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计算机原理分解实验()

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计算机原理分解实验

分解实验是为原理实验中的整机实验而进行的准备工作,从逻辑功能上讲每个实验都可以是与整机实验有关的一部分,各分解实验都能构成一个独立的逻辑功能,每个实验的逻辑规模都可以控制在实验台的限制之内。学生通过这些分解实验可以可以掌握计算机各个组成部分的工作原理,积累一些实验经验和技巧,同时熟悉一些中、小规模器件的使用方法和性能,提高逻辑设计的能力。这样在进行逻辑规模较大的整机实验时,学生们就不会感到束手无策。

TEC-5实验箱数字逻辑和数字系统实验区简介

这部分为用户提供了通用的数字逻辑和数字系统实验平台。它主要包括下列部分:实验台左半部的10个双列直插插座,ISP1032在系统编程芯片及下载插座,6个数码管及其驱动电路,12个数据指示灯,小喇叭及其驱动电路,16个电平拨动开关,2个单脉冲按钮。

1.10个双列直插插座

这一部分在实验台的左上部,实验时用于插中、小规模数字逻辑器件。注意:插座的电源和地都没有连接。

2.ispLSI1032

它位于实验台的左下部,用于设计并实现复杂的数字逻辑或数字系统电路。它有1个下载插座,下载时下载电缆的一端插在下载插座上,另一端插在PC机并行口上,下载电缆将PC机和ispLSI1032连在一起。在PC机上运行ispEXPERT工具软件,输入数字逻辑或数字系统的设计方案,进行编译、连接和适配,然后下载到ispLSI1032中去,就构成了1个新的能实现设计功能的器件。数字逻辑和数字系统中的综合实验,就是用ispLSI1032实现的。3.六个数码管及其驱动电路

为了能做较复杂的实验,比如电子时钟和数字频率计等实验,实验台上安装了6个共阳极数码管。六个数码管位于实验台的上部中间。右边5个数码管各由一片BCD七段译码器/驱动器74LS47驱动。只需在各数码管的4个输入插孔(D为最高位,A为最低位)接入BCD码,数码管就显示出相应数字。当测试端Test接低电平时,这5个数码管都将显示“8”,小数点也同时点亮。最左边的一个数码管由1片74LS240驱动,可按段进行控制。它的控制端为a、b、c、d、e、f、g、h。当控制端接高电平时,则相应的发光二极管段点亮;当控制端接低电平时,相应的发光二极管熄灭。

4.小喇叭及驱动电路

这部分由可控振荡电路,喇叭及其驱动电路组成。电路如图1.4所示。

图1.4 小喇叭及驱动电路

当DZ1用短路片短路时,它是一个可控声源,可做报警或者报时使用。如果“控制”插孔接高电平,则振荡电路输出频率为2KHz左右的方波,驱动喇叭鸣叫。当控制

插孔接为低电平时,振荡电路输出低电平,喇叭不鸣叫。

当短路子DZ1开路时,可从“输入”插孔向喇叭的驱动三极管基极送控制信号。

直接控制喇叭按希望的频率变化发声,做音乐实验用。

5.单脉冲按钮

计算机组成原理实验中使用的启动按钮QD和复位按钮CLR#,在数字逻辑和数字系统实验中作为单脉冲按钮使用。每个按钮按下后都能输出1个正脉冲和1个负脉冲。不过由于在计算机组成原理中,QD按钮使用的是正脉冲,CLR#按钮使用的是负脉冲,因此在数字逻辑和数字系统实验中,最好使用QD按钮产生的负脉冲和CLR#按钮产生的正脉冲。6.电平开关K0-K15

在计算机组成原理实验中使用的模拟数据通路控制信号开关K15-K0在数字逻辑和数字系统实验中作为普通的电平开关使用。

7.12个发光二极管

12个发光二极管位于TEC-5的下部中间位置,用于指示信号的高低电平,信号输入孔L0—L11接入高电平时,相应的二极管点亮,信号输入孔L0—L11接入低电平时,相应的二极管熄灭。

实验一 基本逻辑门逻辑实验

一、 实验目的

1. 掌握TTL 常用逻辑门输入与输出之间的逻辑关系。 2. 熟悉TTL 中、小规模集成电路的外型、管脚和使用方法。 二、 实验所用器件和仪表

1. 二输入四异或门 74LS86 1片

2. 三态输出四总线缓冲门74LS125 1片

3. 四位二进制计数器 74LS161 1片

4. 3-8译码器 74LS138 1片 三、 实验内容

测试74LS86、125、138、161集成电路模块,分析其输入和输出之间的逻辑关系。 四、 实验提示

1.将被测器件插入实验台上相应的插座中。

2.将器件的gnd (地)与实验台的“地(GND )”连接,将器件的vcc (高电平)与实验台的+5V 连接。

3.用实验台的电平开关输出作为被测器件的输入。拨动开关,则改变器件的输入电平。

4.将被测器件的输出引脚与实验台上的电平指示灯连接。指示灯亮表示输出电平为1,指示灯灭表示输出电平为0。

五、 例子:实验接线图及实验结果(真值表及语言描述)

74LS86中包含4个异或门,下面各画出测试第一个逻辑门逻辑关系的接线图及测试结果。测试其他逻辑门时的接线图与之类似。图中的K1、K2是电平开关输出,LED0是电平指示灯。

测试74LS86逻辑关系接线图及测试结果

测试74LS86逻辑关系接线图 74LS68真值表

实验二时序系统

一、实验目的:

掌握计算机实验中时序系统的设计方法。设计一个基本时序系统,该系统具有4个节拍电平及四相工作脉冲,其时序关系参阅下图中的M0—M3,T0—T3。

M0

T0

T1 T2

T3

M1

M2

M3

时序图

二、实验方案:

时序试验结构图

三、实验要求:

◆开关数据为移位器预置0001。

◆选用适当方案,设计出实验线路图。

◆设计试验步骤。

◆利用指示灯观察实验现象,写出实验报告。

四、参考器件:

计数器可以采用74LS161;译码器采用74LS138;移位寄存器采用74LS194;反相器采用74LS04。

实验三二进制补码加法器

一、实验目的:

根据补码加法器的模型,理解数据流及其时序关系。

掌握加法器实现补码加、减运算的基本原理。

二、实验方案:

本实验运算器模型,可分为数据运算以及符号位的产生两部分。

开关数据

控制位)

补码加、减运算器结构图

三、实验要求:

◆数据宽度为4位,设计出实验线路图。

◆设计试验步骤。

◆使用开关进行数据加载,完成补码加、减运算。

◆符号位运算采用双符号位,累加器应有清零控制。

◆通过指示灯观察运算结果,记录实验现象,写出实验报告。

四、参考器件:

累加器选用一片74LS273。

加法器用两片74 LS283。

原、反码控制器用一片74LS86.

溢出判断用一片74LS86。

实验四 RAM实验

一、实验目的:

了解半导体静态随机读写存储器RAM的工作原理及其使用方法。

掌握半导体存储器的字、位扩展技术。

二、实验方案:

RAM实验结构图

三、实验要求:

◆采用1K x 4 的芯片,构成1K x8的存储器。

◆选择五个不连续的存贮单元地址,分别存入不同内容,作单个存贮器单元的

读/写操作实验。

◆采用1K x 4 的芯片,构成2K x4的存储器。

◆必须使用译码器进行扩展(三输入都用,接开关)。

◆选择五个不连续的存贮单元地址,分别存入不同内容,作单个存贮器单元的

读/写操作实验。

◆选用适当芯片,根据各种控制信号的极性和时序要求,设计出实验线路图。

◆分别设计试验步骤。

◆使用开关进行数据加载,通过指示灯显示实验结果,记录试验现象,写出实验报

告。给出字扩展试验中每片RAM芯片的地址范围。

四、参考器件:

RAM采用两片MM2114

隔离部件采用74LS125

译码器采用74LS138

备注:为简化试验,地址可只用低4位(其余地址可接地)。

附录:常用实验器件引脚图1、六反相器74LS04

2、四2输入异或门74LS86

3、三态输出的四总线缓冲门74LS125

4、3-8译码器 74LS138

5、8D触发器74LS273

6、74LS194(双向移位寄存器)

功能表:

a、b、c、d=分别为A、B、C 或D 输入端上稳定状态输入的电平。QAO、QBO、QCO、QDO=在已建立稳定状态输入条件之前QA、QB、QC、QD 相应的电平。

QAn、QBn、QCn、QDn=在时钟最新↑跃变之前的QA、QB、QC、QD 的电平。

H=高电平L=低电平×=不定↑=从低电平转换到高电平

7、74LS161(四位同步二进制加法计数器)

CO为进位输出端。

功能表

8、74LS 283(快速进位四位二进制全加器)

功能表

9、INTEL2114静态存储器

Intel2114RAM 存储器芯片为双列直插式集成电路芯片,共有 18 个引脚,引脚图如图 4-3 所示,各引脚的功能如下:

A 0 -A 9 :10 根地址信号输入引脚。

:读/写控制信号输入引脚,当为低电平时,使输入三态门导通,信

息由数据总线通过输入数据控制电路写入被选中的存储单元;反之从所选中的存储单元读出信息送到数据总线。

I/O 1 ~ I/O 4 : 4 根数据输入/输出信号引脚。

:片选信号,低电平有效,通常接地址译码器的输出端。

计算机组成原理实验报告

福建农林大学计算机与信息学院信息工程类实验报告系:计算机科学与技术专业:计算机科学与技术年级: 09级 姓名:张文绮学号: 091150022 实验课程:计算机组成原理 实验室号:___田405 实验设备号: 43 实验时间:2010.12.19 指导教师签字:成绩: 实验一算术逻辑运算实验 1.实验目的和要求 1. 熟悉简单运算器的数据传送通路; 2. 验证4位运算功能发生器功能(74LS181)的组合功能。 2.实验原理 实验中所用到的运算器数据通路如图1-1所示。其中运算器由两片74181

以并/串形式构成8位字长的ALU。运算器的输出经过一个三态门(74245)和数据总线相连,运算器的两个数据输入端分别由两个锁存器(74373)锁存,锁存器的输入连接至数据总线,数据开关INPUT DEVICE用来给出参与运算的数据,并经过一个三态门(74245)和数据总线相连,数据显示灯“BUS UNIT”已和数据总线相连,用来显示数据总线内容。 图1-2中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同,不再说明),其中除T4为脉冲信号,其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至W/R UNIT的相应时序信号引出端,因此,在进行实验时,只需将W/R UNIT 的T4接至STATE UNIT的微动开关KK2的输出端,按动微动开关,即可获得实验所需的单脉冲,而S3,S2,S1,S0,Cn,LDDR1,LDDR2,ALU-B,SW-B各电平控制信号用SWITCH UNIT中的二进制数据开关来模拟,其中Cn,ALU-B,SW-B为低电平控制有效,LDDR1,LDDR2为高电平有效。 3.主要仪器设备(实验用的软硬件环境) ZYE1603B计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。 4.操作方法与实验步骤

最新微型计算机原理答案(1)

微型计算机原理答案 (1)

微型机原理及接口技术参考答案 第一章微型计算机系统慨论 一、选择填空题 1.B 2.B 3.D 4.C 5.C 6.A 7.A 8.A 9.C 10.B 11.D 1.分析:微处理器和微型计算机系统是微机三个层次的底层和最高层。 3.分析:此题是求最小值,所以必定是负数,符号位为1。补码负数的特点 是数值位对应的真值越小,其绝对值越大,即负得越多,真值越小。所 以,由4个1和4个0组成的补码数中,真值最小的补码数为:10000111,即真值为:-121。 4.分析:在微程序控制器中,每条指令的操作步骤由执行一个微操作序列完成,每个微操作对应一条微指令。所以,A、B均不合题意。 5. 分析:计算机运算的“溢出”与操作数的存储格式(或表示方式)有关,只 有C含有题意。需要说明的是任何类型的数据,无论定点数还是浮点数,其存储格式一旦确定,它所能表示的数值范围是有限的。 6. 分析:程序计数器存放下一条要执行的指令的地址,而指令是预存在存 储器中的,所以它的位数取决于存储器的容量。 7. 分析:有符号补码数的扩展,是用符号位充填高位,其真值保持不变。 9. 分析:无论是具有还是不具有指令流水线结构的CPU,其指令的执行时 间主要取决于CPU的时钟周期。

10. 分析:程序设计语言有机器语言、汇编语言和高级语言三个层次。机器 语言和汇编语言是面向机器的编程语言,统称为低级语言。高级语言不依赖于具体机器,它是采用接近于习惯的自然语言和数学语言编写程序。机器语言程序是计算机能直接识别和执行的程序,而汇编语言和高级语言程序则是计算机不能直接识别和执行的。需对汇编语言和高级语言程序进行加工处理生成机器语言程序才能执行,这一加工处理过程分别叫作汇编和编译。 11.分析:Cache存储器常采用高速SRAM,存取速度快,在CPU与内存间设置这样的存储器可以保证CPU以尽可能快的速度与内存打交道。 二、对错判断题 1.× 2.√ 3.√ 4.× 1.分析:指令操作码需显式给出,但操作数可以是显式的也可以是隐含的。 4.分析:运算和控制功能是任何微机处理器必不可少的功能。存储功能也 是微机处理器的功能之一,但不是必备的功能,如单片机有存储功能, 高档微机80486、80586也含一定数量的Cache存储器具有存储功能。三、填空题 1.程序计数器、字节数、转移指令、调用指令、中断指令 分析:计算机每读一条指令,总是自动调整程序计数器到下一条指令的存放地址,只有遇到控制转移类指令,才会改变指令的执行顺序。 2.数据传送与交换指令、算术与逻辑类指令、程序控制类指令

计算机组成原理上机实验报告

《计算机组成原理实验》课程实验报告 实验题目组成原理上机实验 班级1237-小 姓名 学号 时间2014年5月 成绩

实验一基本运算器实验 1.实验目的 (1)了解运算器的组成原理 (2)掌握运算器的工作原理 2.实验内容 输入数据,根据运算器逻辑功能表1-1进行逻辑、移位、算术运算,将运算结果填入表1-2。 表 1-1运算器逻辑功能表 运算类 A B S3 S2 S1 S0 CN 结果 逻辑运算65 A7 0 0 0 0 X F=( 65 ) FC=( ) FZ=( ) 65 A7 0 0 0 1 X F=( A7 ) FC=( ) FZ=( ) 0 0 1 0 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0 0 1 1 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0 1 0 0 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 移位运算0 1 0 1 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0 1 1 0 0 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 0 1 1 1 0 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 F=( ) FC=( ) FZ=( ) 算术运算 1 0 0 0 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 0 0 1 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 0 1 0X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 0 1 0X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 0 1 1 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 1 0 0 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 1 1 0 1 X F=( ) FC=( ) FZ=( ) 表1-2运算结果表

微型计算机原理及应用课后习题答案

李伯成《微机原理》习题第一章 本章作业参考书目: ①薛钧义主编《微型计算机原理与应用——Intel 80X86系列》 机械工业出版社2002年2月第一版 ②陆一倩编《微型计算机原理及其应用(十六位微型机)》 哈尔滨工业大学出版社1994年8月第四版 ③王永山等编《微型计算机原理与应用》 西安电子科技大学出版社2000年9月 1.1将下列二进制数转换成十进制数: X=10010110B= 1*27+0*26+0*25+1*24+0*23+1*22+1*21 +0*21 =128D+0D+0D+16D+0D+0D+4D+2D=150D X=101101100B =1*28+0*27+1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+0*21+0*20 =256D+0D+64D+32D+0D+16D+4D+0D=364D X=1101101B= 1*26+1*25+0*24+1*23+1*22+0*21 +1*20 =64D+32D+0D+8D+4D+0D+1D=109D 1.2 将下列二进制小数转换成十进制数: (1)X=0.00111B= 0*2-1+0*2-2+1*2-3+1*2-4+1*2-5= 0D+0D+0.125D+0.0625D+0.03125D=0.21875D (2) X=0.11011B= 1*2-1+1*2-2+0*2-3+1*2-4+1*2-5= 0.5D+0.25D+0D+0.0625D+0.03125D=0.84375D (3) X=0.101101B= 1*2-1+0*2-2+1*2-3+1*2-4+0*2-5+1*2-6= 0.5D+0D+0.125D+0.0625D+0D+0.015625D=0.703125D 1.3 将下列十进制整数转换成二进制数: (1)X=254D=11111110B (2)X=1039D=10000001111B (3)X=141D=10001101B 1.4 将下列十进制小数转换成二进制数: (1)X=0.75D=0.11B (2) X=0.102 D=0.0001101B (3) X=0.6667D=0.101010101B 1.5 将下列十进制数转换成二进制数 (1) 100.25D= 0110 0100.01H (2) 680.75D= 0010 1010 1000.11B 1.6 将下列二进制数转换成十进制数 (1) X=1001101.1011B =77.6875D

计算机原理与汇编语言—实验报告1,2,3

实验1: 循环接收用户按键输入,将用户输入的大字母原样输出,将用户输入的小写字母转换为小写字母再输出,用户若输入数字0则退出程序,其它情况输出“error!” 实验程序代码 str db 'error!$' data ends stack segment para stack 'stack' db 100 dup(?) stack ends code segment assume ds:data,cs:code,ss:stack start:mov ax,data mov ds,ax again:mov ah,01h int 21h cmp al,'0' je next cmp al,'A' jb error ;小于A的出错 cmp al,'Z' jbe print1 ;在A,Z之间的输出print1 cmp al,'a' jb error ;在Z(41hH)和a(61H)之间的出错 cmp al,'z' jbe print2 ;在a,z之间的输出print2 jmp error print1: mov dl,al mov ah,02h int 21h jmp again ;循环输入,again print2:mov dl,al sub dl,20h mov ah,02h

int 21h jmp again ;循环输入,again error :mov dx,offset str mov ah,09h int 21h next:mov ah,4ch int 21h code ends end start 实验截图 实验总结 实践。 第一次真实的体会到汇编语言的特点,以及和C++语言的区别。 实验2: 从键盘接收用户输入的一个正整数(0-32767之间),输出该数字的所有因子。

微型计算机原理课后答案

微机原理 第一章 1.计算机按其使用的逻辑元件的不同被分为哪几代?微型计算机是哪一代计算机的分支? 答:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机和大规模、超大规模集成电路计算机。 微型计算机属于第四代计算机的分支。 2. 简述冯·诺依曼计算机体系结构的基本思想。 答:冯·诺伊曼基本设计思想为: ①以二进制形式表示指令和数据。 ②程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够高速地从存储器中取出指令并加以执行。 ③由运算器、控制器、存储器、输入和输出设备等五大部件组成计算机系统。 3.微型计算机系统由哪几部分组成: 答: 微机系统分硬件和软件,硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出借口,软件包括软件系统和应用软件。 6.何谓总线?有哪几类?作用如何? 答:总线是计算机中各功能部件间传送信息的公共通道。根据所传送的信息的内容与作用不同,总线可分为三类:地址总线、数据总线、控制总线。这三类总线作用为计算机各功能部件间传送地址、数据、控制信息的。 8.存储器读写操作的不同点? 答:①读操作:由CPU发出的读命令控制。 写操作:由CPU发出的写命令控制。 ②读操作:把数据从内存中读出来,放到DB上。 写操作:把DB上的内容,写入到存储器中。 第二章计算机中的数值和编码 1、将十进制数转换为二进制和十六进制 (1) 129.75=1000 0001.11B=81.CH(2) 218.8125=1101 1010.1101B=DA.DH (3) 15.625=1111.101B=F.AH(4) 47.15625=10 1111.0010 1B=2F.28 H 2、将下列二进制数转换为十进制和十六进制 (1) 111010 B=58 =3A H(2) 1011 1100.111B= 188.875= BC.E H (3) 0.1101 1B=0.84375 =0.D8H(4) 11110.01 B=30.25 =1E.4H 3、完成下列二进制数的加减法运算 (1) 1001.11+100.01=1110.00(2) 1101010110.1001-01100001.0011=01110101.0110 (3) 00111101+10111011=11111000 (4) 01011101.0110-101101.1011=101111.1011 4、完成下列十六进制数的加减法运算 (1) 745CH+56DFH=D14B H (2) ABF.8H-EF6.AH=9C28.E H (3) 12AB.F7+3CD.05=1678 .FC H(4) 6F01H-EFD8H=7F29 H 5、计算下列表达式的值 (1) 128.8125+10110101.1011B+1F.2H=101010101.1010B (2) 287.68-10101010.11H+8E.EH=103.CEH (3) 18.9+1010.1101B+12.6H-1011.1001=36.525 6、选取字长n为8位和16位两种情况,求下列十进制数的补码。 (1) X=-33的补码:1101 1111,1111111111011111 (2) Y=+33的补码:0010 0001, 0000 0000 0010 0001 (3) Z=-128的补码:1000 0000,1111 1111 1000 0000 (4) N=+127的补码:0111 1111,0000 0000 0111 1111 (5) A=-65的补码:1011 1111,1111 1111 1011 1111 (6) B=+65的补码:0100 0001, 0000 0000 0100 0001 (7) C=-96的补码:1010 0000, 1111 1111 1010 0000 (8) D=+96的补码:0110 0000, 0000 0000 0110 0000 7、写出下列用补码表示的二进制数的真值 (1) [X]补=1000 0000 0000 0000 H X=-1000 0000 0000 0000 H=-32768 (2) [Y]补=0000 0001 0000 0001 H Y=+0000 0001 0000 0001 H=+257 (3) [Z]补=1111 1110 1010 0101 H Z=-0000 0001 0101 1011 H=-347 (4) [A]补=0000 0010 0101 0111 H A=+0000 0010 0101 0111 H=+599 8、设机器字长为8位,最高位为符号位,试对下列格式进行二进制补码运算,并判断结果是否溢出。 (1) 43+8 ∵ [43]补=00101011B,[8]补=00001000B ∴[43] 补+[8] 补 =00101011B+00001000B=00110011B=33H 00101011B +00001000B 00110011B ∵ C S=0,C D=0,OF=C S⊕C D=0⊕0=0 ∴无溢出 (1) 43+8 33H (无溢出)(2) -52+7D3 H(无溢出)

微机原理实验四实验报告

实验报告

实验四 8251可编程串行口与PC机通信实验一、实验要求 利用实验箱内的8251A芯片,实现与PC机的通信。 二、实验目的 1.掌握8251A芯片结构和编程方法; 2.了解实现串行通信的硬件环境,数据格式和数据交换协议; 3.了解PC机通信的基本要求。 三、实验原理 (一)8251A芯片工作方式配置: 1. 8个数据位; 2.无奇偶校验位; 3.1个停止位; 4.波特率因子设为16; 5. 波特率设为9600。 (二)8251A主要寄存器说明 图4-1 模式字 图4-2 命令字

CO MMAN D I NSTR UCT ION FO RMA T 图4-3 状态字 (三)8251编程 对8251 的编程就是对8251 的寄存器的操作,下面分别给出8251 的几个寄存器的格式。(1)方式控制字 方式控制字用来指定通信方式及其方式下的数据格式,具体各位的定义如图4-4所示。 图4-4 方式控制字说明 (2)命令控制字 命令控制字用于指定8251 进行某种操作(如发送、接收、内部复位和检测同步字符等)或处于某种工作状态,以便接收或发送数据。图4-5 所示的是8251 命令控制字各位的定义。 图4-5命令控制字说明 (3)状态字 CPU 通过状态字来了解8251 当前的工作状态,以决定下一步的操作,8251 的状态字如 图4-6所示。 图4-6 状态字说明 四、实验电路连接: 1.CS8251接228H,CS8279已固定接至238H; 2.扩展通信口18中的232RXD连8251RXD ,232TXD连8251TXD;

3.计算机的两个RS232通信口,一个连至仿真机通信口,一个连至扩展通信口18(所有通信口均为DB9)。注意:RS232通信口必须在设备断电状态下插拔! 图4-7 连线图 五、实验内容及要求 1. 将例程从PDF文档中导入到WMD86软件编辑环境中,调试通过。使用软件自带的示波器,观察Txd管脚的输出,验证结果的正确性。将结果截图保存,贴入实验报告。 2.剔除例程中冗余部分,实现对例程的精简和优化。将精简内容与相应理由写入实验报告。 3.将自己学号的后三位数字通过RS232端口的Txd管脚输出。使用软件自带的示波器,观察Txd管脚的输出,验证结果的正确性。将结果截图保存,贴入实验报告。 4.通过读状态寄存器的方法,获得发送移位寄存器是否为空的信息,实现学号后三位数字的循环发送。将结果截图保存,贴入实验报告。 5.给每帧数据间添加固定的时间间隔,时间间隔为10000个指令周期。将结果截图保存,

微型计算机原理与应用试题库答案

《微型计算机原理及应用》试题库及答案 一、填空 1.数制转换 A)125D=(0111 1101 )B =(175 )O=(7D )H=(0001 0010 0101 )BCD B)10110110B=(182 )D =(266)O=(B6 )H=(0001 1000 0010)BCD 2.下述机器数形式可表示的数值范围是(请用十进制形式写出):单字节无符号整数0~ 255 ;单字节有符号整数-127 ~127 。 (注:微型计算机的有符号整数机器码采用补码表示,单字节有符号整数的范围为-128~+127。)3.完成下列各式补码式的运算,并根据计算结果设置标志位SF、ZF、CF、OF。指出运算结果 有效否。 A)00101101+10011100=11001001B SF=1 ZF=0 CF=0 OF=0 B)11011101+10110011=10010000B SF=1 ZF=0 CF=1 OF=0 4.十六进制数2B.4H转换为二进制数是_0010 1011.0100B ,转换为十进制数是_43.25。 5.在浮点加法运算中,在尾数求和之前,一般需要操作,求和之后还需要进行和 舍入等步骤。 6.三态门有三种输出状态:低电平、高电平、高阻态状态。 7.字符“A”的ASCII码为41H,因而字符“E”的ASCII码为45H ,前面加上偶 校验位后代码为。 8.数在计算机中的二进制表示形式称为机器数。 9.在计算机中,无符号书最常用于表示。 10.正数的反码与原码相等。 11.在计算机中浮点数的表示形式有整数和小数两部分组成。 12.微处理器中对每个字所包含的二进制位数叫字节。 13.MISP是微处理的主要指标之一,它表示微处理器在1秒钟内可执行多少

计算机组成原理第四次实验报告

实验报告 专业班级: 姓 名: 机器号: 学 号: E-mail: 指导教师: 总成绩: 分步成绩: 出勤: 实验表现 实验报告: 实验五 模型机与机器指令执行实验 一 实验目的 1 实验目的 (1) 掌握控制器的工作原理 (2) 掌握由控制器、运算器、存储器、组成的模型机的工作原理 (3) 通过运行各种简单程序,掌握机器指令和微指令的关系 2 实验要求 (1) 做好实验预习和准备工作,掌握本次实验所用指令系统功能 (2) 将实验用汇编语言源文件编译成机器语言的目标文件 (3) 完成规定的实验内容 (4) 故障分析与排除 (5) 实验结束时完成实验报告,并将报告提交服务器。 二 实验原理 模型机的逻辑框图如图所示。其指令系统和微指令系统可参看资料。在本实验中,模型机作为一个整体工作。所有微程序的控制信号由微程序存储器uM 输出。而各寄存器,运算器的控制端口与uM 联接。 计算机组成原理 机 A W T D L R ST R3R2R1 R0 MAR keyin portout PC mem_a mem_d IR Control 24 ALU DBUS ABUS IA IBUS INT_CODE Display Input SRAM

ADD A,#106 071C01不带进位加法C7FFEF FFFE90 CBFFFF 07 08 08 1C 1D 1E EM=01 EM=CC,W=01 EM=06,A=01 RET08CC返回语句FEFF5F CBFFFF 09 04 CC CD EM=00 EM=06 JMP LOOP04 05AC02无条件跳转语句C6FFFF CBFFFF 05 02 AC AD EM=02 EM=BC 四思考题 1,简述IR寄存器的作用,IR0,IR1的作用。IR2,IR3的作用。 答:IR寄存器用来存放从主存储器读出的一条指令。 IR0:用来存放后续指令地址。 IR1:保存当前正在执行的一条指令 IR2:保存将被存储的下一个数据字节的地址。 IR3:保存当前CPU所访问的主存单元的地址。 2,简述跳转指令的执行过程。 答:首先从SRAM中取指令经IBUS存入IR寄存器,并且解析指令,然后将指令码存入μPC,根据μPC从μM中读出微指令,通过控制端口执行该组微指令,该组微指令有两条,所执行的操作为:以PC为地址从EM中读出数据并送到数据总线上,再将数据总线上的数据存入PC中。该组微指令执行完毕后,从PC中将下一条指令的地址输出到MAR,再从MAR输入到SRAM,从SRAM中读取下一条指令,该条指令就是跳转到的标号位置的指令。 实验六指令/微指令设计实验 一实验目的 1 掌握计算机各种指令的设计和执行过程; 2 掌握指令/微指令的设计方法。 二实验原理 COP2000计算机组成原理实验仪,可以由用户自己设计指令/微指令系统,这样用户可以在现有的指令系统上进行扩充,加上一些较常用的指令,也可重新设计一套完全不同的指令/微指令系统。 做为原理,我们建立一个有如下指令的系统: 指令助记符指令意义描述 LD A,#II将立即数装入累加器A ADD A,#II累加器A加立即数 GOTO MM无条件跳转指令 OUTA累加器A输出到端口 因为硬件系统需要指令机器码的最低两位做为R0-R3寄存器寻址用,所以指令机器码要忽略掉这两位。这四条指令的机器码分别为04H,08H,0CH,10H。其它指令的设计相同。 指令系统设计 1.打开COP2000组成原理实验软件,选择[文件|新建指令系统/微程序],观察软件下方的“指令系统”窗口,所有指令码都“未使用”。

计算机组成原理实验

实验一基础汇编语言程序设计 一、实验目的: 1、学习和了解TEC-XP16教学实验系统监控命令的用法。 2、学习和了解TEC-XP16教学实验系统的指令系统。 3、学习简单的TEC-XP16教学实验系统汇编程序设计。 二、预习要求: 1、学习TEC-XP16机监控命令的用法。 2、学习TEC-XP16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-XP16机的使用,包括开关、指示灯、按键等。 4、了解实验内容、实验步骤和要求。 三、实验步骤: 在教学计算机硬件系统上建立与调试汇编程序有几种操作办法。 第一种办法,是使用监控程序的A命令,逐行输入并直接汇编单条的汇编语句,之后使用G命令运行这个程序。缺点是不支持汇编伪指令,修改已有程序源代码相对麻烦一些,适用于建立与运行短小的汇编程序。 第二种办法,是使用增强型的监控程序中的W命令建立完整的汇编程序,然后用M命令对建立起来的汇编程序执行汇编操作,接下来用G命令运行这个程序。适用于比较短小的程序。此时可以支持汇编伪指令,修改已经在内存中的汇编程序源代码的操作更方便一些。 第三种办法,是使用交叉汇编程序ASEC,首先在PC机上,用PC机的编辑程序建立完整的汇编程序,然后用ASEC对建立起来的汇编程序执行汇编操作,接下来把汇编操作产生的二进制的机器指令代码文件内容传送到教学机的内存中,就可以运行这个程序了。适用于规模任意大小的程序。

在这里我们只采用第一种方法。 在TEC-XP16机终端上调试汇编程序要经过以下几步: 1、使教学计算机处于正常运行状态(具体步骤见附录联机通讯指南)。 2、使用监控命令输入程序并调试。 ⑴用监控命令A输入汇编程序 >A 或>A 主存地址 如:在命令行提示符状态下输入: A 2000↙;表示该程序从2000H(内存RAM区的起始地址)地址开始 屏幕将显示: 2000: 输入如下形式的程序: 2000: MVRD R0,AAAA ;MVRD 与R0 之间有且只有一个空格,其他指令相同 2002: MVRD R1,5555 2004: ADD R0,R1 2005: AND R0,R1 2006: RET ;程序的最后一个语句,必须为RET 指令 2007:(直接敲回车键,结束A 命令输入程序的操作过程) 若输入有误,系统会给出提示并显示出错地址,用户只需在该地址重新输入正确的指令即可。 ⑵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

微型计算机原理试题答案

《微型计算机原理及应用》试题库及答案 16.微型计算机由(微处理器)、(存储器)和(I/O接口电路)组成。 17.8086CPU寄存器中负责与I/O端口交换数据的寄存器为(AX,AL) 18.总线有数据总线、地址总线、控制总线组成,数据总线是从微处理器向内存储器、I/O接口 传送数据的通路;反之,它也是从内存储器、I/O接口向微处理器传送数据的通路,因而它可以在两个方向上往返传送数据,称为(双向总线)。 19.一个微机系统所具有的物理地址空间是由(地址线的条数)决定的,8086系统的物理地址空间 为(1M)字节。 20.运算器包括算术逻辑部件(ALU),用来对数据进行算术、逻辑运算,运算结果的一些特征由 (标志寄存器)存储。 21.控制寄存器包括指令寄存器、指令译码器以及定时与控制电路。根据(指令译码)的结果, 以一定的时序发出相应的控制信号,用来控制指令的执行。 22.根据功能不同,8086的标志为可分为(控制)标志和(状态)标志位。 23.8086/8088CPU内部有(14)个(16位)的寄存器。 24.在8086/8088的16位寄存器中,有(4)各寄存器可拆分为8位寄存器使用。他们是 (AX,BX,CX,DX),他们又被称为(通用寄存器)。 25.8086/8088构成的微机中,每个主存单元对应两种地址(物理地址)和(逻辑地址)。 26.物理地址是指实际的(20)为主存储单元地址,每个存储单元对应唯一的物理地址,其范围 是(00000H-FFFFFH)。 27.8088的ALE引脚的作用是(锁存复用线上的地址)。 28.在8088读存储器周期中,采样Ready线的目的是(确定是否在T 3周期后插入T w 周期)。 29.8088在访问4个当前段时,代码段、数据段及堆栈段的偏移量分别由(IP)、(由寻址方式 决定的16位偏移量)和(SP)提供。 30.堆栈按照___先进后出___原则工作,使用____堆栈指针___指明栈顶位置。 31.在IBM-PC/XT中,外设是通过(8259)器件对CPU产生中断请求。这些中断的中断类型码为 (08H—OFH)。 32.8086最多能处理(256)种中断。 33.8086/8088的中断响应了两个总线周期,从(INTA)引脚输出两个负脉冲,第一个总线周期 完成,(通知I/O接口,CPU已响应外部中断请求,使被响应的I/O接口把自己的中断类型号送到数据总线的低8位D0-D7上),第二个总线周期完成(通过CPU的地址/数据引脚AD0-AD7将信号传输给CPU) 34.8088中的指令INT n用(n)指定中断类型。 35.一片8255A端口A有(3)种工作方式,端口B有(2)种工作方式。 36.宏汇编语言程序被汇编时,指令语句产生代码指令,伪指令语句不产生代码指令,宏指令语句可能产生也可能不产生代码指令。 37.调用程序、子程序传送参数的方法通常有寄存器、内存和堆栈三种方法。 38.伪指令EQU、DB、DW、MACRO的标号名字域必须有名字或标号的伪指令为EQU、MACRO。 ,若源操作数的类型属性为字,则目的操作数在DX:AX中。 43.请给出标志寄存器中标志位OF、IF、SF、ZF、PF、CF的说明: OF 溢出、IF 中断、SF 符号、ZF 零、PF 奇偶、CF 进位。 44.堆栈是按照先进后出原则组织的一片连续的存储区域。 45.变址寻址的有效地址是变址寄存器的内容与地址位移量代数和。 46.指令XLAT通常用于查表操作,在使用该指令前,应把表首的偏移首地址送入BX,待转换的代码在表中的序号送AL。

计算机组成原理 实验4

实验四模型机设计 1 实验目的 (1) 掌握一个简单CPU的组成原理。 (2) 在掌握部件单元电路的基础上,进一步将其构造一台基本模型计算机。 (3) 为其定义五条机器指令,编写相应的微程序,并上机调试掌握整机概念。 2 实验设备 PC机一台,TD-CMA实验系统一套。 3 实验原理 本实验要实现一个简单的CPU,并且在此CPU的基础上,继续构建一个简单的模型计算机。CPU由运算器(ALU)、微程序控制器(MC)、通用寄存器(R0),指令寄存器(IR)、程序计数器(PC)和地址寄存器(AR)组成,如图4-1所示。这个CPU在写入相应的微指令后,就具备了执行机器指令的功能,但是机器指令一般存放在主存当中,CPU必须和主存挂接后,才有实际的意义,所以还需要在该CPU的基础上增加一个主存和基本的输入输出部件,以构成一个简单的模型计算机。 图4-1 基本CPU构成原理图 除了程序计数器(PC),其余部件在前面的实验中都已用到,在此不再讨论。系统的程序计数器(PC)和地址寄存器(AR)集成在一片CPLD芯片中。CLR连接至CON单元的总清端CLR,按下CLR按钮,将使PC清零,LDPC和T3相与后作为计数器的计数时钟,当LOAD为低时,计数时钟到来后将CPU内总线上的数据打入PC。

T3 CLR 图4-2 程序计数器(PC)原理图 本模型机和前面微程序控制器实验相比,新增加一条跳转指令JMP,共有五条指令:IN(输入)、ADD(二进制加法)、OUT(输出)、JMP(无条件转移),HLT(停机),其指令格式如下(高4位为操作码): 助记符机器指令码说明 IN0010 0000IN R0 ADD0000 0000R0 + R0 R0 OUT0011 0000R0 OUT JMP addr1110 0000 ********addr PC HLT0101 0000停机 其中JMP为双字节指令,其余均为单字节指令,********为addr对应的二进制地址码。微程序控制器实验的指令是通过手动给出的,现在要求CPU自动从存储器读取指令并执行。根据以上要求,设计数据通路图,如图4-3所示。 本实验在前一个实验的基础上增加了三个部件,一是PC(程序计数器),另一个是AR(地址寄存器),还有就是MEM(主存)。因而在微指令中应增加相应的控制位,其微指令格式如表4-1所示。

计算机组成原理实验完整版

河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡(1010101029) 指导教师郭玉峰 撰写日期:二○一二年六月五日

一、实验目的: 1.在掌握各部件的功能基础上,组成一个简单的计算机系统模型机; 2.了解微程序控制器是如何控制模型机运行的,掌握整机动态工作过程; 3定义五条机器指令,编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求: 1.复习计算机组成的基本原理; 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备: EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套,排线若干。 四、模型机结构及工作原理: 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成,当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注:本系统的数据总线为16位,指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时,只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中,CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期,指令由微指令组成的序列来完成,一条机器指令对应一段微程序。另外,读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。

为了向RAM中装入程序和数据,检查写入是否正确,并能启动程序执行,必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作(MRD):拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“00”时,按“单步”键,可对RAM连续读操作。 存储器写操作(MWE):拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“10”时,按“单步”键,可对RAM连续写操作。 启动程序(RUN):拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后,指令译码器输入CA1、CA2为“11”时,按“单步”键,即可转入第01号“取指”微指令,启动程序运行。 注:CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值,无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2,由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码: 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址

微型计算机原理及应用(答案)

微型计算机原理及应用(第3版)(修订本)答案 习题 1 一、选择题 1.A 2.C 3.B 4.B 5.A 6.A 7.B 8.C 9.C 10.C 11.C 12.A 13.D 14.A 15.D 16.C 在GB2312-80国家标准中,16~55区为一级汉字、56~87区为二级汉字。 DBB5H-A0A0H = 3B15H 3BH = 59 DBB5H属于二级汉字。 二、完成下列不同进制数的转换 1.⑴270 = 100001110B ⑵455 =1 11000111B ⑶0.8125 = 0.1101B ⑷720.3125 = 1011010000.0101B 2.⑴1001001B = 73 ⑵11001100B = 204 ⑶0.0101B = 0.3125 ⑷11011.1011B = 27.6875 3.⑴11100011B = E3H ⑵10001111B = 8FH ⑶0.0011101B = 0.3AH ⑷110011011.01011B = 19B.58H 4.⑴A21H = 101000100001H ⑵4B7H = 10010110111B ⑶0.00A3H = 0.0000000010100011B ⑷2E8.0D5H = 1011101000.000011010101B 三、完成下列机器数和真值的转换 1.⑴[11001B]补= 00011001B ⑵[-11001B]补= 11100111B ⑶[100000B]补= 00100000B ⑷[-100000B]补= 11100000B 2.⑴[65]补= 01000001B ⑵[-75]补= 10110101B ⑶[120]补= 01111000B ⑷[-100]补= 10011100B 3.⑴[1000]补= 0000001111101000B ⑵[-12]补= 1111111111110100B ⑶[800]补= 0000001100100000B ⑷[-3212]补=1 111001*********B 4.⑴[10000001B]补= -127 ⑵[01100110B]补= +102 ⑶[0111011101110111B]补= 30583 ⑷[1000000000000001B]补= -32767 四、完成下列各数值和机器编码的转换 1.⑴01100011B=99 压缩的BCD码= 10011001 非压缩的BCD码= 0000100100001001 ⑵01010000B=80 压缩的BCD码= 10000000 非压缩的BCD码= 0000100000000000 ⑶0000001100001111B=783 压缩的BCD码= 0000011110000011 非压缩的BCD码= 000001110000100000000011 ⑷0001111111111111B=8191 压缩的BCD码= 1000000110010001 非压缩的BCD码= 00001000000000010000100100000001 2.⑴换行0AH ⑵字母“Q”51H ⑶ASCII码“7”37H ⑷空格20H ⑸汉字“隘”(国标码) 30H、2FH ⑹汉字“保”(内码) B1H、A3H 3.⑴[15]补= 00001111 ⑵15的压缩BCD数= 00010101B

计算机组成原理实验

计算机组成原理上机实验指导

一、实验准备和实验注意事项 1.本课程实验使用专门的TDN-CM++计算机组成原理教学实验设备,使用前后均应仔细检查主机板,防止导线、元件等物品落入装置导致线路短路、元件损坏。 2.完成本实验的方法是先找到实验板上相应的丝印字及其对应的引出排针,将排针用电缆线连接起来,连接时要注意电缆线的方向,不能反向连接;如果实验装置中引出排针上已表明两针相连,表明两根引出线部已经连接起来,此时可以只使用一根线连接。 3.为了弄清计算机各部件的工作原理,前面几个实验的控制信号由开关单元“SWITCH UNIT”模拟输入;只有在模型机实验中才真正由控制器对指令译码产生控制信号。在每个实验开始时需将所有的开关置为初始状态“1”。 4.本实验装置的发光二极管的指示灯亮时表示信号为“0”,灯灭时表示信号为“1”。 5.实验接线图中带有圆圈的连线为实验中要接的线。 6.电源关闭后,不能立即重新开启,关闭与重启之间至少应有30秒间隔。 7.电源线应放置在机专用线盒中。 8.保证设备的整洁。

二、实验设备的数据通路结构 利用本实验装置构造的模型机的数据通路结构框图如下图。其中各单元部已经连接好,单元之间可能已经连接好,其它一些单元之间的连线需要根据实验目的用排线连接。 图0-2 模型机数据通路结构框图

实验一运算器实验:算术逻辑运算实验 一.实验目的 1.了解运算器的组成结构; 2.掌握运算器的工作原理; 3.掌握简单运算器的数据传送通路。 4.验证运算功能发生器(74LSl81)的组合功能。 二.实验设备 TDN-CM++计算机组成原理教学实验系统一台,排线若干。 三.实验原理 实验中所用的运算器数据通路如图1-l所示。其中两片74LSl81以串行方式构成8位字长的ALU,ALU的输出经过一个三态门(74LS245)和数据总线相连。三态门由ALU-B控制,控制运算器运算的结果能否送往总线,低电平有效。 为实现双操作数的运算,ALU的两个数据输入端分别由二个锁存器DR1、DR2(由74LS273实现)锁存数据。要将数据总线上的数据锁存到DR1、DR2中,锁存器的控制端LDDR1和LDDR2必须为高电平,同时由T4脉冲到来。 数据开关(“INPUT DEVICE”)用来给出参与运算的数据,经过三态门(74LS245)后送入数据总线,三态门由SW-B控制,低电平有效。数据显示灯(“BUS UNIT”)已和数据总线相连,用来显示数据总线上的容。 图中已将用户需要连接的控制信号用圆圈标明(其他实验相同,不再说明),其中除T4为脉冲信号外,其它均为电平信号。由于实验电路中的时序信号均已连至“W/R UNIT”的相应时序信号引出端,因此,在进行实验时,只需将“W/R UNIT”的T4接至“STATE UNIT”的微动开关KK2的输出端,按动微动开关,即可获得实验所需的单脉冲。 ALU运算所需的电平控制信号S3、S2、S1、S0、Cn、M、LDDR1、LDDR2、ALU-B、SW-B均由“SWITCH UNIT”中的二进制数据开关来模拟,其中Cn、ALU-B、SW-B为低电平有效,LDDRl、LDDR2为高电平有效。 对单总线数据通路,需要分时共享总线,每一时刻只能由一组数据送往总线。

微型计算机原理考试题答案

====《汇编语言程序设计》模拟试卷01参考答案==== 一单项选择题 D B A B B C C C D C 二填空题 1. 0000 0000 0111 0101B, 0075H, 1000 0000 0111 0101B, 0FF8BH 2. 立即寻址 2450H 直接寻址 1260H 寄存器间接寻址 1270H 基址+变址相对寻址 1280H 寄存器相对寻址 1280H 3. CF=0,ZF=0,SF=0,OF=1,AF=1 4. 字节,字,偶 5. 统一编址,独立编址,独立编址,64K 6. 90,0, 1, 96 三改错题 第3行: 0005改为0006H 第12行:DS改为DSEG 第15行:OFFSET去掉 第16~18行改为: PUSH CX AGAIN:MOV AL,[SI] CBW ADD DX,AX INC SI 第19行和第20行之间插入一行: POP CX 第20行改为: IDIV CL 四简单程序设计题 1. MOV CX, 20 LEA SI, string1 LEA DI, string2 CLD MOVSB 2. MOV CH, 0 D1: SAR DX, 1 RCR AX, 1 LOOP D1 五读下列程序,回答后面的问题 (1)该程序用来将存放在DATA1和DATA2开始的单元中的两个多字节数据相加,并将结果存放在SUM开始的连续单元中。 (2)不可以,因为ADD指令影响进位标志CF的状态 (3)MOV SI,OFFSET DATA1

(4 ) 清进位,以便在数据最低字节相加时,可以用ADC指令。六程序设计题 Data Segment X DW Array_head DW 3,5,15,23,37,49,52,65,78,99 Array_end DW 105 N DW 55 Data Ends Prognam segment Main proc far Assume cs :prognem,ds:Data Start: push ds Sub ax,ax Push ax Mov ax,Data Mov ds,ax Mov ax, N Mov Array_head-2,0FFFFH Mov si,0 Compare: cmp Array_end[si],ax Jle insert Mov bx, Array_end[si] Mov Array_end[si+2],bx Sub si,2 Jmp short compare Insert: mov Array_end[si+2],ax Ret Main endp Prognam ends End start ====《汇编语言程序设计》模拟试卷02参考答案====

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