计算机系统基础实验三.pdf

简介：
《计算机系统基础实验三》是一份针对计算机科学与技术专业学生的实践教学文档，内容涵盖操作系统、编译原理等核心课程的基础实验操作和分析。通过本实验，学生能够加深对理论知识的理解，并提升动手能力和问题解决技巧。 本实验报告涵盖的知识点包括LC-3汇编语言编程、16位补码的二进制操作以及LOOP循环与AND逻辑指令的应用。 LC-3是一种教学用简化计算机模型，被广泛用于美国大学中的计算机科学课程中以帮助学生理解基本计算原理和结构。在该平台上进行汇编语言程序设计能够使学生们深入了解底层的操作机制，包括但不限于指令集、寄存器操作及内存寻址等概念。 实验的主要任务是编写一个LC-3汇编代码来统计R0寄存器内数值中1的数量，并将结果存储于R1寄存器。此程序名为“统计字符串”，其功能在于计算并记录下R0中的1的个数到R1。 为了达成这一目标，需要使用几种基础指令：首先进行初始化操作，即清空包括R0、R1、R2和R3在内的所有涉及寄存器；将二进制“1”（即x1）赋值给R2以执行位与运算来判断每一位是否为1。这里引入了计数器寄存器R3，初始设为其最大循环次数——对于一个16位的寄存器来说就是进行16次检查；而使用R1存放最终统计结果。 程序进入核心循环部分后会利用AND指令实现对当前位是否为“1”的判断。如果某一位是1，执行逻辑与操作后的值依然保持不变（即仍为1），此时通过BRp条件跳转至ZJLOOP标签继续进行下一轮检查；反之，则直接进入下一循环阶段而无需额外处理。每完成一次位的检验，R2和计数器寄存器R3分别递减以准备下一个位置的检测工作。 当所有操作完成后（即R3为零时），程序将停止其循环过程，并在R1中保存最终结果——也就是原先存储于R0中的1的数量。此时虽然代码还存在恢复初始状态的部分，但由于整个循环已经结束，这部分指令实际上并不被执行。 此外，在实验过程中需要借助计算机、LC-3Edit和Simulate模拟器软件进行编程实践与调试工作，并在完成后观察最终结果是否符合预期。尽管报告中没有提供具体的结果截图，但可以推测出R1中的数值应当准确反映了之前设定的统计目标值。 通过此次操作练习不仅加深了对LOOP循环及AND逻辑指令的理解，还提升了如何利用特定位运算手段获取所需数据的能力（如本实验所展示的具体案例）。这进一步促进了汇编语言编程技巧与思维方式的发展，并有助于学生更好地掌握计算机系统的基础知识和相关高级概念。