《计算机系统概述》-第7章-习题答案

1. 假设一个汇编语言程序中包含了以下两条指令，汇编器将翻译后的LDI指令放在目标模块的x3025位置。问汇编过程结束后，x3025的内容是什么？
   
   1010 011 11111 1110 = 0xA7FE

2. 假设汇编语言程序中包含下面的指令
   ASCII的符号表项的内容是x4F08，问该指令执行之后，R1的内容是什么？
   
   R1=0010 0011 1111 1111 = 0x23FF

3. 如果采用字符串AND作为标识（label），会出现什么问题？（提示：第1遍扫描会是什么情况？第2遍扫描会是什么情况？）
   第1遍扫描会将AND扫描成OPCODE，解析为0101；
   第2遍扫描会出现编译错误

4. 试为以下代码写出在汇编器处理下符号表的内容。
   

5. a. 试阅读以下程序，说明它的作用。
   
   b. 程序结束后，RESULT的内容是什么？

6. （假设）我们的汇编器崩溃了，需要你的帮助！请创建一个符号表，并将下面程序中标号为D、E、F的指令手工汇编出来。你可以假设在这个模块执行之前，已有另外一个模块将一个正数放入了E中。
   
   请用不多于15个字的一句话，解释上面这个程序在做什么。

7. 试写一个LC-3汇编程序，统计R0寄存器的数值中包含了多少个1，并将结果存入R1。例如，假设R0的内容是0001001101110000，则程序执行之后，R1的内容等于6（0000 0000 0000 0110）。

8. 一个工程师正在调试她写的一个程序。当她看到下面代码时，决定在地址0xA404处放置一个断点（breakpoint）。在PC=0xA400时，她将所有寄存器清0，并运行程序直到遇到断点。
   
   试写出遇到断点的时候，寄存器文件的内容（用十六进制表示）。

9. 位操作.END的作用是什么？它和HALT指令之间的区别是什么？

10. 下面代码片段中存在一个错误。请找出错误并修复它。
    
    该错误是在被汇编的时候，还是在LC-3上运行的时候，将被发现？

11. LC-3汇编器必须能够将ASCII表示的常数转换为相应的二进制数值。例如，x2A将被翻译为00101010，而#12被翻译为00001100。试写一个汇编语言程序，将从键盘读入的十进制或十六进制常数（前缀#代表十进制，前缀x代表十六进制）转换为二进制数表达方式，并打印出来（假设常数表示时，十进制或十六进制的数字不超过两个）。

12. 阅读以下代码，试解释该程序的目的。
    

13. 以下程序的目的是将存放在内存A、B、C中的内容相加，并将结果存入内存。但是，代码中存在两个错误。试找出错误，并分别解释错误会在汇编时还是在运行时被检测出来？
    

14. a. 汇编以下程序（即写出该程序的机器代码）：
    
    b. 程序员试图将%符号显示在屏幕上，然后停机（halt）。但程序员混淆了操作码（即使用了错误的汇编指令）。请将程序中被错误使用的一个操作码替换为正确的操作码。

    c. 原先的程序（如a）的执行会产生奇怪的现象。产生错误现象的原因一部分是由程序员的失误造成的，另一部分归因于R0的内容在程序执行之初是x3000。试解释奇怪的现象是什么样的，以及为什么会是这样？

15. 假设x4000开始的连续内存空间中存放了一个整数序列，且每个内存单元存放了一个整数。该序列的结尾数值是x0000。阅读下面的程序，请问该程序的目的是什么？
    

16. 假设x4000开始的连续内存空间中存放了一个非负整数序列，且每个内存单元存放一个整数。每个整数的数值范围是0~30000（十进制），结尾数值是-1。阅读下面的程序，请问该程序的目的是什么？
    

17. 假设你写了两个独立的汇编语言模块，并用链接器将两者结合在一起。其中，每个模块都使用了标识AGAIN，但没有一个模块中包含了伪操作.EXTERNAL AGAIN。请问在两个模块中，同时使用标识AGAIN是否有问题？为什么？

18. 下面程序比较两个相同长度的字符串。第一个字符串的起始地址是x4000，第二个字符串的起始地址是x4100，两者都是.STRINGZ格式。如果两个字符串相同，则程序结束时R5=0。请在（a）、（b）、（c）中填充指令，完成该程序。

    假设x4000开始的连续内存空间中存放了一个整数序列，且每个内存单元存放一个整数。该序列的结尾数值是x0000。阅读下面的程序，请问它的目的是什么？
    

19. 请问下面的程序执行时，标识LOOP处的指令会被执行多少次？
    

20. 下面的模块（a）和（b）分别是两个程序员写的LC-3汇编程序，两者的目的都是将数值x0015填入地址x4000。请问两者的本质区别是什么？
    

21. 汇编以下LC-3汇编语言程序（写出机器码）：
    
    请问程序的目的是什么（用不多于20个字来描述）？

22. LC-3汇编器必须能将指令的助记（mnemonic）操作码翻译成二进制操作码。例如助记操作码ADD对应的二进制码形成为0001。写一个LC-3汇编语言程序，提示用户输入一个助记操作码（如ADD），然后将其对应的二进制码打印到屏幕上。如果输入的是无效助记操作码，则显示错误信息。

23. 试写一个LC-3汇编程序，判断一个字符是否是“回文”（palindrome）。所谓“回文”，就是正读或反读结果都是一样的。例如，字符串“racecar”就是一个回文。假设x4000存放了一个格式为.STRINGZ的字符串。判断该字符串是否是回文，如果是则R5返回内容1；如果不是，则R5返回0。填充（a）~（e）处的指令，完成整个程序。
    

24. 我们的本意是让以下程序将R3内容左移4个bit，但程序中存在错误，请找出错误并修正。
    

25. 伪操作.FILL xFF004有什么问题吗？为什么？

参考：https://github.com/QSCTech/zju-icicles/blob/master/计算机系统概论/作业答案/ch07_complete.pdf