未整理的计组复习笔记?

前言

计组是我听过的最脑阔疼的课。不过已经考过了orz以及,大家学的计组内容可能不一样,这篇复习包括的内容应该是比较简略的。

数据信息表示

(设机器字长8位)原码:正数符号位0,负数符号位1,其他7位按一般方法表示数的绝对值。

补码:用0到M区间的数表示,x的补码=(M+x)mod M。如果连同符号位放在数轴上,可以看出正数用前半部分数轴表示(00000001到01111111即2的7次方-1),负数用后半部分数轴表示(10000000到11111111即2的8次方-1),0用00000000表示,也可以看出来负数比正数多表示一个数字。补码可以用原码推出,其正数与原码一致,负数则保留原码符号位,剩下7位全部取反再加1;也可以保留原码符号位,从低位开始的第一个1保留,比第一个1高的位取反(两种方法其实一样)。

反码:正数的原码、反码、补码相同。负数可由原码保留符号位,其余7位取反得到。反码中00000000与11111111都表示0。

移码:移码的符号位与前面三种机器码相反,形式上与补码除符号位没有差异。从数轴上来看,它的前半段就是补码的后半段,后半段也是补码的前半段,因此0的表示是10000000。

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8086汇编实现对数字的存储、输出

目标

  • 设计一个INPUT子程序,使其能够接收用户输入的数字(以字符串的形式),并将数字存储到AX寄存器。
  • 设计一个DECOUT/BINOUT/HEXOUT子程序,使他们能够以十进制/二进制/十六机制的形式将AX中的数字输出到屏幕上。

分析

  • 对于INPUT子程序,我们需要调用DOS功能接收用户输入的字符串,将ASCII码转为数字,再依次乘以10、100...由于CPU执行指令时会占用AX,我们将积的累加和存储在内存变量中,最后一步复制到AX中。
  • 对于DECOUT子程序,我们对AX中的数除以进制数,将余数保存到内存中,循环此过程直至商为0,最后借用si寄存器变址寻址反向输出余数(转换为ASCII码)即可向用户展示AX中的数字。

INPUT

  • 调用DOS的0a号功能接收字符串
data segment
  str db 20h
  num db 0
  content db 20h dup(0)
data ends
...
mov dx,offset str
mov ah,0ah
int 21h
  • 外循环(ASCII码转数字,调用内循环)
data segment
  consequence dw 20h;存放结果
data ends
...
xor ax,ax;用异或清零
mov al,str+1;一共这么多字符,循环的范围是str[2]到str[si+1]
mov si,ax;用si计数

flag:xor ax,ax
mov al,str[si+1]
sub ax,30h;-30h将ascii码转数字
内循环
add consequence,ax
dec si
cmp si,0;si=0的时候不能再跳转了
jnz flag

mov ax,consequence
  • 内循环(将从右向左第n位数转换为n*10^(n-1),已知ax的内容是第(总位数+1-si)位数,其中si每次外循环-1,故乘以10的次数为(总位数-si);我们可以将总位数复制到cur内存变量,每次内循环-1,当cur=si,内循环结束):
data segment
cur dw 0;第几位
data ends
...

xor bx,bx
mov bl,num
mov cur,bx

mul10:cmp si,cur;如果外循环正处于第n位,内循环也处于第n位,不需要再乘以10
jz endd
mov bx,0ah
mul bx;ax*10,结果存放在dx|ax
dec cur
jmp mul10
endd:

DECOUT

  • DECOUT中BX的值可以决定输出的进制
binout proc;将ax的值以二进制显示
xor si,si;利用si寻址

mov bx,2
divv:cwd
div bx;余数在dx
add dl,30h;转位ascii码
mov num[si],dl;
inc si
cmp ax,0;商0即结束
jnz divv;商不为0的时候

mov cx,si
;上面多加了一次si
display: dec si
 mov dl,num[si]
mov ah,02h;调用字符显示
  int 21h
loop display
ret
binout endp

Mac下写8086汇编

前期准备

我们课上讲的是8086下的16位汇编,如此远古的操作系统导致我在配置环境时遇到了很多问题。起初打算在win7虚拟机下用masm和汇编ide写汇编,但编译不成功,因为masm新版已经不是16位了。据查,masm5.0版本支持16位汇编,但又发现了DOSBox,与其在win7虚拟机下模拟DOS,不如直接在Mac中运行DOS环境。

DOSBox下载:https://www.dosbox.com/

Step1、下载DosBox和masm5.0,将masm5.0放到用户文件夹内(避免权限不够)


Step2、在DOSBox中键入"mount c ~/masm5.0",将masm5.0文件夹挂载为C盘。~代表当前用户目录,即/Users/xxx

Step3、在Mac中将写好的汇编源文件xx.asm放到masm5.0目录下,依次键入"masm xx.asm;"与"link xx.obj;",就可以直接运行程序了 masm负责将汇编源文件翻译成obj文件,link将obj文件链接成exe

图1

#用批处理来完成Step3

Mac下使用文本编辑工具(vscode也有masm插件支持汇编高亮)在masm5.0目录下新建一个xx.bat,把命令按行写进去就好了,如:

masm xx.asm;
link xx.obj;
xx.exe

编写第一个汇编程序

https://www.guohere.com/659.html

如果你已经了解过指令系统寄存器,这些例子将向你介绍汇编源文件的基本结构:

data segment;定义数据段
  x db 'A'; define byte定义x为一个值为A的ASCII码的字节型变量
  y dw 30h; define word定义y为一个值为30h(48)的字型变量
  z dd 40h; define double word定义z为一个值为40h(64)的双字型变量
  a dw ?;定义一个变量
data ends;段结束的标记

stack1 segment para stack;不需要堆栈段可以不要这部分
  db 10h dup(0)
stack1 ends

code segment
assume cs:code,ds:data; assume伪指令用于确定段与段寄存器的关系,assume不会翻译成机器指令,但会存在于exe的文件头中,这会方便DOS重新分配内存时改变对应地址指针寄存器的值
start:mov ax,data;汇编后段名变成立即数,立即数不能直接赋值给段寄存器
  mov ds,ax;段寄存器将指向data数据段
  mov dl,x;显示字符前将字符移动到dl
  mov ah,02h;调用字符显示
  int 21h
  mov ah,4ch;4ch对应返回控制台子程序
  int 21h;根据ah确定子程序,自动跳转到子程序入口地址
 code ends
end start

#大小写转换

data segment;数据段
  errs db 'error!$'
data ends

stack1 segment para stack;堆栈段
  
stack1 ends

code segment;代码段
assume cs:code,ds:data
start:mov ax,data;程序起点
      mov ds,ax
input:mov ah,08h;控制台输入到al
      int 21h
      cmp al,'0';是否=0
      jz zero
      cmp al,'A';是否>=A,大于等于则cf=0,对应jnc
      jc err;<A且!=0的情况
      ;下面的情况>=A
      cmp al,5bh;是否<=Z,和Z的后一个字符比较,小于则cf=1,对应jc
      jc plus
      ;下面的情况>Z
      cmp al,'a'
      jc err
      cmp al,7bh
      jc minus
      jnc err
zero: mov dl,'0';移动到dl供显示
      mov ah,02h;字符显示
      int 21h
      mov ah,4ch;返回控制台
      int 21h
plus: add al,20h
      mov dl,al
      jmp show
minus: sub al,20h
       mov dl,al
       jmp show
show: mov ah,02h;字符显示
      int 21h
      loop input
err:  mov dx,offset errs;将errs首地址传送给dx
      mov ah,09h;召唤字符串
      int 21h;芝麻开门
      loop input

code ends;代码段结束
 end start