Курсовая работа: Микропроцессор i8086/i8088

Наиболее распространенные варианты представления чисел – десятичное, восьмеричное, шестнадцатеричное и двоичное.

Символы ‘0’…’9’ располагаются в таблице ASCII-кодов последовательно, поэтому просто реализуется преобразование чисел в десятичное представление. Также десятичная форма отображения чисел является достаточно компактной. С учётом этого примем решение выводить числа на экран в десятичном виде.

4. Ввод числовых данных. С целью унификации визуального представления ввод числовых данных также будет осуществляться в десятичном представлении. Целесообразно усилить реализацию алгоритма проверкой введенного значения на превышение задаваемого в виде параметра лимита – это позволит использовать единообразно использовать разработанную подпрограмму и для ввода номера элемента массива, ограничив возможное значение размером массива, и для ввода нового значения элемента массива.

5. Генерация случайных чисел

В силу детерминированной природы компьютерных программ получить случайную последовательность чисел за счёт генерации невозможно. В программировании используется более точный термин – «псевдослучайная» последовательность. Это означает, что генерируемая последовательность чисел похожа на случайную, однако при повторении внешних условий, определяющих работу генератора, выходная последовательность повторится.

В качестве внешнего параметра генераторов псевдослучайных чисел, как правило, используют значение текущего времени компьютера в миллисекундах или количество тиков, прошедших с момента запуска компьютера. Такие внешние параметры хотя теоретически и могут быть повторены, вероятность их непроизвольного повторения практически равна нулю. Так как генерация случайных чисел будет использоваться только для автоматического заполнения тестового массива, особых требований к его «случайности» можно не предъявлять, что позволит использовать один из простейших генераторов.

Самый часто применяемый тип алгоритмов генерации псевдослучайных последовательностей – линейные конгруэнтные генераторы, описываемые общим рекуррентным соотношением:

Ij+1 = (aIj + c) MODm

При правильно выбранных числах a и c эта последовательность возвращает

все числа от нуля до m–1 псевдослучайным образом и её периодичность сказывается только на последовательностях порядка m. Если число a подобрано очень тщательно, может оказаться, что число c равно нулю. Так, классический стандартный генератор Льюиса, Гудмана и Миллера использует a=16807 (75) при m=231-1, а генераторы Парка и Миллера используют a=48271 и a=69621 (при том же m).

Реализуем последний из описанных вариантов, используя в качестве начального значения I текущее значение тактов таймера, которое хранится в виде двойного слова в области данных BIOS по адресу 0040: 006C.

6. Компоновка алгоритмов. Алгоритмы, реализуемые в программе, в интересах лучшей читаемости исходных текстов и возможности повторного использования оформлены в виде подпрограмм. Передача параметров в подпрограммы и получение результатов будет осуществляться через регистры процессора. Модификация регистров внутри подпрограмм в целях минимизации неуправляемых побочных эффектов будет сведена к минимуму. Глобальные переменные будут использоваться по возможности только во вспомогательных алгоритмах.

С учётом сформулированных ранее проектных решений, касающихся формирования контрольного числа, очевидно, что чем больше разрядность контрольного кода, тем большей ёмкости массивы могут быть обработаны более точным и информативным методом – методом битового маскирования.

С учётом же того, что в настоящее время наиболее распространены персональные компьютеры с 32-разрядной архитектурой, целесообразно ограничить ёмкость контрольного числа 32-мя битами.

Вопрос типа элементов в обрабатываемых массивах не является существенным, так как в контексте языка программирования Ассемблер речь может идти только о байтовых массивах, о массивах машинных слов (16 разрядов) и двойных слов (32 разряда). Если принять во внимание, что в любом случае под массив отводится непрерывная область памяти, то массив машинных слов можно рассматривать как байтовый массив двойного размера, а массив двойных слов – как байтовый массив учетверенного размера. Таким образом, будем обрабатывать только байтовые массивы.

2.3. Подсчёт контрольного кода четности

Для вычисления контрольного кода чётности будем использовать подсчёт битов в исходных элементах массива. С учётом ёмкости контрольного числа в 32 бита для массивов, размер которых не более 32 байта, используем битовое маскирование результирующего кода, а для массивов большего размера – подсчёт байтов, количество битов в которых чётно.

Блок-схема алгоритма имеет вид:

Из блок-схемы видно, что алгоритм подсчета контрольного кода четности использует два вложенных алгоритма: битового маскирования результата и подсчета количества байтов с четным количеством бит.

2.4. Битовое маскирование

Традиционно массивы в графическом виде представляются в виде последовательности элементов, упорядоченных слева направо, а двоичные числа – справа налево:

Такое представление затрудняет понимание общей природы массивов и двоичных чисел. Достаточно упорядочить элементы массива и биты двоичного числа в одном направлении и, возможно, ввести нумерацию элементов массива с 0, чтобы увидеть, что по сути двоичное число – это обычный массив, элементами которого являются биты:

С учётом этого факта несложно построить алгоритм формирования контрольного числа, в котором последовательно будут проверяться элементы массива и в зависимости от результата проверки соответствующие биты контрольного числа будут устанавливаться в 1 или 0. Текстовое описание такого алгоритма:

1. Обнулить контрольное число

2. Установить указатель на последний элемент массива

3. Проверить на четность очередной элемент массива

4. Если чётный, установить флаг переноса в 1. Иначе установить в 0.

5. Выполнить битовый сдвиг контрольного числа с учётом флага переноса на 1 разряд в сторону старших разрядов.