Реферат: Разработка программы на Ассемблере

Реферат: Разработка программы на Ассемблере

Кыргызский Государственный Национальный Университет

Институт Интеграции Международных Образовательных программ

Кыргызско-Американский Факультет Компьютерных Информационных Систем и ИНТЕРНЕТ (КАФ-ИНТЕРНЕТ)

Курсовой проект

(Организация ЭВМ)

тема

Разработка программы на Ассемблере.

Выполнили: студенты группы КИС 2 – 98

Вершинин АА Исманов АА

Проверил: преподаватель Кочетов ОП

Бишкек 2001

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ…………………………………………………………………3

АССЕМБЛЕР. ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ………………...4

ФОРМАТ КОМАНД И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ ………………………….5

НЕКОТОРЫЕ ОПЕРАТОРЫ, ПРЕДОПРЕДЕЛЁННЫЕ ИМЕНА, ДИРЕКТИВЫ И КОМАНДЫ   АССЕМБЛЕРА 80X86(8088) ……………..7

КОМАНДЫ ПЕРЕСЫЛКИ …………………………………………………11

АРИФМЕТИЧЕСКИЕ КОМАНДЫ ………………………………………..12

ЛОГИЧЕСКИЕ КОМАНДЫ И КОМАНДЫ СДВИГА …………………...14

КОМАНДЫ УПРАВЛЕНИЯ МИКРОПРОЦЕССОРОМ …………………18

ПРИМЕЧАНИЯ………………………………………………………………20

ОБЩИЙ РАЗДЕЛ…………………………………………………………21

1.1.        Технико-математическое описание задачи……….………………….21

1.2.        Требования к функциональным характеристикам…………………..23

1.3.        Требования к техническим и программным средствам………….… 25

1.3.1.     Обоснования выбора языка программирования……………………. 26

СПЕЦИАЛЬНЫЙ РАЗДЕЛ……………………………………………………………….... 28

2.1. Постановка задачи……………………………………………………..  28

2.2. Описание структуры программы……………………………….…..…  30

2.3. Описание алгоритма решения задачи………………………….……….32

2.4. Отладка и тестирование……………………………………….……….  34

2.5. Инструкция к пользователю………………………………….………..  35

2.6. Заключение о результатах проектируемой задачи………….………..  36

ПРИЛОЖЕНИЕ 1 (Системы счисления)…………………………………..  37

ПРИЛОЖЕНИЕ 2 (Структурная схема микропроцессора)..……………..  44

ПРИЛОЖЕНИЕ 3 (Основные положения алгебры логики)…….………..  59

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ…………………………………………….…. 30

ВВЕДЕНИЕ

В связи с появлением персональных компьютеров мгновенно вырос рынок аппаратных средств, как грибы росло число производителей, предлагающих свою продукцию. При этом, покупая то или иное аппаратное средство, производитель не может (а иногда  и не хочет) дать 100% гарантию, что оно исправно.

В связи с этим также стремительно развивался и рынок программных тестирующих средств. На рынке существует огромное количество отличных диагностических программ, написанных большими корпорациями: такими как Symantec inc., APS (Advanced Personal Systems), Microsoft и т.д., но все существующие диагностирующие программы написаны на языках высокого уровня, а значит не достаточно быстры и надёжны.

Автор проекта не берётся конкурировать с огромными гигантами по количеству выполняемых этими программами тестов в силу того, что это бессмысленно. Была предпринята попытка написать более надежную, быструю диагностическую программу с использованием машинно-ориентированного языка программирования – Ассемблер.

АССЕМБЛЕР. ЭТАПЫ РАЗРАБОТКИ ПРОГРАММЫ.

Язык программирования наиболее полно учитывающий особенности "родного" микропроцессора и содержащий мнемонические обозначения машинных команд называется Ассемблером. Программа, написанная на Ассемблере называется исходной программой. Далее остановимся на версии, называемой Турбо Ассемблер.

Разработка программы на Ассемблере состоит из следующих этапов:

• 1) Составление алгоритма в виде блок-схемы или структурного описания,
• 2) Ввод в ЭВМ текста исходной программы PROG.ASM с помощью редактора текстов. Имя PROG может быть произвольным, а расширение ASM - обязательно,
• 3) Перевод (трансляция или ассемблирование) исходной программы в машинные коды с помощью транслятора TASM.EXE. На этом этапе получается промежуточный продукт PROG.OBJ (объектный код). Выявленные при этом синтаксические и орфографические ошибки исправляются повтором пп.2 и 3,
• 4) Преобразование с помощью программы TLINK.EXE объектного кода PROG.OBJ в выполнимый код PROG.EXE или PROG.COM.
• 5) Выполнение программы и ее отладка начиная с п.1, если встретились логические ошибки.

Текст  программы на Ассемблере содержит следующие операции:

• а) команды или инструкции,
• б) директивы или псевдооператоры,
• в) операторы,
• г) предопределенные имена.

Действия обусловленные операциями перечисленными в пп.б,в,г выполняются на этапе трансляции, т.е. являются командами Ассемблеру. Операции, называемые командами или инструкциями выполняются во время выполнения программы, т.е. являются командами микропроцессору.

ФОРМАТ КОМАНД И ИХ КЛАССИФИКАЦИЯ

Инструкция записывается на отдельной строке и включает до четырех полей, необязательные из которых выделены [ ]:

Метка или символический адрес содержит до 31 символа из букв цифр и знаков ? @ . _ $. Причем цифра не должна стоять первой, а точка, если есть должна быть первой.

Мнемоника - сокращенное обозначение кода операции (КОП) команды, например мнемоника ADD обозначает сложение (addition).

Операндами могут быть явно или неявно задаваемые двоичные наборы, над которыми производятся операции.Операнды приводятся в одной из четырех систем счисления и должны оканчиваться символом b(B), o(O), d(D), h(H) для 2, 8, 10 или 16-ной СС. К шестнадцатиричному числу добавляется слева ноль, если оно начинается с буквы.

Система команд может быть классифицирована по трем основным признакам -

• длина команды или число занимаемых ею байтов,
• функциональное назначение и
• способ адресации.

Для МП 1810ВМ86 (8086) команда занимает от одного до шести байтов. Первым байтом команды всегда является код операции, например код команды INT XXh равен CD(HEX).

По функциональному признаку инструкции можно разбить на пять больших групп:

• 1) команды пересылки данных,
• 2) арифметические команды,
• 3) логические команды,
• 4) команды переходов и
• 5) команды управления.

Существует пять основных способов адресации:

• регистровая,
• непосредственная,
• прямая,
• косвенная и
• стековая.

Большинство остальных способов адресации являются комбинациями или видоизменениями перечисленнных.

В первом случае операнд(ы) располагаются в регистрах микропроцессора (МП), например по команде MOV AX,CX пересылается содержимое CX в AX.

При непосредственной адресации операнд располагается в памяти непосредственно за КОП, инструкция MOV AL,0f5h записывает число 245(f5) в регистр AL.

В случае прямой адресации за КОП следует не сам операнд, а адрес ячейки памяти или внешнего устройства, например команда IN AL,40h вводит байт данных из внешнего устройства с адресом 40h.

Косвенная адресация отличается от регистровой тем, что в регистре хранится адрес операнда, т.е. по команде MOV AL,[BX] в аккумулятор al будет записано число из ячейки памяти с адресом, хранящимся в регистре BX.

Стековая адресация производится к операндам расположенным в области памяти, называемой стек.

НЕКОТОРЫЕ ОПЕРАТОРЫ, ПРЕДОПРЕДЕЛЁННЫЕ ИМЕНА, ДИРЕКТИВЫ И КОМАНДЫ   АССЕМБЛЕРА 80X86(8088)

ПРЕДОПРЕДЕЛЕННЫЕ ИМЕНА

1. $ - программный счетчик. Этот символ отмечает текущий адрес в текущем сегменте. Полезен при определении длины цепочек байтов или строк.

text  DB 'This string has NN letters'

NN = $ - text;  NN = длине строки text (количеству байтов

в этой строке). Не путать часть строки '..NN..' и константу NN!

2. @data - адрес начала сегмента данных.

....

mov ax,@data

mov ds,ax;

в сегментном регистре DS теперь адрес сегмента данных.

3. ??date, ??time, ??filename - эти имена во время трансляции заменяются, соответственно на текущие дату, время и имя файла в формате ASCII.

ОПЕРАТОРЫ

1. () - скобки, определяют порядок вычислений

2. [] - например [BX] означает содержимое ячейки памяти с адресом в регистре bx. Признак косвенной адресации.

3. +, -, *, / - операторы сложения, вычитания, умножения и деления.

   mov ax, (2 * 3 + 8 / 2) - 2; в регистр ax будет помещено число 8.

4. MOD - деление по модулю. Даёт остаток.

5. SHL,SHR - сдвиг операнда влево, вправо.

   mov si, 01010101b SHR 3; в регистр SI будет загружено число 0Ah (00001010).

6. NOT - побитовая инверсия.

7. AND,OR,XOR - операции "И","ИЛИ","ИСКЛ.ИЛИ".

   mov dl, (10d OR 5d) XOR 7d; (dl) будет равно 8.

8. :  - переназначение сегмента.

mov dl,[es:bx]; поместить в dl байт данных из сегмента es и отстоящий от его начала на (bx) байтов (смещение).

9. OFFSET - оператор получения смещения адреса относительно начала сегмента (то есть количества байтов от начала сегмента до идентификатора адреса).

mov bx, OFFSET table

ДИРЕКТИВЫ (ПСЕВДООПЕРАТОРЫ)

1. : - определяет близкую метку (в пределах сегмента).

      jmp lbl .... ....

lbl:  ....

2 . = - присваивает символическому имени значение выражения.

videoram = 0B800h; присвоение videoram = 0B000h;

3.  .CODE - определяет начало кодового сегмента, то есть сегмента, где располагаются коды программы.

4. .DATA  - определяет начало сегмента данных.

5. DB,DW - директивы резервирующие один или несколько байтов: DB, или одно или несколько слов: DW.

      ....

      .DATA

fibs  DB 1,1,2,3,5,8,13

rus   DB 'Турбо Ассемблер'

buf   DB 80 DUP(0);резервируется 80 байтов,каждый обнуляется

int   DW 65535;в двух байтах располагается число FFFFh.

Array DW 100 DUP (0);резервируется 100 слов

6. END - обозначает конец программы.

      ....

      .CODE

MyPROG:....; точка входа (начало программы).

       ....; команды программы

       ....

       END MyPROG

7. ENDM - окончание блока или макроопределения

8. ENDP - обозначает конец подпрограммы.

9. EQU - присваивает символическому имени или строке значение выражения.

BlkSize EQU 512

BufBlks EQU 4

BufSize EQU BlkSize * BufBlks

10. LABEL - определяет метку соответствующего типа.

      ....

       .DATA

m_byte LABEL BYTE;метка m_byte типа BYTE позволяет теперь

m_word DW 0;иметь доступ отдельно к каждому байту данных

       .CODE;m_word типа WORD

       ....

       mov [m_word],0204h

       add [m_byte],'0';теперь в m_word хранится код

       add [m_byte+1],'0';3234h,ASCII код '0' равен 30h

11. LOCAL - определяет метки внутри макроопределений как локальные и в каждом макрорасширении вместо них ассемблер вставляет уникальные метки: ??XXXX, где XXXX = (0000...FFFF)h. Почему ??XXXX ? Да потому что никому не должно прийти в голову начинать символическое имя с ??, и транслятор смело может генерировать метки не боясь совпадений.

12. MACRO - задает макроопределение.

Swap   MACRO a,b; a,b - параметры макро (ячейки памяти)

       mov ax,b;данное макрооопределение позволяет делать

       mov bx,a;обмен данными между ячейками памяти, в

       mov a,ax;отличие от команды xchg ;

       mov b,bx;нельзя mov a,b;

       ENDM

Вызов этого макроса производится командой: Swap m,n

13.  .MODEL - определяет размер памяти под данные и код программы.

    .MODEL tiny;под программу,данные и стек отводится один общий сегмент (64 Kb).

14.  PROC - определяет начало подрограммы.

Print  PROC NEAR

       ;здесь команды подпрограммы

Print  ENDP

       ....

       call Print;вызов подпрграммы.

15.  .STACK - определяет размер стека.

    .STACK 200h; выделяет 512 байтов для стека.

16.  .RADIX base - определяет систему счисления по умолчанию, где base - основание системы счисления: 2, 8, 10, 16.

       .RADIX 8

oct    = 77; oct равно 63d.

17.  ; - начало комментария.

КОМАНДЫ ПЕРЕСЫЛКИ

1. MOV DST,SRC; переслать (SRC) в (DST). Здесь и далее содержимое регистра, например регистра AL будет обозначаться - (AL) или (al), а пересылка в комментарии будет обозначаться знаком <--  .

    mov al,ch; (al) <-- (ch).

    mov cx,dx;

    mov bh,[mems];содержимое  ячейки памяти с символическим  адресом

       mems  переслать  в  регистр  BH. Можно: mov bh,mems.

    mov al,[bx];переслать в аккумулятор содержимое ячейки памяти

    с  адресом находящимся в регистре BX .

    mov bx,OFFSET  src;поместить  в  BX  смещение  адреса

       ячейки памяти SRC, в текущем сегменте.

    mov al,table[bx];загрузить в аккумулятор элемент таблицы байтов

       с символическим адресом первого элемента table и отстоящий

       от этого элемента на (bx)  байтов.  Другие варианты:

    mov al,[table + bx] или

      mov al,table + bx.

До выполнения команды mov al,[table + bx]	Регистр BX	Регистр AL	Адрес	Код
	0010	XX	0800 (table)	8с
			08xx	xx
			0810	58

После выполнения команды mov al,[table + bx]	Регистр BX	Регистр AL	Адрес	Код
	0010	58	0800 (table)	8с
			08xx	xx
			0810	58

2. PUSH RP; поместить на вершину стека содержимое пары регистров RP (например push bx).

3. POP RP; снять с вершины стека два байта и поместить в пару RP (например pop ax).

4. XCHG DST, SRC; поменять местами содержимое (DST) и (SRC). Оба операнда не могут быть одновременно содержимым ячеек памяти.

5. XLAT SRC; извлечь из таблицы с начальным адресом SRC байт данных имеющий номер от начала таблицы = (AL), и поместить его в AL. Адрес SRC должен находиться в регистре BX. Другой вариант: XLATB.

      ....

      .DATA

src   DB 15d,10h,00110101b,'A','B',166d

      .CODE

      ....

      mov al,2; в результате выполнения этих трех  команд

      mov bx,OFFSET src; в регистр AL будет загружен код

      xlatb; 00110101b = 35h = 53d = ASCII'5'

6. IN ACCUM, PORT; поместить в аккумулятор AL или AX байт или слово из порта с адресом PORT. Если адрес порта <= FF то адрес порта может указываться непосредственно, если адрес порта > FF, то адрес порта указывается косвенно, через содержимое регистра DX (специальная функция регистра общего назначения).

    in al,0a5h;ввести  в  AL  байт данных из ВУ с адресом порта A5h ....

    mov dx,379h;ввести в аккумулятор AL байт данных из

    in al,dx;внешнего устройства  с  адресом  порта  379h

7. OUT PORT, ACCUM; переслать из аккумулятора AL или AX байт или слово в ВУ с символическим адресом PORT.

    out 0ffh,al;

    ....

    mov dx,37Ah;переслать слово данных из AX в ВУ с адре-

    out dx,ax;сом порта 37Ah

8. LEA RP,M; загрузить в регистр RP эффективный адрес (смещение) ячейки памяти с символическим адресом M.

lea di, rus; аналог этой команды - mov di, OFFSET rus.

 АРИФМЕТИЧЕСКИЕ КОМАНДЫ

1. ADD DST, SRC; сложить содержимое SRC и DST и результат переслать в DST.

  add al, [mem_byte]; mem_byte однобайтовая ячейка памяти

  add [mem_word], dx; mem_word двухбайтовая ячейка памяти

  add ch,10001010b;

2. INC DST; увеличить (DST) на 1 (инкремент (DST)).

    inc si; (SI) <-- (SI) + 1.

    inc count; (count) <-- (count) + 1.

3. SUB DST, SRC; вычесть (SRC) из (DST) и результат поместить в DST.

4. DEC DST; декремент (DST).

5. CMP DST, SRC; сравнить содержимое DST и SRC. Эта команда выполняет вычитание (SRC) из (DST)   но разность не помещает в DST и по результату операции воздействует на флаги.

     условие                                  флаги

                                          OF  SF  ZF  CF

    DST > SRC                            0/1   0   0   0

    DST = SRC                              0   0   1   0

    DST < SRC                            0/1   1   0   1

0/1 - означает, что флаг может быть равен 0 или 1 в зависимости от значений операндов. Флаги OF и SF имеют смысл при операциях со знаковыми числами, CF для беззнаковых чисел. Флаг переполнения OF устанавливается в 1, если в результате операции сложения или вычитания значения переноса в старшиий двоичный разряд и из старшего двоичного разряда не совпадают. По другому определению OF принимает значение 1, если результат превышает диапазон представления соответствующих чисел. Пусть DST > SRC и оба являются однобайтовыми числами, тогда:

      DST:       1.   (+127)         2.    (+127)

      SRC:           -  (+2)              -  (-2)

                     -------               -------

                      (+125) (OF)=0        (+129)? (OF)=1

Во втором примере результат превышает диапазон: -128 <= x < = +127. Флаг знака SF устанавливается в '1', если старший бит результата операции равен 1, т.е. при отрицательном результате. В противном случае сбрасывается. Флаг нуля ZF устанавливается в '1' при нулевом результате (!), иначе сбрасывается. Флаг переноса CF = 1, если есть перенос из старшего разряда при сложении или есть заем в младший разряд при вычитании. Иначе флаг сбрасывается. Для первого примера SF = ZF = CF = 0, для второго: SF = 1, ZF = CF = 0.

ЛОГИЧЕСКИЕ КОМАНДЫ И КОМАНДЫ СДВИГА

1. AND DST, SRC; поразрядное логическое "И".

  mov dh, 10101100b;

  and dh, 0f0h;

в результате выполнения этих двух команд содержимое DH станет равно 10100000b.

2. OR DST, SRC; поразрядное логическое "ИЛИ".

or bx,dx;если (BX)=5F0Fh,а (DX)=7777h,то после операции

        ;(BX)=7F7Fh.

BX	0101 1111 0000 1111 = 5F0F
DX	0111 0111 0111 0111 = 7777
BX (результат)	0111 1111 0111 1111 = 7F7F

3. XOR DST, SRC; поразрядное логическое "исключающее ИЛИ".

xor al,55h;если (AL)=5ah, то после операции (AL)=0fh.

4. NOT DST; инверсия всех битов приемника.

5. TEST DST, SRC; выполняет операцию AND над операндами, но воздействует только на флаги и не изменяет самих операндов.

6. SHR DST, CNT; логический сдвиг вправо, освобождающиеся слева биты заполняются нулем, крайний правый бит выталкивается во флаг CF. Операнд DST может быть ячейкой памяти.

    mov bl,10110010b;(CF) = x

    shr bl,1;(BL) = 01011001,(CF) = 0

до  сдвига

1

0

1

1

0

0

1

0

(CF)=X

после сдвига

0--->

0

1

0

1

1

0

0

1

------>

(CF)=0

    mov cl,4;

    shr bl,cl;(BL) = 00000101,(CF) = 1.

7. SHL DST, CNT; логический сдвиг влево.

Страницы: 1, 2, 3, 4