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《汇编语言程序设计》教学大纲

一、教学目的与要求
汇编课主要介绍汇编语言的基础理论、编程工具、编程方法和应用技术。通过课程的学
习，使学生掌握利用汇编语言进行程序设计的方法和技巧，获得在计算机底层编程的经验，
同时了解程序在机器上运行的基本原理，建立“时间”和“空间”的概念，关注影响程序运
行的系统特征，使学生能应用所学的理论和技术编写出高效、可靠的程序，具备一定的软件
设计与分析能力。
二、教学任务及其结构
教学任务是：通过课堂教学、自习和上机实验等环节，要求学生了解计算机的编程结构，
掌握汇编语言程序设计的基本概念、方法和技巧，学会上机调试、运行程序的基本方法，具
备一定的软件设计的能力。
主体的内容结构如下图。即以整数/浮点数/体系结构基础知识/虚存、异常概念为基本，
从C语言与汇编的对应关系入手，讲授汇编语言自身的格式、语法、程序设计等内容。

三、单元教学目标与任务
第一章汇编语言基础知识6学时
1．1汇编语言与计算机系统结构1.5学时
1．2各类指令集简介1.5学时
1．3整数的计算机表示与运算1.5学时
1．4浮点数的计算机表示1.5学时
第二章80x86计算机组织2学时
2．1计算机系统构成与保护模式
第三章C语言与汇编12.5学时
3．1寻址模式与数据传输指令等3学时
3．2控制流3学时
3．3栈与过程调用的机器表示3学时
3．4汇编实验2学时
3．5数据的机器表示1.5学时
第四章汇编语言程序格式6学时
4．1程序格式与伪操作等3学时
4．2上机过程等3学时
第五章循环与分支程序6学时
5．1循环程序设计3学时
5．2分支程序设计3学时
第六章子程序设计6学时
6．1子程序设计-13学时
6．2子程序设计-23学时
第七章MIPS汇编7.5学时
7．1MIPS汇编初步2学时
7．2MIPS指令集与汇编程序设计2学时
7．3MIPS异常处理1.5学时
7．4虚存管理初步1学时
7．5MIPS内存管理1学时
第八章补充内容2学时
8．1可定制处理器指令集

四、实验内容
（1）用递归子程序计算Fibonacci数。
要求：1.用汇编和C（或C++）两种语言实现
2.以此为例分析：
堆栈的使用情况
两种语言的优缺点（空间和时间）
3.此实验要求提交实验报告

（2）建立一个宏（数学）库，扩展已有的指令系统。
要求：
1．宏库包含n的阶乘、n的开方、n的平方、n的绝对值、以2为底n的对数、以10
为底n的对数、2的n次幂、10的n次幂的宏定义，运算结果仅取整数部分，不考
虑溢出（字长32位），但要考虑n的正负；
2．采用EAX等32位寄存器；
3．尽量使用条件或重复等高级汇编技术；
4．代码段中要有相应的宏调用，以检验宏定义的正确性；
5．适当的输入输出提示；
6．此实验要求提交实验报告
（3）软件炸弹拆除实验
要求：
1.通过远程服务器登录后下载每个人的实验包，内含多个X8632位目标程序；
2.通过反汇编以及gdb等工具，进行目标程序语义分析与试运行，了解其含义并给出
正确的输入以拆除“炸弹”。
3.上传实验结果。
（4）栈溢出攻击实验
要求：
1.通过远程服务器登录后下载每个人的实验包，内含多个X8632位目标程序；
2.通过反汇编以及gdb等工具，进行目标程序语义分析与试运行，实施栈溢出操作，
并完成预定的程序行为；
3.上传实验结果。
（5）MIPS异常处理实验
要求：
1.在SPIM模拟器上，通过汇编程序产生地址错误异常；
2.编写异常处理程序，要求正确处理该异常并返回（打出相关异常信息）；
3.能够支持发生在delayslot内的异常。

五、重点难点与解决办法
学生遇到的难点主要分两种：一是基本概念方面的，对这些概念和基础知识正确而清晰
的理解非常重要；二是应用和编程方面的（主要体现在程序格式或结构上），而基本概念和
编程技术又是本课程的重点，所以必须帮助学生解决这些难点。课程的重点和难点主要在以
下几个方面：
80x86计算机组织
这儿我们开始提到寄存器、内存单元的地址和内容、存储器的逻辑分段、物理地址、逻
辑地址（段地址和偏移地址）等概念，学生往往不理解什么是“段”？为什么要“分段”？
“物理”和“逻辑”有什么区别？“实模式”与“保护模式”是怎么回事？等等。
此时课程刚刚开始，学生还没有接触编程，没有感性认识，我们通过类比、图示、举例
等通俗形式尽可能讲清楚这些问题，比如：8086/8088之所以只能工作在“实模式”，是因为
它的地址线是20根，而一个寄存器只有16位长，容纳不下20位的物理地址，必须使用两
个寄存器；这两个寄存器一个放段地址，一个放偏移地址（二者构成逻辑地址），此时顺便
讲解每个寄存器的专门用途，给出实模式下物理地址的计算公式；同时结合存储器中存放数
据的不同，