《程序设计方法》PPT课件.ppt

第5章 程序设计方法,教学目的及要求：精确掌握各种转移指令的功能、使用限制、标志位使用、在程序设计中的通常用法等2.能够实际应用所学到的转移指令，在编写完整程序的基础上使用分支、循环等复杂的流程结构教学重点与难点：1.在理解各标志位含义的基础上，着重理解各条件转移指令对标志位的解释、条件判断原理2.结合实例，理解转移指令在分支程序设计中的通常用途3.结合实例，理解条件转移指令的使用限制，理解并逐步建立由框图到程序的设计思路，并由此建立使用条件转移指令所需的良好习惯,开 始,第5章 程序设计方法,5.1 概述5.2 顺序程序设计5.3 分支程序设计5.4 循环程序设计5.5 子程序设计,开 始,5.1 概述,5.1.1 汇编语言程序设计的一般步骤5.1.2 流程图5.1.3 三种基本结构,返回本章首页,5.1.1 汇编语言程序设计的一般步骤,汇编语言程序设计一般有以下几个步骤：1分析问题，确定算法2绘制流程图3根据流程图编写程序4调试程序,返回本节,5.1.2 流程图,1流程图的概念流程图是由特定的几何图形、指向线、文字说明来表示数据处理的步骤，形象描述逻辑控制结构以及数据流程的示意图。流程图具有简洁、明了、直观的特点。,2流程图符号表示（1）起止框：表示程序的开始和结束。,起止框,（2）判断框,（3）处理框,（4）调用框,（5）指向线,（6）连接框,返回本节,5.1.3 三种基本结构,（1）顺序结构,A,B,C,（2）分支结构,测试条件,A,B,Y,N,（3）循环结构,测试条件,A,N,Y,5.2 顺序程序设计,下面举例说明顺序程序的设计。【例4.1】试编写一程序计算以下表达式的值。=（v-（*+-540）/x式中x、v均为有符号字数据。设、的值存放在字变量、V中，结果存放在双字变量之中，程序的流程图如图4.1所示。,返回本章首页,图4.1 顺序运算程序流程图,源程序如下：DATASEGMENT XDW200 YDW100 ZDW3000 VDW10000 WDW2 DUP（？）DATAENDSCODESEGMENTASSUME DS：DATA，CS：CODE,START：MOVAX，DATA MOVDS，AX；DATADS MOVAX，X IMULY；（X）*（Y）DX：AX MOVCX，AX MOVBX，DX；（DX：AX）（BX：CX）MOVAX，Z CWD；（Z）符号扩展 ADDCX，AX ADCBX，DX；（BX：CX）+（DX：AX）（BX：CX）SUBCX，540 SBBBX，0；（BX：CX）-540（BX：CX）MOVAX，V,CWD；（V）符号扩展SUB AX，CXSBB DX，BX；（DX：AX）-（BX：CX）（DX：AX）IDIV X；（DX：AX）/XMOV W，AX；商WMOV W+2，DX；余数DXW+2MOV AH，4CHINT 21HCODEENDS；退出DOS 状态END START,【例4.2】,【例4.2】已知某班学生的英语成绩按学号（从1开始）从小到大的顺序排列在TAB表中，要查的学生的学号放在变量NUM中，查表结果放在变量ENGLISH中。编写程序如下：,STACK SEGMENT STACKDB 200 DUP（0）STACK ENDSDATASEGMENTTAB DB 80，85，86，71，79，96 DB 83，56，32，66，78。84NUM DB 10ENGLISH DB？DATA ENDSCODE SEGMENT,ASSUME DS：DATA，SS：STACK，CS：CODEBEGIN：MOVAX，DATA MOVDS，AX LEABX，TAB MOVAL，NUM DECAL XLAT TAB MOVENGLISH，AL MOVAH，4CH INT21HCODEENDS ENDBEGIN,5.3 分支程序设计,5.3.1 用条件转移指令实现程序分支5.3.2 用跳转表实现多路分支,返回本章首页,5.3.1 用条件转移指令实现程序分支,【例4.3】编写计算下面函数值的程序：1X0Y=0X=0-1X0设输入数据为X、输出数据Y，且皆为字节变量。程序如下：,DATASEGMENTX DB-10Y DB？DATAENDSSTACK SEGMENT STACK DB 200 DUP（0）STACK ENDSCODESEGMENTASSUME DS：DATA，SS：STACK，CS：CODESTART：MOVAX，DATA,MOVDS，AX CMPX，0；与0进行比较 JGEA1；X0转A1 MOVY，-1；X 0时，-1Y JMPEXITA1：JGA2；X0转A2 MOVY，0；X=0时，0Y JMPEXITA2：MOVY，1；X0，1Y EXIT：MOVAH，4CH INT21H CODE ENDS ENDSTART,图4.2 分支运算程序流程图,【例4.4】,【例4.4】试编一程序，求三个带符号字数据中的最大值，并将最大值存入MAX字单元中。设三个带符号数分别在三个字变量X、Y、Z中存储。程序流程图如图4.3所示,图4.3例4.4程序流程图,程序如下：STACK SEGMENT STACK DB 200 DUP（0）STACK ENDSDATA SEGMENTX DW 00ABHY DW 5Z DW 200MAX DW？DATA ENDSCODE SEGMENT,ASSUME DS：DATA，SS：STACK，CS：CODE START：MOVAX，DATA MOVDS，AX MOVAX，X CMPAX，Y；XY？JGL1 MOVAX，Y；YZ？CMPAX，Z JGEXITL2：MOVAX，Z JMPEXIT,L1：CMPAX，Z；XZ？JLEL2EXIT：MOVMAX，AX MOVAH，4CH INT21HCODEENDS ENDSTART,返回本节,5.3.2 用跳转表实现多路分支,【例4.5】设某程序有8路分支，试根据给定的N值（18），将程序的执行转移到其中的一路分支。程序流程如图4.4所示。,程序如下：DATASEGMENTTABDW P1，P2，P3，P4，P5，P6，P7，P8N DB 5DATAENDSSTACK SEGMENT DB 200 DUP（0）STACK ENDSCODESEGMENT ASSUME DS：DATA，SS：STACK，CS：CODE,START：MOV AX，DATAMOVDS，AXMOVAL，NDECALADDAL，ALMOVBL，ALMOVBH，0JMPTABBX,P1：JMP EXITP2：JMP EXITP2：JMP EXITP3：,JMPEXITP8：EXIT：MOVAH，4CH INT21HCODEENDS ENDSTART上述程序中的无条件转移指令的转移地址采用的是变址寻址。同理，转移地址也可以用寄存器间接寻址或基址加变址寻址，读者可自行考虑。,返回本节,5.4 循环程序设计,5.4.1 循环程序的结构5.4.2 单重循环程序设计5.4.3 多重循环程序设计,返回本章首页,5.4.1 循环程序的结构,1初始化部分2循环体部分3循环控制部分,循环程序的常见结构形式如图4.5（a）、（b）所示。,返回本节,5.4.2 单重循环程序设计,1计数控制2条件控制,1计数控制,【例4.7】已知有几个元素存放在以BUF为首址的字节存贮区中，试统计其中正元素的个数。显然，每个元素为一个8位有符号二进制数，统计其中正元素的个数可用循环程序实现。其程序流程图如图4.6所示。,源程序如下：DATA SEGMENT BUF DB 10,12,-3,6,-7,8,10 LENGTH EQU$-BUF NUM DW?DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATA MOV DS,AX LEA BX,BUF;初始化部分 MOV CX,LENGTH MOV AX,0,LOP:CMP BYTE PTR BX,0；循环体部分 JBE NEXT INC AXNEXT:INC BX LOOP LOP；控制部分 MOV NUM,AX；保存结果 MOV AH,4CH INT 21HCODE ENDS END START,【例4.8】,【例4.8】试编写一程序，要求比较两个字符串STR1和STR所含字符是否相同，若相同则显示MATCH！，若不相同则显示NO MATCH！。(程序略)其流程图如图4.7所示。,图4.7 程序流程图,【例4.9】试编一个程序将字单元BUF中所含1的个数存入COUNT单元中。要测出BUF字单元所含1的个数，首先将BUF中的数送给寄存器AX，然后将AX寄存器逻辑左移一次，如果CF=1，则表明AX中的最高位为1，则计数器CL计数1次，如果CF=0，表明AX最高位为0，这样依次将最高位移入CF中去测试。移位之后，判断AX的值是否为0，如果为0则结束循环，不为0，则继续循环。其流程图如图4.8所示。,2条件控制,程序如下：STACK SEGMENT STACK DB 200 DUP（0）STACK ENDSDATASEGMENTCOUNT DB？DATAENDSCODESEGMENT ASSUME DS：DATA，CS：CODE，SS：STACK,START：MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVAX，BUFMOVCL，0；计数器为0LOPA:ANDAX，AXJEEXIT；（AX）=0，结束循环SHLAX，1 JNCLOPA INCCL；产生进位，（CL）+1CLJMPLOPAEXIT：MOVCOUNT，CLMOVAH，4CH；源程序结束INT21HCODEENDSENDSTART,返回本节,5.4.3 多重循环程序设计,多重循环程序设计的原则与单重循环类似，但也有其特殊性。在多重循环程序设计中，要注意内层循环和外层循环之间的参数协调。当考虑外层参数时，要兼顾内层循环的需要，当修改内层循环参数时，也要注意对外层循环的影响。尤其注意，从外层循环程序再次进入内层循环时，初始条件必须重新设置。【例4.10】在以BUFFER为首址的存储区中存放有10个单字节无符号整数，现需将它们按小到大的顺序排列在BUFFER存储区中，试编写其程序。为了方便说明二重循环，这里采用“简单选择”法进行排序。,“简单选择”法进行排序的总体思路：对含有n个数的无序数列按照从小到大的顺序排序。在每一趟排序过程中，从n-i+1（i=1,2,n-1)个数中选出最小的数，并把它放在第i个位置上.,程序如下：;数据段DSEG SEGMENTBUFFER DB 23，12，45，127，3，58N EQU$-BUFFERDSEG ENDS；代码段CSEG SEGMENT ASSUME CS：CSEG，DS：DSEG,START：MOVAX，DSEG MOVDS，AX MOVBX，OFFSET BUFFER DEC BX MOV SI，1；I=1FORI：MOVDI，SI INC DI；J=I+1 MOVAL，BX+SIFORJ：CMPAL，BX+DI；AI与AJ比较 JBENEXTJ；AI小于等于AJ转 XCHGAL，BX+DI；AI与AJ交换 MOVBX+SI，AL,NEXTJ：INC DI；J=J+1 CMP DI，N JBE FORJ；J=N时转NEXTI：INC SI；I=I+1 CMP SI，N-1 JBE FORI；I=N-1时转 MOV AH，4CH INT 21HCSEG ENDSENDSTART,程序运行后，BUFFER区中的内容如下：3，12，23，45，58，127,返回本节,5.5 子程序设计,5.5.1 子程序的概念5.5.2 子程序的定义5.5.3 子程序设计方法5.5.4 子程序应用举例5.5.5 子程序的嵌套与递归调用,返回本章首页,5.5.1 子程序的概念,一。子程序和主程序 在程序设计中如果反复用到某个具有独特功能的程序片段，例如输入输出处理程序、代码转换程序等，在程序设计时，通常把这些功能相对独立的部分编写成一个独立的程序段，称为子程序（Subroutine）。如果某个程序片段具有通用性，可供许多程序共享，可以把它设计成子程序，例如标准函数程序。这样就能有效缩短程序长度、节约存储空间、便于程序的阅读和调试，也大大减轻了程序设计者的工作量。子程序由主程序（也称调用程序）根据需要进行调用，执行完成后又返回主程序继续执行。子程序在汇编语言中又称为过程（Procedure），其执行过程如图所示。,返回本节,。CALL 子程序下一条指令。,调用程序,第一条指令。RET,子程序,二。子程序调用与返回指令 子程序调用与返回的过程，实际上也就是程序流程无条件转移的过程。只不过子程序调用指令要求程序流程无条件转向一个特定地址，即子程序第一条指令（也称子程序入口地址），而子程序返回指令RET要求程序流程无条件转向主程序中CALL指令的下一条指令继续执行。1。子程序调用指令CALL 子程序和调用程序可能在同一代码段中，也可能处在不同的代码段中。因此子程序的调用又可分为段内调用和段间调用两大类。,（1）段内直接调用 当调用程序和被调用的子程序存放在同一代码段中时，两段程序的段地址相同，因此只需修改指令指针寄存器IP的内容，就可以使程序转到相应的子程序的入口地址继续执行。格式：CALL DST功能：SPSP-2（SP+1，SP）IP IP IP+D16执行操作：该指令首先移动栈顶指针，并把子程序的返回地址（即调用程序中CALL指令的下一条指令的地址，也就是当前 IP寄存器内容）压入堆栈，供子程序返回主程序时使用。然后，再将子程序入口地址IP+D16装入IP寄存器，以便使程序跳转到子程序的第一条指令继续执行。,（2）段内间接调用格式：CALL DST功能；SPSP-2（SP+1，SP）IP IPEA 在该指令格式中，DST可以用除立即数以外的其他方式进行寻址，并把找到的偏移地址EA直接装入IP寄存器作为子程序入口地址。该指令的其他操作与段内直接调用相同。,（3）段间直接调用格式：CALL DST功能：SPSP-2（SP+1，SP）CS SP SP-2（SP+1，SP）IP IP 偏移地址 CS 段地址由于是段间调用，因此，必须同时修改指令指针寄存器IP和段寄存器CS。此指令格式中的操作数DST，在汇编源程序中可直接写为程序符号地址，而在机器指令中转换为四字节地址，其中，两低字节中为偏移地址，两高字节中为段地址。,（4）段间间接调用格式：CALL DST功能：SPSP-2（SP+1，SP）CS SP SP-2（SP+1，SP）IP IP（EA）CS（EA+2）其中DST只能使用各种存储器寻址方式。当指令找到有效地址EA后，就把EA相邻的4个字节单元中的低位字装入IP，高位字装入CS。,2.子程序返回指令RET,子程序执行完后，必须用RET返回主程序并继续执行。由于子程序的返回地址在子程序调用时，已经由 CALL指令压入堆栈保存，RET指令的任务就是从堆栈中正确地取得返回地址，传送给IP或CS、IP。与调用指令CALL相对应，返回指令RET也可分为段内返回和段间返回指令。,（1）段内返回,格式：RET功能：IP（SP+1，SP）SPSP+2 该指令与段内调用指令（直接调用或间接调用）配合使用。执行RET指令后，可把由CALL指令压入堆栈的返回地址取回寄存器IP，以保证子程序正确返回。,（2）段内带立即数返回,格式：RET 表达式功能：IP（SP+1，SP）SPSP+2 SP SP+D16 这种指令格式允许在子程序的返回地址出栈后，再将栈顶指针寄存器SP按表达式计算出的常数D16移动一段位移，以抛弃多余的数据。这种功能在利用堆栈进行参数传递的子程序设计中十分有用。,（3）段间返回,格式：RET功能：IP（SP+1，SP）SPSP+2 CS（SP+1，SP）SPSP+2 该指令与段间调用指令（直接调用或间接调用）配合使用，可以把CALL指令执行中压入堆栈的4个字节弹出，分别装入CS和IP寄存器以保证程序的正确返回。,（4）段间带立即数返回,格式：RET 表达式功能：IP（SP+1，SP）SPSP+2 CS（SP+1，SP）SPSP+2 SPSP+D16 该指令除了因为是段间返回而需要同时弹出CS和IP寄存器的内容外，其他特性与段内带立即数返回格式相同。注意：CALL指令和RET指令都不影响标志寄存器（PSW）中的标志位。,5.5.2 子程序的定义,子程序的定义是由过程定义伪指令PROC和ENDP来完成的。其格式如下：过程名 PROC NEAR/FAR RET 过程名 ENDP说明：其中PROC表示过程定义开始，ENDP表示过程定义结束。过程名是过程 入口地址的符号表示。过程名称的命名与普通标号、变量的命名方法相同。一般过程名同标号一样，具有三种属性，即段属性、偏移地址属性以及类型属性。过程的类型分为近（NEAR）类型和远（FAR）类型。如果不指定，则默认为近类型。,返回本节,5.5.3 子程序的设计要求,子程序应该是一个结构清晰、功能明确、独立性好、通用性强的程序段。为了实现上述的目的，在编写子程序时应满足以下基本要求：1.具有一定的通用性2.注意信息的保护与恢复3.正确的使用堆栈4.选用适当的方法实现主程序与子程序间的参数传递5.清晰的子程序文本,2.寄存器的保护和恢复,汇编语言程序的主要操作对象是CPU中的寄存器。由于子程序和主程序在运行中很可能会用到相同的一些寄存器，如果不进行寄存器保护，则主程序存放在寄存器中的有用数据可能会被子程序修改，从而造成返回后主程序无法正常运行。为此，必须在子程序修改寄存器内容之前对寄存器进行保护，称为寄存器保护。,寄存器保护既可以在主程序中进行，也可以在子程序中进行。一般在主程序中保护的寄存器在主程序中恢复，在子程序中保护的寄存器在子程序中恢复。大多数程序都是在子程序中进行寄存器保护的。有关说明：（1）保护寄存器内容最方便的方法是使用堆栈。在利用堆栈进行寄存器的保护和恢复时，要注意堆栈的后进先出特性。（2）在子程序当中可能会破坏标志寄存器中的部分标志，可用PUSHF指令和POPF指令保护和恢复标志寄存器。但一般不在子程序中保护和恢复标志寄存器。（3）如果子程序中被修改的寄存器，在主程序中并没有使用或不再使用，该寄存器可以不保护。,例如：若子程序SUB1中改变了寄存器AX，BX，CX，DX的值，则可采用如下方法保护和恢复现场。SUB1PROCPUSHAXPUSHBX PUSHCX；保护现场PUSHDX,POP DX POP CX POP BX；恢复现场 POP AX RET；返回断点处SUB1ENDP,4主程序与子程序间的参数传递方式,（1）寄存器法（2）约定单元法（3）堆栈法,返回本节,有关概念：主程序在调用子程序时，往往要向子程序传递一些参数；同样，子程序运行后也经常要把一些结果参数传回给主程序。主程序与子程序之间的这种信息传递称为参数传递。我们把由主程序传给子程序的参数称为子程序的入口参数。把由子程序传给主程序的参数称为子程序的出口参数。一般子程序既有入口参数，又有出口参数。,5.子程序的说明信息,为了能正确地使用子程序，在给出子程序代码时还要给出子程序的说明信息。子程序说明信息一般由如下几个部分组成：（1）子程序名（2）功能描述（3）入口和出口参数（4）其他说明,子程序说明信息至少应该包含前三部分内容。例如：；子程序名：AHTOASC；功能：把8位二进制数转换为2位十六进制数的ASCII码；入口参数：AL=欲转换的8位二进制数；出口参数：AH=十六进制数高位的ASCII码 AL=十六进制数低位的ASCII码；其他说明：（1）近过程（2）除AX寄存器外，不影响其他寄存器（3）调用了HTOASC实现十六进制数到ASCII 码的转换,5.5.4 子程序设计举例,【例4.12】将一个给定的二进制数按位转换成相应的ASCII码字符串，送到指定的存储单元并显示。如二进制数10010011转换成字符串为10010011。要求将转换过程写成子程序，且子程序应具有较好的通用性，而必须能实现对8位和16位二进制数的转换。,入口参数：DX 存放待转换的二进制数 CX 存放待转换数的位数（8位或16位）DI 存放ASCII码首地址出口参数：转换后的字符串存放在以DI作指针的字节存贮区中程序如下：DATASEGMENTNUM8 DB93HNUM16 DW0ABCDHASCBUF DB20H DUP（?）DATAENDS,CODESEGMENTASSUME DS：DATA，CS：CODESTART：MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVDX，0MOVDL，NUM8；转换二进制数送DXMOVCX，8；置位数8LEADI，ASCBUF；字符串首址DICALLBTASC；调用子程序BTASCMOV BYTE PTR DI，0DHMOV BYTE PTR DI+1，0AH,MOV BYTE PTR DI+2，$LEA DX，ASCBUFMOV AH，9INT 21HMOV DX，NUM16MOV CX，16；置位数16LEA DI，ASCBUFCALL BTASC MOV BYTE PTR DI，0DHMOV BYTE PTR DI+1，0AHMOV BYTE PTR DI+2，；LEA DX，ASCBUF 显示转换后的字符串MOV AH，9 INT 21H MOV AH，4CH INT 21H,BTASCPROCPUSHAX；保存AXMOVAL，0CMPCX，8；比较8位数JNEL1；直接转换16位数MOVDH，DL；8位数转换送DHL1：ROLDX,，1；DX最高位移入CFRCLAL，1；CF移入AL最低位ADDAL，30HMOVDI，AL,INCDI LOOPL1 POPAX RETBTASCENDPCODEENDSENDSTART,返回本节,5.5.5 子程序的嵌套与递归调用,1子程序的嵌套 子程序不但可以被主程序调用，而且也可以被其他子程序调用。我们把一个子程序调用另一个子程序称为子程序的嵌套调用。2子程序的递归调用 子程序的递归调用是指一个子程序直接或间接地调用自己。递归子程序一般对应于数学上对函数的递归定义，它往往能设计出效率较高的程序，完成相当复杂的计算，因而是很有用的。,【例4.15】,【例4.15】试编制计算N!（N0）的程序。N!=N*（N-1）*（N-2）*1其递归定义如下：0!=1（N=0）N!=N*（N-1）!（N1）计算N！的子程序FACT的流程图如图4.10所示。,【例4.16】计算5！的程序示例，RESULT是保存阶乘的存储单元。程序如下：STACKSEGMENT STACKDB 200 DUP（0）STACKENDSDATASEGMENTNDW 5RESULTDW？DATAENDSCODESEGMENTASSUME CS：CODE，SS：STACK，DS：DATA,START：MOVAX，DATAMOVDS，AXMOVAX，NCALLFACTMOVAX，RESULTMOVAH，4CHINT21HFACTPROC；子程序FACTCMPAX，0JNEL1,MOVRESULT，1JMPEXITL1：PUSHAXDECAXCALLFACTPOPAX MUL RESULT MOVRESULT，AXEXIT：RETFACTENDPCODEENDSENDSTART,返回本节,Thank you very much!,本章到此结束，谢谢您的光临！,返回本章首页,结 束,