mips冒泡排序docx.docx
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mips冒泡排序
《计算机组成原理实验》
实验报告
（实验一）
学院名称
：
专业（班级）
：
学生姓名
：
学号
时间
：
年
月
日
成绩
:
实验一
：
MIPS汇编语言程序设计实验
一.实验目的
1.初步认识和掌握MIPS汇编语言程序设计的基本方法；
2.熟悉PCSpim模拟器的使用。
二.实验内容
从键盘输入10个无符号字数或从内存中读取10个无符号字数并从大到小进行排序，排序结果在屏幕上显示出来。
三.实验器材
电脑一台，PCSpim仿真器软件一套。
四.实验过程与结果
1排序算法：
冒泡排序
2算法原理：
冒泡排序算法的运作如下：
（从前往后）
（1）比较相邻的元素。
如果第一个比第二个小，就交换他们两个。
（2）对每一对相邻元素作同样的工作，从开始第一对到结尾的最后一对。
在这一点，最后的元素应该会是最小的数。
（3）针对所有的元素重复以上的步骤，除了最后一个。
（4）持续每次对越来越少的元素重复上面的步骤，直到没有任何一对数字需要比较。
3c++代码：
1.#include
2.using namespace std;
3.
4.void swap（int& a, int& b）
5.{
6. int tem = a;
7. a = b;
8. b = tem;
9.}
10.
11.int main（）
12.{
13. int num[10];
14. int i, j;
15. for （i = 0; i < 10; ++i）
16. cin >> num[i];
17. for （i = 0; i < 10; ++i）
18. {
19. for （j = 0; j < 9 - i; ++j）
20. {
21. if （num[j] < num[j + 1]）
22. swap（num[j], num[j + 1]）;
23. }
24. }
25. for （i = 0; i < 10; ++i）
26. cout << num[i] << ' ';
27. cout << endl;
28. return 0;
29.}
五.实验心得
这次实验是我第一次使用汇编语言设计程序，在这个过程中我碰到了很多问题。
第一个问题发生在我开始尝试写代码时，因为对汇编语言不熟悉，所以在将c++代码中的循环语句编译成汇编时经常思路中断，代码的顺序经常出错。
最后的解决方法是将for循环拆分成几条不同的语句，确定它们的执行顺序之后在逐条翻译。
在解决程序的语法错误之后，为了解决剩下的bug，我将程序由对长度为10的数组进行排序改为对长度为5的数组进行排序，在解决了几个bug之后才将程序中数组的长度改回10.
第一个bug发生在类似下面这条语句中：
1. addi $t1, $t1, 4
在程序中，t1是一个用于指向数组中某个元素的指针，在完成对该元素的操作后，指针应指向下一个元素。
因为一个int数据占用4个字节的空间，所以立即数应该为4。
在最初的代码中，我在这条指令中使用的立即数是1，这使得指针不能顺利修改。
我在程序中发现的第二个bug与下面的代码有关：
1.swap:
2. lw $t6, 0（$t1）
3. lw $t7, 0（$t5）
4. sw $t6, 0（$t5）
5. sw $t7, 0（$t1）
在这段代码中，寄存器t1和t5存储的是数组中两个需要交换的元素的地址，在修改前的代码中，我忽略了这一点，受c++的习惯影响，我最初写的代码如下：
1.swap:
2. move $t6, $t1
3. move $t1, $t5
4. move $t5, $t6
在这段代码中，被修改的只是寄存器中的地址而不是该地址所指向的数据，因此程序报错。
以上是我在此次实验中的心得。
【程序代码】
1.##############################
2.# bubble sort #
3.##############################
4.
5..data
6. array:
7. .space 40
8. sperate:
9. .asciiz " "
10. endl:
11. .asciiz "\n"
12.
13..text
14..globl main
15.
16.main:
17. # 声明数组和计数器 i j
18. la $t0, array
19. move $t1, $t0
20. move $t2, $zero
21. move $t3, $zero # t2（i）,t3（j）
22.
23. # 输入数据
24. input:
25. li $v0, 5
26. syscall
27. sw $v0, 0（$t1） # 存入数据
28.
29. addi $t1, $t1, 4
30. addi $t2, $t2, 1 # 递增计数器
31. slti $s0, $t2, 10
32. bnez $s0, input
33.
34. # 第一层循环
35. move $t2, $zero # 计数器初始化
36. firstLoop:
37. slti $s1, $t2, 9
38. beqz $s1, output # 结束第一层循环
39.
40. move $t3, $zero
41. move $t1, $t0
42. secondLoop:
43. addi $t4, $zero, 9
44. sub $t4, $t4, $t2 # 求 9-i
45. slt $s2, $t3, $t4
46. beqz $s2, toFirstLoop
47.
48. # 比较大小
49. addi $t5, $t1, 4
50. lw $t6, 0（$t1）
51. lw $t7, 0（$t5）
52. slt $s3, $t6, $t7
53. bnez $s3, swap
54.
55. addi $t1, $t1, 4
56. addi $t3, $t3, 1 # 递增计数器j
57.
58. j secondLoop
59.
60. # 交换
61. swap:
62. lw $t6, 0（$t1）
63. lw $t7, 0（$t5）
64. sw $t6, 0（$t5）
65. sw $t7, 0（$t1）
66.
67. addi $t1, $t1, 4
68. addi $t3, $t3, 1 # 递增计数器
69.
70. j secondLoop
71.
72. # jump to first loop
73. toFirstLoop:
74. addi $t2, $t2, 1
75. move $t1, $t0
76. j firstLoop
77.
78. output:
79. # 计数器归零
80. move $t1, $t0
81. move $t2, $zero
82.
83. print:
84. slti $s0, $t2, 10
85. beqz $s0, exit
86.
87. lw $a0, 0（$t1）
88. li $v0, 1
89. syscall
90.
91. lw $a0, sperate
92. li $v0, 4
93. syscall
94.
95. addi $t1, $t1, 4
96. addi $t2, $t2, 1
97. j print
98.
99. exit:
100. lw $a0, endl
101. li $v0, 4
102. syscall
103.
104. li $v0, 10
105. syscall
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