Assembler для начинающих
Почему вас могло бы заинтересовать программирование на языке ассемблера? Cегодня повсюду используются такие языки высокого уровня как Бэйсик, Фортран и Паскаль. Возможно, вы уже знакомы по крайней мере с одним языком высокого уровня. Если вы постоянно пользуютесь персональным компьютером IBM, то вы знаете, что интерпритатор Бэйсика является частью системы. Зачем же возиться еще с одним языком программирования, тем более с таким, который сулит определенные трудности? Очевидно, даже располагая современными могучими языками, вы все еще нуждаетесь в ассемблере из-за его эффективности и точности.Программирование на языке Ассемблера
Ассемблерные программы могут быть очень эффективными. Из программистов, с равными навыками и способностями, работающий на языке ассемблера создаст программу более компактную и быстродействущую, чем такая же программа, написанная 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.
|
Программирование на языке Ассемблера Программирование на языке Ассемблера - 2 |
Программирование на языке Ассемблера - 3 Персональный компьютер фирмы IBM (IBM PC) |
Двоичная арифметика
В этой главе разъясняются свойства компьютеров. Она расскажет вам как компьютеры работают и почему они делают это именно так. Некоторые положения могут оказаться знакомыми вам. Если у вас нет опыта программирования на языке ассемблера, то многие операции будут для вас новыми.
|
Принципы работы компьютера Принципы работы компьютера - 2 Принципы работы компьютера - 3 Процедуры Процедуры - 2 |
Процедуры - 3 Стек Стек - 2 Стек - 3 Стек - 4 |
Модель программирования 8088
Для того, чтобы понять 8088 и научиться программировать для него, мы начнем с его внутреннего устройства. Внутри процессора имеются специальные ячейки памяти, называемые регистрами.
Команды управления микропроцессором
Оставшиеся команды микропроцессора 8088 управляют его работой. Многие из них устанавливают или сбрасывают некоторые флаги состояния.
Дисковая операционная система
В этой главе излагаются все детали, необходимые для ассемблирования и выполнения программ. В предыдущих главах объяснялось, как работает микропроцессор 8088. Теперь время проверить полученные знания, так как только самостоятельное составление и успешная прогонка программ могут дать полное представление о системе команд микропроцессора 8088.
|
Редактор связей Многомодульность Многомодульность - 2 EXTRN и PUBLIC EXTRN и PUBLIC - 2 |
EXTRN и PUBLIC - 3 EXTRN и PUBLIC - 4 EXTRN и PUBLIC - 5 EXTRN и PUBLIC - 6 Операция редактирования связей |
Макроопределения
В этой части будут описаны некоторые свойства макроассемблера, разработанного в фирме IBM. Хотя мы уже рассмотрели все команды процессора 8088, в ассемблере имеются и другие команды. Мы уже обсудили некоторые из этих псевдокоманд, например, операторы определения данных DB и DW. В этой главе будут введены более мощные средства языка ассемблера. Их объединяет то, что их использование делает написание программ на языке ассемблера более простым и легким.
Работа 8087
Конструкторы микропроцессора Intel 8088 предусмотрели для него уникальную возможность, характерную лишь для семейства микропроцессоров 8086/8088. Конструкции микропроцессора позволяет иметь в системе сопроцессор. Сопроцессор - это устройство, расширяющее возможности центрального процессора. Арифметический сопроцессор 8087 является сопроцессором центрального микропроцессора 8088, добавляющий команды числовой обработки и регистры с плавающей точкой. Эти дополнительные арифметические возможности расширяют набор команд микропроцессора 8088, и значительно увеличивают вычислительную мощность в тех случаях, когда программа выполняет операции с плавающей точкой и повышенной точности.
Системное оборудование
Эта глава описывает устройство персонального компьютера фирмы IBM (IBM PC). Поскольку данная книга посвящена программированию на языке ассемблера для IBM PC, вполне уместно рассмотреть аппаратное обеспечение машины. Эта глава не предназначена для инженеров и техников; она скорее для тех, кто пишет на языке ассемблера программы, которые выполняются на IBM PC. Выше говорилось, что язык ассемблера не всегда самый подходящий язык программирования. Умение программировать непосредственно на машинном уровне позволяет программисту иметь много больше возможностей для управления машиной. Но в случае большого проекта подавляющее количество подробностей, которое требуется языком ассемблера, затрудняет сосредоточие усилий на главной цели. Поэтому лучше всего использовать ассемблер только по мере необходмости.
Замечания по листингу ROM BIOS
В данной книге программы BIOS изучаются по двум причинам: их использование дает пример техники программирования на языке ассемблера, особенно в случае управления системной аппаратурой, и еще существенней то, что программы BIOS играют важную роль в разработке программ на языке ассемблера для IBM PC. В предыдущих главах уже использовались некоторые функции программы BIOS; и, поскольку фирма IBM внесла эти функции в BIOS, дублировать их не стоит. Их надо использовать всюду, где это возможно.
Расширение системы BIOS
В этой главе рассказывается о способе использования программ на языке ассемблера в больших программах. Приведенные ранее примеры были автономными программами на языке ассемблера. Ни один из других языков программирования не позволяет так, как язык ассемблера, управлять техническими средствами. Однако во многих случаях выбор языка ассемблера в качестве языка программирования может оказаться неправильным. Часто лучше всего бывает применять язык высокого уровня в сочетании с подпрограммами на языке ассемблера.
Заключение
Язык ассемблера - мощное средство программирования. Он позволяет программисту осуществлять всестороннее управление аппаратными средствами ЭВМ. Однако такое управление заставляет программиста вникать в детали, далекие от основного содержания программы. Все преимущества языка ассемблера оборачиваются подчас пустой тратой времени на многочисленные детали.
Пособие по практике программирования
Эта книга построена как раз на основных принципах, применимых к информационным технологиям на любом уровне. К таким взаимосвязанным принципам относятся: простота, благодаря которой программы остаются короткими и управляемыми, четкость и ясность, которые облегчают понимание программ и людям, и машинам, обобщенность, означающая, что программа способна корректно работать в широком диапазоне ситуаций и нормально адаптироваться к новым ситуациям, и автоматизация, которая позволяет передавать машине наиболее утомительные и скучные части нашей работы. Рассматривая программирование на различных языках, от алгоритмов и структур данных, через проектирование, отладку, тестирование, до улучшения производительности, мы иллюстрируем универсальные концепции, которые не зависят ни от языка, ни от операционной системы, ни от конкретного задания.Книга родилась из нашего многолетнего опыта в написании и поддержке разнообразнейших программ, в преподавании программирования и в общении с большим количеством программистов. Мы хотим поделиться знаниями, приобретенными благодаря этому опыту, чтобы помочь программистам всех уровней работать более эффективно и профессионально.
Введение
В мире разнообразных интерфейсов, постоянно меняющихся языков, систем и утилит, под постоянным давлением обстоятельств мы зачастую теряем из вида главные принципы, которые должны быть основанием любой хорошей программы, — простоту, четкость и универсальность.
Стиль
Есть старое наблюдение, что лучшие писатели иногда пренебрегают правилами риторики. Однако, когда они это делают, читатель обычно находит в тексте какие-то компенсирующие достоинства, достигнутые ценой этого нарушения. Пока кто-то не уверен, что он сможет сделать то же самое, ему, вероятно, лучше всего следовать правилам.
|
Стиль Пример 1.1 Имена Пример 1.4 Пример 1.5 |
Пример 1.6 Упражнение 1-1 Пример 1.9 Выражения Пример 1.11 |
Алгоритмы и структуры данных
Исследование алгоритмов и структур данных является одной из основ программирования, а также богатым полем элегантных технологий и сложных математических изысканий. И это — что-то большее, чем развлечение для теоретически подготовленных: хороший алгоритм или структура данных могут позволить решить в течение нескольких секунд проблему, которая без них решалась бы годы.
|
Хэш-таблицы Пример 2.50 Пример 2.53 Пример 2.55 Пример 2.55 - 2 |
Упражнение 2-14 Упражнение 2-15 Упражнение 2-16 Упражнение 2-17 Заключение |
Проектирование и реализация
Одним из аспектов этой точки зрения является то, что выбор конкретного языка программирования оказывается сравнительно неважным для общего проектирования. Мы сначала спроектируем программу абстрактно, а потом реализуем ее на С, Java, C++, Awk и Perl. Сравнив реализации, мы увидим, как тот или иной язык может облегчать или, наоборот, затруднять кодирование и в каких аспектах выбор языка не является важным. Выбранный для реализации язык может, конечно, чем-то украсить программу, но не доминирует в ее разработке.
|
Алгоритм цепей Маркова Пример 3.2 Варианты структуры данных Создание структуры данных в языке С Пример 3.4 |
Пример 3.6 Пример 3.8 Пример 3.9 Пример 3.10 Пример 3.11 |
Интерфейсы: какой доступ и какой сервис предлагается? Интерфейс, в сущности, является соглашением между поставщиком (программистом) и потребителем. В идеале мы должны предоставлять унифицированные и удобные средства, имеющие достаточно возможностей для того, чтобы их было легко использовать, и в то же время не настолько большие, чтобы стать громоздкими.
|
Значения, разделенные запятой Пример 4.1 Пример 4.2 Пример 4.4 Прототип библиотеки |
Пример 4.5 Пример 4.8 Пример 4.6 Пример 4.8 Пример 4.7 |
Отладка
В предыдущих четырех главах мы продемонстрировали много различного кода и при этом притворялись, что весь этот код работал должным образом с первого раза. Естественно, это было не так: на самом деле было множество "багов". Слово "баг" появилось вовсе не среди программистов, но считается одним из самых распространенных терминов в программировании. Почему программирование столь сложно?
|
Отладчики Хорошие подсказки, простые ошибки Пример 5.1 Пример 5.2 Пример 5.4 |
Трудные ошибки, нет зацепок Трудные ошибки, нет зацепок - 2 Трудные ошибки, нет зацепок - 3 Пример 5.6 Пример 5.7 |
Тестирование
Тестирование и отладка часто упоминаются вместе, однако это две разные вещи. Сильно упрощая, можно сказать, что отладкой называется то, что вы делаете, когда знаете, что программа не работает. Тестирование же — это последовательные, систематические попытки добиться ошибки от программы, которая считается работающей.
|
Систематическое тестирование Систематическое тестирование - 2 Пример 6.16 Пример 6.17 Пример 6.17 - 2 |
Упражнение 6-4 Автоматизация тестирования Пример 6.18 Пример 6.19 Пример 6.20 |
Производительность
Когда-то программисты затрачивали огромные усилия на то, чтобы сделать свои программы эффективными, так как компьютеры были очень медленными и очень дорогими. В наши дни компьютеры стали гораздо быстрее и сильно подешевели, так что необходимость в идеальной эффективности заметно снизилась. Стоит ли по-прежнему волноваться из-за производительности?
|
Узкое место Пример 7.1 Пример 7.2 Пример 7.2 - 2 Пример 7.3 |
Пример 7.4 Пример 7.6 Пример 7.7. Код для построения этих таблиц весьма прост Упражнение 7-1 Замеры времени и профилирование |
Переносимость
Написать корректную и эффективную программу трудно. Поэтому если программа уже работает в одной среде, то вам, скорее всего, не захочется повторять пройденный путь ее создания при переходе на другой компилятор, процессор или операционную систему. В идеале программа не должна требовать внесения никаких изменений.
|
Язык Язык - 2 Язык - 3 Пример 8.1 Пример 8.1 - 2 |
Пример 8.2 Пример 8.3 Пример 8.4 Пример 8.5 Заголовочные файлы и библиотеки |
Нотация
Преимущества хорошей нотации — способа записи — появляются при переходе от традиционного программирования к узкоспециальным проблемным областям. Регулярные выражения позволяют использовать компактные (из-за этого подчас превращающиеся в тайнопись) описания классов строк. Язык HTML позволяет определять внешний вид интерактивных документов, нередко используя встроенные программы на других языках, вроде JavaScript. PostScript рассматривает целый документ — например эту книгу — как стилизованную программу. Электронные таблицы и текстовые процессоры часто содержат в себе языки программирования типа Visual Basic, они используются для вычисления выражений, доступа к информации, управления размещением данных в документе.
|
Форматирование данных Пример 9.1 Пример 9.3a Пример 9.4 Пример 9.6 |
Пример 9.7 Пример 9.9 Пример 9.10b Пример 9.11 Пример 9.12 |
Приложения
Во многих главах были выделены правила или какие-то основные моменты, подводящие итог обсуждению. Для удобства поиска правила собраны здесь воедино. Не забывайте, что в соответствующих частях книги объясняется назначение и способы применения этих правил.
|
Стиль Интерфейсы Отладка |
Тестирование Производительность |
