Обработка двоичных данных
Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по МДК.01.01 Системное программирование для студентов 2 курса
Составитель: Токаева Я.Ю.,
преподаватель колледжа
Обработка двоичных данных. Методические рекомендации по выполнению лабораторной работы по МДК.01.01 Системное программирование для студентов 2 курса /Составитель: Токаева Я.Ю./ ‒ Череповец: Череповецкий металлургический колледж имени академика И.П. Бардина, 2019. – 9 с.
Рецензенты:
Данная методическая разработка рассмотрена на заседании цикловой комиссии «Информационные технологии и вычислительная техника» и рекомендована к применению.
Председатель: /Молоткова Л.Н./
__________________2019 г.
Протокол №___
Содержание
| Цель работы | ||
| Средства обучение | ||
| Теоретическое обоснование | ||
| Задание | ||
| Ход работы | ||
| Рекомендации по оформлению отчета | ||
| Контрольные вопросы | ||
| Литература | ||
| Приложение А – Варианты заданий |
Лабораторная работа № 10 «Обработка двоичных данных»
1 Цель работы: закрепление на практике основных принципов обработки двоичных данных в языке Ассемблер.
2 Средства обучения:
· ПЭВМ;
· методические рекомендации.
Теоретическое обоснование
Несмотря на то, что мы привыкли к десятичной арифметике (база 10), компьютер работает только с двоичной арифметикой (база 2). Кроме того, ввиду ограничения, накладываемого 16-битовыми регистрами, большие величины требуют специальной обработки.
Данные в двоичном формате рассматриваются как числа со знаком и без знака. При этом необходимо заметить, что не существует отдельного формата для чисел со знаком и без знака. Один и тот же двоичный код может рассматриваться как значение со знаком и без знака. Все зависит от того, как трактуется старший бит операнда. Для чисел без знака он является старшим значащим битом операнда. Для чисел со знаком смысл старшего значащего бита операнда меняется: его нулевое значение соответствует положительному числу, единичное ‒ отрицательному. Остальные разряды операнда ‒ значащие. Но здесь есть один нюанс, смысл которого в том, что остальные разряды не являются модулем числа. Для положительного числа они действительно являются абсолютной величиной числа,
а вот для отрицательного числа они представляют так называемый дополнительный код числа. Идея дополнительного кода состоит в том, что микропроцессору совсем необязательно иметь отдельные устройства для сложения и вычитания. Достаточно только одного ‒ сумматора.
Есть всего лишь две команды в системе команд микропроцессора, которые воспринимают старший бит операнда как знаковый, ‒ это команды IMUL и IDIV. В остальных случаях забота о правильной трактовке старшего бита ложится на программное обеспечение. Программирующий на ассемблере должен сам предусматривать особенности обработки знаковых битов.
Другая характерная ситуация при выполнении арифметических действий ‒ переполнение и антипереполнение. Их причина ‒ ограниченность разрядной сетки операнда. При выполнении операции сложения или умножения возможен выход результата за пределы разрядной сетки. Если результат больше максимально представимого значения для операнда данной размерности, то говорят о ситуации переполнения. Иначе, если результат меньше минимально представимого числа, то говорят о ситуации антипереполнения. При этом результат также верен, но при его соответствующей трактовке.
Ситуация переполнения может иметь место при вычислениях, в которых заранее не известен размер операндов.
Задание
Привести решения задач, представленных в приложении А, согласно своему варианту.
5 Ход работы:
· изучить теоретическое обоснование работы;
· выполнить задание согласно варианту (приложение А);
· ответить на контрольные вопросы;
· сделать выводы по проделанной работе;
· оформить отчет.
Рекомендации по оформлению отчета
Лабораторная работа оформляется в соответствии с ГОСТ 2.105-95 и требованиями, принятыми в колледже. Отчет по лабораторной работе должен содержать:
· вид работы;
· название работы;
· цель работы;
· средства обучения;
· ход работы;
· ответы на контрольные вопросы;
· выводы по проделанной работе.
7 Контрольные вопросы
1. В чем состоит причина возникновения переполнения?
2. Что представляет собой антипереполнение?
3. Каким образом можно определить наличие знака в двоичном коде?
4. В чем состоит идея дополнительного кода?
5. Какие команды воспринимают старший бит операнда как знаковый?
Литература
1 Зубков С.В. Assembler. Для DOS, Windows и Unix. 12-е изд. – М.: ДМК, 2016. – 514 с.
2 Углев С.Л. 20 уроков Accembler. – М.: SelfPub, 2018. – 80 с.
3 Фельдман С.К. Системное программирование. Полный курс лекций. – М.: Бук Пресс, 2016. – 514 с.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Варианты заданий
Вариант 1
1. Вычислить значение выражения (53+8)*2+(150-60)/3, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр DX.
2. Вычислить значение выражения (25*7 - 31*2+11*3)/2, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр BL. В регистр BH записать 0.
Вариант 2
1. Вычислить значение выражения (1260-450)/2 + 310*3, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр SI.
2. Вычислить значение выражения 150/3+78/2+365/5, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр CL. В регистр CH записать 0.
Вариант 3
1. Вычислить значение выражения (176/2+23*3)-(125-50)/3, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр BX.
2. Вычислить значение выражения (35/7)*(78/2)-190, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр BH. В регистр BL записать 0.
Вариант 4
1. Вычислить значение выражения (786+35)*3+(125-50)/5, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр DI.
2. Вычислить значение выражения (81/9)*(65 / 5)-110, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр CH. В регистр CL записать 0.
Вариант 5
1. Вычислить значение выражения (5684 / 4 + 357 / 3 + 245 / 5)*3, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр CX.
2. Вычислить значение выражения 150/5-35/7 +210/3, переведенного в двоичную форму. Полученный результат записать в регистр DL. В регистр DH записать 0.
СРОК СДАЧИ: ДО 15.00 16.04.2020 (если работа не будет скинута, она считается не выполненной в срок)