Практическая работа № 10
«Арифметические операции»
Арифметические операции с целыми числами
Знакомство с программой «ЛамПанель»
Кроме регистров общего назначения, с которыми мы уже работали, в процессоре есть служебные регистры. В этой работе мы будем использовать один из них – регистр состояния PS. Используются только три младших бита этого регистра (см. рисунок), которые показывают, какой результат был получен в результате последней операции:
• бит C (от англ. carry – перенос) установлен (равен 1), если произошел перенос; в остальных случаях сброшен (равен 0);
• бит Z (от англ. zero – ноль) установлен, если результат последней операции – ноль; в остальных случаях сброшен;
• бит N (от англ. negative – отрицательный) установлен, если результат последней операции отрицательный; в остальных случаях сброшен.
• бит O (от англ. overflow – переполнение) установлен, если в результате последней операции произошло переполнение и результат неверен; в остальных случаях сброшен.
Эти биты могут учитываться при выполнении следующей команды. Например, для организации цикла использую команду перехода
JNZ метка
Если результат предыдущей операции НЕ равен нулю, то происходит переход на указанную метку. Вот пример программы, которая вычисляет сумму натуральных чисел от 1 до 5:
MOV 0, R0 ; начальное значение суммы
MOV 5, R1 ; количество шагов цикла
m: ; метка обозначает начало цикла
ADD R1, R0 ; R0:= R0 + R1
SUB 1, R1 ; уменьшить R1 – оставшееся число шагов
JNZ m ; переход, если получился не ноль
STOP
Здесь в каждой строчке после точки с запятой записан комментарий, объясняющий ее действие. Давайте проследим, как выполняется эта программа:
Цикл заканчивается, потому что бит Z равен 1 (результат последней операции вычитания – ноль) и перехода по команде JNZ не происходит.
Задание на практическую работу
1. Запустите тренажер «Лампанель». Вычислите приведенные выражения с помощью программы. Запишите в таблицу результаты, значение знакового бита и битов O, C, N и Z.
Замечание: в программу нужно вводить числа в шестнадцатеричной системе счисления!
Объясните полученные результаты:
2. Определите, в каких случаях произошло переполнение. Выделите эти строки таблицы желтым фоном.
3. С помощью программы, приведенной в теоретической части, вычислите сумму натуральных чисел от 1 до 100.
Программа:
Замечание: в программу нужно вводить числа в шестнадцатеричной системе счисления!
Ответ:
4. Напишите программу, которая вычисляет значение факториала – произведения всех натуральных чисел от 1 до заданного числа. Например, факториал числа 5 равен
.
Для выполнения умножения используйте команду MUL (см. справочную систему, клавиша F1).
Программа:
С помощью программы заполните таблицу:
Объясните результаты, полученные в последних двух строчках:
