计算机组成原理学生用实验指导

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1、1.2TEC2机指令系统和汇编语言程序设计1.2.1TEC2机指令系统综述TEC2机采用类PC机器指令系统，操作代码占6位，最多支持64个基本指令，其中53个指令由设计师实现，相应的微程序固化ROM其余11个芯片可由实验者自行设计实现。TEC2机的基本指令格式相对固定。从指令长度来看，有单字指令和双字指令，用户也可以实现三字指令；从操作数、操作数、单操作数、双操作数；从支持的基本搜索模式、寄存器搜索、间接搜索、立即搜索、变更、相对搜索、绝对搜索和堆栈搜索。TEC机器上现有的软件，包括监控程序，都是用53个指令设计的。

2、PC机上实现的TEC2机的交叉汇编程序可以在PC机器直接汇编生成TEC2机指令代码，即TEC2机上的执行程序。TEC2机的指令格式总结如下： 单词长指令(16位)15 10 9 8 7 4 3 0操作码条件码目 的 寄 存 器 号源 寄 存 器 号输入 / 输出端口地址 /相对转移偏移量地址 D15D10：操作码TEC2机的基本指令是固定长度的操作码结构，最多支持64个基本指令。 D9D8：条件码(C，Z，V，S)目前作条件转移指令的判断条件。这两个值是00、01和10 在11点，分别选择处理器状态字中的处理器C、Z、V以S值为判断条件。从这个意义上讲，也可以认为这两位是指。

3.扩展操作码。除条件转移指令外，其他指令不使用这两个指令，因此可以在不影响原始指令功能的情况下扩展新指令。 D7D0:根据寻址的不同，代表的意义也不同:l 这8个端口地址是用来给出输入输出指令的。例如，第一个串行口的地址是80h和81h，第二串行口地址为82h和83h。可以用指令2C00 004EMOVR0，4EHA881OUT81H机器指令 汇编指令将4EH81输出到串口1H端口。其中OUT 81H指令对应的机器指令是A881H，显然，该指令的操作代码是B，条件码为00B，81输出端口地址H。l 这8位用于给出相对寻址的位移，其范围为128。

4.127之间，相对地址应在当前指令地址前后共256个字的范围内。在计算相对地址时，这个位移的最高位被用作符号位、补码形式和16位的当前指令地址(放在IP寄存器，即增量前PC当值)相加时，这个符号位应该扩展到158。例如：004D2C20 07F6ERRCOM：MOV R2，ERRS005399FA JR NZ，ERRCOM地址 机器指令 从指令中汇编指令JR NZ，ERRCOM的机器指令99FA可见相对跳转地址为FAH，因此，跳转地址是当前的IP值0053H加上相对偏移FAH，注意，此处的相对偏移FAH它需要扩展到16位FFFAH，所以新的跳转地址是005。

5、3H FFFAH=004DH，即跳到ERRCOM处执行。l 在引用寄存器的搜索指令中（包括寄存器搜索和地址等），这8个字段分为两个四个字段，用于给出所使用的通用寄存器号码。这里可以给出目的和源两个操作数所在的寄存器编号。对单操作数指令只使用源或目的中的一个操作数。此时，可以使用一个四位字段，而另一个四位字段则不使用。需要强调的是，寄存器用于给出操作数、操作数地址或变址寄存器。(2) 第一字格式为：15 10 9 8 7 4 3 0操作码条件码目 的 寄 存 器 号源 寄 存 器 输入端口地址 /输出端口地址 /相对转移偏移地址的第一个字定义为同一个字。

6、长格式。第二字格式为：15 0立 即 数 / 绝 对 地 址 / 变 址 偏 移 量 地 地址第二个指令字的内容可能是立即数、绝对地址或变址位移，并给出指令所需的立即数、绝对地址或变址位移。1.2.2TEC教学计算机汇编语言上节提到的指令系统实际上是TEC2.计算机语言指令的教学是存两进制串。用这个指令写程序需要程序员有很强的记忆力和耐心。为提高编程质量，提高程序的可读性和可维护性，TEC教学计算机还提供汇编语言。TEC2机的汇编语言程序设计的目的，主要用于学习TEC2机指令系统，即对TEC为了进一步学习计算机控制器的设计，全面了解每个指令的格式、功能和用法。

7、，即TEC2机器的微程序设计奠定了坚实的基础；此外，调试新指令的微程序，做内存扩展实验，做各种出入口实验，也使用相应的程序段；第三个目的是让学生有能力理解TEC使用2机监控程序TEC2机汇编语句是最接近硬件系统的软件。了解这样一个简单的监控程序，可以加深对指令系统的理解，掌握整个计算机系统的组成和运行原理，加深对计算机硬件和软件的关系和合作。(1)指令中的符号说明OP机器指令中的操作码(6位，D15D10)CND机器指令中的判断条件(2位)D9D取值为00，01，10，11)C，Z，V，SDR/SR目的操作数字寄存器/源操作数字寄存器SP堆栈指针存放。

8、器PC程序计数器IPPC增量前的值(当前指令地址)im立即数ADR内存的直接地址OFFSET内存相对偏移地址代表随机(2)根据操作数量划分指令 无操作数指令(11条) 汇编指令 简单说明空操作 NOP ；指令不完成任何功能，常用于延迟或占用开中断 EI ；允许CPU中断响应中断关 DI ；不允许CPU响应中断进位位置 STC ；C1进位位复位 CLC ；C0状态字入栈 PSHF状态字出栈 POPF 子程序返回 RET ；PCSP，SPSP1中断返回 IRET ；STRSP，SPSP1PCSP，SPSP1动态停机 HALT ； PCIP加入微指令代码 LDMC ；给出主存。

9.将微代码写入控存中。默认参数为：R1:主存中微码的第一地址R二、微指令条数R3.控存首地址对应的机器指令格式：15 10 9 8 7 4 3 0O P 单操作数指令(12条) 汇编指令 简单说明无符号乘 MUL SR；R0(高位积)，R1(低位积) R1*SRR1和SR无符号数相乘，32位结果高16位R0中，低16位R一、并根据R1.值修改状态无符号去除 DIV SR；R0(余数)，R1(商) R0 R1/SR用R0、R1组成的32位数(R0为高16位，R1为低16位，无符号除以SR，商放在R一、余数放在里面R0中，并且根据R1值修改状态位于栈 PUSH 。

10、DR；(SP) DR，SPSP-1出栈 POP DR；DR (SP)SPSP 1自加1 INC DR；DR DR 1自减1 DEC DR；DR DR-1求反 NOT DR；DR/DR，即0变1，1变0逻辑左移 SHL DR；最低位补 0、最高位移 C逻辑右移 SHR DR；最高补入0，C算术右移最低位移 ASR DR；最高位置补充自己(保持不变)，最低位置移入C和C循环左移 RCL DR；C最低位移入C和C循环右移 RCR DR；C根据指令所需的原始或目的操作数，最低位移入C，格式1:15分为两种格式 10 9 8 7 4 3 0O PS R格式2：15 10 9 。

11、8 7 4 3 0O PD R 双操作数指令(17条) 汇编指令 简单说明加法 ADD DR，SR；DRDR SR带进位加 ADC DR，SR；DRDR SR C减法 SUB DR，SR；DRDR-SR带借位减 SBB DR，SR；DRDR-SR-C比较 CMP DR，SR；DR-SR，测试不返送结果 TEST DR，SR；DR&SR，不回送结果 与 AND DR，SR；DRDR & SR或 OR DR，SR；DRDR or SR异或 XOR DR，SR；DRDR xor SR传送1 MOV DR，SR；DRSR传送2 MOV DR，SR；DRSR传送3 MOV DR，SR ；DRS。

12、R传送4 MOV DR，im；DRim，其im是即数传输5 MOV DR，ADR；DRADR传送6 MOV ADR，SR；ADRSR传送7 MOV DR，OFFSET SR；DROFFSET SR传送8 MOV OFFSETSR，DR；OFFSET SR DR根据指令所需的原始或目的操作数，分为格式1：15两种格式 10 9 8 7 4 3 0O PD RS R格式2：15 10 9 8 7 4 3 0O PD RS Rim / ADR / OFFSET例:阅读以下源程序，指出其功能是什么？MOV R8，1111 ；被加数(高位)MOV R9，2222 ；被加数(低位)MOV R1。

13、0、3333；加数(高位)MOV R11.444:加数(低位)ADD R9，R11 ；低位和ADC R8，R10 ；高位和RET ；返回功能：完成双字长整数加，并存储在R8，R9中。 I/O指令(2):指令功能 汇编指令 简单说明输入 IN PORT；R0 PORT输出 OUT PORT；PORT R0格式： 15 10 9 8 7 4 3 0O PI/O PORT 转移指令(6) 汇编指令 简单解释无条件绝对转移 JP ADR ；PCADR，即无条件跳转到原因ADR执行指定地址JP SR ；PCSR，即无条件跳转到原因SR有条件的绝对转移保存地址 JP CND，AD。

14、R；(0条件(0或1)PCADR，否则PCIP 1JP CND，SR； (0条件(0或1)PCSR，否则PCIP 1无条件相对转移 JR ADR；PCPC 偏移量地址ADR相对转移是有条件的 JR CDN，ADR；(0条件(0或1)PCPC 偏移量地址ADR，否则PCIP 1格式1：15 10 9 8 7 4 3 0O PCND/S R格式2：15 10 9 8 7 4 3 0O PCND/偏移格式3:15 10 9 8 7 4 3 0O PCND/ADR例:阅读以下源程序，指出其功能。 MOV R1、0；累加器的初始值为0MOV R2，0A；最大加数MOV R三、0；加数初值ADR：IN。

15、C R；加数ADD R1，R3；累加CMP R3，R二、判断是否累积JR NZ，ADR ；没有累积，开始下一轮累积RET；若完成，返回功能：从1到10计算累加和。 子程序调用指令(2) 汇编指令 简单说明调用 CALL SR；SPSP-1，SP PC，PCSRCALL ADR；SPSP-1，SP PC，PCADR格式1：15 10 9 8 7 4 3 0O P格式2：15 10 9 8 7 4 3 0O PS RADR(3)按功能划分TEC2机基本指令 共19条算逻指令NOT DR INC DR DEC DRADD DR，SR AND DR，SR SUB DR，SRADC D。

16、R，SR OR DR，SR SBB DR，SRCMPDR，SR XOR DR，SR TEST DR，SRASR DR SHL DR RCL DRSHR SR RCR DRMUL SR DIV SR 传送指令，共12条MOV DR，SR MOV DR，DATA MOV DR，DATASRMOV DR，SR MOV DR，ADR MOV DATASR，DRMOVDR，SR MOVADR，SRPSHF PUSH DRPOPF POP DR 入出指令，共2条IN PORTOUT PORT 控制类指令，共17条(每条条件转移指令按两条指令计算)JR ADR JP SR JP ADRJR CND，ADR。

17、 JP CND，SR JP CND，ADRCALL SR CALL ADR RETIRETEI DISTC CLS 其它指令，共3条NOP LDMC HALT.4.3监控程序Monitor的功能与用法TEC2机的监控程序是用TEC2机的汇编语言编写的，主要功能是支持计算机终端或PC机能接入TEC2机运行，支持在控制台操作与运行TEC2机，以更方便的形式支持TEC2机上的各项实验功能。在当前的实现中，它被固化在0000h07FF共2K字的主存EPROM区。在将来的实现中，新增加的部分将被固化在3800h3FFF的主存ROM区。当功能开关FS1FS4设置为1010状态时，TEC2机将从0地址开始执。

18、行程序，即使监控程序进入运行状态，此后可以从键盘打入监控程序的命令并使其执行。监控程序提供类似PC机DOS系统下的Debug程序的功能，支持A、U、G、P、T、R、D、E和X等9条命令。命令的格式为单字母的命令名后跟回车，或命令名后跟一个地址参数，或寄存器名(编号)参数。当有些命令运行时需要参数，但命令名后又不跟参数时，监控程序会从内存指定单元取一个默认的地址参数值，通常为该命令前一次运行后所接收地址。TEC2机从终端接收地址、指令，数值时，均用最多4位的16进制数输入与显示，并且不能(或说不必)用跟字符h加以标志。(1)单条汇编命令A格式：Aadr这里的adr表示此处的地址参数adr为任选项。

19、，无此参数时，系统将取默认值。该规则下同。功能：完成单条指令的汇编操作，把产生出来的TEC2机的执行代码放入对应的内存单元中。命令名后的地址将是第一条汇编语句的执行码的内存单元地址。每条语句汇编完成之后，系统将相应修改地址值，以便正确处理下条汇编语句。在应该输入汇编语句时，不给出汇编语句而直接回车，则结束A命令的运行过程。若汇编中发现语法错误，用指明出错位置后请求重新给出正确语句。注意：这里的单条汇编功能并不很完善，例如不支持语句标号，也不能使用伪指令等。遇到这些问题，要求使用者直接使用机器码，并通过E命令将其送入相应内存单元。(2)反汇编命令U格式：Uadr功能：每次从指定的(或默认的)地址。

20、反汇编15条指令，并将结果显示在终端屏幕上。反汇编完成之后，已将该命令的默认地址修改好。接下来再键入不带参数的U命令，保证接着从上一次反汇编的最后一条语句之后继续反汇编。(3)执行程序命令G格式：GAdr功能：从指定的(或默认的)地址连续运行一个用户程序。为了使程序执行后能返回监控程序，要求每个程序的最后一条指令应为RET指令。(4)单指令执行程序命令T和P格式：PadrTadr功能：从指定地址(或PC中的当前地址)开始单条执行程序指令。通常情况下，每按一次T或P将执行一条指令。T和P命令的区别是，T总是执行单条指令，但执行P命令时，则把每一个CALL语句连同被调用的子程序一次执行完成。每次执。

21、行后均显示所有通用寄存器及状态寄存器的内容，并反汇编出下一条将要执行的指令。由于P和T命令是通过设置断点来实现的，而在ROM区不能设置断点，故不能用它们来执行固化在ROM区中的监控程序。(5)显示修改寄存器内容的命令 R格式：Rreg其中reg为寄存器名R015或SP(R4)，PC(R5)，IP(R6)，当R命令不带寄存器名时，显示全部寄存器(包括SP，PC和IP)及状态寄存器的值，并反汇编当前PC所指的一条指令，其中状态的显示格式为：“F=8位二进制数”，其各位的值分别对应于C、Z、V、S，INTE、P2、P1、P0 的值，当R命令带有寄存器名时，先显示出该寄存器的值，若修改打入新值回车，否。

22、则只按回车即可。(6)显示存储器内容命令D格式：Dadr功能：从指定(或默认)地址开始显示内存120个存储字的内容。显示的格式：最左一列4位的16进制数是本行中第一个字的地址，接下来的8列是4位的16进制的8个连续内存字的内容，最右一列是每个字节所对应的ASCII字符。当其值不为可显示字符的ASCII码值时，用一个“”字符标记。连续的D命令，保证所显示内容前后正确的连续关系，即每次执行D命令，会将默认的地址值加上120。TEC2机通常采用字地址读写内存。(7)修改存储器内容命令E格式：Eadr功能：从指定(或默认)地址逐字显示每个内存字的内容，并等待用户打入一个新的值存回该内存单元。若用户未打。

23、入新值就打了空格键，则该内存单元内容保持不变。若在打入新值后跟空格键，则内存单元内容写成新值。空格键表明要连续修改一片内存区，故接下来显示下一个单元的内容并等待修改。打回车键，则会结束E命令的执行过程，若回车前打入一个新值，相应内存单元的内容也将被修改。(8)控制台切换命令X格式：X(不能带参数)功能：完成TEC2机的控制台切换TEC2机本身配备2个串行接口，可以同时接上2台终端或PC机，但在任一时刻，只能有一台可供监控程序作为控制台使用。X命令可以完成2台终端或PC机之间的控制台切换功能。当然，用户的程序可以控制接在2个串行口上的设备同时运行，但控制台在任何时刻只能是其中的一个。2.1TEC。

24、2机电源连接与联机通讯(1)准备 准备一台PC机。 把TEC2在实验台上放好打开；将TEC2的随机电源放在TEC2的左侧，并确认电源开关处于关断的位置。(2) 连接电源线 将TEC2电源的直流输出插头P8插在TEC2上板左侧的插座P8上,将TEC2电源的直流输出插头P9插在TEC2大板左上侧的插座P9上。特别提醒注意：不要接反P8和P9，否则会烧机器或电源。 将TEC2电源的电源线一端接电源的交流输入插孔，另一端接220V交流电源接线盒。注意：TEC2 电源的交流电源线必须和计算机的电源线接在同一个有地线的电源接线盒上，以保证两设备共地，否则可能烧毁电源或机器。(3) 连接TEC2和PC 准备。

25、好随机提供的TEC2和PC的串口通讯电缆。该电缆一端是9孔的插头，另一端是25孔的插头。注意：TEC2 随机提供多条通讯电缆，请务必正确选用，以免错误连接造成联机失败。 把串口通讯电缆的9孔插头接在TEC2机的上板左下角V70插座上，25孔插头插在计算机的串口上(COM1或COM2)。如果PC上没有25针的串口或25针的串口已被其它设备占用，TEC2随机提供一个9转25的转换器可以把25孔的插头转换成9孔的插头，接在9针的串口上。(4)TEC2的初始设置将TEC2大板下方钮子开关S2S0拨成100(向上为“l”，向下为“0”)；FS1FS4拨成1010(向上为“l”，向下为“0”)；将CONT。

26、/STEP钮子开关拨到CONT位置。(5) 开机 打开计算机电源开关，使计算机正常启动。 打开TE C一2电源开关，TEC2大板左上角一排指示灯亮。(6) 加载通讯软件 用户可以根据联机PC的软硬件配置情况选择以下三种方法之一运行联机通讯软件。如果计算机没有硬盘，把用户程序盘插入软驱，并用它启动计算机，然后键人：A：CD TEC2A：PCEC如果计算机有硬盘并且装有DOS操作系统，则进行以下操作：C：MD TEC2C：COPY A：TEC2*.* C：TEC2C：CD TEC2C：TEC2PCEC如果计算机有硬盘并且装有WIN9X/NT操作系统，把用户程序盘插入软驱，将软盘中的文件夹“TEC2。

27、”拷贝到C：，点击“开始运行”，在弹出的窗口中键入：C：TEC2PCEC正确执行上述操作就会在计算机屏幕上出现以下界面：*-Experunent computerIBMPC series(MSDOS)Asynchronous communicationSend/Receive files between TEC-2 and IBM-PCBy Computer Architecture LabTsinghua University Jan1994-F10 Display Main MenulALT F10Copy Screen to File SCA.TMP-RS232 Serieal Port。

28、 Number 1/2:1*用计算机的串口COM1和TEC2通讯，选择“l”，直接回车；用计算机的串口COM2和TEC2通讯，选择“2”，然后按回车键。此时计算机屏幕上出现以下设置信息：*Band Rate9600 bitsSecondParityNoneStop bit l bitCharacter Length = 8bitsChange these characters?(N)*此界面的设置为推荐设置，键入“N”键后回车。然后按压TEC2大板左下角的LDMCRESET键加载微程序。这时计算机屏幕出现以下界面表示联机成功：*TEC2 CRT MONITORVersion 50, Jan19。

29、94Computer Architecture Lab,Tsinghua University*此时可以运行TEC2计算机系统的指令，如U、D、T、P、A等或做TEC2计算机组成原理的实验。如果按压LDMCRESET键后屏幕上没有任何反应，这时可按F10屏幕出现以下界面：*0-Return to TEC2 CRT Monitorl-Send a file to TEC22-Receive a file from TEC23-Return to PC(MS)DOSEnter your choice: 0*选3或者按CtrlPause键退出联机通讯程序，重新运行程序PCEC，并选择另一个串口再试。。

30、注意：开机时先开计算机的电源，当计算机正常启动后，再打开 TEC2机的电源；关机时应先关掉TEC2机的电源，再关掉计算机的电源任何时间一定不要带电操作。2.1.2 TEC-2机用法与指令系统的认识一、实验目的：1、了解TEC-2机的组成，包括两块插件板的插接方式。2、了解水平板上开关、按钮的功能及用法。3、熟悉TEC-2机的指令格式、功能，熟悉汇编语言程序的运行及调试方法。4、了解TEC-2机监控命令的格式、功能和用法。二、预习要求：1、学习TEC-2机监控命令的用法。2、学习TEC-2机的指令系统、汇编程序设计及监控程序中子程序调用。3、学习TEC-2机的使用，包括开关、指示灯、按键等。4、。

31、了解实验内容、实验步骤和要求。三、实验步骤：可通过两种途径调试汇编语言源程序。第一种途径是通过TEC-2机终端，运行监控命令实现。第二种途径是通过IBM/PC机建立。运行PC机上的交叉汇编程序ASEC，从而得到一个TEC-2机的执行程序，同时把它存入PC机硬盘上。当需要在TEC-2机上执行时，可选择PC机与TEC-2的通讯功能将存在PC机硬盘上的执行程序装入TEC-2机内存，然后执行。这种途径对编写较复杂的TEC-2机程序非常有效，在这里我们只采用第一种方法，第二种方法见附录10。在TEC-2机终端上调试汇编程序要经过以下几步：1、使TEC-2机系统处于监控状态 检查TEC-2主机是否通过电缆。

32、与终端相连，连接好后，打开TEC-2机电源和终端电源。 将TEC-2机水平板功能开关FSlFS4置于1010状态(联机状态)。按动水平板左下方的LDMC/RESET按钮。此时系统进入监控状态，终端提示符为“”。2、使用监控命令输入程序并调试 用监控命令A输入汇编程序A 或 A主存地址如： A800 逐条打入所需的汇编语句，系统会逐句进行汇编，并将执行代码连续存放在给定地址当中。 若发现错误语句，系统将提示错误位置，并要求重新打入正确的语句。 直接按回车退出汇编模式。如：A8000800：MOVR1，1000802：MOVR2，R10803：ADDR2，R10804：RET本机内存设有2KW的R。

33、AM存储区供用户使用，起始地址从0800H开始。要注意，输入的程序或数据在断电的情况下会丢失。 用监控命令U调出输入过的程序并显示在屏幕上U 或 U主存地址 如：U8000800：2C10 0100MOVR1，01000802：2021MOVR2，R10803：0421ADDR2，R10804：AC00RET通过这一步进一步检查程序是否有除了语法外的其它错误。用U命令显示已输入的程序时，最左边的一列是地址，中间的一列是机器指令，最右边的一列是汇编语言指令。 通过监控命令G(连续执行)或T/P(单步执行)执行程序G/T/P 或 G/T/P主存地址如：G800 修改或显示寄存器或内存值的命令。R、。

34、D、E命令的使用 如显示R2的值RR2显示：0200:- 如显示R1的值并修改RR1显示：0100:-03000100为R1当前值，“-”后可输入要修改的新的16位二进制数0300。 如显示所有寄存器的值RR 显示上述程序所在内存D800显示：08002C10010020210421AC00FFFF0004FFFB, ! ! ， 0808系统每一行显示8个单元，最左列为8个单元的首地址，中间为连续8个单元存放的内容，由空格隔开，右边的列为各个单元的ASCII码。在本例中，前5个单元为程序段的机器码，后3个单元为随机数。 显示并修改内存(本例中修改程序第一条指令中的立即数)E800 显示：080。

35、0 2C10:之后按空格显示：0800 2C10: 0100:之后输入：3333空格显示：0800 2C10: 0100: 3333 2021: 0800后的2C10是地址为0800H单元的当前值，“:”后可输入要修改的新值，不修改可按回车退出或按空格找下一单元。 注意事项： 程序中，所有数字都使用16进制数。数字后不跟字符H。 每个程序的最后一条语句必须为RET语句。 程序中用到的监控程序的部分子程序调用，可查阅1.2 TEC-2机的指令系统与汇编语言程序设计中的表1.2.2。四、实验内容：输入下列各汇编程序段，将结果调试出来，并说明各程序段实现的功能。程序1:A8600860：MOVR1，。

36、0MOVR2，0AMOVR3，00866：INCR3ADDR1，R3CMPR3，R2JRNZ，0866MOVR15，R1CALL02C9；输出R15中的计算结果RET问题： 语句CALL 02C9为子程序调用，“02C9”是什么含义？ 程序中删去MOV R15，R1语句，可以吗？ 分析JR NZ，0866的机器码。 请用一字长的指令替换程序中的MOV R3，0 写出该语句。2.2TEC2机用法与汇编语言程序设计实验2.2.1实验目的这是在深入学习与开始计算机功能部件实验之前，建立对TEC2机感性认识的一次实验，以便为后面的学习打下初步基础，同时发现一些自己尚不能清楚回答的问题。先初步了解一下：。

37、 TEC2机的实际组成，包括两块插件板的插接方式(本书1.3.1节并见实物)； 指示灯的可显示的内容与显示选择开关(S1、S2、S3)的用法(参见表13及其说明)； 水平板上4个功能开关(FS1、FS2、FS3、FS4)的用法及各项功能的操作步骤，特别是连续单指令执行程序、单微指令执行(单步操作)的概念及各自的特定意义(参见表112及其说明)； TEC2机的指令格式、指令功能、TEC2机汇编程序设计(本书第1.2节)； TEC2机监控命令的格式、功能与用法(本书1.4节)。 TEC2机交叉汇编程序ASEC、联机通讯程序PCEC使用和联机方法。2.2.2实验内容本次实验的重点内容包括： 学习与了。

38、解TEC2机监控命令的用法，包括使用A命令编制一些小程序。 学习与初步了解TEC2机的指令系统，学习简单的汇编程序设计，包括交叉汇编程序的用法。 TEC2机开关、指示灯、按键的简单用法。2.2.3实验要求这次实验,学生可以不必提交实验预习报告和实验报告。但教师课堂上讲解的内容、实验指导书中指定的有关章节必须基本上学懂。可以考虑做以下一些汇编程序：1 内存读写正确性的诊断程序2 PC机作仿真终端(或计算机终端)接入TEC2机，完成各种入出操作的程序3 双倍字长的2个数的加、减计算程序4 实现二一十，十一二数制，BCD码十进制数转换功能的程序5 两个16位补码数的乘法计算的程序2.3运算器实验2.。

39、3.l实验目的深入了解AM2901运算器的功能与具体用法，4片AM2901的级联方式，深化运算器部件的组成、设计、控制与使用等诸项知识。2.3.2实验说明TEC2机的运算器实验可以分成脱机与联机2种方式进行，又可以分成静态功能实验与动态进位时间测试2个方面的内容。(1)脱机方式当TEC2机的4个功能开关FS1FS4处于1位置时，即左3个开关位置为0或1，最右一个开关FS4处于“l”位置(向上拨)时，TEC2机的运算器处于脱机状态，即运算器从TEC2机整机中脱离出来，它的全部控制与操作均通过两个12位的微型开关SW2、SW1完成。此时谈不上执行指令。只能通过开关、按键与指示灯控制TEC2机的运算。

40、器执行指定的功能。微型开关的具体分配是：这些信号与讲解AM2901器件时用到的相同。A口、B口地址是送给AM2901器件用于选择源与目的操作数的寄存器编号；I8I0是选择操作数、选择操作功能、选择操作数处理结果和运算器输出内容的3组3位的控制码,详细请参见表14、表15、表16及相关叙述；SCi、SSH和SST用于确定运算器最低位的进位输入、移位信号的入出和怎样处理AM2901产生的状态标志的结果，详细请参见表18和表19及相关叙述。(2)联机方式当TEC2机的4个功能开关的FS4处于“0”位置时，运算器处于联机状态，即运算器已正常接入TEC2机的整机系统之内，其全部的控制信号，即在脱机方式下。

41、由2个12位的微型开关提供的信号，完全由TEC2机的控制器的微指令寄存器PLR的相应微码位给出。这些位的具体分配请参见对微指令格式的规定。与脱机方式相比，是把通过二个微型开关拨的内容，变成写进控制器的控存相应单元中对应位上的“0”和“1”。每一步操作，还可以通过单步按键单步执行。这种实验方法需对怎样向控存装入微码和怎么顺序取出微指令字有一定了解。在两种方式下进行运算器实验时，若通过指示灯检查运算器的每次运算结果，得到的运算结果是在按STEP键之前，而得到状态寄存器中存入的状态标志结果则在按STEP键之后。2.3.3实验内容 在脱机与联机两种方式下，可以用一些数据实现多种计算，以控制其操作过程与。

42、功能，检查所得结果的正确性。在脱机方式下，通过2个12位微型开关完全自主的控制与操作运算器，实现表21中给出的 AM2901芯片用法的几个例子的具体内容，这可以通过对A口、B口地址、9位控制码，最低位进位输入，移位等的用法全面检查到，可以观察运算器的计算结果和各标志位的值。在联机方式下，可以看一些简单指令，如ADD、SUB、INC、AND、SHL等指令的执行控制。由于此时控制器的内容尚未讲到，正确全面理解这些指令的执行过程是困难的，但可以在单步方式下，使TEC2机进到要看的指令所对应的微指令的位置，例如前述5条指令所对应的微指令地址分别为1ch，20h，66h，4ah，5ch，可以查看送到运算。

43、器的全部控制信号和运算器的计算结果，这不仅对学习运算器有直接帮助，也为学习控制器做了一点准备。为此，必须了解怎样进到上述几条微指令地址的操作方法，以及如何观察到要看的全部信号。这些内容可以去看控制器实验中执行微程序的操作步骤。 测试动态进位时间的实验(选作)TEC2机通过3组跨接线可选择四片AM2901器件之间实现并行或串行进位；通过SCi的两位给11值，可选ALU的最低位进位信号为方波信号。当选用二相加数为16位全“1”加 0、最低位进位输入信号为方波时，则加法器每位输出均为方波。此时可测量 4片的每一片在并、串2种方式时的进位延迟时间，体会并、串进位对加法运算执行时间的影响。2.3.4实验。

44、要求实验之前，认真写出预习报告，包括实验用的全部数据，实验操作步骤等，实验之后写出实验报告，包括实验过程中遇到的问题，解决的办法，也包括实验后的心得体会及对该次实验的建议与意见。2.3.5实验指导注：除特殊说明，实验中所述将某开关置为“l”，即表示将开关拨向上，将某开关置为“0”，即表示将开关拨向下。(1)脱机方式 将TEC2机功能开关FS4置为“l”。 将TEC2机主脉冲置为单步方式，即 STEPCONT开关拨向 STEP一边。 D0+0R0将立即数D0置入寄存器R0。波特率开关数据开关SW2(共12位，最末三位未用)SW1(共12位)MI876MI543MI210未用A口B口SCISSHD。

45、15D0011000111000000000000000AAAAH步骤如下：a) 按上表设置各控制信号(MI8MI0为垂直板元件V60 SW2，A口、B 口、SCI、SSH为垂直板元件 V61 SW1)。b) 按上表设置十六位数据开关(为：“AAAAH”，即“1010 1010 1010 1010”)。c) 按压一次STEP键后，立即数D0即置入寄存器R0中。 用D1+0R1将立即数D1置入寄存器R1。波特率开关数据开关SW2(共12位，最末三位未用)SW1(共12位)MI876MI543MI210未用A口B口SCISSHD15D00110001110000000000100005555H步骤。

46、如下：a) 按上表设置各控制信号(MI8MI0为垂直板元件V60 SW2，A口、B 口、SCI、SSH为垂直板元件 V61 SW1)。b) 按上表设置十六位数据开关(为：“5555H”，即“0101 0l0l 0l0l 0101”)。c) 按压一次STEP键后，立即数D1即置入寄存器R1中。 对R0和R1进行各种算术、逻辑运算可参看表21。将开关S2S1S0置于“110”状态时，指示灯将显示ALU的运算结果将开关S2S1S0置于“000”状态时，指示灯将显示SVZC的状态(H25=S，H26V，H27Z，H28C)。表21R0R1运算表口口按压STEP键前按压STEP键后ALU输出SVZCAL。

47、U输出SVZCR0+R1R001100000100010000FFFFH00005554H1000R0+0R001100001100000000FFFFH1000FFFFH1000R0-R1R001100100100010000AAAAH10005555H1000R0+0R001100001100000000AAAAH1000AAAAH1000R0R1R001101100100010000FFFFH1000FFFFH1000R0+0R001100001100000000FFFFH1000FFFFH1000R0R1R0011100001000100005555H10005555H0000R0+0。

48、R0011000011000000005555H00005555H0000(2)联机方式 启动TEC2机，进入监控程序状态。 用“A”命令输入程序。在命令行提示符状态下输入：A800屏幕将显示：0800：之后继续输入：MOVR0，AAAAMOVR1，5555ADDR0，R1SUB R0，R1OR R0，R1ANDR0，R1RET 用“G”命令运行程序。在命令行提示符状态下输入：G800执行上面输入的程序 用“R”命令观察运行结果及状态。在命令行提示符状态下输人：R观察运行结果及状态屏幕将显示：R05555 R15555 PC0800 F 0800：2C00 MOVR0，AAAA 用“T”或“P。

49、”命令单步执行，用“R”命令观看结果及状态。在命令行提示符状态下输入：T或P重复执行第步，观察运行结果及状态2.4TEC2机微程序设计实验2.4.1实验目的比较深入透彻地学懂计算机各种指令的执行过程，以及控制器的组成、设计的具体知识。理解动态微程序设计的概念。2.4.2实验说明TEC2机的微程序设计实验，是控制器部件实验的关键，也可以说是学习计算机整机设计，特别是每条指令执行步骤的重要内容。要进行这项实验，必须比较清楚地懂得：2 TEC2机的功能部件及其连接关系；3 TEC2机每个功能部件的功能与具体组成；4 TEC2机支持的指令格式；5 TEC2机的微指令格式，AM2910芯片的用法；6 已。

50、实现的典型指令的执行实例，即相应的微指令与其执行次序的安排与衔接。7 要实现的新指令的格式与功能。(1) TEC2机微程序设计的具体步骤 依据TEC2机的具体硬件结构，要实现的新指令的格式与功能，设计该指令的执行步骤与它们的衔接次序； 按每一执行步骤的执行功能，确定对应的微指令字各字段的编码，既包括微指令的各控制码字段的码值，也包括微指令的下地址字段的值，AM2910器件的命令码，和形成其判断条件值的字段码； 按指令操作码查出该指令对应的微程序段的首地址，将设计好的微指令字装入控存； 运行含有新指令的一小段程序，检查新指令是否正确执行，若有错，则返回1或2修改设计，直到得到正确的运行结果。这里需要特别说明的是装入微指令到控存的2种操作方法。从程序中用LDMC指令装人微指令的具体操作方法，已在1.3.4节讲解过，这里只需介绍通过水平板上的开关手工拨入的操作步骤。(2) 手工装载微码 首先拨功能开关FS1FS4为0000(均朝下方)位置，并使运行方式开关处于连续运行状态； 用16位数据开关拨好控存地址(实用低10位)并按RESET按键，将其打入地址寄存器AR； 拨第一条微指。