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组成原理阶乘指令设计

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计算机科学学院课程设计报告
课程计算机组成原理
题目 ADM指令的设计
年级2009级
专业计算机科学与技术
学号学生
任课教师汪红
2012年2月29日
课程设计
题目
ADM指令的设计
验收时间2012年2月
29
验收
地点
9#307
指导
教师
汪红
小
组
成
员
具体分工备注
兰伟
东
ADM DR指令设计及实施
课题总体设计思想概述设计思想：
这条指令的设计是按照公式n!=n*n-1*n-2*..*2*1来进行设计的，指令设计的初定目标是利用R6的寄存器来进行存储n，同时在程序内部利用R1,R7来进行循环次数限制，在循环的时候每次循环R7都会减一，加到DR里面，一直循环到R7为0时Z标志位为1，作为依据跳出循环转入微地址30进行公操作。

实验平台：
基于TH-UNION的微程序仿真设计平台
Windows7系统TEC2000教学机仿真软件
课题设计目的和原理实验目的：
1、本次课题的设计题目是设计一条指令实现n!=n*n-1*n-2*..*2*1并存入DR功能。

2、通过本实验进一步了解微指令的设计方式和运行方式，指令寻址方式，指令的编排。

3、通过指令扩展设计实验来了解指令格式，指令的分类，与硬件之间的关系。

实验原理：
通过微程序的操作码来设计入口地址，然后根据设定功能来设计微指令，并在微程序的最后转到30公操作。

其中由于在微指令里面利用A口B口来进行数据的存取很方便，因此数据来源设定R6 R7, R7 R1为循环控制单位。

课题设计方案实验设计：
1、指令功能：ADM指令的设计功能为n!=n*n-1*n-2*..*2*1。

2、设计的指令格式：设计方案就是利用R9来进行存储，因此指令只需
要一个操作数即DR来进行数据存储，助记符确定为DM，带一个操作数，因此对
照TEC2000的16位机的指令类型表可知ADM的操作类型是23。

3、指令的操作码：指令内部用到的跳转是JRZ，即当Z=1的时候，微
指令跳转到指定地点，因此设计指令的时候确定操作码的最后两位为10，所以操
作码定为F2，入口确定为EF，该指令为单操作数指令，翻译为二进制显示IR为
11110010XXXX00000，XXXX为DR字段，由具体环境确定。

4、指令的规范：设计的时候要先确定两点，R6，R7里面存放数据，DR里面为0，指令简化为：F0将R6的数据减一到R6里面，F1将R9的值送到R8,F2将R7的数据减一到R7里面，F4将R7的数据减一到R1，F5将R8+R9送到R9,F6是R1-1 →R1并置Z位，F7是判断Z标志位是否为0，为1的时候将跳转到F5，F9是将R6-1送到R6，FA判断Z标志位是否为0，为1的时候将跳转到F1这样程序就循环进行来进行阶乘。

5、微程序的执行流程图
无中断
02 MEM→IR
03 MAP
F1 R9→R8
F4 R7-1→R1
EF
F0 R6-1→R6
31 PC→AR PC+1→PC
30 STR→Q 判中断
F2 R7-1→R7
F8
F5 R8+R9→R9
F6 R1-1 →R1并置Z位
F7判断并跳转到F5
F9 R6-1 R6
FA判断是否到F1
FB把R9的值转到DR然后跳转到30
设计的微指令机器码以及在ROM内的存储形式，设计的ROM包括从EF开始到FB结束
本次微程序的使用要求为R6,R7为M的存储寄存器，DR必须先置0，以R0为DR作为例子设计微程序的一段测试程序为：
课题测试方案测试方案：
利用上述的测试程序和Rom来进行程序测定
1、导入设计好的ROM，并加载SCC_gal和监控程序
2、导入汇编程序和扩展指令的文件
3、交叉汇编出现成功，说明扩展指令的文件加载成功
4、单指令执行到ADM DR对应的11110010的IR，然后单步执行查看指令的入口和循环是否出现问题
理论值：
本实验理论结果应为R0寄存器内存储000A数据Z标志位置1
测试结果：
交叉汇编结果：
运行结果：
测试结果：R0内存储为0006 ，Z标志位为0与理论值相同
测试结果分析：DR字段在指令码里是R0，结果3*2*1=6所以R0=000A由于设置的R1 ,R 6作为循环控制，当R1,R6自减为0时，Z标志位置1，程序结束跳转到30转为公操作
错误及结果分析本次试验遇到的错误很少，基本都是关于指令的跳转问题：
1、由于JRNZ JRZ JRC JRNC的指令码都是一样的，这样在选择跳转的时候就是必须根据硬件来选择，这是询问老师获知，与操作码相关，这样就好设定了
2、运算的时候忽视了SST的功能，导致运算的时候CZ两个标志位无法及时设定，导致无法进行跳转后期注意设定，无错误
课题设计心得实验心得体会：
1、微程序是由微指令组成，微指令的内部又是由各个单个的指令组合而成。

2、微程序的设计，最重要的就是操作码的选择和指令入口，这样设计程序就会按照我们的思路走下去。

3、条件跳转由于设计初期的设定是条件不满足的时候跳转，那样理解的时候应该反过来思考使用。

4、程序设计的功能要建立在硬件支持上，很多功能是实现很困难和根本无法实现的。

计算机科学学院
本科课程设计量化评分标准
(计算机系统结构类)
学生姓名：指导教师：汪红年级和专业： 09计算机科学与技术指标最高分评分要素评分
方案设计20
课题明确；总体功能描述及总体电路框图清
楚；课题分工明确，分功能概述及电路接线图
清晰；测试方案合理可行，理论结果正确。

调试20 平台使用熟练；电路信号控制正确；测试数据设置得当；仿真熟练，结果完整。

验收20 经过自行调试之后，确认一切准备就续即可请求老师给予验收。

一次验收通过最高可给20分，两次验收方能通过则最高只能给10分，依次减少。

正式报告20
报告规范整洁，内容完整；课题设计原理及过
程描述清楚；电路总体框图、电路逻辑接线图、
各类测试表格等绘制清晰、准确；用户使用说
明书规范、明确。

课程设计小结20
对课题设计结果进行分析，提出改进思路；对
课程设计整个过程进行深入总结，写出深刻详
细的设计心得；列出设计过程中所采用的参考
文献；团队合作良好，遵守实验纪律。

总分
注：
①本评分标准适用于计算机系统结构类专业课程；
②总分满分为100分，成绩参考标准为：优秀（100>X≥90）；良好（90>X≥
80）；中等（80>X≥70）；及格（70>X≥60）；不及格（X<60）；。

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用汇编语言查表法编写1位十进制的阶乘

用汇编语言查表法编写1位十进制的阶乘

用汇编语言查表法编写1位十进制的阶乘要求：若在内存中有一阶乘表，例如０！～７！，在内存的某一单元中给定了一值（范围０～７）要通过查表找出它的阶乘值。

一、设计目的：a.熟练掌握汇编语言的设计方法b.检验自己的所学知识c.熟悉使用汇编语言来实现常用的程序结构的方法，以便更科学，更合理的完成各种设计目标d．熟练掌握汇编语句中使用的操作数、操作符和运算符，伪指令的种类和用法等二、实验设备：计算机一台三、设计原理仔细分析题目，结合所学知识，决定用顺序程序设计。

有输入有输出，用int 21用的1号和9号功能分别进行输入和显示输出。

由于从int 21的1号功能从键盘读入的是数字的ASCII码，因此需要转换成相应的数字。

关于阶乘的结果用定义7个字节数组，然后进行调用来实现。

四、程序设计：（模块用流程图）五、拓展应用适用范围由此阶乘表可以扩展到平方表、立方表的设计，可以应用到计算器，计算机。

六、结束语通过本次实验，对所学知识有了更深的理解。

每一次的成功必须经过无数次的尝试，程序的调试很重要，要有耐心。

设计一个程序，特别要注意的是画程序流程图，流程图对设计程序很有帮助。

不画流程图，直接写程序，这样很容易出现漏洞，会造成逻辑上的混乱。

纸上得来终觉浅，绝知此事要躬行。

七、附录A（源程序）DATA SEGMENTTABLE DW T1,T2,T3,T4,T5,T6,T7T1 DB '!=1$'T2 DB '!=2$'T3 DB '!=6$'T4 DB '!=24$'T5 DB '!=120$'T6 DB '!=720$'T7 DB '!=5040$'DATA ENDSstack segment stack'stack'db 100 dup(?)stack endsCODE SEGMENTASSUME DS:DATA, CS:CODE , SS:STACK START: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AH,01HINT 21HSUB AL,30HDEC ALSHL AL,1XOR AH,AHMOV BX,AXMOV DX,[BX ]MOV AH,09HINT 21HMOV AH,01HINT 21HMOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START九、实验结果显示：十、附录B（参考文献）《微机原理与接口技术实用教程》温阳东主审杨帮华马世伟王建刘廷章编著清华大学出版社《汇编语言程序设计》耿秀华主编重庆大学出版社《微机原理与应用》新世纪闯关丛书编委会编著西北工业大学出版社《专升本汇编语言程序设计》孙一林编著高等教育出版社《新一代汇编语言程序设计》曹加恒苏光奎许先斌吕慧编著高等教育出版社。

阶乘操作实例解析

阶乘操作实例解析

阶乘操作实例解析求一个数的阶乘（64位结果）用ARM汇编语言设计程序实现求20！（即20的阶乘），并将其64位结果放在[R9：R8]中。

（R9中存放高32位）解：程序设计思路：64位结果的乘法指令通过两个32位的寄存器相乘，可以得到64位的结果，每次循环相乘中，我们可以将存放64位结果两个32位寄存器分别与递增量相乘，最后将得到的高32为结果相加。

程序设计流程图如下：程序代码如下：在ARM集成开发环境下编程ADS：AREA Fctrl,CODE,READONLY;声明代码段FctrlENTRY;标识程序入口CODE32 ;声明32位ARM指令STARTMOV R8,#20 ;低位初始化MOV R9,#0 ;高位初始化SUB R0,R8,#1 ;初始化计数器LoopMOV R1,R9 ;暂存高位值UMULL R8,R9,R0,R8 ;[R9:R8]=R0*R8MLA R9,R1,R0,R9 ;R9=R0*R0+R9SUBS R0,R0,#1 ;计数器递减BNE Loop ;计数器不为0继续循环StopB StopEND ;文件结束程序执行后输出结果是：R8=0x82B40000R9=0x21C3677C实例1.（4.4.2简单程序设计）实现存放在存储器的两个32位变量X、Y的加法，它们分别保存在0x90010、0x90014，结果Z也保存在存储器、其地址为0x90018。

AREA EX4_41,CODE,READONLY ；定义段属性伪指令标志了此段程序名字为EX4_41为代码段（CODE）只读属性ENTRY ；程序入口CODE32 ；32位ARM程序段START LDR R0,=0X90010 ；将地址保存到R0中LDR R1,[R0],#4LDR R2,[R0],#4 ;后索引立即数寻址每次取值后会自动修改寄存器+4 依次提取到寄存器中的值载入R1、R2；最终R0指向0x90018存放结果ZADD R1,R1,R2 ；加法指令R1+R2保存到R1中 ARM体系只能对寄存器操作STR R1,[R0] ；保存到R0所指向的存储器空间此时的R0经过了两次修改B START ；分支语句无条件跳回到START标号处END ；程序结束程序采取后索引方式寻址，后索引每次取地址后地址自动加上或减去每一数。

计算机原理课程设计阶乘

计算机原理课程设计阶乘

计算机原理课程设计阶乘一、课程目标知识目标：1. 学生能理解阶乘的概念，掌握计算阶乘的基本方法。

2. 学生能了解计算机中循环结构的应用，理解递归算法在计算阶乘中的实现过程。

3. 学生掌握计算机程序设计中阶乘相关问题的解决方法。

技能目标：1. 学生能运用所学知识编写计算阶乘的程序，具备一定的编程实践能力。

2. 学生能通过分析、设计、调试程序，提高问题解决能力和逻辑思维能力。

3. 学生能够运用递归思想优化计算阶乘的算法，提高编程技巧。

情感态度价值观目标：1. 学生对计算机科学产生兴趣，树立探究精神和创新意识。

2. 学生通过团队协作解决问题，培养沟通能力和团队精神。

3. 学生在解决问题的过程中，形成严谨、细致、负责的学习态度。

课程性质：本课程为计算机原理课程设计，旨在让学生通过实际操作，掌握计算阶乘的基本原理和方法，提高编程实践能力。

学生特点：本课程针对的是高年级学生，他们已经具备了一定的计算机编程基础，具有较强的逻辑思维能力和问题解决能力。

教学要求：课程要求学生在理解阶乘概念的基础上，学会编写计算阶乘的程序，并能对算法进行优化。

同时，注重培养学生的团队协作能力和创新精神。

通过本课程的学习，使学生能够将所学知识应用于实际问题中，提高综合运用能力。

二、教学内容1. 阶乘概念及其性质- 阶乘定义- 阶乘的数学性质2. 计算阶乘的方法- 递推法- 递归法- 循环法3. 计算机程序设计中的阶乘实现- 编程语言的选择- 阶乘程序设计- 程序调试与优化4. 阶乘应用案例- 阶乘在数学问题中的应用- 阶乘在计算机科学中的应用5. 教学案例分析与讨论- 案例展示- 案例分析与讨论- 团队协作解决问题教学内容安排与进度：第一课时：阶乘概念及其性质，学习阶乘定义和数学性质。

第二课时：计算阶乘的方法，学习递推法、递归法和循环法。

第三课时：计算机程序设计中的阶乘实现，进行编程实践和程序调试。

第四课时：阶乘应用案例，探讨阶乘在数学和计算机科学中的应用。

c语言阶乘

c语言阶乘

c语言阶乘C语言是一种通用的、面向过程的、度可控的编程语言，它非常适用于编写特殊应用和高效率的程序。

其中有一个经典的用法就是阶乘的编程实现，本文将简要讲解C语言如何实现阶乘的编程。

首先，需要了解C语言是什么，它是一种计算机程序设计语言，有若干个组成部分，包括字符集、变量、数据类型、表达式、函数、运算符等。

它能够方便地编写和维护程序，使计算机能够运行相应的程序，从而达到指定的任务。

其次，要弄清楚阶乘是什么。

阶乘指的是数学上的一个符号，表示一个正整数的乘法，如n！=n×(n-1)×(n-2)×…×1。

其次，要弄清楚C语言是如何实现阶乘的。

C语言实现阶乘的基本思路是通过使用循环语句，依次将每一步的结果进行乘法操作来实现的，具体的实现思路如下：1.先，声明变量i，j，n，result。

其中i表示当前循环时所处的位置，j表示当前阶乘所处的位置，n表示需要计算阶乘的数字；result用于存放最后的结果。

2.着，设置i、j、n和result初始值，i为1，j为1，n为需要计算阶乘的数字，result的初始值为1。

3.始循环操作，先比较i和n的值，如果i比n小，则循环继续，否则退出循环4.循环体内，先让j的值等于i的值，然后让result的值等于result的值乘以j的值，接着让i的值加15.环结束后，将最后结果result的值输出，最后结果显示出来实现上述代码，如下：int i, j, n, result；i = 1;j = 1;n = 8;result = 1;while(i <= n){j = i;result = result * j;i++;}printf(%d! = %d n, result);以上就是C语言实现阶乘的一般思路，通过以上的步骤，我们可以很容易地编写出可以正确计算出阶乘的程序。

总之，C语言实现阶乘是一种非常常见的编程实现，实现起来十分简单，只需要花费一点时间就可以编写出一个可以正确计算阶乘的程序。