Заключение о результатах проектируемой задачи. В ходе выполнения поставленной в курсовом проекте задачи были приобретены навыки реализации сложных ассемблерных программ с использованием макросов и процедур. Кроме того, был получен огромный опыт и умение работы с CMOS область памяти, где хранятся сведения о конфигурации ПК на низком уровне, т.е. с использованием прерывания BIOS 11h и 70h порта, а также опыт использования дополнительных сегментных регистров и регистров модификаторов.
Реализованная программа может быть полезна при диагностике оборудования на относительно старых моделях ПК, поскольку в программе используется система команд 8086 процессора, который был выпущен в 1979 г. корпорацией Intel, и сейчас эта модель процессора является устаревшей. Приложение 1 7.1 СИСТЕМЫ СЧИСЛЕНИЯ Любое неотрицательное число в позиционной системе счисления СС может быть представлено в виде D Cn-1 bn-1 Cn-2 bn-2 C1 b1 C0 b0 C-1 b-1 C-2 b-2 , где D - десятичный эквивалент числа, Ci - значение i-го разряда, b - основание системы счисления, b в степени i - вес i-го разряда и n число разрядов целой части числа.
В вычислительной технике ниболее распространены двоичная BIN , десятичная DEC , шестнадцатиричная HEX и непозиционная двоично-десятичная BCD системы счисления.
В BCD системе вес каждого разряда равен степени 10, как в десятичной системе, а каждая цифра i-го разряда кодируется 4-мя двоичными цифрами. Восьмиричная СС OCT применяется реже. Первые 16 чисел представлены в таблице 1. Двоичное число 10010011 1 2 7 1 2 4 1 2 1 1 2 0 147 DEC . Для перевода числа из двоичной системы в 16 - ную, его необходимо разбить начиная справа на группы по 4 двоичных цифры и каждую группу представить 16 - ной цифрой из таблицы. Для обратного перевода каждая HEX цифра заменяется четверкой двоичных, незначащие нули слева отб- расываются. Двоично-десятичное число можно записывать и десятичными цифрами, например 1997, и двоичными - 0001 1001 1001 0111. Каждое десятичное число можно представить в виде BCD, например 19 DEC 19 BCD , но их двоичные представления не равны 19 DEC 10011 BIN , а 19 BCD 1 1001 BIN . Не каждая запись из нулей и единиц имеет двоично-десятичный эквивалент.
Например, 11001001 BIN ? BCD C9 HEX 201 DEC , т.к. десятичной цифры 12 1100 несуществует! 7.2 МАШИННОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ИНФОРМАЦИИМикропроцессоры обрабатывают упорядоченные двоичные наборы.
Минимальной единицей информации является один бит. Далее следуют - тетрада 4 бита, байт byte 8 бит, двойное слово DoubleWord 16 бит или длинное LongWord 16 бит и учетверенное слова. Младший бит обычно занимает крайнюю правую позицию. 7.3 ЧИСЛА С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ Такие числа могут быть как целыми, так и дробными. Точка мысленно фиксируется рядом с любым разрядом.
Если она располагается справа от младшего бита, то число целое, если слева от старшего - число дробное. Далее будут рассматриваться только целые числа с фиксированной точкой, для нецелых чисел чаще применяется показательная форма, о которой пойдет речь дальше. Естественным представлением целого неотрицательного числа является двоичная система счисления. Кодирование отрицательных чисел производится тремя наиболее употребительными способами, в каждом из которых крайний левый бит - знаковый.
Отрицательному числу соответствует единичный бит, а положительному - нулевой. Каждый способ оценивается по скорости и затратам на выполнение сложения и изменения знака числа, т.к. вычитание есть сложение с измененным знаком одного операнда. 1.Прямой код. Изменение знака производится просто, путем инверсии бита знака. Пусть 00001001 9, тогда 10001001 -9. Если при сложении двух чисел в этом коде знаки совпадают, то трудностей нет. Если знаки различаются необходимо найти наибольшее число, вычесть из него меньшее, а результату присвоить знак наибольшего слагаемого. 2.Обратный код, инверсный или дополнительный до 1 . Изменение знака производится просто - инверсией всех бит 00001001 9, а 11110110 -9. Сложение также выполняется просто, т.к. знаковые биты можно складывать.
При переносе единицы из левого старшего бита, она должна складываться с правым младшим. Например 7 -5 2. 0111 7 1010 -5 инверсия 0101 5 1 01 1 010 2 Сложение в обратном коде происходит быстрее, т.к. не требуется принятие решения, как в предыдущем случае.
Однако суммирование бита переноса требует дополнительных действий. Другим недостатком этого кода является представление нуля двумя способами, т.к. инверсия 0 00 равна 1. 11 и сумма двух разных по знаку, но равных по значению чисел дает 1 11.Например 00001001 9 11110110 -9 1. Кстати, из этого примера понятно почему код называется дополнительным до 1 . Этих недостатков лишен 3.Дополнительный или дополнительный до 2 код. Число с противоположным знаком находится инверсией исходного и добавлением к результату единицы. Например, найти код числа -9. 00001001 9 11110111 -9 11110110 - инверсия 00001000 - инверсия 1 1 11110111 -9 00001001 9 Проблемы двух нулей нет. 0 0, -0 1 1 0 перенос из старшего бита не учитывается. Сложение производится по обычным для неотрицательных чисел правилам. 00001001 9 11110111 -9 1 0 Из этого примера видно, что в каждом разряде двух равных по модулю чисел складываются две единицы, что и определило название способа. Этот метод применяется наиболее часто, и когда говорят о дополнительном коде, то имеется в виду дополнительный до 2-х код. 7.4 ДИАПАЗОН ЦЕЛЫХ ЧИСЕЛ С ФИКСИРОВАННОЙ ТОЧКОЙ Беззнаковые числа 0 D 2 n - 1. n - число разрядов Байт 0 - 255 DEC Слово 0 - 65535 00 0 - 11 1 BIN 00 0 - 11 1 0 - FF HEX 0 - FFFF Числа со знаком -2 n-1 D 2 n-1 -1. n - число разрядов. Байт -128 - 127 DEC Слово -32768- 32767 10 0 - 01 1 BIN 10 0 - 01 1 80 - 7F HEX 8000 - 7FFF 7.5 ЧИСЛА С ПЛАВАЮЩЕЙ ТОЧКОЙ ВЕЩЕСТВЕННЫЕ Вещественные числа хранятся и используются в ЭВМ в показательной форме, т.е. в виде двух составляющих мантиссы и порядка.
Различия в способах такого представления чисел заключаются в количестве байтов отводимых под порядок и мантиссу и небольших отличиях в форме их хранения.
Например в четырехбайтовом формате под мантиссу отводится 3 байта и один байт для хранения порядка КВ - короткий вещественный формат. D M 2 E-127 Последовательность расположения байтов в различных ЭВМ может быть разной.
D - десятичный эквивалент числа , M - нормализованная мантисса, Е - смещенный порядок, SM - бит знака мантиссы. 7.6 ДИАПАЗОН ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ВЕЩЕСТВЕННЫХ ЧИСЕЛ У нормализованной мантиссы первая значащая цифра единица мысленно находится слева от запятой, а справа располагаются 23 разряда - 1,xx xx. Поэтому Mmax 1,111 11 1 1 2 1 4 1 8 2, а Mmin 1,000 00 1 для положительных чисел SM 0 и -1 и -2 для отрицательных, SM 1 . Порядок числа Emax 10 254, а Emin 01 1. Теперь нетрудно определить диапазон представления положительных чисел от Dmax Mmax 2 254-127 3,4 10 38 до Dmin Mmin 2 1-127 1,17 10 -38 . Точность определяется числом достоверных десятичных цифр. При 23 двоичных разрядах мантиссы 2 23 примерно равно 10 7, т.е. достоверными являются только 6-7 значащих десятичных знаков, а не 38. Необходимо отметить, что значения порядка 1 и 0 по международному стандарту IEEE 754 и 854 предназначены для кодирования денормализованных чисел, отрицательной и положительной бесконечностей, неопределенности и, так называемых Не-чисел. 7.7 ДВОИЧНО-ДЕСЯТИЧНЫЙ КОД Двоично-десятичный код ДДК или Binary Coded Decimal BCD может быть упакованным, когда в одном байте хранятся две десятичные цифры, либо неупакованным - по одной цифре в байте.
Упакованное число 1996 представляется в виде двух байтов 0001 1001 и 1001 0110. Для знака числа отводится дополнительный байт, например в формате ДД девять байтов отводится для размещения 18-ти цифр, а в старшем бите десятого байта находится знак числа. 7.8 БУКВЕННО-ЦИФРОВОЙ КОД Для вывода информации на устройства отображения, например дисплей или принтер, а также для ввода или передачи данных используются буквенно-цифровые коды. Буквы, цифры, математические символы, знаки препинания, символы для рисования линий, управляющие символы и некоторые другие кодируются однобайтовыми числами.
Существует несколько разновидностей таких кодов, например ASCII, КОИ-7, КОИ-8, альтернативный код ГОСТ, основной код ГОСТ и другие.
ASCII и 7-ми битовый код для обмена информацией КОИ-7 отображают первые 128 символов и входят в состав остальных кодировок.
Дополнительные символы и русский алфавит входят в восьмибитовые расширенные коды КОИ-8, альтернативный и основной. Общее число символов в этих кодах равно 256. Таблица некоторых кодов приведена ниже. Следует отметить, что нулевой код NULL не кодирует цифру ноль и вообще никак не отображается. Символ Код HEX Символ Код HEX Символ Код HEX ничего 00 A 41 А 81 0 30 B 42 Б 82 1 31 C 43 В 83 9 39 Z 5A Я 9F 3A 5B а A0 ASCII кодировка альтернативная кодировка В Internet для русского языка используется кодировка КОИ-8. В настоящее время разработан и используется 16-ти битовый Unicode с 65536 различными симвоволами. 7.9 ВОСЬМИСЕГМЕНТНЫЙ КОД Служит для отображения образа BCD или HEX цифры высвечиваемой на индикаторе в виде набора 0 и 1. Может быть принято следующее соответствие между битами и сегментами Внизу приведен битовый набор для высвечивания цифры 4. Единицы обычно соответствуют светящимся сегментам. 7.10 НЕОДНОЗНАЧНОСТЬ ПРЕДСТАВЛЕНИЯ ДВОИЧНЫХ НАБОРОВ Набор единиц и нулей хранящихся в регистре или ячейке памяти двоичный набор для микропроцессора ничего не означает.
Пусть в регистре находится набор из восьми битов 10000110. Он может быть интерпретирован следующим образом, как 1 двоичное число 10000110, имеющее а шестнадцатиричный эквивалент 86 HEX , б восьмиричный эквивалент 206 OCT , в десятичный эквивалент числа без знака 134 DEC , 2 дополнительный код отрицательного числа -122 DEC , 3 двоично-десятичное упакованное число 86 BCD , 4 альтернативный код буквы Ж , 4 код КОИ-8 символа , 5 восьмисегментный код цифры 1 6 часть вещественного числа, 7 реализация множества, включающего 3 элемента из 8-ми, 8 часть адреса ячейки памяти или внешнего устройства, 9 код операции и т.д. Поэтому ответственность за интерпретацию двоичных наборов возлагается на программиста.
Например, попытка сложить ASCII коды 1 2 не даст в сумме код 3 , а даст 31 HEX 32 HEX 63 HEX , что соответствует коду латинской буквы c. Приложение 2