Курсовая работа: Выполнение арифметических действий и строковых операций
Название: Выполнение арифметических действий и строковых операций Раздел: Рефераты по информатике Тип: курсовая работа | ||
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 include math.lib .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. |