計算機概論Lab-5
HARDWARE ARCHITECTURE AND DATA MANIPULATION
https://hackmd.io/@IMOK/Lab5
講師: 賴昱有
程式語言對於硬體的抽象程度
- 機器語言(低)
-
0010111010100100
-
- 組合語言
-
MOVE R0, R5
-
- 高級語言(高)
-
int a = 0;
-
組合語言
通常組成形式為
指令 [參數一][, 參數二][, 參數三]
e.g.
ADDI R2, R0, R1
簡單的加法
組合語言:
LOAD R0, [0x60]
LOAD R1, [0x61]
ADDI R2, R0, R1
STORE R2, [0x62]
HALT
對應解釋:
將記憶體 60 中的值 load 到 Register R0 中 將記憶體 61 中的值 load 到 Register R1 中 將 Register R0 及 R1 整數相加後存到 Register R2 中 將 Register R2 的值存回記憶體 62 中 停止
Program counter(PC)
address of next instruction
Instruction register(IR)
current instruction
指令表
僅限於今天會使用到的模擬軟體
實際上的組合語言會有多種不同指令集
R, S, T 皆代表 Register
| 指令 | 解釋 |
|---|---|
| LOAD R, [0xXY] | 將記憶體 XY 中的值填入 Register R |
| LOAD R, XY | 將值 XY 填入 Register R |
| STORE R, [0xXY] | 將 Register R 的值存入記憶體 XY 中 |
| MOVE S, R | 將 Register R 的值存入 Register S 中 |
| ADDI R, S, T | 將 Register S 及 T 整數相加後存到 Register R 中 |
| ADDF R, S, T | 將 Register S 及 T 浮點數相加後存到 Register R 中 |
| OR R, S, T | 將 Register S 及 T 做 OR 後存到 Register R 中 |
| AND R, S, T | 將 Register S 及 T 做 AND 後存到 Register R 中 |
| XOR R, S, T | 將 Register S 及 T 做 XOR 後存到 Register R 中 |
| ROR R, X | 將 Register R 中的值 Rotate X 次 |
| 指令 | 解釋 |
|---|---|
| JMPEQ R=R0, F | 若 Register R 等於 Register R0 將程式跳到 Flag F |
| HALT | 停止 |
| LOAD R, [S] | 將 Register S 中的值作為記憶體位址並將其中的值填入 Register R e.g. S 中值為 65 就將記憶體 65 中的值填入 R |
| STORE R, [S] | 將 Register S 中的值作為記憶體位址並將 Register R 的值填入其中 e.g. S 中值為 65 就將 R 中的值填入記憶體 65 |
| JMPLE R<=R0, XY | 若 Register R 小於等於 Register R0 將程式跳到 Flag F |
| JMP F | 將程式跳到 Flag F |
| DB F | Define Byte |
三種不同的定址方法
- Immediate Addressing
- load R1, 0x64
- Direct Addressing
- load R1, [0x64]
- Indirect Addressing
- load R1, [R5]
BRANCHING
在 C 語言中:
if(...)
do something
else
do another thing
組合語言:
main:
LOAD R0, [0x60]
LOAD R1, [0x61]
JMPEQ R1=R0, equal
JMP noteq
equal:
LOAD R2, [0x62]
ADDI R3, R1, R2
STORE R3, [0x70]
HALT
noteq:
LOAD R2, [0x63]
ADDI R3, R1, R2
STORE R3, [0x70]
HALT
LOOPING
在 C 語言中:
for(int a = 0; a < 10; a++)
do something
組合語言:
main:
LOAD R0, [0x60]
LOAD R1, 1
LOAD R2, 1
JMP loop
loop:
ADDI R1, R1, R2
JMPLE R1<=R0, loop
JMP out
out:
HALT
作業網站
作業做完請上傳到 http://140.121.197.13/tutorial
並且注意上傳時間限制、檔名、其他規範
上課時提前做完可以直接給助教 demo 登記
就不需要上傳 demo 過的部分
Question 1
Write a program to compute theXOR
value of address 0x6C
, 0x6D
, and store the results in address
0x6E
Question 2
Write a program to swap the values of memory location of
0xA0
and 0xB0
.Question 3
Fill in the values
0x1
, 0x2
, 0x3
, 0x4
, 0x5
, 0x6
, 0x7
, 0x8
, 0x9
, 0xA
into the memory location starting from 0x50
.Write a assembly program and add the values within the memory locations
0x50
to 0x59
and store it into memory location 0x40
.Question 4
Write a program to add the values of 1 to x,where 1 ≤ x ≤ 20. (x can be stored in some register)
Question 5
For the program below, instead of addingthe value of memory address
0x6C
and 0x6D
, (0x6C
+ 0x6D
),change the program with the available instructions to do subtraction,
i.e.,
0x6C
- 0x6D
.
load R5, [0x6C]; Load the value of memory address 0x6C into R5
load R6, [0x6D]; Load the value of memory address 0x6D into R6
addi R0, R5, R6; Adds the value of R5 and R6 and store i t in R0
store R0, [0x6E]; Stores the value of R0 to memory address 0x6E
halt
Question 6(Hard)
Write a program to perform bubble sortwithin the memory locations of
0xC0
to 0xCF
.(Requires using
load R, [S]
and store R, [S]
)
hint : bubble sort
計算機概論Lab-5 HARDWARE ARCHITECTURE AND DATA MANIPULATION https://hackmd.io/@IMOK/Lab5
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