Лабораторная работа №2 Режимы адресации

1. 
   ЦЕЛЬ РАБОТЫ
   

Целью работы является разработка простой программы преобразования данных для приобретения практических навыков программирования на языке ассемблера и закрепления знаний по режимам адресации.

Команда может включать до 4-х полей следующего вида:

[метка:] мнемокод [операнд] [; комментарий]

Поскольку в [ ] указываются необязательные поля, следовательно, команда обязательно должна содержать мнемокод выполняемого действия. Поля могут набираться в любом месте строки, но отделяйте поля друг от друга хотя бы одним пробелом и, если хотите разобраться в своей программе по истечению времени, позаботьтесь о читабельности, что чаще всего обеспечивается за счет позиционирования полей. Пример команды со всеми полями:

GETCOUNT: MOV CX,DX ;инициализация счетчика, поместить содержимое регистра DX в регистр CX

Пример команды с полем мнемокода:

PUSHF

Перечень команд ассемблера, применяемых во всех моделях микропроцессоров Intel приводится в приложении 2.

В качестве операнда в команде может фигурировать константа, которая может вводиться в следующих формах:

а) двоичной, как последовательность цифр 0 и 1, заканчивающихся буквой В, например, 10111010В;

б) десятичной, в привычной десятичной системе счисления с необязательной буквой D на конце, например, 129D или просто 129;

в) шестнадцатеричной, как последовательность цифр от 0 до 9 и букв от A до F, заканчивающаяся буквой H. Если шестнадцатеричная константа начинается с буквы, то такая константа дополняется первым символом - цифрой от 0 до 9, например, 0E23H (в данном случае первая цифра информирует Ассемблер о том, что E23 число, а не идентификатор или переменная);

г) литералом, в виде строки букв, цифр и других символов, заключенной в кавычки или апострофы.

Мнемокоды могут иметь от 2 до 6 букв, при трансляции мнемокод преобразуется в числовое значение по таблице перекодировки (внутри транслятора). Мнемокоды имеют жесткий формат, предусматривающий 1,2 или отсутствие операндов. Если операндов 2 , они отделяются друг от друга запятой.

Нельзя использовать в качестве меток имена регистров и мнемокоды, кроме того метка должна начинаться с буквы, но может содержать цифры и специальные символы: ?, @/, _, $ и точку, однако точка может быть только первым символом метки.

Важной особенностью машинных команд является то, что они не могут манипулировать одновременно 2-мя операндами, находящимися в оперативной памяти (ОЗУ). Это означает, что в команде только 1 операнд может указывать на ячейку ОЗУ, другой операнд должен быть либо регистром, либо непосредственным значением. По этой причине возможны следующие сочетания операндов в команде:

а) регистр - регистр;

б) регистр - память;

в) память – регистр;

г) регистр - непосредственный операнд;

д) память - непосредственный операнд.

Для команд характерно, что при наличии двух операндов первый из них является приемником, а второй – источником. Результат операции сохраняется по первому адресу, вот почему первый операнд никогда не может быть непосредственным операндом или, иначе говоря, константой.

В зависимости от используемого режима адресации получение исполнительного адреса может заключаться только в извлечении его как составной части исполняемой команды, а могут потребоваться дополнительные операции сложения составной части команды с содержимым других регистров.

Различают адресацию операндов:

- непосредственную, которая заключается в указании в команде самого значения операнда, а не его адреса;

• 
  прямую, предполагающую указание в команде непосредственно исполнительного адреса;
  
• 
  косвенную, при которой в команде указывается адрес регистра или ячейки памяти, в которых хранится адрес операнда или его составляющие;
  
• 
  ассоциативную (используется в ассоциативных запоминающих устройствах, на ней останавливаться не будем);
  
• 
  неявную, когда адреса операндов в команде не указываются, а подразумеваются кодом операции.
  

MOV AX, 500 загружает значение 500 в РОН AX или

. . . . . . .

K EQU 1024

.. . . . . . . .

MOV CX, K загружает в РОН СХ константу 1024, определенную идентификатором К.

Следует отметить, что непосредственный операнд может быть задан простым выражением, в котором константы или идентификаторы констант связаны арифметическими операциями +, -, * или / (в таких выражениях не должно быть скобок). Например:

MOV AX, 156*10Н/2.

Следует помнить, что диапазон посылаемых чисел (значений непосредственного операнда) определяется вместимостью приемника - если это однобайтовый регистр (AH, AL, BL …), то в него можно посылать беззнаковые числа в диапазоне от 0 до 255, знаковые – от –128 до 127.

Прямая регистровая адресация имеет место в командах, оперирующих с содержимым РОН или сегментных регистров в качестве одного или обеих операндов команды. Например, команда:

MOV DS, AX

копирует содержимое РОН АХ в сегментный регистр DS, при этом содержимое регистра AX не изменяется.

При использовании этого вида адресации в программах необходимо следить, чтобы разрядности обеих регистров были одинаковы.

• 
  прямая обычная характеризуется тем, что смещение является составной частью команды и не требует при формировании исполнительного адреса дополнительных регистров, иными словами = . Обычно применяется, если операндом служит помеченная переменная, например:
  

загружает слово из ячейки памяти в регистр. При этом в памяти старший байт следует за младшим, а не предшествует ему. Это обусловлено тем, что в памяти ЭВМ старшая часть располагается в ячейках памяти со старшими адресами. Поэтому схема приведенной команды будет следующей:

0001	SOURCE	ВВ
0002		АА
0003	SOURCE+2

После выполнения вышеуказанной команды пересылки регистр АХ будет содержать АХ=ААВВ.

Примеры прямой обычной адресации вы можете видеть в программе, приведенной в приложении 1.А;

• 
  прямая с индексированием: =+, причем находится в индексном регистре, например:
  
• 
  MOV AX, SOURCE[SI];
  
• 
  прямая с базированием: =+, находится в базовом регистре, например:
  
• 
  MOV AX, SOURCE[ВХ].
  

MOV ВХ, 20

MOV AL, TABLE[ВХ]

получим в регистре AL первый байт имени.

• 
  прямая с индексированием и базированием: =++, например:
  

Возможна и такая форма записи команды:

MOV AX, NUMBER [BP][SI].

Существует 2 варианта косвенной адресации ячеек ОП:

• 
  косвенная обычная, когда исполнительных адрес находится в регистре, например:
  

Исполнительный адрес операнда может находиться в любом из сегментных регистров, кроме регистра стека (в базовом регистре BX, регистре указателя базы BP или индексном регистре SI или DI). Косвенный регистровый операнд заключается в квадратные скобки, что означает ”в качестве адреса брать содержимое того адреса, на который указывает заключенный в квадратные скобки регистр”. Чтобы адрес-смещение переменной мог оказаться в РОН, используется команда пересылки следующего вида:

MOV BX, offset SOURCE.

Функции этой команды заключаются в том, что смещение (offset) ячейки памяти с именем SOURCE помещается в РОН ВХ. Естественно, в программе эта команда должна предшествовать команде пересылки с косвенной адресацией.

Т.к. содержимое регистра легко изменить в ходе выполнения программы, данный способ адресации позволяет динамически назначить адрес операнда для некоторой машинной команды. Это свойство применяется для организации циклических вычислений и для работы со структурами данных типа таблиц и массивов;

• 
  косвенная с индексированием: от предыдущей отличается тем, что исполнительный адрес берется в виде суммы адресов, находящихся в базовом и индексном регистрах:
  

Смешанная непосредственная адресация ячеек памяти имеет несколько вариантов:

• 
  непосредственная обычная:
  

Здесь в качестве непосредственного операнда берется смещение адреса переменной pole;

- непосредственная с индексированием, когда в качестве исполнительного адреса операнда берется сумма значений индексного регистра и непосредственного смещения:

MOV AX, [SI+const],

причем смещение, обозначенное const, может быть задано числом, идентификатором константы, смещением адреса переменной (offset), или их комбинацией в виде простого выражения;

• 
  непосредственная с базированием, в которой, в отличие от предыдущей адресации, фигурирует базовый, а не индексный регистр:
  

Форма записи смещения относительно базы может быть любой из 3-ех нижеприведенных:

MOV AX, [BX]+4 ,

MOV AX, 4[BX] ,

MOV AX, [BX+4].

Это примечание относится и к форме записи команд с индексированием (предыдущий вид адресации);

• 
  непосредственная с базированием и индексированием отличается тем, что для вычисления исполнительного адреса берется сумма базового и индексного регистра, к которым добавляется непосредственно фигурирующее в команде смещение:
  

Адресация с базированием и индексированием очень полезна при работе с двумерными массивами и таблицами. В ней исполнительный адрес вычисляется как сумма значений базового регистра, индексного регистра и (возможно) сдвига. В случае двумерного массива базовый адрес может содержать начальный адрес массива, а значения сдвига и индексного регистра могут содержать смещения по строке и столбцу. Допустимыми форматами команд являются следующие записи:

MOV AX, [BX+2+DI],

MOV AX, [DI+BX+2],

MOV AX, [BX+2][DI],

MOV AX, [BX+2+DI].

2. Используя прямую (первый вариант) и косвенную (второй вариант) адресацию, написать программы на ассемблере, выполняющие алгоритмы преобразований из п. 5 (по указанию преподавателя).

• 
  программа с использованием прямой адресации будет похожа на приведенную в предыдущей лабораторной работе программу, только непосредственные значения смещений в командах должны измениться в соответствии с заданным алгоритмом;
  
• 
  для варианта косвенной адресации зашлите адреса начала массивов в базовый и индексный регистры, например командами:
  

3. Оттранслировать программу в объектный код.

4. Провести отладку программы и проверить получаемые результаты.

4. 
   СОДЕРЖАНИЕ ОТЧЕТА
   

Отчет должен включать:

• 
  титульный лист;
  
• 
  описание цели работы;
  
• 
  описание задания на лабораторную работу;
  
• 
  - словесные пояснения к алгоритму решения задачи и схему программы (обращаю Ваше внимание на то, что схема программы одна, а реализаций этой схемы должно быть две – с применением прямой и косвенной типов адресации);
  
• 
  листинги программ;
  
• 
  результаты выполнения программ;
  
• 
  выводы.
  

а) элементы массива – однобайтовые;

б) элементы массива – двухбайтовые;

2. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Переместить в другую область памяти элементы с нечетными номерами

а) элементы массива – однобайтовые;

б) элементы массива – двухбайтовые;

3. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Переместить в другую область памяти элементы с четными номерами

а) элементы массива – однобайтовые;

б) элементы массива – двухбайтовые;

4. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Создать новый одномерный массив, поместив в него на место элементов с четными номерами элементы заданного массива с нечетными номерами и обнулив элементы нового массива с нечетными номерами

а) элементы массива – однобайтовые;

б) элементы массива – двухбайтовые;

5. Задать одномерный массив, состоящий из Х элементов (Х задается преподавателем из диапазона [7..10]). Заполнить массив константами. Создать новый одномерный массив, поместив в него на место элементов с нечетными номерами элементы заданного массива с нечетными номерами и заполнив элементы нового массива с четными номерами максимальными значениями констант

а) элементы массива – однобайтовые;

б) элементы массива – двухбайтовые.
6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ
1. Каков синтаксис команд ассемблера?

2. Какие группы директив Вы знаете? Какие из директив обязательны в программе на ассемблере?

3. Что такое исполнительный адрес и как он используется при определении физического адреса операнда?

4. В чем заключается различие прямых и косвенных режимов адресации?