用C++语言面向对象的方法,设计编写第一代虚拟计算机。其结构包括:控制器(CU),运算器(ALU),存储器(Memory),输入(In)、输出(Out)部件。要求:编写完整的程序实现上述类,并在测试程序中创建该虚拟机对象,能以参数方式读入二进制机器指令文件p1.com,正确执行其中的指令。

时间: 2024-03-25 19:38:57 浏览: 175
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面向对象的程序设计语言——C++

好的,我可以为您编写一个能够以参数方式读入二进制机器指令文件并正确执行其中指令的第一代虚拟计算机的程序。下面是一个示例: ```cpp #include <iostream> #include <fstream> using namespace std; class CU { // 控制器类 public: int IR; // 指令寄存器 int PC; // 程序计数器 void parseInstruction() { // 解析指令 } void controlFlow() { // 控制指令的执行顺序和跳转 } }; class ALU { // 运算器类 public: int add(int a, int b) { // 整数加法 return a + b; } int sub(int a, int b) { // 整数减法 return a - b; } int mul(int a, int b) { // 整数乘法 return a * b; } int div(int a, int b) { // 整数除法 return a / b; } }; class Memory { // 存储器类 public: int mem[1000]; // 存储器 int read(int addr) { // 读取指定地址的内容 return mem[addr]; } void write(int addr, int data) { // 写入指定地址的内容 mem[addr] = data; } }; class In { // 输入类 public: void fileInput(char* fileName, Memory& mem) { // 从文件读取二进制指令 ifstream fin(fileName, ios::binary); if (fin.is_open()) { char buffer[4]; int i = 0; while (fin.read(buffer, 4)) { int instr = (buffer[0] & 0xff) | ((buffer[1] & 0xff) << 8) | ((buffer[2] & 0xff) << 16) | ((buffer[3] & 0xff) << 24); mem.write(i++, instr); } fin.close(); } else { cout << "Cannot open file " << fileName << endl; } } }; class Out { // 输出类 public: void screenOutput(int data) { // 屏幕输出 cout << data << endl; } }; int main(int argc, char* argv[]) { // 创建虚拟计算机对象 CU cu; ALU alu; Memory mem; In in; Out out; // 从文件读取二进制指令 if (argc > 1) { in.fileInput(argv[1], mem); } // 使用虚拟计算机对象执行指令 cu.PC = 0; while (true) { cu.IR = mem.read(cu.PC++); int opcode = cu.IR >> 24; int op1 = (cu.IR >> 16) & 0xff; int op2 = cu.IR & 0xffff; int result = 0; switch (opcode) { case 0: // Stop return 0; case 1: // Add result = alu.add(mem.read(op1), mem.read(op2)); mem.write(op1, result); break; case 2: // Sub result = alu.sub(mem.read(op1), mem.read(op2)); mem.write(op1, result); break; case 3: // Mul result = alu.mul(mem.read(op1), mem.read(op2)); mem.write(op1, result); break; case 4: // Div result = alu.div(mem.read(op1), mem.read(op2)); mem.write(op1, result); break; case 5: // Output out.screenOutput(mem.read(op1)); break; default: cout << "Unknown opcode " << opcode << endl; break; } } return 0; } ``` 在上面的示例中,我们使用了五个类来实现第一代虚拟计算机的结构。其中,包含了文件输入类(In)和屏幕输出类(Out),用于从文件中读取二进制指令并将结果输出到屏幕上。 在主函数中,我们首先创建了一个虚拟计算机对象,然后通过文件输入类(In)从指定的文件中读取二进制指令到存储器类(Memory)中。接着,我们使用虚拟计算机对象执行指令,不断读取指令、解析指令并执行指令,直到遇到Stop指令为止。 当然,这只是一个简单的示例。在实际应用中,您可能需要更加复杂和完善的设计,来满足具体的需求和应用场景。
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