计算机系统结构实验一MIPS指令系统和MIPS体系结构

1、计算机系统结构实验报告班级计算机2班实验日期2016.2.24实验成绩姓名殷凤学号22920132203917实验名称MIPS指令系统和MIPS体系结构实验目的要求实验目的及要求：了解和熟悉指令级模拟器；熟练掌握MIPSsim模拟器的操作和使用方法；熟悉MIPS指令系统及其特点，加深对MIPS指令操作语义的理解；熟悉MIPS体系结构。实验器材：实验平台采用指令级和流水线操作级模拟器MIPSsim；计算机一台。实验内容、步骤及结果1. 阅读MIPSsim模拟器的使用方法，然后了解MIPSsim的指令系统和汇编语言；2. 对照实验教程启动、配置MIPSsim.exe，参照使用说明，载入程序，多种执

2、行方式查看结果；3. 补充实验的完成：a. 求阶乘问题：解决方法：在代码最后加一句指令TEQ r0,r0思路：将自定义的整数存入一个整数寄存器r1,r2，“1”的值存入寄存器r3作为求阶乘时减一的用处，r2减一，与原值r1相乘结果存入r1，判断r2值是否已经减到0，是就运行结束，否则跳转继续r2减一与r1相乘，最后r1的内容就是最终结果。结果截图：b. ALU运算求(X-Y)*2-(X+Y)/8问题：无思路：题目要求不可以使用乘除指令，则利用逻辑左移（SLL）一位实现乘2，利用逻辑右移（SRL）3实现除以8。r1 r2中存放自定义的x y，r3中存放x-y的值，r4存放x+y的值，最后结果放在

3、r5中。结果截图：c. 求补码问题：解决方法：把高32位和低32位之间base的差值4个字节事先存进寄存器r6问题：解决方法：改成LABLE1问题：如果是正数的话结果总是错误的解决方法：刚开始忘记判断正负了，如果是正数就直接存回存储器原来的位置，判断正负通过高32位（存在r2中）和十六进制数0x000080000000（寄存器r9）进行AND，如果结果等于0（与$r0比较），就为正数，否则就是负数。思路：r1中放取字指令LW的base值，根据内存中的数据来决定，存储器中高32位数据取出来放进r2，低32位数据放进r3。如果判断是正数，则直接再存回去，如果是负数，按位取反再加一得到补码。按位取反

4、通过r2 r3中的值都分别和-1（存进r5）进行异或，再加1，如果r3中有进位，那么r2的值也要加1，然后存入存储器原位置，如果r3中无进位就可以直接存入原位置，是否有进位通过r3与-1异或结果和-1比较，如果等于-1（1111），就会有进位，如果不等就没有进位。结果截图：（8c22000024060004） （73ddffffdbf9fffc）（002608228c220000） （002608228c220000）总结1. 在使用指令时，一定要事先弄清楚指令的适用范围和参数的本质；2. 有符号数和无符号数要分辨清楚；3. 程序安全退出：TEQ $r0,$r04. 标号必须全部大写。附录#

5、test1 - yf 求阶乘.textmain:ADDIU $r1, $r0, 5 #r1中存自定义整数，也存最后结果ADDIU $r2, $r0, 5 #r2用作每次减一与r1相乘一步步求阶乘ADDIU $r3, $r0, 1 #r3用作减“1”LABEL1:SUB $r2, $r2, $r3BLEZ $r2, LABLE2MUL $r1,$r1,$r2BGTZ $r2,LABLE1 #减到0就运行结束NOPLABLE2:NOPTEQ $r0, $r0# test2 - yf 求(X-Y)*2-(X+Y)/8.textmain:ADDIU $r1, $r0, 7 #x的值ADDIU $r2,

6、 $r0, 1 #y的值SUB $r3,$r1,$r2 #r3中是x-y的值 ADD $r4,$r1,$r2 #r4是x+y的值 SLL $r3,$r3,1 #逻辑左移1位实现乘2SRL $r4,$r4,3 #逻辑右移3位实现除以8SUB $r5,$r3,$r4 #r5存最后结果NOPTEQ $r0,$r0# test3 - yf 求补码.textmain:ADDIU $r6,$r0,4 #地址4个字节LW $r2,0($r1) #取高32位SUB $r1,$r1,$r6 #变更地址LW $r3,0($r1) #取低32位AND $r8,$r2,$r9 #判断正负 BEQ $r8,$r0,LABLE2 #正数直接存回原位置ADDI $r5,$r0,-1 #“-1”的用处 XOR $r2,$r2,$r5 #按位取反XOR $r3,$r3,$r5BNE $r3,$r5,LABLE1 #判断低32位是否有进位ADDI $r2,$r2,1 #有则高位加1LABLE1