第02讲第四章程序设计的基本方法.ppt
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1、1,第四章 程序设计的基本方法,4.1 概述,程序设计要点: 分析问题的需求,选择好解决方法; 针对选定的算法,编写高质量的程序。 一个高质量的程序不仅要满足正确性的要求,而且还应尽可能实现以下几点: (1)结构清晰、简明、易读、易调试。结构好 (2)执行速度快。 效率高 (3)占用存储空间少。 资源少,2,汇编语言程序设计的一般步骤: (1)分析问题,选择合适的解题方法。 (2)根据具体问题,确定输入输出数据的格式。 (3)分配存贮区并给变量命名(包括分配寄存器)。 (4)绘制程序的流程图,即将解题方法和步骤用程序流程图的形式表示出来。 (5)根据流程图编写程序。 (6)静态检查与动态调试,
2、3,几种程序设计方法: 顺序程序设计 分支程序设计 循环程序设计 子程序的设计 本章主要讲解: 各种转移指令格式、功能及使用条件 分支程序设计 循环程序设计 子程序的设计,本章主要讲述的内容,4,几种框图符号,1. 起始、终止框 2判断框 3处理说明框 4子程序或过程调用框 5. 流向框 6连接框,1,5,4.3.4 分支程序设计,分支程序的特点:根据不同情况作出不同的处理,程序结构分成了若干支路。 分支的结构形式: (1) (2) 结构特点: 程序运行方向是向前的,条件确定,只能执行分支中的一个。 机器根据不同的情况作出判定,有选择的执行相应的分支。 这类程序称之为分支程序。,6,问题:计算
3、机怎样判断这些分支?,(1)分支由条件转移指令产生,不同条件通过EFLAGS的标志位状态(0或1)反映出来; (2)转移指令不影响EFLAGS的标志位,可连续使用转移指令,产生多个分支。 例:可以产生如下的多个分支。 CMP BYTE PTR ARRAYBX, 0 JLE L1 ; 小于等于0,转移到L1 分支1 ; 大于0 L1: JL NEXT ; 小于0,转移到NEXT 分支2 ; 等于0 NEXT: 分支3 ; 小于0,7,4.3.4 分支程序设计要点,选择合适的转移指令; 为每个分支安排出口; 将分支中的公共部分尽量放到分支前或分支后的公共程序段中; 流程图、程序对应; 调试时,逐分
4、支检查。,8,转移指令的特点,特点: (1)改变程序的执行顺序,即改变指令指针CS:IP/EIP的值; (2)不改变标志位。 主要用于设计分支程序,关键在于根据需要,根据各个标志位的不同状态,选用合适的转移指令。,9,转移指令的分类,转移指令,条件转移,无条件转移,简单条件转移 (10条),无符号数条件转移(4),有符号数条件转移(4),段内直接、段间直接,段内间接、段间间接,10,4.3.1 简单条件转移,根据单个标志位 CF、ZF、SF、OF、PF的值确定是否转移,之所以称之为简单条件,就是因为它只根据一个标志位进行跳转。,语句格式:,标号: 操作符 短标号,短标号是一个标号。该标号代表条
5、件成立时,想转移到的目的地址。若该目的地址与当前(IP)之间的字节距离在-128 127之间,则称该标号为短标号。,11,简单条件转移指令,JZ/JE ZF=1时,转移 JNZ/JNE ZF=0时,转移 JS SF=1时,转移 JNS SF=0时,转移 JO OF=1时,转移 JNO OF=0时,转移 JC CF=1时,转移 JNC CF=0时,转移 JP/JPE PF=1时,转移 JNP/JPO PF=0时,转移,运算结果为0 运算结果不为0 运算结果为负数 运算结果不为负数 运算结果溢出 运算结果没有溢出 运算产生进位借位 运算没有产生进位借位 结果低8位1的个数为偶数 结果低8为1的个数
6、为奇数,12,JZ L1 MOV AX , 0 L1:,ZF = 1?,MOV AX ,0 ,N,y,L1:,指令与流程图的对应关系,13,简单条件转移指令的特点,特点: 根据单一标志位确定转移方向; 当超出转移范围时,可用JMP搭桥; 不能作段间转移,不得作间接转移; 不影响EFLAGS的标志位,可连续使用转移指令,产生多个分支。,14,4.3.2 无符号数条件转移指令,无符号数条件转移指令往往跟在比较指令之后; 根据与无符号数特征有关条件标志CF和ZF的组合决定转移方向。 JA / JNBE 短标号 当 CF=0 并且 ZF=0时,转移(大于) JAE / JNB 短标号 当 CF=0 或
7、者 ZF=1时,转移(大于等于) JB / JNAE 短标号 当 CF=1 并且 ZF=0时,转移(小于) JBE / JNA 短标号 当 CF=1 或者 ZF=1时,转移(小于等于),15, 大于转(即不小于且不等于转)JA/JNBE 条件标志:CF=0且ZF=0时转移 用于两个无符号数a、b的比较,若ab则实现转移 查看a,b两数相减的结果:a-b CMP a,b CF(有没有借位) ZF(相不相等) a b a - b 0 0 a = b a - b 0 1 a b a - b 1 0 一般用法: CMP OPD,OPS ;(OPD)(OPS)转 JA P,16, 大于或等于转(即不低于
8、转) JAE/JNB 条件标志:CF=0或ZF=1时转移 即(OPD) (OPS)时转, 等价于指令JNC(两数相等的时候ZF=1 ,那么CF=0) 小于或等于转(即不高于转) JBE/JNA 条件标志:CF=1或ZF=1时转移 即(OPD)(OPS)时转, 小于转(即不高于等于转) JB/JNAE 条件标志:CF=1且ZF=0时转移 即(OPD)(OPS)转 等价于指令 JC(因为CF=1,则ZF=0),17,无符号数条件转移指令的理解,CMP AX,BX JA L1 L1:,将(AX),(BX)中的数据当成无符号数, 执行 (AX) (BX)。若 (AX)(BX), 则CF一定会为0,ZF
9、=0,转移到L1处。,例1: (AX)= 1234H, (BX)=0234H,例2: (AX)= 0A234H, (BX) =0234H,例3: (AX)= 0A234H, (BX) =09234H,18,问题:CF和ZF标志位是否可以作为判断有符号数比较大小的标志位?来看两有符号数相减的结果:A-B,A,B取值有下列几种情况:,不能用CF、ZF的组合来判断有符号数的大小,而用SF、OF、ZF组合。,19,4.3.3 有符号数条件转移指令,JG / JNLE 短标号 当 SF=OF 并且 ZF=0时,转移(大于) JGE / JNL 短标号 当 SF=OF 或者 ZF=1时,转移(大于等于)
10、JL / JNGE 短标号 当 SFOF 并且 ZF=0时,转移(小于) JLE / JNG 短标号 当 SFOF 或者 ZF=1时,转移(小于等于),20, 小于转(或不大于等于转) JL/JNGE 功能:SFOF=1(SF OF)且ZF=0转(异或为1时转移)。(两数相减,差为负就说明(OPD)小于(OPS),为什么不仅仅判断SF=1,用JS呢?没有溢出时可以,有溢出的时候结果为正) 设(OPD)- (OPS)有: SF OF SFOF 0 0 0 0 1 1 1 0 1 1 1 0 结果为正无溢出,说明OPD=OPS,不转移 结果为正有溢出,说明真正结果应为负(OPD小),转移 结果为负
11、无溢出,说明OPDOPS,应转移 结果为负有溢出,说明真正结果应为正 ,不转移,21, 大于等于转(或不小于0转) JGE/JNL 条件:SF OF=0或ZF=1转移,即SF=OF或ZF=1转。 用于两带符号数比较,若AB则条件满足,实现转移。 大于转(或不小于等于转) JG/JNLE 条件:SF OF=0且ZF=0转,即SF=OF且ZF=0转。 小于等于转(或不大于0转) JLE/JNLE 条件:SF OF=1或ZF=1转移,即SFOF或ZF=1转。,22,有符号数条件转移指令的理解,CMP AX,BX JG L1 L1:,将(AX),(BX)中的数据当成有符号数, 执行 (AX) (BX)
12、。若 (AX)(BX), 则SF、OF会相等,ZF=0,转移到L1处。,例1: (AX)= 1234H, (BX)=0234H,SF=0、OF=0, ZF=0, CF=0,不论使用 JA 还是 JG ,转移的条件均成立,23,例2: (AX)= 0A234H, (BX) =0234H,例3: (AX)= 0A234H, (BX) =09234H,执行(AX) - (BX)后: SF = 1, ZF=0, CF=1, OF = 0,对于 JA ,条件成立 (CF=0 , ZF=0),对于 JG ,条件不成立 (因为SFOF),SF = 0 , ZF=0, CF=0, OF=0,对于JA、JG,条
13、件均成立,24,根据以上各条件指令的选用,可总结如下: 1.简单转移指令 用在TEST、CMP、AND、OR后面,测试某一标志位是否满足条件; 用在算术运算指令后面,测试某一标志位是否满足条件; 在循环计数控制中,用来判断循环是否结束,(JZ/JE/JNZ/JNE)。 2.有符号数的条件转移指令 用在CMP后面,比较带符号数大小,确定转移方向; 用在算术运算指令后面,根据运算结果正负确定转移方向; 用在OR,AND后面,根据结果正负确定转移方向。 3.无符号数的条件转移指令 用作无符号数的比较-地址的比较、ASCII码比较; 用于循环控制。,25,到底选用哪条指令,这是由解题的要求和被判断对象
14、的特点,如何理解? 运算或者比较指令不管有符号数还是无符号数,它们根据运算结果既按照有符号数设置好标志位(OF、SF、ZF),同时也按照无符号数设置好标志位(CF、ZF),只等条件转移指令选择相应的标志位判断,进行转移。 数字本身是有符号数还是无符号数,不由自身的写法决定,而由能够区分它们的指令决定(条件转移、MUL/IMUL)。 若想按照有符号数处理,就选择有符号数的处理指令; 若想按照无符号数处理,就选择无符号数的处理指令。 要了解一条指令是否对于标志位是否真正起到影响作用。 例:AX加1,如果产生了进位,转移到L1处。 INC AX JC L1,INC指令不影响CF标志位,指令选择错误。
15、,26,例:分析以下程序段,指出所完成的功能。 DATA SEGMENT X DW n Y DW 0 OVERF DB 0AH,0DH,IS overflow!$ DATA ENDS MOV Y,-1 MOV AX,X CMP AX,0 JZ EXIT1 ; X=0转EXIT1(将0-Y) ADD AX,1000H ; 如(X)0,则(X)+1000HAX JO OVER ; 溢出转OVER(打印字串,-1Y) JNS EXIT1 ; 和为正转EXIT1 NEG AX ; 为负求补,即X的绝对值 EXIT1:MOV Y,AX ; 结果(AX)Y EXIT0: MOV AH,4CH INT 21
16、H OVER: LEA DX,OVERF MOV AH,9 INT 21H JMP EXIT0,27,例1:从键盘输入09中任一自然数,求其立方值。若输入的字符不是09中的数字,则显示“Input Error!”,从键盘输入一个字符,是09中的某一个数,求其立方,显示输入错,结束,Y,开始,N,28,从键盘输入一个字符,是09中的某一个数,求其立方,显示输入错,结束,Y,N,程序是从上 到下一行行编写的。 从二维框图,向一维变迁。,29,从键盘输入一个字符,不是09中的数,求其立方,显示输入错,结束,N,y,条件成立时,一般的转移标号应与该指令有一段距离,条件不成立的处理分支,就在转移指令之下
17、。,条件写法变迁,30,从键盘输入一个字符,(AL)0,求其立方,显示输入错,结束,N,y,(AL)9,N,y,条件细化,加标号,LERR:,EXIT:,c4_108_1.asm,31,例2:在例1的基础上显示出立方值。,显示立方值,可以使用“输出一个串”调用。 构造一个串表,分别存放各立方值对应的 ASCII串。 如何构造? 如何找到待显示串的起始位置? 见程序 :C4_108_2.asm,32,例3:根据输入的数字,显示对应的信息. 0 : zero 1 : first 9 : nine 其它:error 对于不同的输入,输出的串长度不同。,见程序: C4_108_3.asm,程序的关键:
18、如何根据输入,将对应的待显示的串首址送DX。,33,格式:JMP 标号 作用: 使CPU无条件地转移到指令指明的目的地址处(标号指定)执行,转移的范围大,灵活性大; 不能构成分支程序,但可将各分支的出口重新汇集在一起; CMP ARRAYBX,BYTE PTR 0 JLE L1 ; 小于等于0,转移到L1 分支1 ; 大于0 JMP GO1 L1: JL NEXT ; 小于0,转移到NEXT 分支2 ; 等于0 JMP GO1 NEXT: 分支3 ; 小于0 GO1: ; 所有分支汇集,4.3.5 无条件转移指令,34,某些条件转移指令转移的范围超过它规定的范围时, 用JMP搭桥。 例:JL
19、L1 ; 小于0时转L1超过了规定的转移范围 L1: 可改为如下指令串: JGE L0 ; 大于等于0时转L0 JMP L1 ; 小于0时无条件转L1 L0: L1: ,4.3.5 无条件转移指令,35,根据所处的位置: 段内转移:要转移的目的地址与指令本身在同一段; 段间转移:要转移的目的地址与指令本身在不同段。 根据寻址的方式: 直接方式转移:转移到标号。 间接方式转移:从存储器或寄存器中得到转移目的地的段地址和偏移地址。,4.3.5 无条件转移指令的分类,36,4.3.5 无条件转移指令,37,(1)段内直接跳转 格式:JMP 标号 功能:(IP/EIP) + 相对位移量 IP/EIP
20、执行后 IP/EIP = 标号的EA (2)段间直接跳转 格式:JMP 标号 或 JMP FAR PTR 标号 功能:标号所在段首址CS 标号的EAIP 以上寻址方式实际上均为立即寻址方式。 段内直接跳转:JMP 0018 段间直接跳转:JMP 0ABC:0000,无条件转移指令,38,(3)段内间接跳转 格式:JMP OPD 功能:(OPD) IP/EIP 其中OPD为寄存器方式、存储器方式(寄存器间接、变址、基址变址、直接)寻址方式,OPD不能是立即数。 如果是寄存器寻址方式,则16/32位寄存器的内容为偏移地址IP/EIP。 16位段:16位寄存器的内容IP JMP AX 32位段:32
21、位寄存器的内容EIP JMP EDX,无条件转移指令,39,(3)段内间接跳转 如果是存储器寻址方式,它实质是将由寻址方式得到的存储器内的操作数作为偏移地址IP/EIP。 16位段:字类型变量/存储区的内容IP WBUF DW ? JMP WBUF JMP WORD PTR BX,无条件转移指令,40,我们来看看几种作用等价的段内转移 ADDR16 DW ? JMP GO2 ; 直接转移 LEA BX,GO2 JMP BX ; 寄存器寻址的间接转移 LEA BX,GO2 MOV ADDR16,BX JMP ADDR16 ; 直接寻址的间接转移 LEA BX,GO2 MOV ADDR16,BX
22、LEA BX,ADDR16 JMP BX ; 寄存器间接寻址的间接转移 GO2: ,41,(4)段间间接转移 格式:JMP OPD 功能:(OPD)IP/EIP (OPD+2/4)CS 其中OPD只能为存储器寻址方式。此时地址信息必须用一双字(16位段)或,三字或四字(32位段)单元存放。 对于16位段:双字类型变量/存储区的内容 (OPD)IP, (OPD+2)CS JMP OPD OPD OPD+2 IP CS,42,看看几种作用等价的段间转移 ADDR32 DD ? JMP FAR PTR GO3 JMP FGO3 MOV AX,OFFSET GO3 MOV BX,SEG GO3 MOV
23、 WORD PTR ADDR32,AX MOV WORD PTR ADDR32+2,BX JMP ADDR32 ; 在另一个段内 FGO3 LABEL FAR GO3:,43,例:无条件转移指令。 JMP NEXT 直接方式的无条件转移指令 JMP WORD PTR BX 段内间接转移指令(16位段) *JMP DWORD PTR BXDS:BX指向的双字单元中存放着EA和段首址(16位段),44,无条件转移指令中,若是间接方式,除了立即数寻址方式外,其它方式均可以使用。,设在数据段中有: BUF DW L1 ; L1为标号,JMP L1,(2) JMP BUF,LEA BX , BUF JM
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- 02 第四 章程 设计 基本 方法
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