1840. 小强机

特别说明，此题为 sjtu-babyblue 特地为 xiaoqiang 而加。
小强作为华师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，老师提到了小强机（小强：怎么和我同名 ??）这个概念。他称：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。像我们的这台小强机只提供了 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。

下面介绍一下小强机的结构：

我们的小强机包括一个 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。

小强机的主存很小，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）。

小强机的 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。（小强机的一条完整指令用 2 个字节表示）

再来介绍一下我们小强机的程序执行过程（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。

小强机的输出设备

小强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。

最后介绍小强机的指令集：

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。

下表列出了小强机的指令集

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小强机已经有所了解。然而到底这台小强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小强机主存的 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。