实验内容及实验报告

云南大学软件学院 2015-2016 学年下学期

《计算机组成原理与汇编语言实验》

实验报告

姓名：

学号：

班级：

序号：

实验内容和成绩表

要求：

1. 每次实验请按规定时间提交打印的实验报告；

2. 对于实验的过程、结果以及实验涉及的知识点应进行必要的分析、说明和总结； 3. 实验内容要求独立完成，发现抄袭，所有涉及者本次实验以零分计算。本实验课程如果有3次及以上零分，则期末总评成绩不合格；

4. 所有试验内容，除源程序、程序结果的截图以外，都要求手

写；

5. 实验报告批改返还后，请自己保留好，期末装订成册一起提交。 6. 每次提交，不需要打印封面，封面只需要在最后装订成册时在打印。

指导教师 (签名):

实验一 80x86汇编语言程序开发环境

1. 汇编语言程序开发的过程，实验步骤如下:

（1）编写汇编语言源程序, 将编写的源程序保存，保存注意扩展名为.asm 。

（2）用MASM 对源文件进行汇编, 产生.OBJ 文件和.LST 文件。若汇编时提示有错, 返回修改源程序后重新汇编, 直至无错误通过。

（3）用LINK 将.OBJ 文件连接成可执行的.EXE 文件。 2. 实验内容：

（1）输入下面的汇编源程序，按要求保存（文件名要求以自己的学号命名），并使用编译、链接的工具（masm/link）对编写的源程序进行编译链接操作；

3. 思考题：

（1）总结开发一个汇编程序需注意的问题；

（2）说明汇编过程产生的扩展名分别为lst 和crf 的文件的功能； （3）简述使用masmplus 进行汇编程序开发的过程；

汇编源程序:

data segment message db 'This is a sample program of keyboard and disply'

db 0dh,0ah,'Please strike the key!',0dh,0ah,'$'

data ends code segment

assume cs:code,ds:data

start: mov ax,data

mov ds,ax mov dx,offset message mov ah,9 int 21h

again: mov ah,1

int 21h cmp al,1bh je exit cmp al,61h jc nd cmp al,7ah ja nd and al,11011111b

nd:

exit: code

mov mov int jmp mov int ends end

dl,al ah,2 21h again ah,4ch 21h start

指导教师 (签名):

实验二 debug调试工具

1. 将下面的程序段输入到地址2000:10开始的内存中，使用文件名（你的学号后6位）.com 保存输入的程

序段, 成功后直接执行（你的学号后6位）.com 程序，给出程序的输出；

jmp 30

db 'hello,asm!software college!',0d,0a,'$' mov ax,2000 mov ds,ax mov dx,12 mov ah,9 int 21 int 20

2. 使用有关debug 命令，将2000：10开始的内存单元初始化为你的学号和姓名拼音（ASCII 码形式）（格

式 学号-姓名拼音）。并使用有关debug 命令进行显示，以验证初始化成功。 3. 在debug 中，如何查看标志寄存器中标志位的取值？使用例子说明。 4. 思考题：

（1）debug 工具可以做什么；

（2）对常用的debug 调试命令进行说明； （3）如何使用debug 对exe 文件进行调试；

指导教师 (签名):

实验三 80x86指令实验

1.. 如图，给出下面各条四则运算和逻辑运算指令的结果，并对结果对验证。

idiv 指令有除法溢出的问题？

2.. 分析解释下图中int 和call 指令执行的过程，给出使用t 命令执行int 和call 指令后cs 、ip 、sp 等3个寄存器的取值并说明原因；并同时给出执行int 和call 指令后将要执行的下一条指令。

3. 在debug 中定义内存单元如下，编程统计下面数据定义中0的个数并保存在al 寄存器中；

E 2000:20 ‘你的学号’

计算机组成原理与汇编元程序设计实验报告

4. 编写程序将内存中的字节数据的位置颠倒过来（即将第1个字节和最后一个字节的内容进行交换，第2个字节和倒数第2个字节的内容进行交换„„），数据定义如下： E 2000:20 ‘你的名字汉语拼音’

说明：

1. 有关的程序段和实验结果，用图片的形式提供；程序段和实验结果的分析写在图片空白的四周。 2. 所有的程序都要求有分析。所有的实验结果要求有说明。

计算机组成原理与汇编元程序设计实验报告

指导教师 (签名):

实验四 80x86伪指令实验

1. 在数据段winder 中定义下面4个变量W A ，WB ，WC ，WD ，并完成有关的操作：

变量WA ：用于保存字符类型数据，初始值为你的学号；

变量WB ：用于保存4个整数类型数据（取值范围为-32768~+32767），初始值全为0； 变量WC ：用于保存12个整数类型数据（取值范围为0~255），不需要初始化； 变量WD ：用于保存4个地址类型数据（偏移地址类型），不需要初始化；

在下面的程序框架中，添加代码，实现下面的功能：

功能1）在winder 逻辑段中按要求定义4个变量；

功能2） 使用有关的汇编指令，在变量WB 分配的空间中保存你学号后5位数据与数据0ABH 做四则运算的结果；(说明：如果运算结果溢出，超过16位二进制的取值范围，只想要保存运算结果的低16位取值)

功能3）使用有关的汇编指令，在变量WC 分配的空间中保存变量W A 、WB 、WC 、WD 的type 、length 、size 运算的结果；

功能4）使用有关的汇编指令，在变量WD 分配的空间中保存变量W A 、WB 、WC 、WD 的偏移地址属性；

程序框架

winder segment org 10h ; 定义变量W A 的语句 org 20h ; 定义变量WB 的语句

org 30h ; 定义变量WC 的语句

org $+10h ; 定义变量WD 的语句

winder ends

cod segment assume cs:cod,ds:winder start: mov ax,winder mov ds,ax ; 实现 功能2）的代码 ; 实现 功能3）的代码

; 实现 功能4）的代码 mov ah,4ch int 21h cod ends end start

要求：

1. 在源程序空白位置，对源程序进行必要的注释。

2. 将源程序以你学号后6位为文件名进行保存，并进行编译、链接生成exe 文件，使用debug 调试工具对exe 文件进行调试，提供exe 文件反汇编的截图，在截图空白位置，对各个功能的结果进行分析说明。

指导教师 (签名):

指导教师 (签名):

实验五 80x86汇编语言程序设计

1. 按要求编写一个汇编语言程序，实现下面的功能：

1）在计算机屏幕上输出自己的学号和姓名拼音； 2）在计算机屏幕上输出99乘法表。 1*1=1 1*2=2 1*3=3„„1*8=8 1*9=9 2*1=2 2*2=4 2*3=6„„2*8=16 2*9=18 3*1=3 3*2=6 3*3=7„„3*8=24 3*9=27 „„ „„ „„

8*1=8 8*2=16 8*3=24 „„8*8=64 8*9=72 9*1=9 9*2=18 9*3=27 „„9*8=72 9*9=81

3）从键盘输入任意两个一位10进制数据，按99乘法表的格式输出这两个数据的乘法运算表达式；

2. 编写设计一个2，10，16进制的码制转换程序，程序输入某进制的数据，转换为其他两种进制数据输出，要求：

1) 程序可以输入＜65536的任意进制的数据；

2) 保证输入的数据为正确的进制数据，如果输入不正确，给出错误提示，然后要求重新输入；（比如要输入10进制数据，输入的必须是0-9，如果输入其他，则错误）

3）程序执行输入输出的时请先给出一定的提示，比如“please input 4 bit decimal number:” “output decimal data:”等；

要求：

1. 提供算法与程序框图；

2. 提供源程序，在源程序空白位置，对重要的源程序进行必要的注释；

3. 将源程序以你学号后6位为文件名进行保存，并进行编译、链接生成exe 文件，执行生成的exe 文件，并验证程序的各个功能；提供截图，在截图空白位置，进行简单的说明；

指导教师 (签名):

实验六 运算器实验

I 、采用开关控制操作方式进行实验

为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。 1. 按图接线图接线：

连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

2 . 通过数据输入电路的拨开关开关向两个数据暂存器中置数：

注意：本实验中ALU-G 和C-G 不能同时为0，否则造成总线冲突，损坏芯片！故每次实验时应时刻保持只有一路与总线相通。

1）置ALU-G ＝1，关闭ALU 的三态门Ｕ31(74LS244)，再置C-G=0，打开数据输入电路的三态门；

2） 向数据暂存器LT1（Ｕ27，74LS273）中置数:

(1) 设置数据输入电路的数据开关“D ７……D0”为想要输入的数值，如“0101 0101‖; (2) 置LDR1＝1，使数据暂存器LT1（Ｕ27，74LS273）的控制信号有效，置LDR2＝0，使 数据暂存器LT2（Ｕ28，74LS273）的控制信号无效；

（3）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，给暂存器LT1（Ｕ27，74LS273）送时钟，上升沿有效，把数据存在LT1中。

3）向数据暂存器LT2（Ｕ28，74LS273）中置数:

(1) 设置数据输入电路的数据开关“D ７……D0”为想要输入的数值，如“1010 1010‖； (2) 置LDR1＝0，数据暂存器LT1的控制信号无效，置LDR2＝1，使数据暂存器LT2的控制信号有效。

(3) 按一下脉冲源及时序电路的“单脉冲”按钮，给暂存器LT1（Ｕ27，74LS273）送时钟，上升沿有效，把数据存在LT2中。

(4) 置LDR1＝0、LDR2＝0，使数据暂存器LT1、LT2的控制信号无效。

4）检验两个数据暂存器LT1和LT2中的数据是否正确：

（1）置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU 的三态门 ； （2）置“S3S2S1S0M ”为“11111”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的数 “0101

0101”，表示往暂存器LT1置数正确；

（3）置“S3S2S1S0M ”为“10101”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中的数“1010

1010” ，表示往暂存器LT2置数正确。 3． 验证74181的算术和逻辑功能:

按实验步骤2往两个暂存器LT1和LT2分别存十六进制数“34H ”和“B6H ”，在给定LT1=34H、LT2=B6H的情况下，通过改变“S3S2S1S0MCn ”的值来改变运算器的功能设置，通过数据总线指示灯显示来读出运算器的输出值F ，填入下表中，参考表1－1的功能表，分析输出F 值是否正确。

74181功能表见表1－1，其中符号“＋”表示逻辑“或”运算，符号“*”表示逻辑“与”运算，符号“/”表示逻辑“非”运算，符号“加”表示算术加运算，符号“减”表示算术减运算。

4．验证带进位控制的算术运算功能发生器的功能：

1）进位标志CY 清零：

进位标志指示灯CY 初始状态为灭，表示当前进位为“1”，可按如下步骤对它进行清零操作。

（1）置S3 S2 S1 S0 M＝“00000”，AR ＝0（AR 为进位控制信号）；

（2）按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】按钮，进位标志指示灯CY 亮，表示当前进位为“0”。

2）验证带进位运算及进位的锁存功能：

（1） 首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。 （2） 置ALU-G ＝1，关闭ALU 的三态门Ｕ31(74LS244)，再置C-G=0，打开数据输入电路的三态门；置数据输入电路的数据开关“D ７……D0”＝“1000 0000”， 置 LDR1＝1，使数据暂存器LT1（Ｕ27，74LS273）的控制信号有效，置 LDR2＝0，使 数据暂存器LT2（Ｕ28，74LS273）的控制信号无效，按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】往暂存器LT1存入数据“1000 0000”。

（3） 置数据输入电路的数据开关“D ７……D0”＝“0111 1111‖， 置 LDR1＝0，使 数据暂存器LT1（Ｕ28，74LS273）的控制信号无效， 置 LDR2＝1，使数据暂存器LT2（Ｕ27，74LS273）的控制信号有效，按一下脉冲源及时序电路的【单脉冲】往暂存器LT2存入数据“0111 1111‖，然后置LDR2＝0，使数据暂存器LT2（Ｕ27，74LS273）的控制信号无效，准备执行下一步操作。

（4） 置C-G=1，关闭数据输入电路的三态门，然后再置ALU-G=0，打开ALU 的三态门，置“S3S2S1S0M ”为“11111”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT1中的数“1000 0000”，表示往暂存器LT1置数正确；置“S3S2S1S0M ”为“10101”，数据总线显示灯显示数据暂存器LT2中的数“0111 1111” ，表示往暂存器LT2置数正确。

（5） 置ALU-G=0（注意先使C-G=1），S3S2S1S0M=“10010”， Cn=1，不带进位操作，AR=0，参考表1－1可知此时执行“F=A加B ”操作，数据总线上显示 “1111 1111 ”，即“1000 0000”加“0111 1111‖的结果。保持LDR1＝0和LDR2＝0，检查是否产生进位溢出，按一下【单脉冲】，进位指示灯CY 亮，表示无进位溢出；

（6） 置ALU-G=0（注意先使C-G=1），S3S2S1S0M=“10010”， Cn=0，即当前进位为1， AR=0，参考表1－1可知此时执行“F=A加B 加1”操作，数据总线上显示 “0000 0000 ”，

即“1000 0000”加“0111 1111‖加“1”的结果， 保持LDR1＝0和LDR2＝0，检查是否产生进位溢出，按一下【单脉冲】，进位指示灯CY 熄灭，表示有进位溢出； II 、PC 机联机操作方式实验 1． 实验连线：

2． 实验连线图与采用单片机键盘操作方式实验连线图一样，如图1－6所示。

3． 实验步骤

1). 将实验系统与计算机串口用实验系统的通讯电缆连接; 3). 打开实验系统上的电源开关，启动实验软件：

启动过

程为开始菜单→程序→计算机组成原理试验系统→计算机组成原理试验系统，也可以为该系统软件在桌面上建立快捷方式；

根据提示设置相应参数(下图):（本系统为8位机）

选择与计算机相连的串口，按【确定】进入下一步骤。

4). 在下面的界面中，按【确定】后，再按键盘上【联机】键，系统监控指示灯上显示

【Pc-Con 】，然后显示【8】，表示联机通讯成功，如果没有显示【Pc-Con 】就显示【8】，则联机通讯没有成功，可检查系统。

5). 联机通讯成功后，自动进入实验选择界面：

点击试验一前面的“＋”号，再点击试验说明，查看试验步骤过程，然后点击试验步骤，出现下面的界面：

(1). 在数据总线上输入有效十六进制数据，按"Ldr1" ，数据送入暂存器1，观察数据的走向； (2). 在数据总线上输入有效十六进制数据，按"Ldr2" ，数据送入暂存器2，观察数据的走向； (3).参考实验一的功能表表1－1，在S3...Cn 上输入有效数据组合，然后点击其上面的红色区域进行运算，运算器按规定进行运算，运算结果送入三态门，观察数据的走向；

(4). 按"ALUG" ，运算结果送入数据总线，观察数据的走向，观察数据总线指示灯显示的结果是否正确。

计算机组成原理与汇编元程序设计实验报告

指导教师 (签名):

实验七 储存器实验

Ⅰ、采用单片机键盘操作方式进行实验

在进行单片机键盘控制实验时，必须把K4开关置于“OFF ”状态，否则系统处于自锁状态，无法进行实验。

1. 实验连线：

实验连线图如图3－4所示。

连线时应按如下方法：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

图3－4 实验三键盘实验接线图 2．写数据：

在监控指示灯滚动显示【CLASS SELECt】时按【实验选择】键，显示【ES--_ _ 】输入03或3，按【确认】键，监控指示灯显示为【ES03】，表示准备进入实验三程序，也可按【取消】键来取消上一步操作，重新输入。再按【确认】键，进入实验三程序， 监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入1, 表示准备对RAM 进

行写数据，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。按 【确认】键，监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”按【确认】键，监控指示灯显示【dAtA 】，提示输入写入存储器该地址的数据（2位16进制数），输入“33”按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE 】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM 一条数据的输入，数据总线显示灯（绿色）显示“0011 0011”，即数据“33”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”，监控指示灯重新显示【Addr- -】，提示输入第二条数据的2位

表3－1 实验三数据表 3．读数据及校验数据：

按【取消】键退出到监控指示灯显示为【ES03】，或按【RST 】退到步骤2初始状态进行实验选择，在监控指示灯显示【ES03】状态下，按 【确认】键，监控指示灯显示为【CtL= - -】，输入2, 表示准备对RAM 进行读数据，在输入过程中，可按【取消】键进行输入修改。按 【确认】键，监控指示灯显示【Addr- -】，提示输入2位16进制数地址，输入“00”，按【确认】键，监控指示灯显示【PULSE 】，提示输入单步，按【单步】键，完成对RAM 一条数据的读出，数据总线显示灯（绿色）显示“0011 0011”，即数据“33”，地址显示灯显示“0000 0000”，即地址“00”，监控指示灯重新显示 【Addr- -】，重复上述步骤读出表3－1的所有数据，注意观察数据总线显示灯和地址显示灯之间的对应关系，检查读出的数据是否正确。

注意：6116为静态随机存储器，如果掉电，所存的数据全部丢失！ Ⅱ、采用开关控制操作方式进行实验

本实验中所有控制开关拨动，相应指示灯亮代表高电平“1”，指示灯灭代表低电平“0”。

为了避免总线冲突，首先将控制开关电路的所有开关拨到输出高电平“1”状态，所有对应的指示灯亮。 连线时应注意：对于横排座，应使排线插头上的箭头面向自己插在横排座上；对于竖排座，应使排线插头上的箭头面向左边插在竖排座上。

1． 按图3－5接线图接线：

图3－5 实验三开关实验接线图

2．往存储器写数据：

以往存储器的（FF ） 地址单元写入数据“AA ”为例，操作过程如下：

(操作) (显示) (操作) (显示) (操作)

(显示) (操作)

2． 按上述步骤按表3－2所列地址写入相应的数据

表3－2

4. 从存储器里读数据：

以从存储器的（FF ） 地址单元读出数据“AA ”为例，操作过程如下：

(操作) (显示) (操作) (显示) (操作) (显示)

4． 按上述步骤读出表3－2数据，验证其正确性。

计算机组成原理与汇编元程序设计实验报告

指导教师 (签名):

实验八 80x86汇编语言程序综合设计

设计一个功能完善的学生成绩管理系统，每个学生成绩按下面的标准格式保存： 姓名（汉语拼音） 学号（6位数字） 专业（拼音） 语言成绩 数学成绩 英语成绩

1）管理系统要求使用密码登录；初始密码设置为你学号的后6位数字，登录后管理员可以修改密码；密码以加密形式保存；（20%）

2）系统要求提供一下的功能：

（1）显示功能：显示系统中所有学生的信息；（10%） （2）数据录入功能：在系统中增加新学生的信息；（10%）

（3）删除功能：可以根据给定的学号将学号指定的学生的信息删除；（10%） （4）查询功能：可以使用学号、姓名查询学生的信息，并将查询的信息显示；（20%）

（5）统计功能：按照各科成绩先高后低的顺序输出全部学生的排名；计算输出各科成绩的平均分；各名学生的平均分；（20%）

（6）程序要求菜单控制；程序能够处理基本的错误信息；退出系统的功能键是ESC 键；（10%）

要求：

1. 提供算法与程序框图；

2. 提供源程序，在源程序空白位置，对重要的源程序进行必要的注释；

3. 将源程序以你学号后6位为文件名进行保存，并进行编译、链接生成exe 文件，执行生成的exe 文件，并验证程序的各个功能；一个功能验证后提供一个截图，在截图空白位置，进行简单的说明；