Übungsaufgaben zur Vorlesung Programmierung von Rechnern/ Assemblerprogrammierung

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1 Übungsaufgaben zur Vorlesung Programmierung von Rechnern/ Assemblerprogrammierung Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg Fakultät für Elektrotechnik und Informationstechnik Institut für Elektronik, Signalverarbeitung und Kommunikationstechnik

2 Hinweis: Beim Programmieren sollten Sie (zumindest anfangs) nach folgender Regel vorgehen: Zuerst den Algorithmus überlegen und in Form eines Programmablaufplanes (PAP) oder eines Struktogramms notieren, danach den Programmkode schreiben. Der PAP läßt sich so detailliert gestalten, daß eine Operation/Anweisung im PAP nur einem Befehl oder einigen wenigen Befehlen im Programm entspricht. 2

3 Inhalt Inhalt... 3 Einführungsaufgabe: DOS - Standarddebugger DEBUG... 4 Übung 1: Aufrufen und Beenden des Debuggers; die Kommandos F, E und D... 4 Übung 2: Die Kommandos A, N, W, R und L... 4 Übung 3:... 4 Übung 4: Die Kommandos A, U, R und T... 5 Aufgabe 1: Vertauschung von Speicherzellen... 6 Aufgabe 2: Maximum... 6 Aufgabe 3: Unterprogramm... 6 Aufgabe 4: Stringumwandlung... 7 Aufgabe 5: Quadratwurzel Aufgabe 6: Hex-Darstellung... 7 Aufgabe 7: Sternchengrafik... 8 Aufgabe 8: zyklische Bildschirmausgabe... 8 Belegaufgaben: Programmierung von Mikrorechnern... 9 Aufgabe 1: Sinus und Cosinus... 9 Aufgabe 2: Quadratur... 9 Aufgabe 3: Zeitschleife

4 Einführungsaufgabe: DOS - Standarddebugger DEBUG Übung 1: Aufrufen und Beenden des Debuggers; die Kommandos F, E und D - Füllen (F) Sie den Bereich CS:100 bis CS:14F mit dem Code des Zeichens "!" und zeigen Sie ihn an! - Geben Sie die folgenden Hex-Zahlen ab Speicherbereich CS:100 ein (E): 55 6E D Zeigen Sie den Speicherbereich CS:100 bis CS:15F an (D) und interpretieren Sie die Ausgabe. Hinweise: - Einen Bereich können Sie mit Anfang und Ende (z.b. D ) oder mit Anfang und Länge (z.b. D 100 L100) festlegen. - Der Standarddebugger ist auf.com - Programme zugeschnitten. Daten werden standardmäßig (W und L ohne Parameter) ab Adresse CS:100 gespeichert (W) bzw. geladen (L). Übung 2: Die Kommandos N, W, R und L - Schreiben Sie den String "Übung Assemblerprogrammierung" mit anschließendem CR (carriage return) und LF (line feed) als Datei Test.txt auf das Laufwerk C in das Verzeichnis UEBUNG. - Verlassen Sie den Debugger und zeigen Sie Ihre Datei mit dem DOS-Kommando TYPE an. - Lesen Sie Ihre Datei mit dem Debugger ein und kontrollieren Sie diese mit dem Kommando D. Hinweise: - Der Dateiname (einschließlich Pfad) muss mit dem Befehl Benennen (N) definiert werden. - Vor dem Schreiben von Daten in eine Datei auf Diskette oder Festplatte muß die Dateilänge (Anzahl der Bytes) in dem Registerpaar BX:CX eingetragen sein. Übung 3: - Schreiben Sie den Wert 00H eintausendmal als Datei Test.bin in das Verzeichnis UEBUNG. - Verlassen Sie den Debugger und kontrollieren Sie die Dateilänge. - Rufen Sie den Debugger auf, lesen Sie zuerst die Datei Test.txt und dann die Datei Test.bin ein. 4

5 Übung 4: Die Kommandos A, U, R und T - Legen Sie ab Adresse 150 einen Datenbereich folgender Struktur an (die Kommentare bezeichnen die Variablen, werden von 'Debug' jedoch nicht unterstützt): 150 DB 5 ;A 151 DB 3 ;B 152 DB FC ;C 153 DB 0 ;D 154 DW 4 ;EE 156 DW 9 ;FF 158 DW 07C6 ;GG 15A DW 0 ;HH - Programmieren Sie die Aufgaben: AL = A + B; D = A + B; AX = EE + FF; HH = C + GG AL = A - B; D = A - B; AX = EE - FF; HH = C - GG AL = B - A; D = B - A; AX = FF - EE; HH = GG - C D = B - C + 9 HH = GG + B Testen Sie die Aufgaben nach dem Schema: Assembler AL = A + B mov al,[150] Fall 2 Fall 3 Fall 4 add al,[151] erwartetes Test- O D I S Z A P C Ergebnis Ergebnis 5+3= Hinweise: - Der symbolische Assembler kennt die Direktive DB zur Definition von Bytes (8 Bit) und von Words (16 Bit), z.b. DB 00, FF, "Text" ; DW Der Inhalt der Speicherzellen wird mit eckigen Klammern angesprochen (z.b. [100]) - Schrittweise abarbeiten mit dem Kommando: erster Befehl T=<Startadresse> (z.b. T=200), nächster Befehl nur T ohne Parameter. 5

6 Aufgabe 1: Vertauschung von Speicherzellen Schreiben Sie ein Programm, welches die Inhalte der Speicherzellen 200h mit 2FFh, der Zellen 201h mit 2FEh usw. vertauscht. Beispiel: Speicherplatz Inhalt vorher Inhalt nachher 200h 00h FFh 201h 01h FEh : : : 2FEh FEh 01 2FFh FFh 00h Vor dem Vertauschen ist das Datenmuster im Speicher anzulegen. Aufgabe 2: Maximum In einem Byte-Datenfeld Feld ist das größte Element zu suchen und in der Speicherzelle Wert abzulegen. Die gefundene Position im Datenfeld ist in die Speicherzelle Ort einzutragen. Vorschlag: Wert DB? Ort DB? Laenge DW 12 Feld DB 48, 47, 16, 240, 239, 128, 0, 10, 240, 129, 13, 1 Testen Sie Ihr Programm auch mit anderen Daten und mit Grenzfällen. Aufgabe 3: Unterprogramm und Aufruf externer Funktionen Schreiben Sie eine Prozedur, welche ein in AL übergebenes Zeichen auf die Eigenschaft "kleiner Buchstabe" im ASCII-Zeichensatz überprüft. Falls es ein kleiner Buchstabe ist, führen Sie eine Wandlung in den entsprechenden Großbuchstaben durch. Bis auf AL soll die Prozedur keine Registerwerte verändern. Testen Sie die Prozedur mit einem Rahmenprogramm. Das Zeichen wird über die Tastatur eingegeben (z.b. Aufruf der C-Funktion getch()), als Parameter an die Prozedur übergeben und nach der Wandlung auf dem Bildschirm angezeigt (z.b. putch()). Das Rahmenprogramm soll mit 'Strg+C' (Ascii Code 3) beendet werden. 6

7 Aufgabe 4: Stringumwandlung Unter Benutzung der Prozedur aus der Aufgabe 3 soll ein ganzer String gewandelt werden. Benutzen Sie zunächst die Struktur LAENGE DW 21 BARRAY DB 'Uebung Programmierung' Aufgabe 5: Quadratwurzel Die Berechnung der Quadratwurzel soll nach dem Newtonschen Näherungsverfahren durchgeführt werden. Es besteht der Zusammenhang: x + y y n y = x: y = n n+ 1 2 Die 1. Näherung soll mit der Formel x y = +2 n 200 berechnet werden. x, y und y sind 2-Byte-Integerwerte. Das Ergebnis ist durch Iteration zu berechnen. n n+ 1 Notieren Sie das Ergebnis nach jedem Iterationsschritt. Sehen Sie eine geeignete Abbruchbedingung vor. Aufgabe 6: Hex-Darstellung Der Wert eines Byte (8 Bit) kann in hexadezimaler Schreibweise dargestellt werden. Dazu wird zunächst die Zahl "entpackt" und in 2 Byte mit dem Wertebereich 0... Fh zerlegt (Nibble). Schreiben Sie eine Prozedur, die einen Bytewert entpackt und eine ASCII-Korrektur durchführt. Rufen Sie die Prozedur aus einem Programm auf, welches ein Zeichen von der Tastatur liest, und geben Sie den Wert hexadezimal auf dem Bildschirm aus. Wiederholung des Vorganges bis Ctrl-C eingegeben wird. 7

8 Aufgabe 7: Sternchengrafik Auf der Konsole soll das Muster * *** ***** erscheinen. Die Zeilenanzahl soll dabei durch eine Eingabe über die Tastatur bestimmt werden. Unsinnige Eingaben sind abzulehnen. Entwerfen Sie die Formeln zur Berechnung des Musters und entwickeln Sie den Algorithmus. Dokumentieren Sie den Algorithmus mit einem Struktogramm. a) Eingaben b) Eingaben Aufgabe 8: zyklische Bildschirmausgabe Schreiben Sie ein Programm, das folgendes leistet: In einem Register soll, mit Null beginnend, fortlaufend hochgezählt und der Inhalt des Registers zur Anzeige gebracht werden. Um die Anzeige auf dem Bildschirm verfolgen zu können, soll zwischen den einzelnen Bildschirmausgaben eine Wartezeit (Warteschleife = Zeitschleife = Zählschleife) von etwa 0,5 s vorgesehen werden. 8

9 Belegaufgaben: Programmierung von Rechnern Abzugeben sind: - Programm (Quelltext und ausführbare Datei) - Programmablaufplan - Programmliste Aufgabe 1: Sinus und Cosinus Schreiben Sie ein Programm, welches den Sinus oder den Cosinus eine Winkels aus einer Tabelle ermittelt. Der Winkel ist über die Tastatur einzugeben. Der zugehörige Sinus- oder Cosinuswert ist auf dem Bildschirm darzustellen. Beendigung des Programmlaufs durch eine Tastatureingabe (z. B Ctrl+C). Eingabe: Sxx Ausgabe: Sinus xx Grad = 0,yyyy xx Winkel in Grad Cxx Cosinus xx Grad = 0,yyyy yyyy Tabellenwert Der Umfang der Tabellen soll auf jeweils 20 Werte beschränkt sein. Die Stufung der Eingabewerte soll ganzzahlig sein. Hinweis: Arbeiten Sie mit ASCII-Zahlen (ungepackte BCD-Zahlen). Aufgabe 2: Quadratur Schreiben Sie ein Programm, welches das Quadrat der Zahlen von 0 bis 9 berechnet und auf dem Bildschirm darstellt. Beendigung des Programmlaufs durch Ctrl+C. Eingabe: x Ausgabe: Quadrat von x = yy x eine Ziffer yy zwei Ziffern Hinweis: Arbeiten Sie mit ASCII-Zahlen (ungepackte BCD-Zahlen). Aufgabe 3: Zeitschleife Schreiben Sie eine Zeitschleife als Prozedur, deren Abarbeitungszeit etwa ½ Sekunde beträgt. Geben Sie unter Benutzung dieser Zeitschleife auf dem Bildschirm einen blinkenden Stern aus. Beenden des Rahmenprogramms mit einer Tastenkombination (z. B. Ctrl+C). 9