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ZZ机（请选手一定要仔细读题目以免产生误解） 程序名：zz.* 时间限制：2秒 输入：zz.in 内存限制： 输出：zz.out 问题背景： ZZ作为上海交通大学计算机系的学生，免不了要修《计算机科学导论》这门课，以便对本学科产生一种概貌性的认识。在某堂有关机器语言的课上，老师提到了ZZ机（ZZ：怎么和我同名？？）这个概念。她称：众所周知，计算机的功能是极其强大的，也许我们会认为这些功能的实现是由于它内部复杂的电路设计。但是事实上，一台裸机（没有任何软件支持的机器）提供给我们的功能是十分简单的，它的电路设计也只是一些简单模块的组合，但数量极大。像我们的这台ZZ机只提供了12条基本指令，但就是利用如此简单的指令集也同样可以实现非常复杂的功能。 下面介绍一下ZZ机的结构： 我们的ZZ机包括一个CPU（Central Processing Unit）和一个主存储器（Main Memory）。CPU与主存储器之间用一条总线（Bus）相连。 ZZ机的主存很小，只有256个单元（Cell），每个单元用00到FF的十六进制整数标识地址（机器内表示为0000 0000到1111 1111）。每个单元能够存储一个字节的信息（即十六进制数00到FF）。 ZZ机的CPU中包含一个运算/逻辑单元ALU（Arithmetic/Logic Unit）和一个控制单元（Control Unit）。其中的ALU提供给我们5种基本运算（指令集中5到9）。而控制单元中包含一个寄存器组（Register Group），一个程序指针（Program Counter）以及一个指令寄存器（Instruction Register）。其中寄存器组包括16个多用途的寄存器从0到F编号（每个寄存器用一位十六进制数标识，机器内表示为0000到1111）。每个寄存器的可以存储一个字节的信息。程序指针包含一个字节，用于记录主存单元的地址从00到FF。指令寄存器包含2个字节，记录一条正在被执行的指令。（ZZ机的一条完整指令用2个字节表示） 再来介绍一下我们ZZ机的程序执行过程（Program Execution）： 控制器完成一项工作要重复进行一个三歩过程即所谓一个指令周期（Machine Cycle）。 1.提取 在主存中获取一条指令（地址由程序指针给出）并存储在指令寄存器中，然后使程序指针的值增加2，指向下一条指令，如果程序指针的值超过FF则对256取模。 2.解码 对存储在指令寄存器中的指令进行解码。如果指令错误（如出现指令不在所给的指令集内等情况），则程序非法结束。 3.执行 执行指令寄存器中的指令。如果程序没有结束，则返回第一步。 ZZ机的输出设备 ZZ机的输出设备是一台穿孔纸带机（设备编号为1）。纸带机可在纸带上打孔（有孔处代表1，无孔处代表0），代表输出的数值的二进制编码。 最后介绍ZZ机的指令集： 每条指令由两个主存单元的内容即一个四位16进制数构成，分成两个部分，第一部分表示表示要执行的操作（一位16进制数），其余3位为被操作的对象。 下表列出了ZZ机的指令集
注意：1.加法溢出情况的处理，如FF+01=00。 2.若指令中0的位置（如指令C000中有3个0位置）出现其他的数，不影响指令的执行。 末了，老师道：到此为止，相信大家应该对我们的这台ZZ机已经有所了解。然而到底这台ZZ机能够发挥多大的作用，还要靠程序员的天才。 你们的任务就是，给出程序员顺序存入ZZ机主存的K段程序（每段程序运行之前所有寄存器清0，一段程序执行结束后再输入下一段程序），输出当所有程序段都执行完毕后，哪几段程序输出到纸带上的结果是相同的。由于纸带长度很有限，所以程序员规定给每段程序输出的长度为2个字节（固定），若输出不足2个字节则后面用0补足（纸带未被打孔使用），若输出超过2个字节或没有输出则视为输出错误。 输入说明： 每个测试数据的第一行包含1个正整数K（K≤500），表示有K个程序，每个程序包含257行，前256行每行两位16进制数(中间无空格，用大写字母A到F表示超过9的部分)，表示每个主存单元的内容（00到FF），第257行表示程序指针的内容。 输出说明： 第一行输出一个正整数M，表示把K个程序分成M个类（ERROR类也计算在内），每个类中的程序输出到纸带的结果相同。 下面M行,每行输出一个类的全部元素（空格分隔）。输出完毕后空6个空格后输出“OUTPUT:”然后输出纸带上的结果。 注意： 1. 类的输出顺序按每个类中元素的个数从大到小排列，若元素个数相同的类有多个，则按照每个类的首元素的编号从小到大输出。 2. 类中元素（程序编号）的输出顺序按编号从小到大输出。 3. 若程序输出超过2个字节或无输出则视为输出错误，归为同一个类OUTPUT ERROR，先输出一行“OUTPUT ERROR:”再输出一行所有程序名，若没有这样的程序则不输出OUTPUT ERROR，且位于PROGRAM ERROR类之前。 4. 每个能够正常结束的程序都在100000个指令周期内结束。若程序无法正常结束，则要强制退出，且把这类程序与指令错误的程序归为同一个类PROGRAM ERROR，先输出一行“PROGRAM ERROR”再输出一行所有程序名，若没有这样的程序则不输出PROGRAM ERROR。 5. 如果一个程序同时出现OUTPUT ERROR和PROGRAM ERROR两种错误则只记录在PROGRAM ERROR中。 |
