LC-3 机器语言 计算一个16位的字中有多少位是1

计算机系统1的实验报告

题目描述

利用LC-3的机器代码计算一个16位的字中有多少位是‘1’。

程序从x3000开始。

需计算的字存储在x3100。

计算的结果存储在x3101。

AC代码

0011000000000000;PC=x3000
0101000000100000;AND R0<-0
0101001001100000;AND R1<-0
0001001001101000;ADD R1<-8
0001001001000001;ADD R1<-R1+R1
0010010011111011;LD R2<-M[x3100]
0001001001100000;ADD R1<-R1+0
0000010000000110;BRZ x300D
0001010010100000;ADD R2<-R2+0
0000011000000001;BRZP x300A
0001000000100001;ADD R0<-R0+1
0001010010000010;ADD R2<-R2+R2
0001001001111111;ADD R1<-R1-1
0000111111111000;BRNZP x3005
0011000011110011;ST M[x3101]<-R0

思路分析

程序总体设计

问题是计算一个16位的字中有多少位是‘1’，初步思考一下，解决这个问题需要进行计数，判断是不是‘1’，以及一个16次的循环。

用R0作为计数器，R1控制循环的次数，R2存储需要判断的字。

先用AND指令让R0和R1赋值为0，接着需要让R1的值为16，因为ADD指令的立即数寻址模式imm5只能表示-16到15，所以不能直接把16赋值给R1，我的方法是先把8赋值给R1，即用ADD指令让R0=R0+8，之后用ADD指令让R0=R0+R0，即可让R0的值为16。后用LD指令把内存地址为x3100的内容读进R2。主要问题即计算字中有多少个是‘1’，我采取的方法是通过判断R2的值的正负来确定，如果是负数，那么第一位就是‘1’，之后使其乘2，即让其各位左移一位，再次重复判断第一位，直到累计判断了16次。

最后用ST指令把R0的值存进地址为x3101的内存单元。

核心数据结构

核心变量有三个，R0作为计数器，负责计数字中为1的个数，R1控制循环的次数，从16开始自减，R2存储需要判断的字，每一次循环之后都做一次与自己相加的操作。

程序一开始，先让R0和R1赋值为0，即与0相与，然后让R1赋值为8，之后R1做一次与自己相加的操作使其值变成16，之后把内存地址为x3100的数据存进R2。

在主循环中，通过判断R2是否是负数来计数，如果是负数，那么让R0自增，之后让R2与自己相加，然后让R1自减。

最后把R0的值存进内存地址为x3101的内存单元。