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1、第5章 程序控制结构及其程序设计,5.1 汇编语言程序设计概述 5.2 顺序程序设计 5.3 分支程序设计 5.4 循环程序设计 5.5 在实模式下发挥80386及其后继机型的优势 习题5,5.1 汇编语言程序设计概述,5.1.1 汇编语言程序设计的基本步骤 编制汇编语言程序的基本步骤如下： (1) 分析问题，抽象出描述问题的数学模型。遇到一个题目，特别是一个较为复杂的题目，先要对其进行全面的分析，看它给出了什么条件，有什么特点，找出规律，归纳出数学模型。当然，也可能有些问题不用写出数学模型或写不出数学模型。,(2) 确定算法。有了数学模型，或虽然没有数学模型但已把题目分析清楚了，就选择一个合
2、适的算法和适当的数据结构。如果没有可供选用的现成的算法和结构，就需要针对具体问题设计一个算法或结构。 (3) 绘制流程图。流程图就是用图形的方式把解决问题的算法直观地描述出来。对于一个比较复杂的问题，画出流程图，这有助于对问题的理解以及有助于编写出正确的程序。当然，如果算法比较简单，也可不画流程图。,(4) 分配存储空间和工作单元。用汇编语言编写程序时，需要给程序中的变量指定内存单元地址或指定寄存器。 (5) 编写程序。要把题目中需要处理的数据合理地根据(2)、(3)、(4)步的工作，选用适合的指令，并按一定的语法规则编写相应的程序。 (6) 静态检查。静态检查就是用人工的方式检查程序是否有错
3、误，包括算法错误和语法错误等，如果有错误，及时改正过来。处理得好，静态检查能够发现和改正程序中的大部分错误。,(7) 上机调试运行。任何程序必须经过调试，才能检查出解题目的是否正确以及程序是否符合设计思想。在调试程序的过程中，应该善于利用机器提供的调试工具(如DEBUG)和有效的其他工具软件来进行工作，经过反复的“运行发现错误改正错误运行”，才能得到正确的程序。这一点对初学者特别重要，它将给汇编语言编程提供很大的帮助。 程序的编写和调试运行是学好汇编语言的重要手段。只有多编写程序和多调试运行程序，才能有效地提高编写和阅读程序的能力。,5.1.2 程序流程图 表示一个算法，可以用不同的方法。常用
4、的有自然语言、传统流程图、结构化流程图、伪代码和PAD图等。 1. 用自然语言表示算法 很多算法是用自然语言表示的，自然语言是指人们日常使用的语言。用自然语言表示算法通俗易懂，但文字冗长，容易出现“歧义性”。自然语言表示的含义往往不大严格，要根据上下文才能判断其正确的含义。假如有这样一句话：“王先生对刘先生说孩子考上了大学。”是王先生的孩子考上大学呢，还是刘先生的孩子考上大学呢? 光从这句话本身难以判断。此外，用自然语言描述包含分支和循环的算法很不方便。因此，除了很简单的问题以外，一般程序设计不用自然语言描述算法。,2. 流程图的组成 流程图是用一些图框表示各种操作。用图形表示算法，直观形象，
5、易于理解。美国国家标准化协会ANSI(American National Standard Institute)规定了一些常用的流程图图元（见图5.1），已被世界各国程序工作者普遍采用。 借助于流程图可以清晰地把程序思路表达出来，有助于编写正确的程序。流程图对于程序设计人员，特别是初学者是一种非常有用的工具。 流程图一般由6种成分组成，如图5.1所示。,图5.1 流程图的组成成分图,1) 执行框(矩形框) 图5.1中的方框，其作用是表示一段程序或一个模块的功能，对于结构化程序，一个执行框只有一个入口和一个出口。 2) 判别框(菱形框) 图5.1中的菱形框，其作用是对一个给定的条件进行判断，根据
6、给定的条件是否成立来决定如何执行其后的操作。它有一个入口，两个出口，如图5.2所示。,图5.2 流程图的绘制示意,3) 开始框和终止框 图5.1中的圆头方框表示程序的起始和终止。 4) 指向线 指向线表示程序执行的顺序。 5) 连接点 图5.1中小圆圈是连接点，用于将画在不同地方的流程线连接起来。如图5.2中有两个以为标志的连接点，它表示这两个点是互相连接在一起的。实际上它们是同一个点，只是当在纸张上画不下时才分开来画。用连接点，可以避免流程线的交叉或过长，使流程图清晰。,流程图是表示算法的较好工具。一个流程图包括以下几部分： (1) 表示相应操作的框； (2) 带箭头的流程线； (3) 框内
7、外必要的文字说明。 绘制流程线不要忘记画箭头，因为它是反映流程执行的先后次序的，如不画出箭头就难以判定各框的执行次序了。,用流程图表示算法直观、形象，能比较清楚地显示出各个框之间的逻辑关系。前一时期国内外计算机书刊都广泛使用这种流程图表示算法，但是，这种流程图占用篇幅较多，尤其当算法比较复杂时，画流程图既费时又不方便，在结构化程序设计方法推广之后，许多书刊已用N-S结构化流程图代替这种传统的流程图。但是每一个程序编制人员都应当熟练掌握传统流程图，做到会看会画。,3. 三种基本结构和改进的流程图 1) 传统流程图的弊端 传统的流程图用流程线指出各框的执行顺序，对流程线的使用没有严格限制。因此，使
8、用者可以不受限制地使流程随意地转来转去，使流程图变得毫无规律。阅读者要花很大精力去追踪流程，使人难以理解算法的逻辑。这种情况如图5.3所示。这种如同乱麻一样的算法称为BS型算法，意为就像一碗面条(A Bowl of Spaghetti)，乱无头绪。,图5.3 杂乱流程示意,这种算法不好，难以阅读，也难以修改，可靠性和可维护性难以保证。如果我们写出的算法能限制流程的无规律任意转向，如同一本书那样，由各章各节顺序组成，那样，阅读起来就很方便，从头到尾顺序地看下去即可。而如果一本书不是由各章节顺序组成，各章节内各节毫无规律地乱排，阅读这种书就很困难。,为了提高算法的质量，使算法的设计和阅读更方便，必
9、须限制滥用箭头，即不允许无规律地使流程随意转向，只能顺序地进行下去。但是，算法上难免会包含一些分支和循环，而不可能全部由一个一个框顺序组成。为了解决这个问题，人们设想，规定出几种基本结构，然后由这些基本结构按一定规律组成一个算法结构(如同用一些基本预制构件来搭成房屋一样)，整个算法的结构是由上而下地将各个基本结构顺序排列起来的。如果能做到这一点，算法的质量就能得到保证和提高。,2) 三种基本结构 1966年，BOHRA和JACOPINI提出了以下三种基本结构，用这三种基本结构作为表示一个良好算法的基本单元。 (1) 顺序结构。如图5.4所示，虚线框内是一个顺序结构。其中A和B两个框是顺序执行的
10、。即在执行完A框所指定的操作后，必然接着执行B框所指定的操作。顺序结构是最简单的一种基本结构。,图5.4 顺序结构图,(2) 选择结构(也称选取结构或分支结构)。如图5.5所示，虚线框内是一个选择结构。此结构中必包含一个判断框。根据给定的条件P是否成立而选择执行A框或B框。请注意，无论P条件是否成立，只能执行A框或B框之一，不可能既执行A框又执行B框。无论走哪一条路径，在执行完A或B之后，都经过b点，然后脱离本选择结构。A或B两个框中可以有一个是空的，即不执行任何操作。 (3) 循环结构(又称重复结构)。循环结构指反复执行某一部分的操作，有当型(WHILE型)循环、直到型(UNTIL型)循环和
11、计数型(FOR-NEXT)循环。,图5.5 选择结构图,4. 结构化程序设计的特点 三种基本循环结构的共同特点如下： (1) 只有一个入口。 (2) 只有一个出口。尽管一个菱形判断框有两个出口，但由它构成的一个选择结构仍只有一个出口。不要将菱形框的出口和选择结构的出口混淆。 (3) 各功能框均可执行。结构内的每一部分都有机会被执行到，也就是说，对每一个框而言，都应当有一条从入口到出口的路径通过它。,(4) 结构中无死循环。 实践证明，由以上三种基本结构顺序组成的算法结构，可以解决任何复杂的问题。由基本结构所构成的算法属于“结构化”的算法，它不存在无规律的转向，只在本结构内才允许存在分支、向前或
12、向后的跳转。 基本结构不一定只限于上面三种，只要具有上述四个特点的都可以作为基本结构。人们可以自己定义基本结构，并由这些基本结构组成结构化程序。,5.2 顺序程序设计,在顺序程序结构中，完全按顺序逐条执行指令序列，这种情况在程序中大量存在，但仅由顺序结构构成的作为完整的程序则很少见。顺序结构的程序是最简单的程序。,【例5-1】 将两个字节数据相加，并存放到一个结果单元中。 DATA SEGMENT AD1 DB 4CH ；定义第1个加数 AD2 DB 25H ；定义第2个加数 SUM DB ? ；定义结果单元 DATA ENDS CODE SEGMENT,ASSUME CS: CODE，DS:
13、 DATA START： MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV AL，AD1 ；取出第1个加数 ADD AL，AD2 ；和第2个加数相加 MOV SUM，AL ；存放结果 MOV AH，4CH INT 21H ；返回DOS CODE ENDS END START,【例5-2】 两个32位数的乘法程序。 .386 DATA SEGMENT NUM1 DD 12345678H ；定义第1个乘数 NUM2 DD 5A4BEF06H ；定义第2个乘数 RESULT DD 2 DUP(?) ；定义结果单元 DATA ENDS CODE SEGMENT,ASSUME CS：CODE，DS：D
14、ATA START： MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV EAX，NUM1 ；取出第1个乘数 MUL NUM2 ；和第2个乘数相乘,MOV RESULT，EAX ；存放结果的低4字节部分 MOV RESULT+4，EDX ；存放结果的高4字节部分 MOV AH，4CH ； INT 21H ；返回DOS CODE ENDS END START,【例5-3】 将一个字节压缩BCD码转换为两个ASCII码。 分析：一个字节的压缩BCD码就是用一个字节的二进制数表示两位十进制数，如十进制数96表示成压缩BCD码就是96H，转换成ASCII码就是把压缩BCD码表示的十进制数的高位和低位分
15、开，并以ASCII码表示，即转换成39H和36H。,DATA SEGMENT BCDBUF DB 96H ；定义1个字节的压缩BCD码 ASCBUF DB 2 DUP(?) ；定义2个字节的结果单元 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE，DS: DATA,START： MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV AL，BCDBUF ；取出BCD码 MOV BL，AL ；送BL暂存 MOV CL，4 SHR AL，CL ；高4位变成低4位，高4位补0(96H09H) ADD AL，30H ；变成ASCII码(39H),MOV ASCBUF，AL；存
16、储第1个ASCII码 AND BL，0FH ；屏蔽掉高4位，只保留低4位(96H06H) ADD BL，30H ；变成BCD码(36H) MOV ASCBUF+1，BL ；存储第2个码 MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS END START,【例5-4】 利用直接查表法完成将键盘输入的一位10进制数(09)转换成对应的平方值并存放在SQRBUF单元中。（用P单步调试） 分析：09的平方值分别为0、1、4、9、16、25、36、49、64、81。把平方值放在一起形成一个平方值表，根据输入的值和对应平方值所在单元地址之间的关系(表首地址加上输入的值)，查出相应的平方值。,DATA SEGMENT SQUTAB DB0，1，4，9，16，25，36，49，64，81 SQUBUF DB ? DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS: CODE，DS: DATA START： MOV AX，DATA,MOV DS，AX MOV BX，OFFSET SQUTAB ；平方表首地址 MOV AH，1 INT 21H ；由键盘输入个数，得到其ASCII码 SUB AL，30H ；由ASCII码得到相应的数 XLAT ；查表 MOV SQUBUF，AL ；存储结果,
