MIPS汇编语言程序设计：冒泡排序实现

"该实验是关于MIPS汇编语言程序设计的初步实践，旨在让学生理解和掌握MIPS汇编语言的基本编程方法，同时熟悉PCSpim模拟器的使用。实验任务是读取内存中的10个无符号整数，并进行降序排序，最后将排序结果在屏幕上显示。" 在MIPS汇编语言中，程序设计通常涉及到以下几个关键知识点： 1. **MIPS指令集**：MIPS是一种精简指令集（RISC）架构，它的指令集包括加载、存储、算术运算、逻辑运算、控制转移等。在这个实验中，`lhu`指令被用来从内存中读取半字数据到寄存器，它用于处理不带符号的16位数据。 2. **寄存器使用**：MIPS处理器有多个通用寄存器，如 `$t0` 至 `$t9` 用于临时数据，`$s0` 至 `$s7` 用于保存数据，`$a0` 至 `$a3` 用于传递函数参数，`$v0` 用于返回值，`$ra` 保存返回地址。实验中可能需要合理分配这些寄存器来存储数组索引、数值等。 3. **内存操作**：在MIPS中，数据通常需要通过加载(`lw`, `lbu`, `lhu`等)和存储(`sw`)指令在寄存器和内存之间移动。实验中可能需要创建数据段来存储10个无符号整数。 4. **冒泡排序算法**：冒泡排序是一种简单的排序算法，通过重复遍历待排序的数列，一次比较两个元素，如果他们的顺序错误就把他们交换过来。这个过程会重复进行，直到没有再需要交换，表示数列已经排序完成。在MIPS汇编中实现冒泡排序需要精确控制循环和条件判断，以及调用`swap`函数来交换元素。 5. **`swap`函数**：在C语言中，`swap`函数用于交换两个变量的值。在MIPS汇编中，实现`swap`可能涉及寄存器的临时存储和数据的交换操作。 6. **屏幕输出**：在MIPS中，可以使用系统调用`li $v0, 1`和`syscall`来打印整数，`li $v0, 4`和`syscall`来打印字符串。实验要求输出排序后的结果，所以需要使用这些指令来实现屏幕显示。 7. **PCSpim模拟器**：这是一个用于模拟MIPS处理器的工具，可以帮助学生在没有实际硬件的情况下编写和测试MIPS汇编代码。 8. **程序流程设计**：实验中提到了程序流程图，这是描述程序执行步骤的一种可视化方式。在设计汇编程序时，明确程序的流程（如初始化、循环结构、条件判断、函数调用等）是非常重要的。 9. **C语言到汇编的转换**：C语言可以作为编写MIPS汇编程序的起点，因为C编译器能够生成MIPS汇编代码。在这个实验中，学生先用C语言编写了冒泡排序的逻辑，然后将其转换成相应的MIPS汇编指令。 这个实验提供了一个将理论知识应用于实践的机会，通过编写和运行MIPS汇编程序，学生能够更深入地理解计算机内部的工作机制和程序执行流程。