15 补充

学习笔记
作者: MingXiao

神人sgf的迷惑出题

15.1 求整数平方根

数学原理是\(n^2 = \sum_{i=0}^{n-1} 2i+1\)，那么用\(\sum 2i+1\)和\(n^2\)比大小，正好相等时的\(i=n-1\)，代码如下

SQRT PROC NEAR
	push ax
	push bx
	push cx
	
	mov ax, si		;取n2
	sub cx, cx		;cx=0,同时让FLAGS置零
again:
	mov bx, cx		;bx=i
	add bx, bx
	inc bx			;bx=2i+1
	sub ax, bx		
	jc over			;存在借位，说明ax<bx，就结束
	inc cx
	jmp again		;ax>bx就继续
over:			
	mov si, cx
	pop cx
	pop bx
	pop ax
	ret
SQRT ENDP

15.2 冒泡排序

算法就是一次次冒泡，一共n个数，就有n-1+n-2+...+1次交换，也就是两层循环，外层n-1次，内层n-i次（从1开始），代码如下

start:
	mov ax, data		;存放要排的数据
	mov ds, ax
	mov cx, n-1			;n个数排序
LP1:
	mov di, cx			;di就是j,j=n-i
	mov bx, 0			;寻址用
LP2:
	mov al, table[bx]
	cmp al, table[bx+1]	;两个数比较
	jge	next			;这里的排序方法是从大到小，所以是ge
	xchg al, table[bx+1]	;不是就交换两个数，这个是交换的代码
	mov table[bx], al
next:
	inc bx				;下一对数据
	dec di				;内层循环-1
	jnz LP2
	loop LP1			;外层循环-1

15.3 小tips

  • in, out指令只能用ax, al存放读/写的数据，16bit用ax，8bit用al

  • USART: Universal Synchronous/Asynchronous Receiver/Transmitter 通用同步/异步数据收发器

  • 在8251A异步初始化中，需要多次向端口写0，详见复习ppt第60页

  • 异步串行通讯的数据规格：起始位1b；数据位5-8b，D0在先；奇偶校验位1b；停止位1/1.5/2b

  • 8253的方式1，方式3，方式5比较重要

  • DOS系统的启动

  • 冷启动是从完全断电状态开始，电源上电后产生复位信号，BIOS执行POST（Power On Self Test）进行全面硬件检测和初始化，并加载引导程序启动操作系统内核。热启动是在计算机已开启状态下，通过特定按键组合或系统选项触发，发送复位信号使CPU等硬件复位，但不重新上电，BIOS仅对部分硬件简单检测，操作系统关闭程序后重新加载内核并尝试恢复用户环境，速度比冷启动快。

  • 冷启动：电源重新打开，整个系统初始化

    1. 清理内存

    2. 检查内存

    3. CS = FFFFH

    4. IP = 0000H，3/4一起将指令指向了BIOS

    5. BIOS检查端口，识别和初始化设备

    6. BIOS 建立两个数据区：从0000H开始的中断向量区；BIOS数据区

    7. BIOS 加载系统文件

  • 热启动：跳过自检，不会清空内存

    • 复位启动reset：复位，见8.2节RESET引脚

  • 程序段前缀（PSP，Program Segment Prefix）

    • 加载子程序时在程序占用的内存前256个Byte中，含有程序返回，文件名等信息
    • PSP的地址默认作为DS, ES的值，故不加指定，则CS = DS +10H（256D = 100H）

  • TEST指令，改变SF/ZF/PF，OF = CF = 0

    • TEST reg1/opr1, reg2/opr2，按位进行与操作，只改变FLAGS不改变操作数
    • 当两个都是0时，结果是0

  • INT 21H

    • 2号功能
      • 字符显示功能，功能号存在MOV ah, 02H中；输入MOV dl, char，是字符的ASCII码
    • 9号功能
      • 字符串显示功能，MOV ah, 09H，DS:DX指向一个以$结尾的字符串，显示这个字符串
    • 0A号功能
      • 键盘输入存放到缓冲区（包括回车，回车是输入结束标志），MOV ah, 0AH，DS:DX指向缓冲区
      • 缓冲区第一个字节是用户预先定义的缓冲区大小（1-255），第二个字节是DOS系统写的读取的字符数

  • 显示数字的那个实验题，《微机原理实验》的10.3节

  • 传统总线结构，见复习ppt第67页

  • PUSHA指令，依次压入AX, CX, DX, BX, SP, BP, SI, DI，然后SP -= 16；POPA返回所有

  • 压缩的BCD码：用4bit binary表示1bit decimal；非压缩：用8bit binary，其中高四位都是0

    • 数字的ASCII码是非压缩的BCD码：0 - 0011 0000 = 30H = 48D；9 - 0011 1001

  • 中断和DMA比较

    • 中断：在CPU执行完一条指令后响应；通过中断服务程序（保护和恢复寄存器）；可由软/硬件引起
    • DMA：在CPU执行完一个总线周期后响应；传送1B只需要1~2个总线周期；可有软/硬件引起

  • 无论是jmp dword ptr，call far ptr，在保存或设置CS:IP时，都是IP的地址更低，在机器码中也是IP编译得更低

  • XLAT指令将ds:[bx+al]地址的内容存放到al寄存器中，一般而言bx是某个表的偏移地址，al原始值则是需要的值在表中的偏移，在使用直接定址表时比较方便（我在努力帮神人sgf说话了，学这指令干嘛？）

  • REPZ/E, REPNZ/E和REP类似，但是多一个检查ZF的状态，前者在相等时继续，后者在不等时继续，搭配CMPSB/W（对比es:[di]和ds:[si]的字节/字）和SCASB/W（查找al/ax，从内存地址es:[di]开始）



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