《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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