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汇编语言的艺术(组合语言的艺术)--基本认识(1)

51自学网 2015-09-08 http://www.51zixue.net

第一节  应用工具

一、对程式的认识

    写作程式不难,但要写出好程式却不容易。这就好像画图一样,人人都能画,而画出来的图却可能有天壤之别。
    想作一个好画家,首先要有观察及分析的能力,面对着杂乱的事物,先整理出头绪,找到主题。再在画布上勾出轮廓,这叫做「布局」。布局完毕,根据实际的环境,决定作图的先后「顺序」。顺序是一种层次观念,景物及色彩都有一定的层次,绝不可随意所之,想到哪里,画到哪里。
    观察考虑完毕,即开始准备,先将画笔、调色板等工具放妥,把要表现的主要色彩也调好。最后是选择适当的画笔,蘸上色彩,按照所观察的结果,涂在画布上。
    画图颇重风格,有些个人主义的艺术家,技巧并不精通,只因为时代潮流或历史条件,创造了某种独特的风格,就得以成名享利。一般的画家则不然,不论是「工笔」抑或「写意」画,全靠其技巧及素养,始能求生存。至于艺术大师,则首重风格,再加上素养、技巧,方可扬名立万,永垂不朽。
    最糟糕的画匠,既没有观察能力,更谈不上技巧和风格,除了照着别人的作品抄袭、模仿外,创造不出有价值的作品。若程式师也如此,只能照着别人的意思,填填指令,不过是个程式匠罢了。
    在观察分析之下,把欲表现的内容整理成为具体的步骤,用电脑术语来说,是为「程式分析」,相当于画画中的「布局」。再下去,便是「流程」制作,或是作画的顺序。将各种程式的层次安排妥当,才能开始写作程式,相当于开始作画。
    这些观念牵涉甚广,不是三言两语可以说完。本书仅以组合语言写作的训练为目的。如果读者能善用组合语言的各种技巧,又能充份认识所要完成的工作,至少可以满足「工笔画」的条件。对一个电脑程式而言,目前画「工笔画」的价值要比「写意」为高。
    下面,我们要以工笔画的立场,来理解组合语言的应用。对油画或水彩画而言,色料相当于程式用的「资料」,调色盘就是运用资料的「暂存器」,画笔等于「指令」,一切都准备妥当,所谓「作画」就是「写程式」。
    程式是由一系列的定义和指令组织成的可执行的程序,需由一种档案的形式(.asm)经过编译程式 (masm.exe) 的处理,将原始档转变为目的档(.obj),然后再将一个或数个目的档经过联结(link.exe)成为执行档(.exe),或者再用 exe2bin. exe 制成记忆限在64kb以下的命令档(.com)。
    程式师应熟悉上述过程中的每一细节,方能顺利完成程式写作。
    程式的写作方式本无定则,完全看需求及应用而定。可是正如一幅画,在布局时,程式师应该先有全部的观念,然后逐步实行。为了提高效率,这些步骤,有必要加以归类。结果就是所谓的模组。
    模组的良窳,决定了程式写作、修改及再应用的效能。在写作时要求理念一贯,连续进行。修改应方便灵活,不致错误丛生。而应用上功能要完整,可以独立调用。 
    根据上述条件,程式的结构大致上可分为:
  1,主程式:连贯性的处理过程,应该一次考虑清楚,细节暂    时放在一边,先把大架构写出来,以免顾首不顾尾。在空间足够的情形下,大架构应该是一个完整的模组,且在整体的观念下,统一处理。
        这种做法,对程式侦错及修改有很大的帮助。因为修改和调整最多、对功能影响最大的,必然是主程式。若主程式都在同一模组中,比较容易得到理想的效果。

  2,副程式:副程式都是一些细节的处理,可以用‘CALL’的方式执行。原则上说来,细节的处理经常重覆发生在不同    的情况下,作为副程式相当有利。只是应该注意调用的手    续,为了效率,通常将需要处理的参数或资料,经由暂存器或者必要时用缓冲器载入。
        既然是数个程式均可共用的副程式,而且此类程式为一独立的过程,所以应该事先分别测试,保证无误。
        此外,各副程式的入口处,宜明白的交待暂存器的使用方式,且要能一目瞭然。

  3,子程式:子程式与副程式有一点不同,就是具备完整的机能。所谓完整的机能,指该段程式可以独立执行、有固定的功能。在应用时,两者没有分别,然而在写作时,子程式的考虑要慎重些。

  4,资料档:资料档也可以视为一种静态的程式,虽然不是执行用的,但却是执行时不可或缺的素材。资料档的设计应该注意空间的利用,等长度的资料结构最具效率,最好保证资料起点为双数,以节省16位元汇流排的执行速度。
        在应用缓冲器时,切忌随意设置,往往程式师们设了一缓冲器,等后来发现没有必要,再想删掉就麻烦大了。所以事先应安排妥当,以便于随时查找和调整。安排的方式视使用的情形而定,有的以模组归类;也可以用字母排序为依据;再不然就加上详细注释说明功能及使用的程式标号。

  5,应用表:在本书第四章第六节将介绍应用表的功能和应用方式,此类表一次设计完成以后,很少需要再修改,为了工作效率,独立成为一个档案,自有其必要性。

    此外,各种程式的命名最好能有代表性,以便于应用;程式不能太大,否则编辑耗时费事;分档时,则要注意标号宣告及各段安排的问题。在磁盘中,应该专辟一个子目录,不要把各种不相干的程式,都混合在一起。
    第二章三、四节中已规定了格式的标准,此处仅再补充一点。即各缓冲器的定义与使用时的长度应相等,否则在编译或联结时,容易发生错误。联结时,有时并无足够的错误讯息,供程式师得知错误产生的原委。最难理解的错误,往往与缓冲器的定义有关,即定义的类型与使用的类型不一致。另外一个情况是段值的改变,其补救方法为在应用时,临时加一「前置定义」。
    所谓「前置定义」是指当暂存器为一字元时,其前应加写BYTE PTR,否则用 WORD PTR 以确定其值,即可保证安全。
    如:MOV  BYTE PTR BBSDOT1,AL
    此外,每当段值有所改变时,都加写一条:
    ASSUME  CS:XXX,DS:YYY,ES:ZZZ 
    这种用法,完全是给汇编程式「看」的,程式本身并没有增加任何指令。
    其他规定,请参阅各相关手册。

二、对资料的认识

    在画布上,所有色彩都是由红、蓝、黄三原色及白色调制而成,瞭解色彩的变化是画家的基本素养。在电脑中,所有的资料则都由二进位数据组成,要写程式,必须对二进位的特性先有深刻的认识。
    绝大部份的程式师,都不知道二进位数据的妙用,充其量能够很快地换算二进位与十进位的数值。再不然,由二进位值领会到图形的点阵排列,如此而已。
    二进位就是开关的观念,把一连串的开关联在一起,其所能发生的作用,完全在于每一个开关、以及各开关组合应用的功能。
    说得明确一点,先要将各种需要设计的功能分析清楚,找出其共通的因素,如果这些因素能用「开」及「关」两个简单的状态代表,则可以用二进位制加以控制。在理论上,一开一关只有两种作用,而两组开关就有222 种作用,最理想的设计  是将开关的排列组合数用到极限。
    举例而言,电脑上应用的彩色,就是最理想的设计之一。在电脑中,最基本的应用单位为「字元」(Byte),每一字元有8个「位元」(Bit),相当于8个「开关」。为了要最精简地应用多种彩色,只以三原色与辉度组合,八个开关就能产生 256种不同的彩色。兹将各开关所代表的彩色分列如下:
    开关一 (bit 1):正蓝色
    开关二 (bit 2):正绿色
    开关三 (bit 3):正红色
    开关四 (bit 4):灰色 (高辉度)
    开关五 (bit 5):黑色 (低辉度)
    开关六 (bit 6):浅蓝色
    开关七 (bit 7):浅红色
    开关八 (bit 8):浅青色
      ★上述 (bit n) 是从 n=1 开始计算。

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