Ассемблер

 

Реферат на тему:

Ассемблер

 

 

 

 

 

 

СОДЕРЖАНИЕ

Введение

1. Создание программы на  ассемблере

2. Синтаксис ассемблера

3. Описание алгоритма

4. Описание программы

Заключение

Список литературы

ВВЕДЕНИЕ

Микропроцессоры корпорации Intel и персональные компьютеры на их базе прошли не очень длинный во времени, но значительный по существу путь развития, на протяжении которого кардинально изменялись их возможности и даже сами принципы их архитектуры.

В то же время, внося в микропроцессор принципиальные изменения, разработчики были вынуждены постоянно иметь в виду необходимость обеспечения совместимости новых моделей со старыми, чтобы не отпугивать потенциального покупателя перспективой полной замены освоенного или разработанного им программного обеспечения. В результате современные микропроцессоры типа Pentium, обеспечивая такие возможности, как 32-битную адресацию почти неограниченных объемов памяти, многозадачный режим с одновременным выполнением нескольких программ, аппаратные средства защиты операционной системы и прикладных программ друг от друга, богатый набор дополнительных эффективных команд и способов адресации, в то же время могут работать (и часто работают) в режиме первых микропроцессоров типа 8086, используя всего лишь 1 мегабайт оперативной памяти, 16-разрядные операнды (т. е. числа в диапазоне до 2¹⁶-1=65535) и ограниченный состав команд. Поскольку программирование на языке ассемблера напрямую затрагивает аппаратные возможности микропроцессора, прежде всего, следует выяснить, в какой степени программист может использовать новые возможности микропроцессоров в своих программах, и какие проблемы программной несовместимости могут при этом возникнуть.

Первые персональные компьютеры корпорации IBM, появившиеся в 1981 г. и  получившие название IBM PC, использовали в качестве центрального вычислительного узла 16-разрядный микропроцессор с 8-разрядной внешней шиной Intel 8088. В дальнейшем в персональных компьютерах стал использоваться и другой вариант микропроцессора, 8086, который отличался от 8088 тем, что являлся полностью 16-разрядным. С тех пор его имя стало нарицательным, и в программах, использующих только возможности процессоров 8088 или 8086, говорят, что они работают в режиме 86-го процессора.

В 1983 г. корпорацией Intel был предложен микропроцессор 80286, в котором был реализован принципиально новый режим работы, получивший название защищенного. Однако процессор 80286 мог работать и в режиме 86-го процессора, который стали называть реальным.

В дальнейшем на смену процессору 80286 пришли модели 80386, i486 и, наконец, различные  варианты процессора Pentium. Все они могут работать и в реальном, и в защищенном режимах. Хотя каждая следующая модель была значительно совершеннее предыдущей (в частности, почти на два порядка возросла скорость работы процессора, начиная с модели 80386 процессор стал 32-разрядным, а в процессорах Pentium реализован даже 64-разрядный обмен данными с системной шиной), однако с точки зрения программиста все эти процессоры весьма схожи. Основным их качеством является наличие двух режимов работы — реального и защищенного. Строго говоря, в современных процессорах реализован еще и третий режим — виртуального 86-го процессора, или V86, однако в плане использования языка ассемблера этот режим не отличается от обычного режима 86-го процессора, и в этой книге мы его касаться не будем.

Реальный и защищенный режимы прежде всего принципиально различаются способом обращения к оперативной памяти компьютера. Метод адресации памяти, используемый в реальном режиме, позволяет адресовать память лишь в пределах 1 Мбайт; в защищенном режиме используется другой механизм (из-за чего, в частности, эти режимы и оказались полностью несовместимыми), позволяющий обращаться к памяти объемом до 4 Гбайт. Другое важное отличие защищенного режима заключается в аппаратной поддержке многозадачности с аппаратной же (т.е. реализованной в самом микропроцессоре) защитой задач друг от друга.

Реальный и защищенный режимы имеют прямое отношение к  работе операционной системы, установленной  на компьютере.

В настоящее время на персональных компьютерах типа IBM PC используются в основном два класса операционных систем (оба — разработки корпорации Microsoft): однозадачная текстовая система MS-DOS и многозадачная графическая система Windows. Операционная система MS-DOS является системой реального режима; другими словами, она использует только средства процессора 8086, даже если она установлена на компьютере с процессором Pentium. Система Windows — это система защищенного режима; она значительно более полно использует возможности современных процессоров, в частности, многозадачность и расширенное адресное пространство. Разумеется, система Windows не могла бы работать с процессором 8086, так как в нем не был реализован защищенный режим.

Соответственно двум типам  операционных систем, и все программное обеспечение персональных компьютеров подразделяется на два класса: программы, предназначенные для работы под управлением MS-DOS (их часто называют приложениями DOS) и программы, предназначенные для системы Windows (приложения Windows). Естественно, приложения. DOS могут работать только в реальном режиме, а приложения Windows - только в защищенном.

Таким образом, выражения  «программирование в системе MS-DOS», «программирование в реальном режиме»  и «программирование 86-го процессора» фактически являются синонимами. При этом следует подчеркнуть, что хотя процессор 8086, как микросхема, уже давно не используется, его архитектура и система команд целиком вошли в современные процессоры. Лишь относительно небольшое число команд современных процессоров специально предназначены для организации защищенного режима и распознаются процессором, только когда он работает в защищенном режиме.

Целью выполнения данной курсовой работы является получение практических навыков работы программирования на языке ассемблера.

Итогом выполнения курсовой работы является разработка алгоритма  контроля на четность массива данных, хранящегося в некоторой области  памяти и программы на языке ассемблера, реализующий данный алгоритм.

 

1. СОЗДАНИЕ ПРОГРАММЫ НА  АССЕМБЛЕРЕ.

Надежность программы  достигается, в первую очередь, благодаря  ее правильному проектированию, а  не бесконечному тестированию. Это  правило означает, что если программа  правильно разработана в отношении как структур данных, так и структур управления, то это в определенной степени гарантирует правильность ее функционирования. При применении такого стиля программирования ошибки являются легко локализуемыми и устранимыми.

В большинстве случаев  рекомендуется следующий процесс разработки программы на ассемблере:

1.Этап постановки и  формулировки задачи:

· изучение предметной области  и сбор материала в проблемно-ориентированном контексте;

· определение назначения программы, выработка требований к  ней и представление требований, если возможно, в формализованном виде;

· формулирование требований к представлению исходных данных и выходных результатов;

· определение структур входных  и выходных данных;

· формирование ограничений  и допущений на исходные и выходные данные.

2.Этап проектирования:

· формирование «ассемблерной» модели задачи;

· выбор метода реализации задачи;

· разработка алгоритма реализации задачи;

· разработка структуры программы  в соответствии с выбранной моделью  памяти.

3. Этап кодирования:

· уточнение структуры  входных и выходных данных и определение  ассемблерного формата их представления;

· программирование задачи;

· комментирование текста программы и составление предварительного описания программы.

4. Этап отладки и тестирования:

· составление тестов для  проверки правильности работы программы;

· обнаружение, локализация  и устранение ошибок в программе, выявленных в тестах;

· корректировка кода программы  и ее описания.

5. Этап эксплуатации и  сопровождения:

· настройка программы  на конкретные условия использования;

· обучение пользователей  работе с программой;

· организация сбора сведений о сбоях в работе программы, ошибках  в выходных данных, пожеланиях по улучшению  интерфейса и удобства рабе ты с  программой;

· модификация программы  с целью устранения выявленных ошибок и, при необходимости, изменения  ее функциональных возможностей.

К порядку применения и  полноте выполнения перечисленных  этапов нужно подходить разумно. Многое определяется особенностями  конкретной задачи, ее назначением, объемом  кода и обрабатываемых данных, другими  характеристиками задачи. Некоторые  из этих этапов могут либо выполняться  одновременно с другими этапами, либо вовсе отсутствовать.

Традиционно у существующих реализаций ассемблера нет интегрированной  среды, подобной интегрированным средам Turbo Pascal, Turbo С или Visual C++. Поэтому для выполнения всех функций по вводу кода программы, ее трансляции, редактированию и отладке необходимо использовать отдельные служебные программы. Большая часть их входит в состав специализированных пакетов ассемблера.

На рисунке один приведена  общая схема процесса разработки программы на ассемблере. На схеме  выделено четыре шага процесса. На первом шаге, когда вводится код программы, можно использовать любой текстовый  редактор. Основным требованием к  нему является то, чтобы он не вставлял посторонних символов (спецсимволов редактировании). Файл должен иметь расширение . asm.

Рис. 1. «Процесс разработки программы  на ассемблере».

Программы, реализующие остальные  шаги схемы, входят в состав программного пакета ассемблера. После написания  текста программы на ассемблере наступает  следующий этап — трансляция программы. На этом шаге формируется объектный  модуль, который включает в себя представление исходной программы в машинных кодах и некоторую другую информацию, необходимую для отладки и компоновки его с другими модулями. Традиционно на рынке ассемблеров для микропроцессоров фирмы Intel имеется два пакета: «Макроассемблер» MASM фирмы Microsoft и Turbo Assembler TASM фирмы Borland.

У этих пакетов много общего. Пакет макроассемблера фирмы  Microsoft (MASM) получил свое название потому, что он позволял программисту задавать макроопределения (или макросы), представляющие собой именованные группы команд. Они обладали тем свойством, что их можно было вставлять в программу в любом месте, указав только имя группы в месте вставки. Пакет Turbo Assembler (TASM) интересен тем, что имеет два режима работы. Один из этих режимов, называемый MASM, поддерживает все основные возможности макроассемблера MASM. Другой режим, называемый IDEAL, предоставляет более удобный синтаксис написания программ, более эффективное использование памяти при трансляции программы и другие новшества, приближающие компилятор ассемблера к компиляторам языков высокого уровня.

В эти пакеты входят трансляторы, компоновщики, отладчики и другие утилиты для повышения эффективности процесса разработки программ на ассемблере.

В данной курсовой работе для  получения объектного модуля исходный файл подвергается трансляции при помощи программы tasm.exe из пакета TASM.

После устранения ошибок можно  приступать к следующему шагу —  созданию исполняемого (загрузочного) модуля, или, как еще называют этот процесс, к компоновке программы. Главная  цель этого шага — преобразовать  код и данные в объектных файлах в их перемещаемое выполняемое отображение. Процесс создания исполняемого модуля разделяют на 2 шага — трансляцию и компоновку. Это сделано намеренно  для того, чтобы можно было объединять вместе несколько модулей (написанных на одном или нескольких языках). Формат объектного файла позволяет, при определенных условиях, объединить несколько отдельно оттранслированных  исходных модулей в один модуль. При этом в функции компоновщика входит разрешение внешних ссылок (ссылок на процедуры и переменные) в этих модулях. Результатом работы компоновщика является создание загрузочного файла с расширением ехе. После этого операционная система может загрузить такой файл и выполнить его.

Устранение синтаксических ошибок еще не гарантирует того, что программа будет хотя бы будет запускаться, не говоря уже о правильности работы. Поэтому обязательным этапом процесса разработки является отладка.

На этапе отладки, используя  описание алгоритма, выполняется контроль правильности функционирования как отдельных участков кода, так и всей программы в целом. Но даже успешное окончание отладки еще не является гарантией того, что программа будет работать правильно со всеми возможными исходными данными. Поэтому нужно обязательно провести тестирование программы, то есть проверить ее работу на «пограничных» и заведомо некорректных исходных данных. Для этого составляются тесты.