Реалізація функцій ABS(X), [X], {x}

Міністерство освіти та науки України

Кіровоградський Державний Технічний університет

Кафедра програмного забезпечення

Курсова робота

з дисципліни “Програмування на мові ASM-86” на тему:

Реалізація функцій ABS(X), [X], {x}

ЗМІСТ

1. Вступ

2. Постановка задачі

3. Обґрунтування вибору методів розв'язку задачі

4. Алгоритм програми.

5. Реалізація програми

6. Системні вимоги

7. Інструкція для користувача

8. Висновки

9. Використана література

Додаток. Лістинг програми

1. Вступ

У процесі роботи з комп'ютером виникає необхідність роботи з різними видами даних. Так, наприклад, мови високого рівня можуть працювати з цілими, дробовими числами, символами, рядками і т.д. Програмуючи на мові асемблера, найчастіше маємо справу з цілими числами. Стандартні розміри чисел такі: 8-розрядні (байти), 16-розрядні (слова), 32-розрядні (подвійні слова). У пам'яті вони записуються послідовно, починаючи з молодшого байта.

Також в асемблері є можливість роботи з дробовими числами. Для роботи з ними використовується математичний сопроцесор або його емулятор (він входить до складу основного процесора починаючи з 486DX). Цей сопроцесор оперує з цілими числами та з числами з плаваючою комою. Використовуються 32-, 64- та 80-розрядні формати запису чисел. Наприклад, формат 32-бітного дробового числа має такий формат (тип float в С, REAL в PASCAL):

Найстарший біт - знак мантиси (0- “+”, 1- “-“).

Далі - 8 розрядів порядку, до якого додано 127.

Потім - 23-розрядна мантиса.

Отже, з цими числами можуть робити різні операції як сопроцесор, так і основний процесор.

2. Постановка задачі

Необхідно створити програму, яка б перетворювала ціле число в дробове і навпаки, а також функції [x], {x}, |X|.

3. Обґрунтування вибору методів розв'язку задачі

У зв'язку з тим, що не на кожній машині присутній сопроцесор, то програма буде оперувати з 32-розрядними числами з плаваючою комою, які розташовані у простій пам'яті. Вони матимуть стандартний запис, і тому з ними може проводити роботу і сопроцесор, і програми, які його замінюють.

Робота буде полягати в конвертуванні бітів у числах і деяких обчисленнях. Для цього використовуються команди мови асемблер передачі інформації, обчислень, зсувів та логіки. Також, для демонстрації роботи програми використовується завантаження даних в регістри сопроцесора (fld, fst).

4. Алгоритм програми

а) Алгоритм перетворення цілого числа в дійсне

1. Обчислити знак числа, якщо число від'ємне - обернути його.

2. Записати число без знака у вигляді мантиси.

3. Взяти початкове значення порядку - 127.

4. Зсувати мантису вліво до тих пір, поки старший біт не стане рівним 1. Зсунути ще раз (старший біт мантиси ігнорується). Збільшити порядок на кількість зсувів.

5. Скомбінувати отримані знак, мантису і порядок у відповідності з форматом.

б) Алгоритм переведення числа з дійсного в ціле

1. Визначити знак дійсного числа.

2. Визначити мантису і порядок

3. Від порядку відняти 127 - це дорівнює Х.

4. Зсунути мантису на Х вправо - це і буде ціле число.

в) Функція [Х]

1. Перетворити дійсне число в ціле

2. Результат знову перетворити в дійсне

г) Функція |X|

1. Поставити в 0 знак мантиси дробового числа

д) Функція {X}

1. Виділити цілу і дробову частину (аналогічно як при переведенні дійсного в ціле) і відкинути цілу.

2. Взяти порядок рівний 127.

3. Зсувати мантису вліво поки старший біт рівний 1 не вийде за межі мантиси.

4. Зменшити порядок на кількість зсувів.

5. Записати результат у відповідний формат.

5. Реалізація програми

Програма написана на мові ASM-86 з використанням команд сопроцесора та команд процесора 286/386. Вона складається з функцій, які мають цілі вхідні та вихідні дані в регістрі AX, а дробові дані - за адресою DS:SI та ES:DI. Для роботи необхідно записати у відповідні регістри дані або їх адреси, викликати функції і прочитати результат з вказаного місця.

Програма компілюється Turbo Assembler, зв'язується за допомогою TLINK.

6. Системні вимоги

- Математичний сопроцесор (для демонстрації)

- Мікропроцесор Intel 80386 або старший.

- Для перегляду результатів - Turbo Debugger або інший відлагоджувач.

7. Інструкція для користувача

Програма для роботи з числами містить 5 функцій. Розглянемо приклади їх викликів.

Необхідно описати такі дані:

r dd 0 ;дійсне число

I dw 0 ;ціле число

а) перетворення цілого в дійсне:

mov ax,word ptr [I]

mov di,seg r

mov es,di

mov di,offset r

call WORD_TO_REAL

б) перетворення дійсного в ціле

mov ax,word ptr [I]

mov si,seg r

mov ds,si

mov si,offset r

call REAL_TO_WORD

в) визначення [X]

mov si,seg r

mov ds,si

mov si,offset r

call REAL_TRUNC

г) визначення {X}

mov si,seg r

mov ds,si

mov si,offset r

call REAL_REAL

д) визначення {X}

mov si,seg r

mov ds,si

mov si,offset r

call REAL_ABS

8. Висновки

Отже, є розробленою програма, яка виконує операції з дробовими та цілими числами - конвертування, {X} |X| [X]. Був розглянутий формат дійсних чисел, і наведені алгоритми розв'язку.

9. Використана література

1. Ровдо А. А. Микропроцессоры от 8086 до Pentium III Xeon и AMD-K6-3. М., ДМК, 2000

Додаток. Лістинг програми

.model small

.stack 100

.486

.data

f dd 0

.code

start:

jmp begin

;------------------------------------------------------------

;обчислення функцiї ABS(x) - DS:SI - REAL

REAL_ABS proc

push bx

mov bh,byte ptr ds:[si+3]

and bh,7fh

mov byte ptr ds:[si+3],bh

pop bx

ret

REAL_ABS endp

;------------------------------------------------------------

;конвертор REAL в DS:SI в WORD (AX)

REAL_TO_WORD proc

jmp start_proc

x dw 0 ;тимчасовий параметр AX

start_proc:

pusha

;1)видiлити окремо знак, порядок i мантису

; bh - знак, bl - порядок, ax - мантиса

mov bh,byte ptr ds:[si+3]

and bh,80h ;видiлили знак

mov bl,byte ptr ds:[si+3]

shl bl,1

mov ah,byte ptr ds:[si+2]

shr ah,7

or bl,ah ;видiлили порядок

mov ah,byte ptr ds:[si+2]

mov al,byte ptr ds:[si+1]

shl ax,1 ;видiлили мантису

cmp bl,127 ;перевiрка на нуль

jb res_zero

sub bl,127

mov cl,15

sub cl,bl ;cl-кiлькiсть зсувiв вправо мантиси

stc ;старший розряд завжди 1

rcr ax,1

shr ax,cl

mov word ptr cs:[x],ax ;... i отримаємо результат!

cmp bh,0 ;враховуємо знак

je res_ok

neg ax

mov word ptr cs:[x],ax

jmp res_ok

res_zero:

mov word ptr cs:[x],0

res_ok:

popa

mov ax,word ptr cs:[x]

ret

REAL_TO_WORD endp

;---------------------------------------------------------------

;конвертор 16-бiтного слова в AX в коротке дiйсне es:di (4 байта)

WORD_TO_REAL proc

pusha

;нуль?

cmp ax,0

jne no_zero

mov dword ptr es:[di],0

popa

ret

no_zero:

push di

;1) якщо d15=1 - bh=80h (знак), iнакше bh=0

xor bh,bh

test ax,8000h

jz plus

neg ax

mov bh,80h

plus:

;2)зсунути AX влiво так, щоб старша одиниця була в CF.

; пiдрахувати кiлькiсть зсувiв

xor di,di

mov cx,16

shift: inc di

shl ax,1

jc stop_shift

loop shift

stop_shift:

;3)обчислити порядок: bl=127+16-di

mov cx,di

mov bl,127+16

sub bl,cl

pop di

;отже,маємо:bh-знак,bl-порядок,ax-мантиса

;ставимо найстарший байт (3) в 0

mov byte ptr es:[di],0

;ставимо молодший байт: знак+7 старших бiтiв порядку

mov dl,bh

push bx

shr bl,1

or dl,bl

pop bx

mov byte ptr es:[di+3],dl

;ставимо 1-й байт: останнiй байт порядку i 7 ст байт мантиси

and bl,1

shl bl,7

shr ax,1

or bl,ah

mov byte ptr es:[di+2],bl

;ставимо 2-й байт: молодшi 8 байт мантиси

mov byte ptr es:[di+1],al

popa

ret

WORD_TO_REAL endp

;------------------------------------------------------------

;обчислення функцiї [X] - DS:SI - REAL

REAL_TRUNC proc

push ax

call REAL_TO_WORD

call WORD_TO_REAL

pop ax

ret

REAL_TRUNC endp

;------------------------------------------------------------

;обчислення функцiї {X} - DS:SI - REAL

REAL_REAL proc

push eax

push edx

push bx

push cx

;в EDX записати у зворотньому порядку число

mov dh,byte ptr ds:[si+3]

xor bh,bh

mov bl,dh

shl bl,1

adc bh,0

shl bh,7

mov dl,byte ptr ds:[si+2]

mov ah,dl

and ah,80h

shr ah,7

or bl,ah ;в BH - знак, в BL - порядок, в EDX - число

shl edx,16

mov dh,byte ptr ds:[si+1]

mov dl,byte ptr ds:[si]

cmp bl,127

jb stop_tr ;це вже число <0!

shl edx,9 ;прибрати все зайве (знак i порядок)

sub bl,127 ;кiлькiсть зсувiв (бiтiв з цiлою частиною)

mov cl,bl

shl edx,cl ;вiдкинути цiлу частину

;зараз в EDX - дробова частина

;тепер обчислюємо порядок

mov bl,127

shift_l:

dec bl

shl edx,1

jnc shift_l ;отже, тепер порядок в bl, а в edx готова мантиса

;тепер зсунути EDX вправо на 9

shr edx,9

xor eax,eax

mov al,bh

shl eax,1

or al,bl

shl eax,23

or edx,eax ;i комбiнуємо!

;тепер записати в пам`ять

mov byte ptr ds:[si],dl

mov byte ptr ds:[si+1],dh

shr edx,16

mov byte ptr ds:[si+2],dl

mov byte ptr ds:[si+3],dh

stop_tr: ;вихiд

pop cx

pop bx

pop edx

pop eax

ret

REAL_REAL endp

;------------------------------------------------------------

begin:

mov ax,@data

mov es,ax

mov ds,ax

mov di,offset f

mov si,offset f

;mov ax,-32768

;call WORD_TO_REAL

;fst dword ptr es:[di]

;call REAL_TRUNC

fst dword ptr es:[di]

;call REAL_TO_WORD

call REAL_REAL

fld dword ptr es:[di]

mov ah,4ch

int 21h

end start