АННОТАЦИЯ
Сердце персонального компьютера - микропроцессор, выполняющий арифметические, логические и вспомогательные операции, необходимые для решения задач. Первые микропроцессоры появились в конце 1960-х годов, когда исследователи и разработчики создали интегральную схему (ИС), содержащую различные электронные компоненты на едином кристалле полупроводника. В начале 70-х годов фирма Intel предложила процессор 8008 - представитель первого поколения микропроцессоров.
Каждое семейство процессоров имеет собственный уникальный набор инструкций, используемый для выполнения операций, например, для ввода с клавиатуры, вывода данных на экран и выполнения арифметических вычислений. Этот набор инструкций (машинный язык) слишком сложен для понимания и непосредственного использования для создания программ. Поэтому для процессоров существуют языки ассемблеры, представляющие инструкции машинных языков в более доступной для человеческого понимания символьной форме.
В курсе "машинно-ориентированное" программирование мы изучили язык ассемблера для процессора Intel 8086. Завершающим этапом данного курса является написание расчетно-графической работы.
Содержание
Введение
1. Задания к расчетно-графической работе
2. Теоретическая часть
2.1 Уровни языков программирования
2.2 Преимущество языка ассемблера
2.3 Структура программы на языке ассемблера
2.4 Синтаксис языка ассемблера
3. Арифметика
3.1 Алгоритм
3.2 Текст программы
3.3 Листинг кода библиотеки, в которой находятся макросы, вызываемые в данной программе
4.Строки
4.1 Алгоритм
4.2 Текст программы
4.3 Листинг кода библиотеки, в которой находятся макросы, вызываемые в данной программе
Вывод
Список литературы
ВВЕДЕНИЕ
Курсовая работа по курсу «Машинно-ориентированное программирование» является завершающим этапом в изучении данной дисциплины.
Одной из основных частей персонального компьютера является микропроцессор, выполняющий арифметические, логические и вспомогательные операции, необходимые для решения задач. Со временем микропроцессоры совершенствовались, так что каждое семейство процессоров имеет собственный уникальный набор инструкций, используемый для выполнения операций, например, для ввода с клавиатуры, вывода данных на экран и выполнения арифметических вычислений. Этот набор инструкций (машинный язык) слишком сложен для понимания и непосредственного использования для создания программ. Поэтому для процессоров существуют языки ассемблеры, представляющие инструкции машинных языков в более доступной для человеческого понимания символьной форме.
В работе рассмотрены целочисленные арифметические операции иоперации над строками.
1. Задания к работе
1. Арифметика
1.1. Написать модуль на языке Ассемблера для вычисления значения выражения.
1.2. Написать на языке Ассемблера программу корректного ввода исходных данных (с контролем допустимого диапазона) в таблицу и вывода полученного результата в виде таблицы.
2. Строки
2.1. Написать модуль на языке Ассемблера для обработки строк.
2.2. Написать на языке Ассемблера программу корректного ввода исходных данных.
2.4. Произвести тестовые проверки, сделать анализ результатов.
Ввести 2 строки символов. Вставить вторую строку в первую, начиная с заданного символа.
2.Теоретическая часть
2.1 Уровни языков программирования
Любой язык программирования относится к одному из следующих уровней.
· Машинный язык –
представляет собой совокупность машинных инструкций, непосредственно исполняемые процессором. Последовательности таких инструкций составляют операционную систему и встроенную в аппаратную часть компьютера программное обеспечение.
· Низкоуровневые языки программирования (ассемблеры) –
предназначаются для конкретных семейств процессоров. Символьные инструкции этих языков непосредственно соответствуют инструкциям машинных языков, и программы на ассемблере легко транслируются в машинный код.
· Высокоуровневые языки (С++ или
Basic
) –
созданы для того, чтобы сосредоточить усилия программистов на решение прикладных задач, не отвлекая их на аппаратные особенности конкретных машин. Команды языков высокого уровня обычно преобразуются в сложные последовательности машинных инструкций.
2.2 Преимущество языка ассемблера
Знание и использование языка программирования дает следующие преимущества:
· ясен способ взаимодействия программы с операционной системой, процессором и BIOS;
· доступен выбор способа представления и хранение данных в операционной памяти и во внешних накопителях;
· можно видеть, как процессор получает инструкции, как инструкции выполняются и как обрабатываются данные;
· доступно непосредственное управление внешними устройствами;
Кроме того, язык ассемблера полезен благодаря следующим свойствам:
· программа, написанная на ассемблере, значительно компактнее и быстрее выполняется, чем написанная на языке программирования высокого уровня;
· ассемблер дает возможность решать узкоспециальные задачи, которые трудно, если вообще возможно, решить на языке высокого уровня;
· хотя большинство программистов разрабатывают новые приложения с использованием языков высокого уровня, программы, которые легче сопровождать и модифицировать, или части программ, критичные в скорости выполнения, весьма часто пишутся на ассемблере;
· резидентные программы (находящиеся в памяти во время выполнения других программ) и обработчики прерываний (выполняющие, например, операции ввода/вывода) почти всегда создаются на языке ассемблера.
2.3 Структура программы на языке ассемблера
Программа на языке ассемблера представляет собой совокупность блоков памяти, называемых сегментами памяти. П
рограмма может состоять из одного или нескольких сегментов. Каждый сегмент содержит совокупность предложений языка, каждый из которых занимает отдельную строку кода программы.
Предложения на языке ассемблера бывают 4 типов:
1. Команды или инструкции, представляющие собой символьные аналоги машинных команд. В процессе трансляции эти инструкции преобразуются в соответствующие команды и системы команд микропроцессора.
2. Макрокоманды – оформляемые определенным образом предложения текста программы, замещаемые во время трансляции другими предложениями.
3. Директивы – указания транслятору на выполнение отдельных действий. В директивах нет аналогов в машинном представлении.
4. Строки комментариев – любые последовательности символов, транслятором полностью игнорируются.
2.4 Синтаксис языка ассемблера
Для того, что бы транслятор мог предложения языка, они должны формироваться по определенным синтаксическим правилам. Для этого лучше всего использовать формальное описание языка, наподобие грамматики.
Общий формат команд на языке ассемблера.
рис.1
Команда
рис.2
Имя метки – идентификатор, значение которого является адрес 1 байта, предложенного текста программы, кот. он обозначает.
КОП – код операции, мнемоническое обозначение машинной команды или макрокоманды.
Операнды – части команды (макрокоманды) обозначающие объекты над которыми производится действие.
Допустимые символы для написания текста программ:
· все латинские буквы (заглавные и строчные являются эквивалентными);
· цифры 0-9;
· символы ?, _ , @, $, &;
· разделители и знаки операций.
Предложения языка ассемблера формируется из лексем, представляющих собой синтаксически не разделимые последовательности допустимых символов языка, имеющие смысл для транслятора.
Лексемами являются:
1. Идентификаторы – последовательности допустимых символов, использующиеся для обозначения кодов операций, переменных, констант, меток. Идентификатор может состоять из 1 или нескольких символов. В качестве символов могут использоваться латинский алфавит, цифры, символы ?, _ , @, $, &. Идентификатор не может начинаться с цифры. Допустимая длина до 255 символов, при этом транслятор воспринимает только 32 первых. Существует возможность указывать транслятору различие заглавных и строчных букв.
2. Цепочки символов – это последовательность символов, заключенные в одинарные или двоичные кавычки.
3. Целые числа – в одной из следующих систем исчисления: 2-ой, 10-ой, 16-ой.
Отожествление чисел производится по следующим правилам:
а) 10-е числа не требуют указания каких-либо дополнительных символов (25, 16);
б) 2-е числа требуют, чтобы после них стояла буква b (10011010b)
в) 16-е числа имеют больше условий при записи: во-первых – они состоят как из цифр, так и из символов латинского алфавита; во-вторых – у транслятора могут возникнуть сложности с распознаванием 16-ого числа, так как число может начинаться как с цифры, так и с символа. Для этого 16-е число обязательно заканчивается латинской буквой h (019ch).
Каждое предложение на языке ассемблера содержит описание объекта, над которым или с помощью которого выполняются некоторые действия, эти объекты называются операндами.
Операнды-
это объекты (значение, регистры, ячейки памяти), на которые действуют инструкции или директивы или это объекты, которые уточняют действие инструкций и ли директив.
Операнды могут комбинироваться с арифметически – логическими, побитовыми операторами для расчета некоторого значения или определения ячейки памяти, на которую будет воздействовать команда.
3. Арифметика
3.1 Алгоритм программы
Блок-схема алгоритма вычисления выражения
3.2 Текст программы, реализующий алгоритм
.modelsmall
.386
.stack 100h
.data
str1 db 09h,0d5h ,"========",0B8h,0ah,0dh
db "Enter a ", 0b3h,09h, " ",0b3h,0ah,0dh
db 09h, 0c3h,"========",0b4h,0ah,0dh
db "Enter b ",0b3h,09h, " ",0b3h,0ah,0dh
db 09h, 0c3h,"========",0b4h,0ah,0dh
db "Result :",0b3h,09h, " ",0b3h,0ah,0dh
db 09h, 0d4h,"========",0beh,0ah,0dh, '$'
InBufa DB 7
kola DB ?
a DB ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?
InBufb DB 7
kolb DB ?
b DB ?, ?, ?, ?, ?, ?, ?
Error DB "Input data ERROR !!!", 0dh, 0ah, '$'
DivErr DB "Dividing by Zero !!!", 0dh, 0ah, '$'
chA DW 0
chB DW 0
tabl DW 10000, 1000, 100, 10, 1
ResBin DW 0
ResBCD DB '+', '0', ?, ?, ?, ?, 0ah, 0dh, '$'
kol db 3
flag db 0
.code
in
.startup
cls
locate 0,0
mov ax,dgroup
mov ds,ax
cikl:
mov flag, 0
mov chA, 0
mov chB, 0
mov ResBin, 0
mov bp, offset ResBCD
mov ds:[bp], '+'
mov ds:[bp+1], '0'
mov ds:[bp+2], ?
mov ds:[bp+3], ?
mov ds:[bp+4], ?
mov ds:[bp+5], ?
mov al, 3
mov ah, kol
sub al, ah
imul ax, 7
locate 0, al
push ax
; Вывод таблицы
mov dx,offset str1
mov ah,09h
int 21h
; Ввод чисел
pop ax
push ax
inc al
locate 10, al
mov dx,offset InBufa
mov ah,0ah
int 21h
pop ax
push ax
add al, 3
locate 10, al
mov dx,offset InBufb
mov ah,0ah
int 21h
; Проверка на числа
prov InBufA
prov InBufB
; Проверка на знак
znak a
znak b
; ASCII > BIN
ASCII_2_BIN kola, chA
ASCII_2_BIN kolb, chB
funtion
; Bin 2 Ascii
mov cx, 5
mov bp, offset tabl
mov si, offset ResBCD
inc si
v:
mov bx, ds:[bp]
mov dx, 0
idiv bx
cmp al, 0
je nul
mov flag, 1
add al, 30h
mov ds:[si], al
inc si
jmp nol
nul: cmp flag, 0
je nol
mov ds:[si], 30h
inc si
nol: mov ax, dx
add bp, 2
loop v
; Выход_1
pop ax
add al, 5
locate 10, al
mov dx, offset ResBCD
mov ah, 09h
int 21h
locate 0, 35
dec kol
jnz cikl
; Выход
jmp ex
Er: cls
locate 25, 8
mov dx, offset Error
mov ah, 09h
int 21h
jmp ex
DEr: locate 25, 9
mov dx, offset DivErr
mov ah, 09h
int 21h
ex:
.exit(0)
END
3.3. Листинг кода библиотеки
string
.
lib
, в которой находятся макросы, вызываемые в данной программе
IFDEF @Model
IFIDN @Model, <1>
TINYMODEL TYPEDEF
ENDIF
ENDIF
cls macro
push ax
push bx
push cx
push dx
mov cx,0
mov dh,24
mov dl,79
mov ah,6
mov al,0
mov bh,7
int 10h
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
endm
locate macro col,row
push dx
mov dh,row
mov dl,col
move_cursor
pop dx
endm
move_cursor macro
LOCAL ok,vs
push ax
push bx
cmp dh,24
jna ok
sub dh,dh
ok: cmp dl,79
jna vs
sub dl,dl
vs: mov ah,15
int 10h
mov ah,2
int 10h
pop bx
pop ax
endm
prov macro InBuf
local c1
mov bp, offset InBuf
inc bp
mov ch, 0
mov cl, ds:[bp]
dec cl
add bp, 2
c1: cmp byte ptr [ds:[bp]], 30h
jl Er
cmp byte ptr [ds:[bp]], 39h
ja Er
inc bp
loop c1
endm
znak macro per
local m1
cmp per, '-'
je m1
cmp per,'+'
jne Er
m1:
endm
ASCII_2_BIN macro kol, res
local p, plus
mov bp, offset kol
mov bx, offset kol
mov ax, 0
mov al, ds:[bx]
add bp, ax
mov ch, 0
mov cl, ds:[bx]
dec cl
mov bx, offset tabl
add bx, 8
mov ax, 0
mov dx, 0
p: mov ax, ds:[bx]
mov dl, ds:[bp]
sub dl, 30h
imul ax, dx
add res, ax
sub bx, 2
sub bp, 1
dec cx
jnz p
; Проверка на знак
mov bp, offset kol
add bp, 1
cmp ds:byte ptr[bp], '-'
jne plus
neg res
plus:
endm
funtion macro
;Задание:
; b / a - 1, если a>b;
;Y = -295, если a=b;
; (a - 235) / b, если a<b;
mov ax, chA
mov bx, chB
cmp ax, bx
jne net
cmp ax, 0
je equal
net:
mov bp, offset a
mov si, offset b
mov dl, ds:[bp]
mov dh, ds:[si]
cmp dl, dh
jl more
ja low
cmp dl, '-'
jne pl
cmp ax, bx
jg more
je equal
ja low
pl: cmp ax, bx
ja more
je equal
jl low
more: cmp al, 0
je DEr
mov ax, chB
mov bx, ax
and bx, 7FFFh
cmp ax, bx
je pluss
mov dx,0FFFFh
jmp did
pluss: mov dx, 0
did: idiv chA
sub ax,1
jmp www
equal: mov ax, 00h
sub ax,295
jmp www
low: cmp bl, 0
je DEr
mov ax,chA
sub ax,235
mov bx, ax
and bx, 7FFFh
cmp ax, bx
je plu2
mov dx,0FFFFh
jmp mnu2
plu2: mov dx, 0
mnu2:
idiv chB
www: mov bx, ax
and bx, 7FFFh
cmp ax, bx
je OK
neg ax
mov ResBCD, '-'
OK: mov ResBin, ax
endm
4. Строки
4.1 Блок-схема алгоритма обработки строки
4.2 Текст программы, реализующий данный алгоритм:
.model small
.586
.stack 100h
.data
Mes1 db "Input the first string",0ah,0dh,'$'
Mes2 db "Input the second string",0ah,0dh,'$'
Mes3 db "Input the simbol, from which you want to paste the second string",0ah,0dh,'$'
Str1 db 255
db ?
db 255 dup (0)
Str2 db 255
db ?
db 255 dup (0)
Char1 db 2
db ?
db 0,'$'
Res db "Result is:",0Ah,0Dh,'$'
Str db 255 dup (0)
.code
include string.lib
.startup
mov ax,dgroup
mov ds,ax
cls
locate 0,0
lea dx, Mes1
mov ah,09h
int 21h
lea dx, Str1
mov ah,0ah
int 21h
locate 0, 3
lea dx, Mes2
mov ah,09h
int 21h
lea dx, Str2
mov ah,0ah
int 21h
locate 0, 6
lea dx, Mes3
mov ah,09h
int 21h
lea dx, Char1
mov ah,0ah
int 21h
obrabotka
locate 0, 9
lea dx, Res
mov ah,09h
int 21h
lea dx, Str
mov ah,09h
int 21h
.exit(0)
END
4.3 Листинг кода библиотеки
math
.
lib
, в которой находятся макросы, вызываемые в данной программе
IFDEF @Model
IFIDN @Model, <1>
TINYMODEL TYPEDEF
ENDIF
ENDIF
cls macro
push ax
push bx
push cx
push dx
mov cx,0
mov dh,24
mov dl,79
mov ah,6
mov al,0
mov bh,7
int 10h
pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
endm
locate macro col,row
push dx
mov dh,row
mov dl,col
move_cursor
pop dx
endm
move_cursor macro
LOCAL ok,vs
push ax
push bx
cmp dh,24
jna ok
sub dh,dh
ok: cmp dl,79
jna vs
sub dl,dl
vs: mov ah,15
int 10h
mov ah,2
int 10h
pop bx
pop ax
endm
obrabotka macro
mov bp,offset Char1
add bp, 2
mov dl, ds:[bp]
mov bp,offset Str1
add bp, 1
mov cl, ds:[bp]
inc bp
mov si,offset Str2
add si, 1
mov ch, ds:[si]
inc si
mov bx, offset Str
inc bx
lp:
mov al,ds:[bp]
mov ds:[bx],al
cmp al,dl
je m1
inc bx
inc bp
dec cl
jnz lp
m1: inc bx
inc bp
lpo:
mov al,ds:[si]
mov ds:[bx],al
inc bx
inc si
dec ch
jnz lpo
lopa:
mov al,ds:[bp]
mov ds:[bx],al
inc bx
inc bp
dec cl
jnz lopa
inc bx
mov ds:[bx],'$'
endm
ВЫВОД
В данной работе были разработаны программы, направленные на выполнение арифметических действий и строковых операций.
Программы были написаны на языке низкого уровня BorlandTurboAssembler(TASM), для процессоров семейства Intel.
В ходе выполнения задания возникали проблемы во время отладки программы, поскольку язык ассемблера TASMимеет сложную структуру.
Были практически закреплены полученные навыки работы с TASM, знание о структуре языка и его синтаксиса.
Программы, разработанные в ходе выполнения данной расчетно-графической работы, характеризуются малым размером выполняемого файла, работай напрямую с аппаратным обеспечением ПК.