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V 1.0
计算机组成与结构
实验指导书
(试用稿)
编写： 张锦
校核：______
湖南大学软件学院 2006年9月
计算机组成与结构实验指导书
目 录
一、 实验教学目标 ................................................................................................................. 1 二、 实验教学主要内容 ......................................................................................................... 1 三、 实验要求 ......................................................................................................................... 1 四、 评分细则 ......................................................................................................................... 2 五、 课堂实验项目 ................................................................................................................. 4
1. 实验一 汇编编译器的使用及程序调试（必做） ............................................... 4 2. 实验二 非压缩/压缩十进制码转换程序的设计与实现（必做） ...................... 12 3. 实验三 顺序程序设计（选做） ......................................................................... 14 4. 实验四 分支程序设计（选做） ......................................................................... 17 5. 实验五 循环程序设计（选做） ......................................................................... 20 6. 实验六 字符输入/输出程序设计（选做） ........................................................ 23 7. 实验七 字符串操作程序设计（选做） ............................................................. 25 8. 实验八 栈操作程序设计（选做） ..................................................................... 27 9. 实验九 I/O程序设计（选做）........................................................................... 29 10. 实验十 中断处理程序设计（选做） ................................................................. 32 11. 实验十一 数值乘除运算程序设计（选做） ..................................................... 35 12. 实验十二 过程调用程序设计（选做） ............................................................. 37 13. 实验十三 WinDLX使用及WinDLX汇编语言（必做） ................................ 42 14. 实验十四 程序相关性问题分析（选做） ......................................................... 47 15. 实验十五 矩阵相乘程序及优化（选做） ......................................................... 49 六、 附录 ............................................................................................................................... 50
附录一：8088/8086的体系结构 ........................................................................................... 50 附录二：8088/8086的指令系统 ........................................................................................... 54 附录三：DLX汇编指令 ....................................................................................................... 65
I
计算机组成与结构实验指导书
一、 实验教学目标
课程实验是整个课程教学的重要组成部分。在课程讲授的过程中，课程实验起着加深对课程内容的理解，加速对知识由感性认识到理性认识过程的转化，在对知识的完整和深入地理解过程中起着不可替代的作用。本实验教学大纲的目的是通过具有针对性的实验，使学生对计算机的组成结构、运行流程以及提高计算机性能的经典方法有比较清晰和深入的认识，并为后续课程的学习打下良好的基础。
二、 实验教学主要内容
本课程实验结合软件工程专业的学习特点进行设计，先从较低级的汇编语言方面出发对计算机中底层指令的执行进行分析和理解，进而再利用WinDLX从较高层的观点对如何优化计算机性能进行分析。本课程实验由相对独立，但又紧密结合的部分组成，构成较为完整的课程实验体系。课程实验目前包括如下2个部分：汇编语言实验部分和计算机性能优化模拟部分。其中：汇编语言试验部分设计了几组由易到难的几个实验，目的是使得学生对汇编语言的运行有一个比较清晰的认识，通过这组试验同学们可以对低级的计算机语言有一个比较直观的认识，通过这部分实验的训练，使得同学们基本达到软考中软件设计师级别中对汇编语言方面的要求；计算机系统的性能优化和提高一直是研究的热点，通过这组实验，要求同学们掌握WinDlx这个模拟软件，并能够结合课程内容对流水线这种优化策略有一个更为深刻的理解，激发同学对课程内容的学习兴趣，在此基础之上，同学们可以进一步掌握相关的模拟工具。
三、 实验要求
? 共开出2类15个实验项目（汇编类和体系结构类分别包括12个和3个项目），
其中包括12个课内实验项目和3个为课外实验项目（课后选做）； ? 课内实验项目中，有4个为必做项目，共占24个学时，另还需在剩下的课内实验项目中选择几个进行实验（选择时请注意每个项目的先做实验项目要求），要求选做的实验项目学时之和不得低于8个学时，否则将按比例扣分； ? 每人一组独立进行上机实验，实行开放式实验教学； ? 每次实验前要进行预习。
? 实验时自行进行程序的调试、编译和执行过程。
? 每个实验项目文件放入一个文件夹中，文件夹命名规则统一为：学号_实
验编号（若一个项目中有多个文件，则依次命名为：学号_实验编号_序号）。 ? 一旦发现抄袭行为，则该实验项目计0分。
? 每个实验代码调试成功后，应及时让实验指导老师给予检查和登记。
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? 实验结束后按时提交实验卡、实验报告，以及源程序。
? 提交源程序时应提交全部的实验文件，包括asm文件、obj文件和exe文
件等，然后将项目文件夹中压缩打包后提交（压缩包的名称和项目文件夹名称相同）。
四、 评分细则
实验总分值 课堂实验项目名称 分值 100（所做实验项目分值的平均值） 评分标准 备注 汇编编译器的使用及程序调试 100 掌握Masm、Link和Debug的使用；输入一个简单的程序，利用Masm和Link将其编译为可执行程序；使用Debug查看程序的机必做 器代码；（80％） 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 通过移位指令完成十进制数转换试验；理解汇编语言中最基本的顺序程序设计方法；进必做 一步熟悉Debug调试程序的方法（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 利用汇编语言求解融合多种运算的复杂数学表达式的值；理解和掌握顺序程序设计方必做 法（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 设计并实现一个基于汇编语言分支程序；掌握利用相关的汇编指令设计不完全分支、完选做 全分支和多分支的方法（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 设计并实现一个基于汇编语言的循环程序；掌握利用相关的汇编指令设计WHILE型和选做 DO-WHILE型循环设计的方法（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 设计并实现一个基于汇编语言的字符输入输出出程序；掌握汇编语言中进行数据传送选做 的指令（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 设计并实现一个基于汇编语言的字符串操作程序；掌握利用相关的汇编指令设计字符选做 串操作程序的基本方法（80％）； 实验报告编写认真详细，按时上交（20％）。 设计并实现一个基于汇编语言的栈操作程序；掌握汇编语言中利用栈数据结构的实现湖南大学软件学院
非压缩/压缩十进制码转换程序的设计与实现 100 顺序程序设计 100 分支程序设计 100 循环程序设计 100 字符输入/输出程序设计 100 字符输入/输出程序设计 100 栈操作程序设计 100 选做 2