cop实现有符号数排序.docx

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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2

1.1设计原理2

1.2设计思路2

1.3设计环境2

第2章详细设计方案4

2.1算法与程序的设计与实现4

2.2流程图的设计与实现5

第3章程序调试与结果测试9

3.1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

SUBA，#II-----------从累加器中减去立即数后加入累加器A中

ANDA,#II-----------累加器A“与”立即数II

ADDA，#II------------累加器A加立即数II

ADDA,R？

------------将寄存器中的数打入到累加器A中

（2）数据传送指令

MOVR?

，#II----------将立即数II送到寄存器R?

中

MOVMM,A-----------将累加器A中的值送到存储器MM地址中

MOVA,#II------------将立即数II送到累加器A中

MOVR?

，A------------将累加器A中的值送到寄存器A中

MOVA，R?

------------将寄存器R?

的值送到累加器A中

MOVA,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

JZMM---------------若零标志位置1，跳转到MM地址

JCMM---------------若进位标志置1，跳转到MM地址

JMPMM---------------跳转到MM

COP2000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COP2000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2.2.2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,2008

[2]王爱英.计算机组成与结构（第四版）[M].北京:

清华大学出版社,2006

[3]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）

mova,#20h

mov0b0h,a

mova,#87h

mov0b1h,a

mova,#25h

mov0b2h,a

mova,#21h

mov0b3h,a

mova,#95h

mov0b4h,a

mova,#41h

mov0b5h,a

mova,#46h

mov0b6h,a

mova,#51h

mov0b7h,a

mova,#63h

mov0b8h,a

mova,#93h

mov0b9h,a

mova,#9h

mov0d0h,a

mova,#0bah

movr1,a

lun:

mova,#0b0h

movr2,a

mova,#0b1h

movr3,a

qushu:

mova,@r2

movr0,a

mova,@r3

subca,r0

jcjh

dizhi:

mova,r2

adda,#1

movr2,a

mova,r3

adda,#1

movr3,a

subca,r1

jzover

jmpqushu

jh:

mova,@r2

movr0,a

mova,@r3

mov@r2,a

mova,r0

mov@r3,a

jmpdizhi

panduancishu:

mova,r1

suba,#1

movr1,a

mova,#0d0h

movr0,a

mova,@r0

suba,#1

mov@r0,a

subca,#0

jzxianshi

jmplun

over:

jmppanduancishu

xianshi:

mova,#0b0h

show:

movr0,a

mova,@r0

out

mova,r0

adda,#1

movr0,a

suba,#0bah

jzk

jmpshow

k:

mova,#0b0h

movr0,a

mova,#0b9h

movr1,a

mova,#0e0h

movr2,a

mova,#0f0h

movr3,a

mova,#00h

mov0eeh,a

mov0efh,a

loop1:

mova,@r0

anda,#80h

jzloop2

jmploop3

loop2:

mova,0eeh

adda,#01h

mov0eeh,a

mova,@r0

mov@r2,a

mova,r2

adda,#01h

movr2,a

mova,r0

suba,r1

jzloop4

mova,r0

adda,#01h

movr0,a

jmploop1

loop3:

mova,0efh

adda,#01h

mov0efh,a

mova,@r0

mov@r3,a

mova,r3

adda,#01h

movr3,a

mova,r0

suba,r1

jzloop4

mova,r0

adda,#01h

movr0,a

jmploop1

loop4:

mova,#00h

movr0,a

movr1,a

movr2,a

movr3,a

loop5:

jmploop5

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