计算机系统实验二 LC-3机器码编程试验

Posted 2021-09-01 上山打老虎D

实验二 LC-3机器码编程试验

• 实验目的：
• 实验内容:
• 实验要求：
• 实验步骤
• 实验结论：

实验目的：

1. 熟悉和理解LC-3的机器指令格式。
2. 进一步掌握在LC-3仿真平台下机器代码的设计输入和调试过程。
3. 掌握利用机器语言解决问题的思路，加深对底层硬件的理解。

实验内容:

利用LC-3的机器代码计算一个16位的字中有多少位是’1’程序从x3000开始，需计算的字存储在x4000，计算的结果存储在x4001

实验要求：

1. 分析和理解试验指定的需解决问题。
2. 利用LC-3的机器代码设计实现相关程序。
3. 通过LC-3仿真器调试和运行相关程序并得到正确的结果。

实验步骤

1. 编写代码
由于要实现检测多少位有1，因此不难想到，可以利用检测正负的方法，检测最高位的数字是否为1，再讲左移一位，并继续检查，直至数值大小为零时，即检测结束。因此在LC3Edit中输入以下代码：

0011000000000000; 从0X3000开始
1010 001 000001001; LDI,R1,PC+9
0101 010 010 1 00000; AND R2 R2 #0
0001 001 001 1 00000; ADD R1 R1 #0
0000 010 000000100; BRz PC+4
0000 001 000000001; BRp PC+1
0001 010 010 1 00001;  ADD R2 R2 #1
0001 001 001 0 00 001; ADD R1 R1 R1
0000 111 111111010; 无条件跳回前5步
1011 010 000000010; STI R1,PC+0
1111000000100101; halt
0100000000000000; 0X4000
0100000000000001; 0X4001

程序运行思路如下：
即将要检测的数字从地址0X4000中放入R1中，用R2存放1的个数。
①将R2清零。
②判断R1正负，如果是正的R2就加一
③将R1左移一位
④判断如果R1等于零就结束程序，并将R2的值存入0X4000；若不为0则返回②

2. 运行代码
打开simulator，并运行

并使用Set Value给0X4000赋值，这里以56A1展示，并点击运行后得到如下结果：

即56A1中共有7个’1’答案正确。
程序顺利实现

实验结论：

通过本次实验对LC3代码的编写我掌握了处理器仿真工具LC-3软件的编码和使用方法，学会了在LC-3仿真环境下如果编写自己想要的程序，并实现程序运行的方法。
在实验中也遇到了一些困难，如最开始将地址错误的放入程序中，以至于地址被当成指令执行，经过对程序指令顺序的调整，成功解决了这一问题，最终程序顺利得以实现。