微机原理实验报告冒泡排序.docx
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微机原理实验报告冒泡排序
一、实验目的
(1)学习汇编语言循环结构语句的特点,重点掌握冒泡排序的方法。
(2)理解并掌握各种指令的功能,编写完整的汇编源程序。
(3)进一步熟悉DEBUG的调试命令,运用DEBUG进行调试汇编语言程序。
二、实验内容及要求
(1)实验内容:
从键盘输入五个有符号数,用冒泡排序法将其按从小到大的顺序排序。
(2)实验要求:
①编制程序,对这组数进行排序并输出原数据及排序后的数据;
②利用DEBUG调试工具,用D0命令,查看排序前后内存数据的变化;
③去掉最大值和最小值,求出其余值的平均值,输出最大值、最小值和平均值;
④用压栈PUSH和出栈POP指令,将平均值按位逐个输出;
⑤将平均值转化为二进制串,并将这组二进制串输出;
⑥所有数据输出前要用字符串的输出指令进行输出提示,所有数据结果能清晰显示。
三、程序流程图
(1)主程序:
MAIN
否
是
显示冒泡排序后的数据
调用SORT子程序
调用OUTPUT子程序
显示最小值Min
显示One子程序
显示最大值Max
调用One子程序
显示其余数平均值Average
调用One子程序
显示平均值二进制串Binary
调用One子程序
结束
(2)冒泡排序子程序:
SORT
进入
初始化
COUNT1=N-1
COUNT2=COUNT1
SI=0
COUNT1----外循环次数
COUNT2----内循环次数
i----数组下标
Ai≥Ai+1
Ai与Ai+1两数交换
SI=SI+2
COUNT2=COUNT2-1
COUNT2=0?
COUNT1=COUNT1-1
COUNT2=0?
返回
否
是
否
是
否
是
四、程序清单
NAMEBUBBLE_SORT
DATASEGMENT
ARRAYDW5DUP(?
);输入数据的存储单元
COUNTDW5
TWODW2
FLAG1DW0;判断符号标志
FLAG2DB0;判断首位是否为零的标志
FAULTDW-1;判断出错标志
CRDB0DH,0AH,'$'
STR1DB'PleaseinputfivenumbersseperatedwithspaceandfinishedwithEnter:
','$'
STR2DB'Theoriginalnumbers:
','$'
STR3DB'Thesortednumbers:
','$'
STR4DB'TheMin:
','$'
STR5DB'TheMax:
','$'
STR6DB'TheAverage:
','$'
STR7DB'Thebinarysystemoftheaverage:
','$'
STR8DB'Inputerror!
Pleaseinputagain!
''$'
DATAENDS
CODESEGMENT
MAINPROCFAR
ASSUMECS:
CODE,DS:
DATA,ES:
DATA
START:
PUSHDS
ANDAX,0
PUSHAX
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
LEADX,STR1
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输入数据
INT21H
CALLCRLF;回车换行
REIN:
CALLINPUT;调用INPUT子程序,输入原始数据
CMPAX,FAULT;判断是否出错,
JEREIN;出错则重新输入
LEADX,STR2
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出原始数据
INT21H
CALLOUTPUT;调用OUTPUT子程序,输出原始数据
CALLSORT;调用SORT子程序,进行冒泡排序
LEADX,STR3
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出排序后的数据
INT21H
CALLOUTPUT;调用OUTPUT子程序,输出排序后的数据
ANDSI,0
ANDBX,0
MOVBX,ARRAY[SI];将最小值存入BX
LEADX,STR4
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出数据的最小值
INT21H
CALLONE;调用ONE子程序,输出最小值
CALLCRLF
LEADX,STR5
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出排序后的最大值
INT21H
MOVBX,ARRAY[SI+8];将最大值存入BX
CALLONE;调用ONE子程序,输出最大值
CALLCRLF
LEADX,STR6
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出平均值
INT21H
ANDDX,0
MOVAX,ARRAY[SI+2];将去掉最大最小值的其余各数之和存入AX
ADDAX,ARRAY[SI+4]
ADCAX,ARRAY[SI+6]
MOVCX,COUNT;计数器CX=5
DECCX;CX←CX-1
DECCX
DIVCX;字除法,余数存入AX
MOVBX,AX;将余下各数的平均值存入BX
CALLONE;调用ONE子程序,输出去掉最大最小值的其余数平均值
CALLCRLF
LEADX,STR6
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输出平均值的二进制串
MOVCX,16;16位二进制串,计数器初始值为16
LL1:
ANDDX,0
DIVTWO
PUSHDX
LOOPLL1
MOVCX,16
LL2:
POPDX
ADDDL,30H;将DL中的数进行ASCII码转换
MOVAH,2;2号DOS功能调用,输出字符“0”或“1”
INT21H
LOOPLL2
MOVAH,4CH
INT21H;4C号功能调用,返回DOS
MAINENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
CRLF
功能:
回车和换行
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CRLFPROC
LEADX,CR
MOVAH,09H
INT21H
RET
CRLFENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
INPUT
功能:
输入一组数据
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
INPUTPROC
MOVCX,COUNT;计数器CX=5
ANDSI,0
NEXT1:
CALLDTB;调用DTB子程序,将输入转换为二进制数
DECCX;CX←CX-1
CMPDL,20H;判断输入字符是否为空格符
JESTO
CMPDL,0DH;判断输入字符是否为换行符
JEEXIT2
CALLCRLF
ERROR:
LEADX,STR8
MOVAH,09H;9号DOS功能调用,提示输入不合法
INT21H
CALLCRLF
MOVAX,FAULT;以AX中的值作为出错标志
JMPEXIT3
STO:
MOVARRAY[SI],BX;是空格符,将BX中的二进制数存入存储单元
ADDSI,2
JMPNEXT1
EXIT2:
MOVARRAY[SI],BX;是换行符,将BX中的二进制数存入存储单元
CALLCRLF
EXIT3:
RET
INPUTENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
DTB
功能:
将键盘输入的十进制数转换为二进制数形式存入BX
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
DTBPROC
ANDBX,0
ANDFLAG1,0;符号标志,0为正,1为负
CHAR:
MOVAH,01H;1号DOS功能调用,输入一个字符,存入AL
INT21H
MOVDL,AL
CMPAL,2DH;判断输入字符是否为负号"-"
JNZNEXT2
MOVFLAG1,1;是负数,将符号标志FLAG1置1
JMPCHAR
NEXT2:
SUBAL,30H;判断输入字符是否在0-9之间
JLNEXT3
CMPAL,09H
JGNEXT3
CBW
XCHGAX,BX;输入字符在0-9之间,将BX中的数乘以10
MOVCX,10
MULCX
XCHGAX,BX
ADDBX,AX;将BX中的数与新输入的数相加
JMPCHAR
NEXT3:
CMPFLAG1,1;根据符号标志判断输入是否为负
JNZEXIT1
NEGBX;对BX中的数求补
EXIT1:
RET
DTBENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
OUTPUT
功能:
输出一组数据
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
OUTPUTPROC
CALLCRLF
MOVDI,COUNT;计数器DI=5
ANDSI,0
GO1:
MOVBX,ARRAY[SI];将存储单元的第一组数据存入BX
TESTBX,8000H;判断正负
JZGO2
MOVDL,2DH
MOVAH,02H;2号DOS功能调用,输出负号"-"
INT21H
NEGBX
GO2:
CALLONE;调用ONE子程序,将BX中二进制数转换为十进制数输出
MOVDL,20H
MOVAH,02H;2号DOS功能调用,输出空格符
INT21H
ADDSI,2;指针指向下一数据
DECDI;DI←DI-1
JNZGO1;计数器DI不为零,继续循环
CALLCRLF
RET
OUTPUTENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
ONE
功能:
将BX中的的二进制数转换为十进制数,由高到低各位依次输出
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
ONEPROC
PUSHBX
PUSHCX
PUSHSI
PUSHDI
MOVCX,10000;除数存入CX
CALLBTD
MOVCX,1000
CALLBTD
MOVCX,100
CALLBTD
MOVCX,10
CALLBTD
MOVCX,1
CALLBTD
ADDDL,FLAG2
CMPDL,30H;与"0"的ASCII码比较,判断该数是否为"0"
JNEQUIT3
MOVAH,02H;2号DOS功能调用,输出"0"
INT21H
QUIT3:
POPDI
POPSI
POPCX
POPBX
ANDFLAG2,0;将首位标志FLAG2重新置0
RET
ONEENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
BTD
功能:
将BX中的二进制数转换为一个十进制数输出
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
BTDPROC
MOVAX,BX
ANDDX,0
DIVCX;字除法,商值存入AX,余数存入DX
MOVBX,DX;余数存入BX
MOVDL,AL
ADDDL,30H;对DL中的数进行ASCII码转换
CMPFLAG2,0;判断是否为首位数据
JNEQUIT1
CMPDL,30H;是首位则判断是否为"0"
JEQUIT2;是"0"则不输出
MOVFLAG2,1;不是"0"将首位标志置1
QUIT1:
MOVAH,02H;2号DOS功能调用,输出一位十进制数
INT21H
QUIT2:
RET
BTDENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
子程序:
SORT
功能:
冒泡排序
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
SORTPROC
CLD
MOVCX,COUNT;初始化计数器CX
DECCX;CX=4
LOO1:
MOVDI,CX;CX中的数存入DI
ANDSI,0
LOO2:
MOVAX,ARRAY[SI]
CMPAX,ARRAY[SI+2];相邻两数进行比较
JLLOO3
XCHGAX,ARRAY[SI+2];前一数较大则进行数据交换
MOVARRAY[SI],AX
LOO3:
ADDSI,2;前一数较小,则进行下一组比较
LOOPLOO2;CX=0,停止内循环
MOVCX,DI;还原计数器CX的值
LOOPLOO1;CX=0,停止外循环
RET
SORTENDP
;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
CODEENDS
ENDSTART
五、运行结果
(1)对300,250,280,240,260五个数进行冒泡排序,运行结果如下:
(2)对-1,2,54,-38,43五个数进行冒泡排序,运行结果如下
(1)当输入不合法时,出现错误提示:
(4)当输入数据不足5个时程序自动补0:
六、心得体会
在本次汇编语言程序设计实验中,我们学习了汇编语言的循环结构,并对冒泡排序法进行了汇编程序设计,我首先编写了对给定数据进行冒泡排序的算法设计,这有助于我熟悉冒泡排序的逻辑结构,理清设计思路。
汇编语言与C语言相似,然而,在设计过程中,我才意识到,要用汇编语言写出完整的算法程序并不是一件简单的事,一个微小的错误就可能导致整个程序无法正常运行。
在编程时,出现了各种各样的错误,如写程序时没有切换成英式标点,16进制数未加“H”符号,做字除法运算时忘记将DX清零而导致“DivideOverflow”。
这些错误都在汇编调试过程中得到改正。
在接下来的上机课程中,我们按照老师的要求对改程序进行了进一步设计——对从键盘输入的数据进行冒泡排序。
这个算法程序较为复杂,为了使程序能够更加简洁明了,我对其进行了模块化设计,将输入、输出、冒泡排序等功能分离出来,用子程序一一实现。
由于键盘输入的数据并不能简单的从位数来判定输入输出,我设定将Space作为分隔符,而结束输入时按Enter键。
为了防止无用输入和输出数据时遗漏“0”,引入了首位符号标志来进行判定。
对算法进行模块化设计使得实现各功能时无需多重循环,原数据和排序后数据的输出都可由OUTPUT子程序实现,而最大值、最小值和平均值等都可以由ONE子程序实现单个数据的输出,极大的减少了算法的重复。
在这一阶段,我也遇到了一些困难难,例如在输入完数据回车后程序显示输入错误,经过排查才发现在一2号DOS功能调用时,只写了功能号而忘记“INT21H”,导致数据无法正常显示。
还有诸如子程序结束时没加返回指令RET,命名过程名时与关键字重复,更改过程名后忘记修改跳转指令等等。
在发现错误和改正错误的过程中增强了我对汇编语言的掌握程度,对算法设计有了更深的了解。
接下来,我还对该算法程序进行了进一步优化,包括数据对齐,出错提示和进行有符号数的排序。
为了实现数据对齐,我增加了CRLF子程序,方便实现回车换行功能。
而为了在输入不合法时,进行错误提示,我定义了出错标志。
该算法可以对-32768---32767之间的整数进行冒泡排序,为了实现这一功能,我使用了符号标志进行判定,1为负数,0为正数。
在上机实验过程中,我对各条语句的含义都有了更深的理解,编写程序和独立解决问题的能力都得到了加强。
与此同时,我也认识到自己还有诸多不足,例如程序设计不够简洁,修改算法时往往不能前后兼顾,编写程序不够审慎等等,这些都是我在今后的日子里需要进一步学习和掌握的。
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