LC-3机器码编程：16位字'1'位计数器实现

本篇文档是深圳大学计算机科学与技术专业学生在计算机系统课程中的LC-3机器码编程试验报告。实验目的是让学生深入理解LC-3（一种简化的32位处理器）的机器指令格式，并掌握在LC-3仿真环境下设计和编写机器代码的能力。实验内容要求设计一个程序，计算一个16位字中"1"的位数。 实验步骤涉及以下几个关键环节： 1. 问题分析：首先，学生需要对给定的问题有清晰的认识，即确定如何通过机器指令来判断一个16位数值中1的个数。这里的关键思想是通过左移操作来检测最高位，如果左移后结果大于0，则表明第一位是1，然后使用条件跳转进行循环。 2. 程序设计： - 初始化：设置起始地址x3000，将要检查的数值存入R1（如0011000000000000）。 - 清零：R2和R3分别置0，用于计数和存储结果。 - 循环逻辑：使用加法和条件转移指令（如R2 <- R2 + 15，条件转移等），检查每一位，每找到一个'1'，R3自增1。 - 跳转条件：当R2变为0时，跳出循环；如果R1的高位为0（即R1 >= 0），则跳转，否则不跳转。 - 结果更新：每次循环后，R3记录了1的个数。 - 结束程序：将R3的值存储到x4001位置，然后执行无条件跳转结束。 3. 代码实现：报告提供了具体的机器码，展示了如何将这些逻辑转化为LC-3的指令序列，包括LDI（加载）、ADD（加法）、CMP（比较）、JZ（跳转到零）等指令，以及如何通过地址偏移和无条件转移来控制程序流程。 4. 提交与评估：学生需按照实验要求完成代码编写，并在LC-3仿真器中调试运行，确保程序能正确计算出16位字中"1"的数量。教师会在规定时间内批改学生的实验报告，检查程序设计的合理性、代码的正确性和执行结果的准确性。 总结来说，这个实验让学生通过实践操作掌握了LC-3机器码编程的基本技能，不仅锻炼了逻辑思维，还加深了对计算机硬件的理解，为后续的计算机系统学习打下坚实基础。