В) вариант программы с использованием только регистров и стековой памяти

адрес	код	мнемокод	комментарий
00	40	in 0	; ввод C в rA
01	0a	mov b,a	; (rA) -> (rB)
02	41	in 1	; ввод F в rA
03	80	mur a,a	; (rB)*(rA)->(rA,rB) (C*F, результат в паре рег. rA,rB)
04	42	in 2	; ввод E
05	20	push a	; (rA)(sp) : сохранить E в стеке
06	21	push b	; (rB)(sp) : сохранить результат C*F в стеке
07	43	in 3	; ввод B
08	20	push a	; (rA)(sp) : сохранить B в стеке
09	44	in 4	; ввод A
0a	0a	mov b,a	; (rA) -> (rB)
0b	90 01	mui a,1	; распространение знака
0d	9c 81	dvm a,1(sp)	; (rA,rB)/((sp)+1), умножение операнда rA на ;верхушку стека, частное в rB,остаток в rA : (A/B)
0f	28	pop a	; (sp)(rA) : B вытолкнуть из стека в rA
10	28	pop a	; (sp)(rA) : C*F вытолкнуть из стека в rA (операнд в регистре rA перезаписывается)
11	6a	sbr b,a	; (rB)-(rA) -> (rB): (A/B - C*F)
12	28	pop a	; (sp)(rA) : вытолкнуть из стека E в rA
13	80	mur a,a	; (rB)*(rA) - >(rA,rB) (A/B - C*F)*E
14	09	mov a,b	; переслать результат из rB в rA
15	4d	out 5	; Вывести результат в порт 5
16	f8	stop	; oстанов

В результате получили полностью перемещаемую программу, в которой для хранения исходных данных и промежуточных результатов используются только регистры и ячейки стека. Т.е. под данные не задействована ни одна ячейка памяти. Это полностью перемещаемый вариант программы. Проверим ее с теми же исходными данными (А=8, В=2, С=3, F=4, результат Y=4 выведен в порт №5). Очередность ввода данных определена алгоритмом вычисления C-F-E-B-A.

Тема: Команды сравнения и переходов

Для выполнения данного лабораторного практикума необходимо дополнить свои знания изучением следующих команд.

Сравнение регистров: CMR R1,R2. Признак результата устанавливается в соответствии с операцией (R1)-(R2). Содержимое регистров не изменяется.

Сравнение непосредственное: CMI R,I. Признак результата устанавливается в соответствии с операцией (R1)-I. Содержимое регистров не изменяется.

Группа команд переходов: В зависимости от трехразрядного кода условия возможны следующие переходы:

безусловный переход JMP;

переход по минусу JN;

переход по нулю JZ;

переход по плюсу JP;

переход по переполнению JV;

переход по не минусу JNN;

переход по не нулю JNZ;

переход по не плюсу JNP;

Проверяется состояние регистра признаков. Если бит, соответствующий условию перехода, установлен, в программный счетчик заносится адрес перехода.

Переход к подпрограмме: CALL А или CALL D(B). Адрес следующей за CALL команды заносится в вершину стека, в программный счетчик заносится адрес подпрограммы.

Возврат из подпрограммы: RET. Из вершины стека извлекается адрес возврата и записывается в программный счетчик

Организация цикла: LOOP R,A или LOOP R,D(B). Из содержимого регистра R вычитается 1. Если результат операции не равен нулю, осуществляется переход по адресу А или (B)+D. Если результат операции равен нулю, выполняется команда, следующая за командой организации цикла.

Группа команд переходов может быть условно поделена на несколько подгрупп :

•подгруппа команд безусловных переходов;

•подгруппа команд условных переходов;

•подгруппа команд организации циклов;

•подгруппа команд организации подпрограмм;

•подгруппа команд работы с прерываниями

Подгруппа команд безусловных переходов в простейшем случае может состоять из единственной команды безусловного перехода, обеспечивающей нарушение естественного хода выполнения программы. Команда является однооперандной, в качестве операнда тем или иным способом указывается адрес перехода. Выполнение команды с точки зрения процессора сводится к записи операнда команды в программный счетчик (PC).

Подгруппа команд условных переходов обеспечивает ветвления в программе в зависимости от состояния регистра флагов. Выполнение процессором команд ветвления заключается в следующем. После дешифровки команды проверяется установка соответствующих битов в регистре признаков, например, если в регистр команд процессора поступает команда "переход по отрицательному результату", то проверяется состояние флага N (флаг отрицательного результата). Если соответствующий бит в регистре флагов установлен в единицу, то осуществляется переход по заданному операндом команды адресу, т.е. выбирается адрес, закодированный в поле операндов в команде, и помещается в программный счетчик. Если соответствующий бит (ы) в регистре флагов не установлен (ы), то естественный ход программы не нарушается, PC изменяется обычным образом и указывает на команду, следующую за командой перехода.

Рассмотрим применение команд сравнений и переходов на примере вычисления выражения:

0 ,при X < 0

Y:= X ,при 0 < X< 1

X⁴ ,при X > 1

адрес	код	мнемокод	комментарий
00	40	in 0	;ввод X
01	b0 00	cmi a,0	;сравнить (rA) c 0 (установить регистр флагов)
03	b9 0f	jn lab1	;переход на метку lab1:, если установлен признак N ;(X<0), если нет, то выполнять следующую команду
05	b0 01	cmi a,1	;сравнить (rA) c 1 (установить рег.флагов по (rA)-1)
07	bf 11	jnp lab2	;переход на метку lab2:, если установлен признак P, ;т.е. X<=1, если нет, то выполнять следующую ;команду
09	38	xchg	; (rA) (rB) обмен содержимого rA и rB
0a	81	mur a,b	; (rB)*(rB) -> (rA,rB) : X*X (умножение содержимо-;го регистра rA на операнд регистра rB соответствует ;возведению в квадрат операнда регистра rB так как ;при прозведении целая часть операнда rA находится ;во втором слове, т.е. в rB)
0b	81	mur a,b	; (rB)*(rB) -> (rA,rB) : (X*X)*(X*X)
0c	38	xchg	;(rA)(rB) : теперь результат в (rA)
0d	b8 11	jmp lab2	;безусловный переход на вывод результата
0f	30 00	lab1: mvi a,0	;X=0
11	49	lab2: out 1	; вывод результата в порт №1 из rA
12	f8	stop

В данной программе использованы команды сравнения CMI - сравнить содержимое регистра и непосредственный операнд, а также команды переходов: JN - переход по минусу; JNP - переход по неположительному результату; JMP - безусловный переход.

Проверка для Х=2, Y=10h или 16d.

Теперь рассмотрим организацию циклов в программах на машинном уровне с использованием различных способов, а именно: по схеме цикла с предусловием (цикл, в котором условие находится перед телом цикла, а сам цикл выполняется до тех пор, пока условие не станет ложным) и по схеме цикла с постусловием (условие цикла располагается после тела цикла). Причем организацию цикла по второй схеме рассмотрим в двух вариантах: реализация с помощью команд сравнений и переходов и с помощью команды организации цикла со счетчиком.