Информатика и информационные технологии: конспект лекций
Шрифт:
1. xadd назначение, источник – обмен местами и сложение.
Команда позволяет выполнить последовательно два действия:
1) обменять значения назначение и источник;
2) поместить на место операнда назначение сумму: назначение = назначение + источник.
2. neg операнд – отрицание с дополнением до двух.
Команда выполняет инвертирование значения операнд. Физически команда выполняет одно действие:
операнд = 0 – операнд, т. е.
Команду neg операнд можно применять:
1) для смены знака;
2) для выполнения вычитания из константы.
В данном разделе мы рассмотрим особенности каждого из четырех основных арифметических действий для упакованных и неупакованных двоично-десятичных чисел.
Справедливо может возникнуть вопрос: а зачем нужны BCD-числа? Ответ может быть следующим: BCD-числа нужны в деловых приложениях, т. е. там, где числа должны быть большими и точными. Как мы уже убедились на примере двоичных чисел, операции с такими числами довольно проблематичны для языка ассемблера. К недостаткам использования двоичных чисел можно отнести следующие:
1) значения величин в формате слова и двойного слова имеют ограниченный диапазон. Если программа предназначена для работы в области финансов, то ограничение суммы в рублях величиной 65 536 (для слова) или даже 4 294 967 296 (для двойного слова) будет существенно сужать сферу ее применения;
2) наличие ошибок округления. Представляете себе программу, работающую где-нибудь в банке, которая не учитывает величину остатка при действиях с целыми двоичными числами и оперирует при этом миллиардами? Не хотелось бы быть автором такой программы. Применение чисел с плавающей точкой не спасет – там существует та же проблема округления;
3) представление большого объема результатов в символьном виде (ASCII-коде). Деловые программы не просто выполняют вычисления; одной из целей их использования является оперативная выдача информации пользователю. Для этого, естественно, информация должна быть представлена в символьном виде. Перевод чисел из двоичного кода в ASCII-код требует определенных вычислительных затрат. Число с плавающей точкой еще труднее перевести в символьный вид. А вот если посмотреть на шестнадцатеричное представление неупакованной десятичной цифры и на соответствующий ей символ в таблице ASCII, то видно, что они отличаются на величину 30h. Таким образом, преобразование в символьный вид и обратно получается намного проще и быстрее.
Наверное вы уже убедились в важности овладения хотя бы основами действий с десятичными числами. Далее рассмотрим особенности выполнения основных арифметических операций с десятичными числами. Отметим сразу тот факт, что отдельных команд сложения, вычитания, умножения и деления BCD-чисел нет. Сделано это по вполне понятным причинам: размерность таких чисел может быть сколь угодно большой. Складывать и вычитать можно двоично-десятичные числа, как в упакованном формате, так и в неупакованном, а вот делить и умножать можно только неупакованные BCD-числа. Почему это так, будет видно из дальнейшего обсуждения.
Сложение неупакованных BCD-чисел
Рассмотрим два случая сложения.
Пример
Результат сложения не больше 9
6 = 0000 0110
+
3 = 0000 0011
=
9 = 0000 1001
Переноса из младшей тетрады в старшую нет. Результат правильный.
Пример
Результат сложения больше 9:
06 = 0000 0110
+
07 = 0000 0111
=
13 = 0000 1101
Мы получили уже не BCD-число. Результат неправильный. Правильный результат в неупакованном BCD-формате должен быть таким: 0000 0001 0000 0011 в двоичном представлении (или 13 в десятичном).
Проанализировав данную проблему при сложении BCD-чисел (и подобные проблемы при выполнении других арифметических действий) и возможные пути ее решения, разработчики системы команд микропроцессора решили не вводить специальные команды для работы с BCD-числами, а ввести несколько корректировочных команд.
Назначение этих команд – в корректировке результата работы обычных арифметических команд для случаев, когда операнды в них являются BCD-числами.
В случае вычитания в примере 10 видно, что полученный результат нужно корректировать. Для коррекции операции сложения двух однозначных неупакованных BCD-чисел в системе команд микропроцессора существует специальная команда – ааа (ASCII Adjust for Addition) – коррекция результата сложения для представления в символьном виде.
Эта команда не имеет операндов. Она работает неявно только с регистром al и анализирует значение его младшей тетрады:
1) если это значение меньше 9, то флаг cf сбрасывается в О и осуществляется переход к следующей команде;
2) если это значение больше 9, то выполняются следующие действия:
а) к содержимому младшей тетрады al (но не к содержимому всего регистра!) прибавляется 6, тем самым значение десятичного результата корректируется в правильную сторону;
б) флаг cf устанавливается в 1, тем самым фиксируется перенос в старший разряд, для того чтобы его можно было учесть в последующих действиях.
Так, в примере 10, предполагая, что значение суммы 0000 1101 находится в al, после команды ааа в регистре будет 1101 + 0110 = 0011, т. е. двоичное 0000 0011 или десятичное 3, а флаг cf установится в 1, т. е. перенос запомнился в микропроцессоре. Далее программисту нужно будет использовать команду сложения adc, которая учтет перенос из предыдущего разряда.
Вычитание неупакованных BCD-чисел
Ситуация здесь вполне аналогична сложению. Рассмотрим те же случаи.
Пример
Результат вычитания не больше 9:
6 = 0000 0110
–
3 = 0000 0011
=
3 = 0000 0011
Как видим, заема из старшей тетрады нет. Результат верный и корректировки не требует.
Пример
Результат вычитания больше 9:
6 = 0000 0110
–
7 = 0000 0111
=
– 1 = 1111 1111
Вычитание проводится по правилам двоичной арифметики. Поэтому результат не является BCD-числом.