h mov r3,a mov a,r0 sub a,r1 jz loop4 mov a,r0 add a,#01h mov r0,a jmp loop1 loop4: mov a,#00h mov r0,a mov r1,a mov r2,a mov r3,a loop5:jmp loop5课程设计总结： 主要从以下几方面总结：1 通过这次课程设计，我学会了COP2000的使用方法和汇编语言的操作，了解了如何通过代码实现实验目的。2 本次课程设计中达到了关于课题的基本要求，开始编辑的时候使用了机器所占的内存的范围，经过后来的多次询问和修改，才慢慢的调试出结果，虽然自己还有很多地方有所不足，但是还是很骄傲。 3 通过这次课程设计深刻的知道了自己编程的能力，尤其是在减缩代码的过程中很苦恼。4 本次课程设计中遇到了很多问题，开始并不想改动，最后静下心来慢慢改，最后成功了。这次课程设计让我明白做事情应该有耐心。特备感谢老师的指导，这次课程设计是我上大学以来收获最大的一次，非常开心能够独立完成这次课程设计指导教师评语：指导教师(签字)： 年 月 日课程设计成绩