# 3230117105朱逸萧-20位指令模拟器

**Repository Path**: YIXiao_zy/yixiao

## Basic Information

- **Project Name**: 3230117105朱逸萧-20位指令模拟器
- **Description**: No description available
- **Primary Language**: C
- **License**: Not specified
- **Default Branch**: master
- **Homepage**: None
- **GVP Project**: No

## Statistics

- **Stars**: 0
- **Forks**: 0
- **Created**: 2025-06-15
- **Last Updated**: 2025-06-15

## Categories & Tags

**Categories**: Uncategorized

**Tags**: None

## README

20位指令模拟器文档



🧠 项目概述
这是一个用C语言编写的简单处理器模拟程序，能够处理20位二进制指令。程序通过解析指令、执行运算并设置处理器标志位来模拟CPU的基本功能。




📋 指令格式
text
[4位操作码][8位操作数A][8位操作数B]
   OPCODE      A          B


📌 支持的操作指令

操作码	运算	说明
0000	加法	A + B
0001	减法	A - B
0010	与运算	A AND B
0011	或运算	A OR B
0100	异或	A XOR B
0101	非运算	NOT A
0110	左移	将A左移1位
0111	右移	将A右移1位

🚩 处理器标志位

零标志(ZF): 当运算结果为0时置1
进位标志(CF):
加法运算: 溢出时置1
减法运算: 下溢时置1
其他运算: 通常为0或N/A

💻 代码结构解析


核心功能函数
二进制转换:


int binstr_to_int(const char *s); // 二进制字符串转整数
void int_to_bin_array(int num, int bin[8]); // 整数转8位二进制数组
位运算实现(未使用内置运算符):


int bit_and(int a, int b); // 与运算
int bit_or(int a, int b);  // 或运算
int bit_xor(int a, int b); // 异或运算
int bit_not(int a);        // 非运算

算术逻辑单元(ALU)操作:

int do_and(int a, int b); // 执行与运算
int do_or(int a, int b);  // 执行或运算
int do_xor(int a, int b); // 执行异或运算
int do_not(int a);        // 执行非运算
int do_shl(int a);        // 执行左移
int do_shr(int a);        // 执行右移

主程序流程


读取20位二进制指令
解码操作码和操作数
执行指定运算
设置处理器标志位
输出运算结果

📊 输入输出示例
示例输入1:

text
Input 20-bit instruction: 00001010101010101111
示例输出1:

text
运算结果: 170
零标志: 0
进位标志: 0
示例输入2:

text
Input 20-bit instruction: 00011111111100000001
示例输出2:

text
运算结果: 254
零标志: 0
进位标志: 1
⚠️ 使用限制
固定20位指令长度

8位操作数限制(0-255)

基础错误处理机制

💡 关键技术点
所有位运算均手动实现，未使用内置运算符
采用基于数组的位操作方式
处理溢出/下溢条件
通过标志位跟踪处理器状态

🎓 教学价值
本模拟器完整展示了：
计算机指令的基本格式
算术逻辑单元的工作原理
处理器标志位的设置机制
底层位运算的实现方式

关键代码:
    int do_and(int a, int b) {
    int ab[8], bb[8], rb[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    int_to_bin_array(b, bb);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        rb[i] = bit_and(ab[i], bb[i]);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + rb[i];
    return res;
}


int do_or(int a, int b) {
    int ab[8], bb[8], rb[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    int_to_bin_array(b, bb);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        rb[i] = bit_or(ab[i], bb[i]);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + rb[i];
    return res;
}


int do_xor(int a, int b) {
    int ab[8], bb[8], rb[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    int_to_bin_array(b, bb);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        rb[i] = bit_xor(ab[i], bb[i]);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + rb[i];
    return res;
}


int do_not(int a) {
    int ab[8], rb[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        rb[i] = bit_not(ab[i]);
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + rb[i];
    return res;
}


int do_shl(int a) {
    int ab[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    for (int i = 0; i < 7; ++i)
        ab[i] = ab[i + 1];
    ab[7] = 0;
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + ab[i];
    return res;
}


int do_shr(int a) {
    int ab[8], res = 0;
    int_to_bin_array(a, ab);
    for (int i = 7; i > 0; --i)
        ab[i] = ab[i - 1];
    ab[0] = 0;
    for (int i = 0; i < 8; ++i)
        res = res * 2 + ab[i];
    return res;
}