《程序设计方法》PPT课件.ppt

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1、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,

2、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

3、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,STAR

4、T：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，4CHI

5、NT 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

6、：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（

7、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

8、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

9、：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，NDE

10、CALADDAL，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

11、）、（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

12、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

13、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，AX

14、MOVAX，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

15、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：DS

16、EG,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 ENDSE

17、NDSTART,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

18、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。

19、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

20、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

21、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

22、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）SP

23、SP+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

24、：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

25、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

26、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

27、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：AHT

28、OASC；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：D

29、X 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，0DHMO

30、V 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

31、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

32、.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,