В статье будут рассмотрены основы языка ассемблер применительно к архитектуре win32. Он представляет собой символическую запись машинных кодов. В любой электронно-вычислительной машине самым низким уровнем является аппаратный. Здесь управление процессами происходит командами или инструкциями на машинном языке. Именно в этой области ассемблеру предназначено работать.
Программирование на ассемблер
Написание программы на ассемблере - крайне трудный и затратный процесс. Чтобы создать эффективный алгоритм, необходимо глубокое понимание работы ЭВМ, знание деталей команд, а также повышенное внимание и аккуратность. Эффективность - это критический параметр для программирования на ассемблер.
Главное преимущество языка ассемблер в том, что он позволяет создавать краткие и быстрые программы. Поэтому используется, как правило, для решения узкоспециализированных задач. Необходим код, работающий эффективно с аппаратными компонентами, или нужна программа, требовательная к памяти или времени выполнения.
Регистры
Регистрами в языке ассемблер называют ячейки памяти, расположенные непосредственно на кристалле с АЛУ (процессор). Особенностью этого типа памяти является скорость обращения к ней, которая значительно быстрее оперативной памяти ЭВМ. Она также называется сверхбыстрой оперативной памятью (СОЗУ или SRAM).
Существуют следующие виды регистров:
- Регистры общего назначения (РОН).
- Флаги.
- Указатель команд.
- Регистры сегментов.
Есть 8 регистров общего назначения, каждый размером в 32 бита.
Доступ к регистрам EAX, ECX, EDX, EBX может осуществляться в 32-битовом режиме, 16-битовом - AX, BX, CX, DX, а также 8-битовом - AH и AL, BH и BL и т. д.
Буква "E" в названиях регистров означает Extended (расширенный). Сами имена же связаны с их названиями на английском:
- Accumulator register (AX) - для арифметических операций.
- Counter register (CX) - для сдвигов и циклов.
- Data register (DX) - для арифметических операций и операций ввода/вывода.
- Base register (BX) - для указателя на данные.
- Stack Pointer register (SP) - для указателя вершины стека.
- Stack Base Pointer register (BP) - для индикатора основания стека.
- Source Index register (SI) - для указателя отправителя (источника).
- Destination Index register (DI) - для получателя.
Специализация РОН языка ассемблер является условной. Их можно использовать в любых операциях. Однако некоторые команды способны применять только определенные регистры. Например, команды цикла используют ESX для хранения значения счетчика.
Регистр флагов. Под этим подразумевается байт, который может принимать значения 0 и 1. Совокупность всех флагов (их порядка 30) показывают состояние процессора. Примеры флагов: Carry Flag (CF) - Флаг переноса, Overflow Flag (OF) - переполнения, Nested Flag (NT) - флаг вложенности задач и многие другие. Флаги делятся на 3 группы: состояние, управление и системные.
Указатель команд (EIP - Instruction Pointer). Данный регистр содержит адрес инструкции, которая должна быть выполнена следующей, если нет иных условий.
Регистры сегментов (CS, DS, SS, ES, FS, GS). Их наличие в ассемблере продиктовано особым управлением оперативной памятью, чтобы увеличить ее использование в программах. Благодаря им можно было управлять памятью размером до 4 Гб. В архитектуре Win32 необходимость в сегментах отпала, но названия регистров сохранились и используются по-другому.
Стек
Это область памяти, выделенная для работы процедур. Особенность стека заключается в том, что последние данные, записанные в него, доступны для чтения первыми. Или иными словами: первые записи стека извлекаются последними. Представить этот процесс себе можно в качестве башни из шашек. Чтобы достать шашку (нижнюю шашку в основание башни или любую в середине) нужно сначала снять все, которые лежат сверху. И, соответственно, последняя положенная на башню шашка, при разборе башни снимается первой. Такой принцип организации памяти и работы с ней продиктован ее экономией. Стек постоянно очищается и в каждый момент времени одна процедура использует его.
Идентификаторы, целые числа, символы, комментарии, эквивалентность
Идентификатор в языке программирования ассемблер имеет такой же смысл, как и в любом другом. Допускается использование латинских букв, цифр и символов "_", ".", "?", "@", "$". При этом прописные и строчные буквы эквивалентны, а точка может быть только первым символом идентификатора.
Целые числа в ассемблере можно указывать в системах отсчета с основаниями 2, 8, 10 и 16. Любая другая запись чисел будет рассматриваться компилятором ассемблера в качестве идентификатора.
В записи символьных данных допускается использовать как апострофы, так и кавычки. Если в символьной строке требуется указать один из них, то правила следующие:
- в строке, заключенной в апострофы, кавычки указываются один раз, апостроф - дважды: "can""t", " he said "to be or not to be" ";
- для строки, заключенной в кавычки, правило обратное: дублируются кавычки, апострофы указываются как есть: "couldn"t", " My favourite bar is ""Black Cat"" ".
Для указания комментирования в языке ассемблер используется символ точка с запятой - ";". Допустимо использовать комментарии как в начале строк, так и после команды. Заканчивается комментарий переводом строки.
Директива эквивалентности используется схожим образом тому, как в других языках указывают константные выражения. Эквивалентность указывается следующим способом:
Таким образом в программе все вхождения будут заменяться на, на месте которого допустимо указывать целое число, адрес, строку или другое имя. Директива EQU похожа по своей работе на #define в языке С++.
Директивы данных
Языки высокого уровня (C++, Pascal) являются типизированными. То есть, в них используются данные, имеющие определенный тип, имеются функции их обработки и т. д. В языке программирования ассемблер подобного нет. Существует всего 5 директив для определения данных:
- DB - Byte: выделить 1 байт под переменную.
- DW - Word: выделить 2 байта.
- DD - Double word: выделить 4 байта.
- DQ - Quad word: выделить 8 байтов.
- DT - Ten bytes: выделить 10 байтов под переменную.
Буква D означает Define.
Любая директива может быть использована для объявления любых данных и массивов. Однако для строк рекомендуется использовать DB.
Синтаксис:
В качестве операнда допустимо использовать числа, символы и знак вопрос - "?", обозначающий переменную без инициализации. Рассмотрим примеры:
Real1 DD 12.34 char db "c" ar2 db "123456",0 ; массив из 7 байт num1 db 11001001b ; двоичное число num2 dw 7777o ; восьмеричное число num3 dd -890d ; десятичное число num4 dd 0beah ; шестнадцатеричное число var1 dd ? ; переменная без начального значения ar3 dd 50 dup (0) ; массив из 50 инициализированных эл-тов ar4 dq 5 dup (0, 1, 1.25) ; массив из 15 эл-тов, инициализированный повторами 0, 1 и 1.25
Как известно компьютер воспринимает команды в двоичном коде, но программы на нем писали в основном до середины прошлого века. Намного упрощало создание программ использование языков программирования, именно о них и пойдет речь в данной статье.
Ada(Ада)
Язык Ada был разработан при поддержке Минобороны США в 1978 году в результате конкурса на котором выиграла группа программистов компании Honeywell. Назван по имени первой женщины программистки Ады Лавлейс . Конечная спецификация разработана к 1983 году. Вне военных проектов язык широкого распространения не получил.Язык возник в результате международного конкурса языковых проектов. Он должен был удовлетворять всем требованиям министерства обороны США. Интересно, что все языки, дошедшие до последних туров этого конкурса, были основаны на Паскале. В этой связи Аду можно предварительно охарактеризовать как развитый Паскаль. Конечная спецификация разработана к 1983 году. Вне военных проектов язык широкого распространения не получил.
Assembler (Ассемблер)
Язык ассемблера люди начали использовать с 1950 года. Этот язык первым позволил отображать двоичный код в более удобной для человека форме: в виде букв или укороченных слов, которые примерно обозначали сущность команды. Умея разбираться в распечатке ассемблера, можно находить ошибки в программах созданных даже при помощи других языков. В данный момент у каждого из нас дома стоят много «интерпретаторов ассемблера» - менюшки в телевизорах, программы стиралок разработаны зачастую именно на нем. (хотя программисты-лентяи пишут программы для микроконтроллеров и на C). Кроме того, на ассемблере написаны драйверы устройств, библиотеки и функции программ, написанных даже на других языках.Кроме того, на ассемблере создаются целые операционные системы, примером может стать Menuet OS .
Algol (Алгол)
ALGOrithmic Language, разработанный в 58-60 гг. прошлого столетия считается предком многих современных алгоритмических языков, т.к. именно в нем впервые осуществились основные идеи алгоритмизации. Именно в алголе стало относительно просто превращать алгебраические выражения в команды и вычитывать значения функций. В своё время алгол был популярен в прикладной физике и математике, но сейчас практически не используется.Basic (Бейсик) и VBScript
Интерпретационный язык бейсик разработанный в 1960 году изначально предназначался именно для новичков, о чем свидетельствует даже его название - Beginner’s All-purpose Symbolic Instruction Code (многоцелевой символьный код для начинающих). Этот язык считается простейшим языком высокого уровня. Плохая поддержка процедурного программирования сделала его неподходящим для больших проектов, но зато способным создать небольшие программы за считанные минуты. Небольшой размер интерпретатора определил язык как встраиваемый во многие 8-разрядные ПЗП компьютеры и компьютеры прошлых поколений. (Автору статьи приходилось писать программы на таком Basic’е)Включений версии Quick Basic в состав Ms-Dos проложило для него неплохую дорогу развития и сейчас его версии (Visual Basic, VBA…) являются одними из популярнейших сред для написания программ.
Основными проблемами программистов использующих VB является отсутствие нормальной справки (популярная, укороченная версия идет без MSDN) и необходимость «носить» за программой библиотеки, т.к. объекты, используемые в программах (кнопки, скроллы, метки…) требуют библиотек, которые есть не на всех компьютерах.
Именно Basic сделал программирования более доступным для большинства людей.
На бейсике часто пишут…вирусы, вирусы для Microsoft Office. Включение VBA (Visual Basic for Application) в офисный пакет предопределило написание на нем не только макросов, но и вирусняков.
Идея появления языка VBScript заключалась в представлении разработчикам Web- страниц возможности использования привычных команд VB наряду с тегами HTML, что позволило разрабатывать мощные и богатые страницы. VBScript загружается в виде ASCII-текста и не имеет прав работы с файловой системой клиента, таким образов полностью обезопасив пользователя.
Слабая поддержка браузерами этого языка, «способствует» его медленному развитию, а после выпуска VS2003, практически и смерти… (начиная с.NET Microsoft-овский Basic де-факто стал обёрткой, отличающейся от C# только синтаксисом, потеряв большинство своих преимуществ (например модификацию кода «на лету»))
Наверное не один язык не получил столько критики, сколько Basic.
Эдсгер Дейкстра , даже заявил что студентов изучивших бейсик, невозможно обучить хорошему программированию. Безусловно это является полнейшим бредом. Т.к. язык по сути является лишь средством, а качество программирования зависит от опыта создания программ и способа мышления.
C (Си)
Язык программирования Си был разработан в 1972 году Деннисом Ритчи, в компании Bell Laboratories. Название происходит от номера проекта лаборатории (“A”,”B”,C”…). Изначально этот язык задумывался как промежуточный между языками высокого и низкого уровней, но продуктивность и компактность кода + преимущества структурного языка, несмотря на сложность обучения сделали Си самым популярным языком.В 1980 году компания выпускает новый язык построенный на основе С - С++. По словам разработчика, Бьярна Страуструпа он должен «укорить написание хороших программ и сделать этот процесс наиболее приятным для каждого отдельно взятого программиста». Название С++ было придумано вместо начального «C с классами».
В наше время этот язык наиболее популярен и универсален, что доказывает создание именно на ней всемирной ОСи - Windows.
Сейчас Си считается основой для разработки современных больших и сложных проектов. Конечно, как и у всего существующего в природе, у него имеются и слабые стороны, вытекающие из требований эффективности.
Помимо «Окон» на Си написаны такие известные программы как Outlook, Opera, 1C.
Cobol (Кобол)
«Общепринятый язык, ориентированный на бизнес», именно так расшифровывается название кобола (Common Business Oriented Language). Здесь появились способы обработки предвестников современных баз данных используемых на предприятиях и фирмах. Несмотря на свой довольно сложный синтаксис кобол довольно долго использовался в экономике и бизнесе, лишь недавно уступив место таким системам программирования БД как SQL и FoxPro.Fortran (Фортран)
Фортран - самый первый компилированный язык программирования, базовые принципы и понятия которого легли в основу многих современных языков программирования высокого уровня. Разработанный в 1954-1958 гг Джимом Бекусом, он предназначенный для сложных научно-технических исследований, довольно быстро стал популярным среди инженеров и ученых и до сих пор используется, хотя уже и не в таких широких кругах. Название происходит от словосочетания «ТРАНслятор ФОРмул». Стандарты языка четко определенны, их всего четыре: fortran 66, fortran 77, fortran 90 и fortran 95Фортран имеет множество математических функций, поддерживает работу с длинными числами. Благодаря использованию четких стандартов фортран иногда используют для переноса программы между платформами.
Фортран имеет достаточно большой набор встроенных математических функций, поддерживет работу с целыми, вещественными и комплексными числами высокой точности. Выразительные средства языка изначально были весьма бедны, поскольку Фортран был одним из первых языков высокого уровня. В дальнейшем в Фортран добавляли многие лексические конструкции, характерные для структурного, функционального и даже объектно-ориентированного программирования, однако они не были в достаточной мере востребованы, поскольку сейчас Фортран нужен в основном для переноса давно написанных программ с одной платформы на другую, а не для написания новых.
Java и JavaScript
Созданная компанией Sun Microsystems система разработки Java безопасна и высокопроизводительна. Java - объектно-ориентированный язык, удобный и надёжный в эксплуатации благодаря таким своим достоинствам, как многозадачность, поддержка протоколов Internet и многоплатформенность. Java - это интерпретируемый язык, и каждая Java-программа компилируется для гипотетической машины, называемой Виртуальная Машина Java. Результатом такой компиляции является байт-код Java, который в свою очередь может выполняться на любой операционной системе при условии наличия там системы времени выполнения Java, которая интерпретирует байт-код в реальный машинный код конкретной системы.Язык Java является объектно-ориентированным и поставляется с достаточно объемной библиотекой классов. Библиотеки классов Java значительно упрощают разработку приложений, предоставляя в распоряжение программиста мощные средства решения распространенных задач.
На Java написан движок известного эмулятора «Ил-2: Штурмовик».
Для создания компилируемых апплетов компания Netscape разработала язык JavaScript, который был внедрен в всемирно известный браузер компании.Первоначальное название - LiveScript, которое позже изменилоь получив разрешение у компание Sun. Microsoft на создание ответило своим языком JScript, после чего многие создатели браузеров начали выпускать свои спецификации, что сделало задачу написания вездеработающего скрипта довольно сложной.
Pascal (Паскаль) и Delphi
Разработанный Никлаусом Виртом (а не французским математиком Блезом Паскалем, как абсолютно уверены половина людей J) в 1967-1971 годах компилированный язык программирования, изначально стал популярным в основном благодаря относительно простому синтаксису. Выпуск компанией Borland удобного и простого компилятора Turbo Pascal позволил ему занять лидирующие позиции и до сих пор изучаться в школах и институтах, хотя и как основы программирования, а не идеального языка для создания программ. Borland Pascal и используемый в Delphi язык Object Pascal основываются на Turbo Pascal и развивают его идеи. По сути, Delphi является компилятором языка Pascal. Самая первая версия Delphi объединила в себе надежный компилятор, визуальную среду для программиста и очень мощные возможности языка по работе с базами данных, и уже через год вышла Dephi 2 для 32-битной системы.Из известных программ на Delphi написан “Total Commander” и “The Bat”
Рефал
«Зверский» язык, разработанный в 1966 году в ИМП АН СССР. Рефал широко применялся при разработке трансляторов с алгоритмических языков, в теоретической физике и прикладной математике, в проектировании информационных систем.Программист на Рефале сам определяет структуру обрабатываемой информации, именно поэтому эффективность программы полностью зависит от него. На данный момент жив проект
1. Когда и кем были изобретены счетно-перфорационные машины? Какие задачи на них решались?2. Что такое электромеханическое реле? Когда создавались релейные вычислительные машины? Каким быстродействием они обладали?
3. Где и когда была построена первая ЭВМ? Как она называлась?
4. Какова роль Джона фон Неймана в создании ЭВМ?
5. Кто был конструктором первых отечественных ЭВМ?
6. На какой элементной базе создавались машины первого поколения? Каковы были их основные характеристики?
7. На какой элементной базе создавались машины второго поколения? В чем их преимущества по сравнению с первым поколением ЭВМ?
8. Что такое интегральная схема? Когда были созданы первые ЭВМ на интегральных схемах? Как они назывались?
9. Какие новые области применения ЭВМ возникли с появлением машин третьего поколения?
10. Что такое микропроцессор? Когда и где был создан первый микропроцессор?
11. Что такое микроЭВМ и персональный компьютер?
12. Какие типы ПК наиболее распространены в мире?
13. Что такое суперкомпьютер?
14. Что такое кластерные системы ПК?
15. В чем особенность компьютеров пятого поколения?
19 века английский математик Чарльз Бэббидж?
Идею создания программно управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройство ввода и печати
Идею создания сотового телефона
Идею создания роботов, управляемых компьютером
В каком году и где была создана первая ЭВМ на основе электронных ламп?
1945 год, США
1944 г, Англия
1946 г, Франция
На какой базе были созданы ЭВМ третьего поколения?
Интегральные схемы
полупроводники
электронные лампы
сверхбольшие интегральные схемы
Как назывался первый персональный компьютер?
Назовите центральное устройство компьютера.
Процессор
Системный блок
Блок питания
Материнская плата
Процессор обрабатывает информацию представленную:
В десятичной системе счисления
На английском языке
На русском языке
На машинном языке (в двоичном коде)
Для ввода числовой и текстовой информации используется
Клавиатура
Сканер используется для…
Для ввода в компьютер изображений и текстовых документов
Для рисования на ней специальной ручкой
Перемещения курсора на экране монитора
Получения голографических изображений
10. Какой тип принтера целесообразно использовать для печати финансовых документов?
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
Какой тип принтера целесообразно использовать для печати рефератов?
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
Какой тип принтера целесообразно использовать для печати фотографий?
Матричный принтер
Струйный принтер
Лазерный принтер
При несоблюдении санитарно – гигиенических требований компьютера вредное влияние на здоровье человека может оказать…
Монитор на электронно – лучевой трубке
Монитор на жидких кристаллах
Плазменные панели
При выключении компьютера вся информация стирается из…
Оперативной памяти
Жесткого диска
Лазерного диска
В каком устройстве компьютера осуществляется хранение информации?
Внешняя память;
процессор;
Оптические дорожки имеют меньшую толщину и размещены более плотно на …
Цифровом видеодиске (DVD – диске)
Компакт диске (CD – диске)
В устройства ввода входят…
В устройства вывода входят…
Клавиатура, мышь, джойстик, световое перо, сканер, цифровая камера, микрофон
Звуковые колонки, монитор, принтер, наушник
Жесткий диск, процессор, модули памяти, материнская плата, дискета
Программой называется…
Компьютерная программа может управлять работой компьютера, если она находится…
В оперативной памяти
На гибком диске
На жестком диске
На CD – диске
Данные – это…
Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных
Информация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на компьютере
Данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти
Файл – это…
Текст распечатанный на компьютере
Информация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на компьютере
Программа или данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти
При быстром форматировании гибкого диска …
Производится очистка каталога диска
Стираются все данные
Производится дефрагментация диска
Производится проверка поверхности диска
При полном форматировании гибкого диска…
стираются все данные
производится полная проверка диска
производится очистка каталога диска
диск становится системным
В многоуровневой иерархической файловой системе...
Файлы хранятся в системе, представляющей собой систему вложенных папок
Файлы хранятся в системе, которая представляет собой линейную последовательность
История развития вычислительной техники:1. Назовите первое вычислительное устройство.
1) Абак
2) Калькулятор
3) Арифмометр
4) русские счеты
2. Какую идею выдвинул в середине 19 века английский математик Чарльз Бэббидж?
1) Идею создания программно управляемой счетной машины, имеющей арифметическое устройство, устройство управления, а также устройство ввода и печати
2) Идею создания сотового телефона
3) Идею создания роботов, управляемых компьютером
3. Назовите первого программиста вычислительных машин.
1) Ада Лавлейс
2) Сергей Лебедев
3) Билл Гейтс
4) Софья Ковалевская
4. В каком году и где была создана первая ЭВМ на основе электронных ламп?
1) 1945 год, США
2) 1950, СССР
3) 1944 г, Англия
4) 1946 г, Франция
5. На какой базе были созданы ЭВМ третьего поколения?
1) Интегральные схемы
2) полупроводники
3) электронные лампы
4) сверхбольшие интегральные схемы
6. Как назывался первый персональный компьютер?
1) Apple II
2) IBM PC
3) Dell
4) Корвет
Устройство компьютера.........................15
1. Назовите центральное устройство компьютера.
1) Процессор
2) Системный блок
3) Блок питания
4) Материнская плата
2. Как записывается и передается физическая информации в ЭВМ?
1) цифрами;
2) с помощью программ;
3) представляется в форме электрических сигналов.
3. Процессор обрабатывает информацию представленную:
1) В десятичной системе счисления
2) На английском языке
3) На русском языке
4) На машинном языке (в двоичном коде)
4. Для ввода числовой и текстовой информации используется
1) Клавиатура
2) Мышь
3) Трекбол
4) Ручка
5. Важнейшей характеристикой координатных устройств ввода является разрешающая способность, которая обычно составляет 500 dpi (dot per inch – точек на дюйм (1 дюйм = 2,54 см)), что означает…
1) При перемещении мыши на один дюйм указатель мыши перемещается на 500 точек
2) При перемещении мыши на 500 точек указатель мыши перемещается на один дюйм
6. Сканер используется для…
1) Для ввода в компьютер изображений и текстовых документов
2) Для рисования на ней специальной ручкой
3) Перемещения курсора на экране монитора
4) Получения голографических изображений
Устройства вывода информации.................21
1. Какой тип принтера целесообразно использовать для печати финансовых документов?
1) Матричный принтер
2) Струйный принтер
3) Лазерный принтер
2. Какой тип принтера целесообразно использовать для печати рефератов?
1) Матричный принтер
2) Струйный принтер
3) Лазерный принтер
1. Какой тип принтера целесообразно использовать для печати фотографий?
1) Матричный принтер
2) Струйный принтер
3) Лазерный принтер
2. При несоблюдении санитарно – гигиенических требований компьютера вредное влияние на здоровье человека может оказать…
1) Монитор на электронно – лучевой трубке
2) Монитор на жидких кристаллах
4) Плазменные панели
3. Устройство, которое обеспечивает запись и считывание информации называется…
1) Дисководом или накопителем
4. При выключении компьютера вся информация стирается из…
4) Оперативной памяти
5) Жесткого диска
6) Лазерного диска
7) Дискеты
13. В каком устройстве компьютера осуществляется хранение информации?
1) Внешняя память;
2) монитор;
3) процессор;
2. Оптические дорожки имеют меньшую толщину и размещены более плотно на …
1) Цифровом видеодиске (DVD – диске)
2) Компакт диске (CD – диске)
3) Дискете
3. На каком диске информация хранится на концентрических дорожках, на которых чередуются намагниченные и ненамагниченные участки
1) На дискете
2) На компакт диске
3) На DVD – диске
4. В устройства ввода входят…
1) Жесткий диск, процессор, модули памяти, материнская плата, дискета
5. В устройства вывода входят…
1) Клавиатура, мышь, джойстик, световое перо, сканер, цифровая камера, микрофон
2) Звуковые колонки, монитор, принтер, наушник
3) Жесткий диск, процессор, модули памяти, материнская плата, дискета
6. Программой называется…
7. Компьютерная программа может управлять работой компьютера, если она находится…
1) В оперативной памяти
2) На гибком диске
3) На жестком диске
4) На CD – диске
8. Данные – это…
1) Последовательность команд, которую выполняет компьютер в процессе обработки данных
2) Информация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на компьютере
3) Данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти
9. Файл – это…
1) Текст распечатанный на компьютере
2) Информация, представленная в цифровой форме и обрабатываемая на компьютере
3) Программа или данные, имеющие имя и хранящиеся в долговременной памяти
10. При быстром форматировании гибкого диска …
1) Производится очистка каталога диска
2) Стираются все данные
3) Производится дефрагментация диска
4) Производится проверка по
Ассе́мблер (asm, assembler); от англ. assemble - собирать, монтировать) - язык программирования низкого уровня, вспомогательная программа в составе операционной системы для автоматического перевода исходной программы, подлежащей выполнению на компьютере, на машинный язык; вид транслятора . Понятия ассемблера отражают архитектуру электронно-вычислительной машины. Ассемблер - символьная форма записи машинного языка, использование которой упрощает написание машинных программ. Для одного и того же компьютера могут быть разработаны разные языки ассемблера. В отличие от языков высокого уровня, в котором проблемы реализации алгоритмов скрыты от разработчиков, язык ассемблера тесно связан с системой команд компьютера. Ассемблер обеспечивает доступ к регистрам, указание методов адресации и описание операций в терминах команд процессора. Он может содержать средства более высокого уровня: встроенные и определяемые макрокоманды, соответствующие нескольким машинным командам, автоматический выбор команды в зависимости от типов операндов, средства описания структур данных.
Особенности ассемблера
Ассемблером называют также компилятор с языка ассемблера в команды машинного языка. Другое название такого компилятора - мнемокод. Он предназначен для представления в удобном (мнемоническом) виде машинных кодов команд, обеспечивает эффективное использование ресурсов системы (процессор, память, периферия). Мнемокод используется в местах, где требуется быстродействие, ограничен по размер оперативной памяти. Ассемблером также называют иногда систему команд центрального процессора.
Под каждую архитектуру процессора и под каждую операционную систему существует свой ассемблер. Кросс-ассемблеры позволяют на машинах с одной архитектурой ассемблировать программы для другой архитектуры или другой операционной системы. Ассемблер обеспечивает доступ к регистрам, указание методов адресации и описание операций в терминах команд процессора. Ассемблер может содержать средства высокого уровня: встроенные и определяемые макрокоманды, соответствующие нескольким машинным командам, автоматический выбор команды в зависимости от типов операндов, средства описания структур данных.
Команды языка ассемблера соответствуют командам процессора и представляют собой символьную форму записи команд и аргументов. Язык ассемблер обеспечивает связывание частей программы и данныx через метки, выполняемое при ассемблировании (для каждой метки высчитывается адрес, после чего каждое вхождение метки заменяется на этот адрес). Поскольку системы команд микропроцессоров различаются, каждый процессор имеет свой набор команд на языке ассемблера и свои компиляторы-ассемблеры.
Обычно программы или участки кода пишутся на языке ассемблера в случаях, когда разработчику нужно оптимизировать быстродействие (при создании драйверов), размер кода. Большинство компиляторов позволяют комбинировать в одной программе, код написанный на разных языках программирования. Это позволяет писать сложные программы используя высокоуровневый язык, не теряя быстродействия в критических ко времени задачах, используя для них части написанные на языке ассемблера. Комбинирование достигается вставкой фрагментов на языке ассемблера в текст программы (специальными директивами языка) или написанием процедур на языке ассемблера. Этот способ используется для несложных преобразований данных, но он неприменим в полноценном ассемблерном коде с данными и подпрограммами с множеством входов и выходов, не поддерживаемых высокоуровневыми языками.
В таком случае используют модульную компиляцию, когда каждый файл программы компилируется в объектный модуль, которые затем линкуются (связываются) в готовую программу. Объектные файлы представляют собой блоки машинного кода и данных, с неопределенными адресами ссылок на данные и процедуры в других объектных модулях, а также список своих процедур и данных. Линкер собирает код и данные каждого объектного модуля в программу, вычисляет и заполняет адреса перекрестных ссылок между модулями. В процессе линковки происходит связывание программы со статическими и динамическими библиотеками (являющихся архивами объектных файлов).При модульной компиляции каждый объектный модуль программы может быть написан на своем языке программирования и скомпилирован своим компилятором (ассемблером).
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
язык программирование ассемблер
Введение
Язык программирования ассемблер
История языка
Программирование на языке ассемблер
Преимущества и недостатки языка
Turbo Assembler (TASM)
Система прерывания программ
Механизм прерывания
Работа механизма прерывания
Заключение
Список литературы
Приложение
Введение
Прогресс компьютерных технологий определил процесс появления новых разнообразных знаковых систем для записи алгоритмов - языков программирования. Существует множество языков программирования, но мы остановимся на Ассемблере.
Несмотря на то, что в настоящее время программист может использовать большое количество языков программирования, которые гораздо проще Ассемблера, знание Ассемблера и умение программировать на нем никогда не будут лишними. Этот факт подтверждается следующими доводами:
1. На других языках программирования не всегда возможно написать приложение, которое полно бы удовлетворяло требованиям. А в некоторых случаях полностью невозможно. На языке программирования Ассемблер можно написать любое приложение.
2. Иногда языки программирования высокого уровня не могут обеспечить требуемое быстродействие. А приложение созданное на Ассемблере всегда быстродействующее.
3. Размер приложений созданных на языках высокого уровня имею гораздо больший размер, чем приложения созданные на Ассемблере.
4. Язык Ассемблер позволяет работать непосредственно с аппаратными средствами, что в некоторых случаях дает программисту преимущество и требуемый результат. Приложение на языке высокого уровня работает с аппаратными устройствами через написанные модули, т. е. не позволит программисту что-либо изменить, а, следовательно, получить требуемый результат.
5. Знание языка Ассемблер дает большее преимущество перед теми, кто программирует только на языках высокого уровня. Знающий Ассемблер знает и структуру компьютера, и структуру аппаратных устройств.
Цель работы:
описать язык программирования Ассемблер;
выявить преимущества и недостатки языка;
описать Turbo Assembler;
ознакомиться с механизмом прерывания.
Язык программирования ассемблер
История ассемблера
Программисты уже были знакомы с понятием подпрограммы: Грейс Хоппер и ее коллеги применяли подпрограммы на гарвардском «Марке-1» во время второй мировой войны, однако каждая подпрограмма решала свою специфическую задачу.
Подпрограммами называются независимые фрагменты компьютерной программы, используемые многократно и вызываемые из главной программы в случае необходимости. Например, одна подпрограмма может вычислять квадратный корень, а другая заставит компьютер вывести на дисплей литеру.
Первые программисты почти всегда имели блокноты с записью наиболее употребляемых подпрограмм, чтобы в случае необходимости не составлять их заново. Проблема состояла в том, что адреса расположения команд и переменных подпрограммы в памяти менялись в зависимости от ее размещения в последней. Настройка подпрограмм на определенное место в памяти, очевидно, нуждалась в автоматизации, и впервые это было сделано на «Эдсаке». Программисты Кембриджа начали с написания набора унифицированных подпрограмм, которые и образовали библиотеку. После этого достаточно было ввести лишь короткую команду - и компьютер проделывал всю работу по настройке и размещению подпрограммы внутри программы.
Морис Уилкс назвал мнемоническую схему для «Эдсака» и библиотеку подпрограмм собирающей системой (по-английски assembly system - отсюда слово «ассемблер»), поскольку она собирала последовательности подпрограмм.
Ассеммблер (от англ. assembler - сборщик) - компьютерная программа, компилятор исходного текста программы, написанной на языке ассемблера, в программу на машинном языке.
Язык ассемблера в русском языке часто называют просто ассемблером. Транслятор с этого языка тоже обычно называют просто ассемблером, что в ряде случаев может создать путаницу. Процесс трансляции с языка ассемблера в машинный код нередко называют ассемблированием.
Использование термина «язык ассемблера» может вызвать ошибочное мнение о существовании единого языка низкого уровня или хотя бы стандарта на такие языки, что абсолютно не соответствует истине. Поэтому при именовании языка, на котором написана конкретная программа, желательно уточнять, для какой архитектуры она предназначена и на каком диалекте языка написана.
Программирование на языке ассемблер
Ассемблер - язык программирования низкого уровня, представляющий собой формат записи машинных команд, удобный для восприятия человеком.
Команды языка ассемблера один в один соответствуют командам процессора и, фактически, представляют собой удобную символьную форму записи команд и их аргументов. Также язык ассемблера обеспечивает базовые программные абстракции: связывание частей программы и данных через метки с символьными именами и директивы.
Директивы ассемблера позволяют включать в программу блоки данных (описанные явно или считанные из файла) ; повторить определённый фрагмент указанное число раз; компилировать фрагмент по условию; задавать адрес исполнения фрагмента, менять значения меток в процессе компиляции; использовать макроопределения с параметрами и др.
Каждая модель процессора, в принципе, имеет свой набор команд и соответствующий ему язык (или диалект) ассемблера.
Ассемблерные программы могут быть очень эффективными. Из программистов, с равными навыками и способностями, работающих на языке Ассемблера создать программу более компактную и быстродействующую, чем такую же программу, написанную на языке высокого уровня. Это так практически для всех небольших или средних программ. К сожалению, по мере возрастания размеров, программы на языке Ассемблера теряют часть своих преимуществ. Это происходит из-за необходимого в ассемблерной программе внимания к деталям. Как вы видите, язык Ассемблера требует от вас планирования каждого действия компьютера. В небольших программах это позволяет оптимизировать работу программы с аппаратными средствами. В больших же программах огромное количество деталей может помешать вам эффективно работать над самой программой, даже если отдельные компоненты программы окажутся очень неплохими. Безусловно, программирование на языке Ассемблера отвечает потребностям не каждой программы.
Программы на языке Ассемблера очень точны. Поскольку этот язык позволяет программисту непосредственно работать со всем аппаратным обеспечением, ассемблерная программа может делать то, что недоступно никакой другой программе. Несомненно, что в программировании устройств ввода-вывода, где требуется контроль над отдельными разрядами регистров устройства, программирование на языке Ассемблера - единственный подходящий выбор.
Ясно, что эффективность и точность языка Ассемблера дают определенные преимущества. Но его детализированность создает и некоторые проблемы. Когда же стоит выбирать для программирования язык Ассемблера?
Конечно, вы должны пользоваться программами на языке Ассемблера, когда нет другого способа написать программу. Например, программисты фирмы IBM писали с использованием процедур Ассемблера все программы управления устройствами ввода-вывода для IBM PC. Для управления устройствами ввода-вывода и системой прерываний, потребовалась та точность языка Ассемблера, которую не может обеспечить ни один другой язык программирования. Аналогично, на языке Ассемблера в фирме IBM писались процедуры диагностики, которые должны проверять каждую деталь аппаратуры.
Язык Ассемблера необходим также и в тех случаях, когда главными являются рабочие характеристики программы. Это может быть время исполнения или конечный размер программы. Библиотека математических процедур Фортрана - пример программы, требующей хороших характеристик, как в отношении времени, так и размера. Математические процедуры являются частью любой программы на Фортране, поэтому они должны занимать как можно меньше места. Кроме того, эти процедуры управляют всеми математическими функциями в фортрановской программе и часто используются. Следовательно, они должны исполняться быстро.
Какая программа не подходит для языка Ассемблера? Конечно, вы можете написать на нем любую программу, однако с большой программой лучше работать в языке высокого уровня, таком как C или C#. Эти языки позволяют вам сосредоточиться на своей проблеме. Вам не приходится непосредственно иметь дело с тонкостями аппаратного оборудования и процессора. Языки высокого уровня позволяют вам отступить назад и за деревьями увидеть лес.
При программировании на языке Ассемблера и только через написание программ на этом уровне детализации вы можете понять, как работает машина на самом нижнем уровне. Если вы хотите узнать о компьютере все, вы должны быть знакомы с языком ассемблера. Единственный способ добиться этого: писать программы на этом языке.
Самыми популярными на сегодняшний день являются пакеты Turbo Assembler (TASM) фирмы Borland, Macro Assembler for Windows32 (MASM32), созданный Hutch (на основе старого MASM фирмы Microsoft), а также Flat Assembler (FASM), и Netwide Assembler (NASM), развиваемый командой NASM Development Team. Все эти ассемблеры предоставляют весьма широкие возможности для программиста. На них можно писать программы как под DOS, так и под Windows.
Существует также множество других видов ассемблера, число которых растет. Например: CodeX Assembler, Gema Assembler, Light Macro Assembler (LASM), Lazy Assembler (LZASM), Table Driven Assembler (TDASM), NewBasic++ Assembler (NBASM), TMA Macro Assembler и др.
Преимущества и недостатки языка
Достоинства
Искусный программист, как правило, способен написать более эффективную программу на ассемблере, чем те, что генерируются трансляторами с языков программирования высокого уровня, то есть для программ на ассемблере характерно использование меньшего количества команд и обращений в память, что позволяет увеличить скорость и уменьшить размер программы.
Обеспечение максимального использования специфических возможностей конкретной платформы, что также позволяет создавать более эффективные программы с меньшими затратами ресурсов.
При программировании на ассемблере возможен непосредственный доступ к аппаратуре, в том числе портам ввода-вывода, регистрам процессора, и др.
Язык ассемблера применяется для создания драйверов оборудования и ядра операционной системы
Язык ассемблера используется для создания «прошивок» BIOS.
С помощью языка ассемблера создаются компиляторы и интерпретаторы языков высокого уровня, а также реализуется совместимость платформ.
Существует возможность исследования других программ с отсутствующим исходным кодом с помощью дизассемблера.
Недостатки
Главное преимущество ассемблера практически полностью нивелируется хорошей оптимизацией в современных компиляторах языков высокого уровня.
В силу своей машинной ориентации («низкого» уровня) человеку по сравнению с языками программирования высокого уровня сложнее читать и понимать программу, она состоит из слишком «мелких» элементов - машинных команд, соответственно усложняются программирование и отладка, растет трудоемкость, велика вероятность внесения ошибок. В значительной степени возрастает сложность совместной разработки.
Как правило, меньшее количество доступных библиотек по сравнению с современными индустриальными языками программирования.
Отсутствует переносимость программ на компьютеры с другой архитектурой и системой команд (кроме двоично-совместимых).
Turbo Assembler (TASM )
Турбо Ассемблер фирмы Borland представляет собой многопроходный ассемблер с разрешением опережающих ссылок, скоростью ассемблирования до 48000 строк в минуту (на компьютере IBM PS/2, модель 60), совместимый с макроассемблером фирмы Microsoft MASM и дополнительной возможностью использования режима расширенного синтаксиса. Независимо от вашего опыта в программировании вы, несомненно, оцените эти особенности, а также ряд других средств, которые значительно облегчают программирование на Ассемблере.
Среди таких средств можно кратко упомянуть следующие:
полная поддержка процессора 80386;
улучшенная синтаксическая проверка типов;
упрощенные директивы определения сегментов;
улучшенное управление листингом;
расширения инструкций POP и PUSH;
расширенный оператор CALL с аргументами и необязательным параметром языка;
локальные метки;
локальные идентификаторы в стеке и аргументы вызова в процедурах;
структуры и объединения;
вложенные директивы;
режим QUIRK, эмулирующий MASM;
полная отладка на уровне исходного текста с помощью Турбо отладчика;
встроенная утилита генерации перекрестных ссылок (TCREF) ;
файлы конфигурации и командные файлы.
Турбо Ассемблер является мощным Ассемблером, работающим с командной строкой, который воспринимает ваши исходные файлы (файлы с расширением *. asm*) и создает из них объектные модули (файлы с расширением *. obj*). После этого вы можете использовать программу-компоновщик фирмы Borland TLINK. EXE, отличающуюся высокой скоростью компоновки, для компоновки полученных объектных модулей и создания выполняемых файлов (файлов с расширением *. exe*).
Турбо Ассемблер создан для работы с процессорами серии 80х86 и 80х87 (более подробно набор инструкций процессоров серии 80х86/80х87 описан в соответствующих руководствах фирмы Intel).
Turbo Assembler, помимо полной поддержки транслятора фирмы Microsoft имеет дополнительные возможности, объединённые в режиме, названном разработчиками Ideal. Использование этого режима даёт возможность начинающему программисту применять более наглядный и простой стиль разработки программ. Более опытные программисты, пишущие на ассемблере, могут использовать такие возможности режима Ideal, как вложенные структуры, объединения.
Важной особенностью режима Ideal является применение проверки типов данных, подобно языкам высокого уровня, что позволяет выявить многие ошибки ещё на этапе трансляции. Среди многих других важных преимуществ режима Ideal можно выделить следующие:
Возможность использования одинаковых имён для обозначения членов различных структур;
Применение операторов HIGH и LOW;
Предварительное вычисление выражений EQU;
Корректное управление сегментами данных объединённых в группы;
Усовершенствованное использования директив;
Разумное использование скобок в выражениях.
Turbo Assembler передаёт аргументы в процедуры на языках высокого уровня в кадре стека, помещая аргументы перед вызовом процедуры в стек. Процедуры, написанные на языках высокого уровня, считывают аргументы из стека по мере необходимости. При выходе процедура может удалять аргументы из стека или оставлять эту операцию для вызывающей процедуры.
Традиционным способом, с помощью которого объединяются программы, написанные на С++ и Ассемблере, является разделительная компиляция с последующей компоновкой в один исполняемый файл. При этом можно использовать компилятор Borland C++, который вызывает Turbo Assembler для трансляции ассемблерной программы.
Разработка программы на языке Turbo Assembler включает четыре этапа:
1-й этап. Подготовка исходного текста программы и оформление его в виде текстового файла (одного или нескольких) с помощью какого-нибудь редактора в формате DOS с расширением *. asm*.
2-й этап. Ассемблирование программы с применением транслятора Tasm, результатом которого является объектный файл с расширением *. obj*. Когда программа состоит из нескольких файлов (модулей), то их ассемблирование производится независимо друг от друга. Если в процессе трансляции будут обнаружены ошибки, то объектный файл не создаётся, а формируется сообщение об ошибках. Ошибки устраняются, после чего трансляция повторяется. Объектный файл (двоично-кодированное представление программы) не может быть запущен на исполнение, так как в нём не содержится информация о загрузке сегментов программы в памяти компьютера.
3-й этап. Компоновка программы производится компоновщиком (редактором связей) Turbo Linker и заключается в объединении объектных модулей в один исполняемый файл с назначением стартового адреса программы. Исполняемый файл имеет расширение *. exe*. 2-й и 3-й этапы определяют процесс подготовки исполнительного файла программы, называемого трансляцией.
4-й этап состоит в отладке программы с использованием отладчика Turbo Debugger, который будет являться основным инструментом при изучении форматов команд, их кодирования, а также представления переменных программы в памяти.
Система прерывания программ
Одним из принципиальных отличий компьютера от любой другой машины, является то, что ПК способен реагировать на непредсказуемые события в процессе работы. Эта способность обеспечивается с помощью особого свойства компьютера - аппарата прерываний. Прерывание позволяет компьютеру приостановить любое свое действие и переключиться на другое в зависимости от того, что вызывает это прерывание. Например, нажатие соответствующей клавиши на клавиатуре.
Способность к прерыванию разрешает, казалось бы, сложнейшую проблему эффективности работы нашего компьютера. С одной стороны, мы хотим, чтобы компьютер занимался той работой, которую мы ему дали. С другой стороны, нам нужно, чтобы он реагировал на любую нашу команду, подаваемую, например, с помощью клавиатуры. Если бы компьютер был способен только на то, чтобы не отвлекаясь выполнять то, что ему заранее было задано, он бы не смог ответить на наши запросы своевременно, не следя постоянно за деятельностью клавиатуры. Реагировать на сигналы, посылаемые клавиатурой, равно как и на другие сигналы, требующие внимания в то время, когда компьютер занят другой работой, позволяет ему система прерываний.
Микропроцессор нашего ПК имеет “ врожденную” способность прерывать выполнение операций, при этом у него существует надежное средство откладывать на хранение работу, выполнение которой было прервано. Для этого используется стек микропроцессора. Когда происходит прерывание, запись того, что делал компьютер в этот момент, хранится в стеке, так что по завершении прерывания мы можем вернуться к тому месту, от которого нам пришлось отвлечься. Это один из нескольких способов применения стека, но он является самым важным. Без стека, куда мы можем положить на хранение информацию о выполняемой работе, не могла бы реализоваться сама идея прерывания.
Механизм прерывания
Прерывание (англ. interrupt) - сигнал, сообщающий процессору о наступлении какого-либо события. При этом выполнение текущей последовательности команд приостанавливается, и управление передаётся обработчику прерывания, который реагирует на событие и обслуживает его, после чего возвращает управление в прерванный код.
Программное прерывание - синхронное прерывание, которое может осуществить программа с помощью специальной инструкции.
Для обработки событий, происходящих асинхронно по отношению к выполнению программы, лучше всего подходит механизм прерываний. Прерывание можно рассматривать как некоторое особое событие в системе, требующее моментальной реакции. Например, хорошо спроектированные системы повышенной надежности используют прерывание по аварии в питающей сети для выполнения процедур записи содержимого регистров и оперативной памяти на магнитный носитель с тем, чтобы после восстановления питания можно было продолжить работу с того же места.
Кажется очевидным, что возможны самые разнообразные прерывания по самым различным причинам. Поэтому прерывание рассматривается не просто как таковое: с ним связывают число, называемое номером типа прерывания или просто номером прерывания. С каждым номером прерывания связывается то или иное событие. Система умеет распознавать, какое прерывание, с каким номером оно произошло, и запускает соответствующую этому номеру процедуру.
Программы могут сами вызывать прерывания с заданным номером. Для этого они используют команду INT. Это так называемые программные прерывания. Программные прерывания не являются асинхронными, так как вызываются из программы.
В процессорах архитектуры x86 для явного вызова синхронного прерывания имеется инструкция Int, аргументом которой является номер прерывания (от 0 до 255). ВIBM PC-совместимых компьютерах обработку некоторых прерываний осуществляют подпрограммы BIOS, хранящиеся в ПЗУ, и это служит интерфейсом для доступа к сервису, предоставляемому BIOS. Также, обслуживание прерываний могут взять на себя BIOS карт расширений (например, сетевых или видеокарт), операционная система и даже обычные (прикладные) программы, которые постоянно находятся в памяти во время работы других программ (т. н. резидентные программы). В отличие от реального режима, в защищённом режиме x86-процессоров обычные программы не могут обслуживать прерывания, эта функция доступна только системному коду (операционной системе).
MS-DOS использует для взаимодействия со своими модулями и прикладными программами прерывания с номерами от 20h до 3Fh (числа даны в шестнадцатеричной системе счисления, как это принято при программировании на языке ассемблера x86). Например, доступ к основному множеству функций MS-DOS осуществляется исполнением инструкции Int 21h (при этом номер функции и её аргументы передаются в регистрах). Это распределение номеров прерываний не закреплено аппаратно и другие программы могут устанавливать свои обработчики прерываний вместо или поверх уже имеющихся обработчиков, установленных MS-DOS или другими программами, что, как правило, используется для изменения функциональности или расширения списка системных функций. Также, этой возможностью пользуются вирусы.
Работа механизма прерывания
Каждое определённое прерывание идентифицируется своим номером. Например, таймер и клавиатура и принтер имеют каждый свой собственный номер прерывания. Что касается базовой системы ввода/вывода, то её сервисные программы подразделяются на группы, причём за всеми программами группы закрепляется один номер прерывания.
Когда происходит прерывание, его номер из таблицы используется для включения соответствующей программы обработки прерываний. Перед тем как такая программа начнёт свою работу, механизм микропроцессора, отвечающий за обработку прерываний, оставляет запись в стеке о том, какая работа производилась до прерывания. После этого выполняется программа обработки прерывания.
Программа обработки прерываний начинает работу, приняв предохранительные меры против дальнейших возможных прерываний, в случае, если должны выполняться очень важные или сложные операции, которые нельзя прерывать. Обычно такие программы включают смену сегментного регистра, управляющего доступом в память, а также запись в стек дальнейшей информации о состоянии, которую необходимо сохранить в добавление к той, которая была автоматически записана в начале прерывания.
После завершения своих операций программа обработки прерываний может снова привести в действие другие типы прерываний и выполнять необходимую работу. Когда операции прерывания заканчиваются, программа обработки прерываний восстанавливает исходное состояние машины, в котором она находилась до прерывания, и компьютер продолжает прерванную работу.
Для примера рассмотрим программу, которая представляет собой исполняемый *. exe файл, после запуска которого на экране периодически появляется государственный флаг России. Период появлений примерно 1 раз в 2 секунды (см. Приложение). Данная программа имеет следующий алгоритм работы (рис. 1) :
Размещено на http://www.allbest.ru/
Рис. 1. Алгоритм работы программы.
Программное обращение к видеодрайверу BIOS реализуется с помощью прерывания INT 10h. При работе в текстовом режиме обычно используются следующие функции драйвера:
02h - установить позицию курсора;
03h - получить позицию курсора;
05h - установить видеостраницу;
06h - инициализировать или прокрутить вверх окно;
07h - инициализировать или прокрутить вниз окно;
09h - вывести символ и атрибут в позицию курсора;
0Ah - вывести символ в позицию курсора;
0Eh - вывести символ в режиме телетайпа;
10h, подфункция 3h - переключить бит мерцание/яркость;
13h - вывести строку в режиме телетайпа.
С помощью функций 06h и 07h в заданном месте экрана дисплея создаются цветные прямоугольные окна заданного размера. Если в эти окна выведен какой-либо текст, то с помощью этих функций его можно прокручивать вверх и вниз.
Функции 09h, 0Ah, 0Eh и 13h служат для вывода на экран отдельных символов и символьных строк (в цикле). Предусмотрен вывод одного и того же символа заданное число раз, что можно использовать при создании рамок и других орнаментов.
Функция 0Eh реагирует на управляющие коды, выполняя соответствующие действия. Курсор перемещается после вывода каждого символа.
Функция 13h предназначена для вывода строк с указанием атрибутов как каждого символа в отдельности, так и всей строки. Функция может выполняться в четырех вариантах в зависимости от кода режима, указываемого в регистре AL.
При выводе на экран средствами драйвера BIOS необходимо иметь в виду, что ввод с клавиатуры Ctrl/C не приводит к завершению программы. Следует опасаться бесконечных циклов вывода на экран - выход из них возможен только путем перезагрузки компьютера.
Сигналы внешних аппаратных прерываний (от таймера, клавиатуры, дисков и проч.) поступают в процессор не непосредственно, а через контроллер прерываний, в качестве которого используется микросхема Intel 8259A. Обработка аппаратного прерывания обязательно включает в себя процедуры управления контроллером прерываний. Организация системы аппаратных прерываний заключается в том, что к восьми входным выводам контроллера подключаются выводы устройств, на которых возникают сигналы прерываний. Выход INT контроллера подключается к одноименному входу микропроцессора. При этом, кроме сигнала INT, инициирующего процедуру прерывания в микропроцессоре, контроллер передает в микропроцессор по линиям данных номер вектора, через который должна быть вызвана программа обработки поступившего прерывания. Передаваемый номер вектора образуется в контроллере путем сложения базового номера, записанного в одном из его регистров, с номером входной линии, по которой поступил запрос. Номер базового вектора заносится в контроллер автоматически в процессе начальной загрузки компьютера. Контроллер программируется через порты 20h и 21h. Поскольку базовый вектор всегда равен 8, то номера векторов, закрепленных за аппаратными прерываниями, лежат в диапазоне 8h,..., Fh.
В нашем случае также необходимо рассмотреть прерывания вызванные сигналами системного таймера.
Прерывания это готовые процедуры, которые компьютер вызывает для выполнения определенной задачи. Существуют аппаратные и программные прерывания. Аппаратные прерывания инициируются аппаратурой, либо с системной платы, либо с карты расширения. Они могут быть вызваны сигналом микросхемы таймера, сигналом от принтера, нажатием клавиши на клавиатуре и множеством других причин. Аппаратные прерывания не координируются с работой программного обеспечения. Когда вызывается прерывание, то процессор оставляет свою работу, выполняет прерывание, а затем возвращается на прежнее место. Для того чтобы иметь возможность вернуться точно в нужное, место программы, адрес этого места (CS: IP) запоминается на стеке, вместе с регистром флагов. Затем в CS: IP загружается адрес программы обработки прерывания и ей передается управление. Программы обработки прерываний иногда называют драйверами прерываний. Они всегда завершаются инструкцией IRET (возврат из прерывания), которая завершает процесс, начатый прерыванием, возвращая старые значения CS: IP и регистра флагов, тем самым, давая программе возможность продолжить выполнение из того же состояния. Все IBM PC используют микросхему таймера 8253 (или 8254) для согласования импульсов от микросхемы системных часов. Число циклов системных часов преобразуется в один импульс, а последовательность этих импульсов подсчитывается для определения времени, или они могут быть посланы на громкоговоритель компьютера для генерации звука определенной частоты. Микросхема 8253 имеет три идентичных независимых канала, каждый из которых может программироваться. Микросхема 8253 работает независимо от процессора. Процессор программирует микросхему и затем обращается к другим делам. Таким образом 8253 действует как часы реального времени - она считает свои импульсы независимо от того, что происходит в компьютере. Однако, максимальный программируемый интервал составляет приблизительно 1/12 секунды. Для подсчета интервалов времени в часы и минуты нужны какие-то другие средства. Именно по этой причине импульсы от нулевого канала микросхемы таймера накапливаются в переменной, находящейся в области данных BIOS. Это накопление обычно называется подсчетом времени суток. 18. 2 раза в секунду выход канала 0 обрабатывается аппаратным прерыванием (прерыванием таймера), которое ненадолго останавливает процессор и увеличивает счетчик времени суток.
Число 0 соответствует полночи 12: 00; когда счетчик достигает значения эквивалентного 24 часам, он сбрасывается на ноль. Другое время в течение суток легко определяется делением показателя счетчика на 18. 2 для каждой секунды. Счетчик времени суток используется в большинстве операций, связанных со временем.
Заключение
Ассемблер является символическим аналогом машинного языка. По этой причине программа, написанная на ассемблере, должна отражать все особенности архитектуры микропроцессора: организацию памяти, способы адресации операндов, правила использования регистров и т. д. Из-за необходимости учета подобных особенностей ассемблер уникален для каждого типа микропроцессоров.
В данной курсовой работе изучен теоретический материал о языке низкого уровня - ассемблер, его преимущества и недостатки, основные этапы программирования на ассемблере. Были рассмотрены принципы обработки прерываний, вывода и ввода информации в графическом и текстовом режимах, обработка сообщений системного таймера, реализован алгоритм выполнения поставленной задачи, а также выполнена трансляция кода в исполняемый файл.
Список литературы
Касвандс Э. Г. Введение в программирование на языке Ассемблер. ч. 1 - М. : ЮНИТИ - ДАНА, 2006.
Юров В. Assembler. Специальный справочник. - СПб. : Питер, 2007.
Что такое ассемблер. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.assembler.webservis.ru
Ваулин А. С. Языки программирования. кн. 5 - М. : Школа-Пресс, 2008.
Малютин Э. А. Языки программирования. - М. : Просвещение, 2008.
Абель П. Язык Ассемблера для IBM PC и программирования /Пер. с англ. Ю. В. Сальникова - М. ; Высшая школа 2007 - 447 с. : ил.
Программируем на ассемблере. [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.kalashnikoff.ru
Зубков С. В. Assembler для DOS, Windows и Unix. - М. : ИНФРА-М, 2009.
Богумирский Б. Эффективная работа на IBM PC в среде Windows 95 СПб, «Питер», 2007.
Юров В., Хорошенко В. Assembler - Учебный курс. - СПб. : Питер, 2007.
Приложение
Код программы
; mov AX, data; инициализация
mov DS, AX; сегментного регистра DS
; Прочитаем и сохраним исходное содержимое вектора 8
mov word ptr old_08h, BX
mov word ptr old_08h+2, ES
; Установим наш обработчик прерываний new_08h
mov DX, offset new_08h
push DS; Сохраним на время DS
push CS; Отправим содержимое CS
int 21h; Вызов DOS (функции 25h)
pop DS; Восстановим DS
; Сымитируем действия, выполняемые в течение 3 с, просто зациклив программу
; Вторая ветвь программы, активизируемая по истечении 3 с
; белая полоса
; синяя полоса
; красная полоса
mov CS: time, 20
; Прикладной обработчик прерываний от таймера,
; активизируемый 18, 2 раза в секунду
push AX; Сохраним два используемых
push BP; в обработчике регистра
dec CS: time; Декремент интервала времени
jnz outint; Пока не 0, выйти из прерывания
; Содержимое ячейки time уменьшилось до 0, выполнить переключение программы
mov BP, SP; ВР=текущая вершина стека
mov AX, offset fin; Смещение точки перехода
mov , AX; /Отправим его в стек на место IP
mov AX, seg fin; /Сегмент точки перехода
mov , AX; /Отправим его в стек на место CS
outint: mov AL, 20h; /Команда EOI в контроллер
out 20h, AL; /прерываний
MOV AX, 0600h ; AH=06 (прокрутка), AL=00 (весь экран)
MOV BH, 07 ; нормальный атрибут
MOV CX, 0000 ; верхняя левая позиция
MOV DX, 184Fh ; нижняя правая позиция
INT 10h ; передача управления в BIOS
MOV AH, 02 ; номер функции
MOV BH, 00 ; номер страницы
MOV DH, 00 ; номер строки
MOV DL, 00; номер столбца
INT 10h ; устанавливаем курсор
pop BP; /Восстановим оба
pop AX; /сохраненных регистра
iret; /Выход из прерывания
time dw 20; /Ячейка для отсчета времени
; /Поля данных
old_08h dd 0; /Ячейка для хранения исходного вектора
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Эволюция языков программирования от низкого уровня до современности. Языки программирования второго поколения - ассемблер. Императивные, функциональные, логические и объектно-ориентированные языки. Машинная независимость. Парадигмы программирования.
презентация , добавлен 14.10.2013
Изучение некоторых аспектов языка Ассемблера и ЭВМ в целом. Построение алгоритмов решения поставленной задачи на языках программирования Си, Ассемблер УМ и IBM PC. Составление блок-схем решений и написание программ на каждом из перечисленных языков.
курсовая работа , добавлен 20.10.2014
Изучение языка низкого уровня ассемблер для написания примера программы для 16 битного приложения. Разработка и реализация алгоритма поднесения чисел к степени чисел над полем за основанием 2 (mod 2). Иллюстрация техники создания DOS приложения.
курсовая работа , добавлен 08.11.2011
Машинные коды и ассемблер. Первые языки программирования высокого уровня. Язык программирования FORTRAN. Достоинства и недостатки ALGOL. Научные и бухгалтерские программы. Основные принципы, которые соблюдались при создании языка программирования Basic.
курсовая работа , добавлен 21.06.2014
Язык программирования как формальная знаковая система, предназначенная для записи программ. Рефал как алгоритмический язык рекурсивных функций. Лисп как ассемблер, ориентированный на работу со списковыми структурами. Пролог: понятие, основные средства.
презентация , добавлен 22.02.2014
Особенности ассемблера - машинно-ориентированного языка низкого уровня, применяемого для создания простых приложений. Связывание программ на разных языках. Типичный формат записи команд, инструкции и директивы языка ассемблера. Разработка игры "Змейка".
курсовая работа , добавлен 20.07.2014
Характеристика языков программирования: краткая история, хронология. Основные виды языков программирования: ассемблер; бейсик. Создание и использование формул в Excel. Применение операторов в формулах. Использование функций в Excel. Сайт дома отдыха.
отчет по практике , добавлен 03.06.2011
Ввод и вывод чисел при помощи подключаемого модуля IO. Особенности работы с одномерными и двухмерными массивами. Тестирование состояние флагов. Рринципы и навыки работы с компилятором и отладчиком. Разработка схемы алгоритма программы на языке ассемблер.
курсовая работа , добавлен 02.12.2009
Изучение особенностей операционной системы, набора программ, контролирующих работу прикладных программ и системных приложений. Описания архитектуры и программного обеспечения современных операционных систем. Достоинства языка программирования Ассемблер.
презентация , добавлен 22.04.2014
Ассемблер как символический аналог машинного языка. Архитектура микропроцессора: организация памяти, способы адресации операндов, правила использования регистров. Текст программы. Этапы программирования на ассемблере, алгоритмы выполнения задач.
