东南大学微机实验报告.doc
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《微机实验及课程设计》实验报告学号08010424
东南大学
《微机实验及课程设计》
实验报告
实验一指令与汇编语言基础
实验二汇编语言程序设计
姓名：
柳佳男学号：
08010424
专业：
自动化实验室：
计算机硬件技术
实验时间：
2012年04月10日报告时间：
2012年04月16日
评定成绩：
审阅教师：
一.实验目的与内容
实验目的
1、了解命令行操作基本方式和基本命令，掌握PC环境下命令行方式的特点。
2、掌握汇编语言程序指令编辑基本框架程序，完成宏汇编、连接操作，实现运行；
3、熟练掌握动态调试程序TD/DEBUG常用命令或窗口功能，学会动态调试程序的基本方法。
4、利用框架程序检验8086/8088汇编语言（MASM/TASM）的各种指令性与指示性操作功能和语法，并了解它们与目标代码之间的关系；检验典型DOS/BIOS功能调用，实现简单的人机交互功能。
基本实验内容和要求（重点:
段存储结构和数据变量）
（1）掌握进入全屏命令行方式、修改环境的两种方法
（2）确定源程序的存放目录，构建个人实验环境；
（3）建立、编辑汇编源程序，构建典型的汇编程序框架；
（4）用汇编工具（MASM/TASM.EXE）汇编源程序产生OBJ目标文件；
（5）用链接程序（LINK/TLINK.EXE）产生EXE可执行文件；
（6）用调试工具软件（Debug.exe/TD.EXE）调试执行程序；
1）观察CPU寄存器、存储器环境；
2）单步、断点运行，观察中间结果；
3）完成正常执行；
4）修改中间运行环境（寄存器，存储器）；
5）直接编写程序片断，验证指令功能
实验内容一:
编辑（EDIT）:
基本的汇编语言格式:
段,变量,过程;汇编（MASM）:
产生.LST文件;链接（LINK）.MAP文件（调试观察源-目标关系）
多模块程序，.LST，.MAP文件（调试观察源-目标关系）
DOS/BIOS调用功能（I/O）调试验证
INT21H/INT16H
TASM/ziTLINK/vTD带符号（Symble）调试（观察源-目标关系）
实验内容二:
1.输入字符串,作大小写变换,显示结果
2.输入十进制数N（<=65535）,转换成十六进制数,显示在屏幕上（有检错功能）
3.改写成子程序结构
4.N<=12时用递归算法实现阶乘;
5.采用双模块结构;采用软件中断调用（INT80H，用DEBUG跟踪调试）
二.基本实验原理
运行汇编程序必备的软件环境：
DOS操作系统；汇编软件系统。
汇编系统盘应包含如下文件：
MASM宏汇编程序文件（TASM）
LINK连接程序文件（TLINK）
CREF索引程序文件（也可不用）
EDIT文本编辑程序（或PE等文本编辑程序）
用户通过屏幕编辑程序EDIT（各功能）键入源程序，检查无误，可将源程序存到汇编系统盘上，该程序的扩展名为·ASM。
（XXX.ASM）
（2）MASM汇编程序：
格式、宏、模块èOBJ:
浮动汇编（相对关系）、段、变量待定位
执行宏汇编程序MASM----生成目标文件.OBJ，辅助文件LST，CRF（可选）
用汇编语言编写的源程序必须是一个完整的源程序，才能经过宏汇编程序MASM的汇编，生成一个目标程序。
为了完成汇编任务，汇编程序一般采用两遍扫描的方法，第一遍扫描源程序产生符号表、处理伪指令等，第二遍扫描产生机器指令代码、确定数据等。
OBJ将源程序的操作码部分变为机器码，但地址操作数是可浮动的相对地址，而不是实际地址，因此需经LINK连接文件进行连接才能形成可执行文件。
三.方案实现与测试
实验一:
以string程序为例
1）汇编过程
使用edit编辑文件
在DOS状态下，键入MASM则调入宏汇编程序，屏幕显示与操作如下：
string为源程序名（string.asm），方括号中是机器规定的默认文件名，默认只生成（string.obj）文件。
如果用户需要列表文件和交叉索引文件，则可在[NUL.LST]和[NUL.CRF]后键入文件名即可。
同样，按照下图中的方法，可以生成（string.map）文件
列表文件（.LST）是通过汇编程序（MASM）产生的，可以在DOS状态下用TYPE
命令显示或打印该文件，以便分析调试源程序。
列表程序由三部分组成：
（1）源程序和目标程序清单
（2）段信息汇总表
（3）符号汇总表
3）多模块程序
以string1和string2为例
文件中内容:
publicinput
extrndisp:
far
datasegment
inputdb100,100dup（0）
string1db0dh,0ah,'pleaseinputyourstrings',0dh,0ah,'$'
string2db0dh,0ah,'thestringsyouinputare:
',0dh,0ah,'$'
string3db0dh,0ah,'Doyouwanttocontinue（y/n）:
',0dh,0ah,'$'
dataends
stackssegmentstack
db256dup（0）
stacksends
codesegment
assumecs:
code,ds:
data,ss:
stacks
mainprocfar
start:
movax,data
movds,ax
movax,stacks
movss,ax
loop1:
movdx,offsetstring1
movah,09h
int21h
movdx,offsetinput
movah,0ah
int21h
movdx,offsetstring2
movah,09h
int21h
calldisp
movdx,offsetstring3
movah,09h
int21h
movah,1
int21h
cmpal,'y'
jzloop1
movah,4ch
int21h
mainendp
codeends
endstart
文件中内容：
extrninput:
byte
publicdisp
codesegment
assumecs:
code
dispprocfar
start:
xorcx,cx
movcl,input[1]
movsi,2
again:
movdl,input[si]
cmpdl,61h
jbnext
cmpdl,7ah
janext
subdl,20h
next:
movah,02h
int21h
incsi
loopagain
ret
dispendp
codeends
endstart
将string1.asm和string2.asm汇编后链接
用type语句来查看string.map中的内容.
可以看出，由连接程序LINK产生的扩展名为.MAP文件，它实际上是连接程序的列表文件，它给出了每个段的地址分配情况及长度。
而且由于本例是多模块结构，实际上使用了两个代码段，因而图中显示了两个CODE段的地址范围，但是入口地址entrypoint只有一个。
4、DOS/BIOS调用功能（I/O）调试验证
用TD打开string.1文件，F7单步调试，观察执行int21H中断时各寄存器的内容变化情况。
5、TASM/ziTLINK/vTD带符号（Symble）调试（观察源-目标关系）
实验二
1.输入字符串,作大小写变换,显示结果
相应的程序及其调试已在实验一中完成,运行结果为
结果与预期相符.
2.输入十进制数N（<=65535）,转换成十六进制数,显示在屏幕上（有检错功能）
3.改写成子程序结构
程序片段：
loop1:
movoutput,0000h
movdx,offsetstring1
movah,09h
int21h
movdx,offsetinput
movah,0ah
int21h
movright,1
callchange
cmpright,0
jzerror
movdx,offsetstring2
movah,09h
int21h
movax,output
movdl,ah
shrdl,4
calldisp
movdl,ah
anddl,0fh
calldisp
movdl,al
shrdl,4
calldisp
movdl,al
anddl,0fh
calldisp
jmpgo
运行结果:
用debug调试程序
4.N<=12时用递归算法实现阶乘;
MOVAX,N
CALLPCALC
MOVRESULT,AX
PCALCPROC
CMPAX,1;递归函数
JNZPCALC1
RET
PCALCENDP
PCALC1:
PUSHAX
DECAX
CALLPCALC；递归调用
POPBX
MULBX
RET
PCALCENDP
Debug单步调试程序,并且不断通过-d来观察栈顶的变化情况.发现在递归调用的过程中,IP的后续内容被不断压入栈中,递归返回时又被释放出来.
运行结果:
四．提高与创新研究
通过C++编译器,将高级语言转化为汇编语言
程序1hello.c
#include
intmain（）
{
printf（"Hello,world\n"）;
return0;
}
按照如下操作,可以生成含有二进制、汇编和高级语言的.cod文件
五．分析与总结
通过这几次试验,我基本上了解并掌握了如何完成宏汇编、连接操作，实现运行,以及用debug和TD进行程序的调试.通过TD和命令行调试，可以看到CPU寄存器和存储器的内容和地址等，也可以对其进行修改.
在编写调试程序的过程中出现了许多问题，
例如在十进制转化成十六进制的试验中，出现了如下错误
发现是‘shrdl,4‘这条语句出现错误，经分析，原来当移多位时，指令系统要求以为次数必须放在CL
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