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汇编语言---程式设计 (1)

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三、改进

    上述的编码方式,是否很理想呢?绝对不是,不仅由于当年的经验不足,考虑的不够周全,已经有了一些错误的编码,而且观念上也有疏忽处。希望读者能进一步的研究出更好的方法,至少,应该能把我个人所发生的缺点加以改进。关于这一点,不妨当作考试题目,在参考本章第五节程式写作时,留心一点,就会发现其中大有文章。
    编码确定以后,就可以写程式了。由于编码时已经把程式的「位元资料」一并考虑,所以立刻分支,利用绘图的程式,轻松愉快地,用几条指令,就完成了任务。

    第二节    系统分析

    所谓系统分析,即为有系统、有规则地去分析「对象」,以电脑术语而言,对象指的是所使用的硬体及软体。
    系统是一系列有组织且统属的整体,从宏观角度来看,系统所涵盖的有:
  1,目的:
    任何一种系统,必然有一个特定的目的,如果不能对其目的先作分析,甚至于不知道目的为何,又怎能发挥系统的功能?

  2,结构:
    系统之组成,是基于其特殊结构,也可以说是组件、部件或或部门,端视其系统特性而定。瞭解结构,分析结构的性质,再配合各种条件,才能达到目的。

  3,效应:
    效应指预期的结果,系统分析的意义是为了实现,唯有透过对目的的认识,对结构的瞭解,才能设计出方案。可是这种方案所产生的效应,如不能料于机先,又怎知是否符合理想?
    同时,系统分析还有另一层意义,天下所有的事都是相互的,单一的系统没有分析的可能与必要。比如说分析一部汽车而不理会其行经的路况,不顾使用的条件、油料、配件、人员素养等因素。则我们可以断言,这种分析的结果,除了提供参考外,毫无实用价值。
    在电脑上亦不例外,电脑术语上的系统分析,概指对硬体机种的性质、设备以及使用者的需求范围等的分析、瞭解和设计而言。在下面我们将对这些一一进行分析。

一、硬体机种

    以 IBM PC/AT作为发展对象,本来不必讨论其硬体机种。只是,站在系统分析的立场,则不能不加以说明,因为这是系统分析必要的步骤之一。
    根据市场分析,国内 IBM及与其兼容的微电脑几乎占 80%以上,中文系统是特为国人发展的,而且是种「附属程式」。以目前的形势看来,可以说是别无他途。
    既然决定了系统,进一步是探讨系统的规格。
    硬体系统的规格,不妨参考随机而来的手册或说明书,资料越齐全,对工作越方便。尤其是「程式师手册」(Programm-er's Manual)更是必备,应事先收集妥当,随时可以取用。
    有了硬体的规格资料,再看哪些与程式本身有关,摘录下来,一条一条地比对,直到全部有了答案,机体的系统分析才算完成。
    兹以一、所述的任务为目标,并假定使用的机种为 IBM的AT 兼容机。
    其相关的规格有:
    系统记忆体      640KB
    硬磁盘      20 MB
    软磁盘      360KB
    萤幕显示卡      Hercules Graphic Card
    键盘      101键,型号 CSK-1101
    操作系统      dos 3.3 版本
    其他周边无关宏旨,从略。
    此外,为了应用中文,假定采用了“聚珍整合系统”,本系统程式包括所有中文字形及七大应用软件,占 440KB。
    作为一个系统,使用者能支配的空间越大越好,既然要用中文,而中文系统程式又是一种附属程式,难免就会占用部份空间。
    因此,要想使中文的应用功能不弱于原系统,必须非常有效地利用时间及空间。既然已经用了 440KB,千万不要再多事浪费。
    有些中文系统的设计,是把中文字形存贮在硬磁盘中,从表面上看来,空间并没有浪费多少。但是不要忘了,硬盘的读写次数有其极限,如果每个中文字要读取一次,大概不到半年的时间,硬盘就会损坏。不仅如此,这种方法速度很慢,用起来也不方便。
    有些设计为了避免上述的缺点,便以扩充记忆体的办法,先将「常用字」装入扩充区内。这样速度加快了,硬盘的损耗也减低了,可是成本却大大增加。也有人认为,硬体在不断改进,光盘问世后,容量不再是问题,何必多虑?
    软体工程师的责任,是要在自己的技术能力上,发挥最大的边际效益。不论硬体是否能够改进,都应该不辞辛劳,努力将程式写好。一方面当目前硬体尚不够理想时,效率高的软件有立足之地,即使未来硬体改进了,优良的软件仍然占有高效率的优势。
    当今电脑的应用观念尚未充份发挥,似乎光盘的容量大得超过我们的想像。可是,在未来的电脑时代,才真是「寸土寸金」,分秒必争的关头。尤其是一旦电脑成为普遍使用的「大众化产品」后,成本之高低将决定产品的成败。中国本来就贫穷,需要的电脑数量又多,能节省一分钱,对整个市场说来,就是一笔天文数字。更何况硬体技术越进步,电脑的体积越缩小,笔记型、口袋型电脑相继问世,其所面临的储存问题并不是光盘能解决的。
    假如真能因为多花一点钱,一劳永逸地解决了问题,倒也值得,事实上却不然。文字是民族、文化的根本,收字不足将形成「残缺文化」。同时,电脑技术在进步,使用者的需求也跟着增加,私人用的排版软件以及「视窗」的方兴未艾,中文还能梦想徒以增加记忆体的方式去与拼音文字竞争吗?
    那么,有没有其他的办法,用少量的空间,一次解决中文字形的困境呢?
    所谓中文系统分析,就是要针对这类问题,提出正确的答案。最理想的答案,就是用事实来证明,我们已经完成了全部中文字形的字库,共收能见诸字典的「有效字」六万余,且能组合出符合仓颉输入法的字形「六百万」个!不仅如此,每个字的大小、长宽级次不限,(即所谓「无级次放大」)字型、字体也无限!而这些功能,仅用了 260KB的空间,每秒钟可组字 500至1000个!
    我们还在努力改进,几十年的苦工算不了什么,只要我们还有余力,只要能保中国文化源远流长,这一切都是值得的。
    前面所提到的任务,正是这些技术之一,因为其范围小,不涉及文字的专门知识,所以特地摘取作为分析的例证,以供有心人士参考。
    因为我们能用 440KB完成任务,20MB的硬盘就可以完全由使用者支配了。反过来说,如果我们的中文字形要占用20MB硬盘,对客户而言,等于没有硬盘可用。于是,除了改变系统的规格,便得宣告该系统无法设计。
    能不能使用软磁盘来存放字形呢?显然也行不通,软磁盘的读取速度慢,容量也嫌小,一般只用来做资料转换。
    至于 Hercules 图形板,只是显示模组的一小段程式,我们提示在此,是因为这种显示板很适合中文系统。
    键盘是一项经常被系统分析所忽略的组件,我个人过去就如此,这次特别提出,并在下文中详细说明。

二、原则

    由前面任务已知有一种编码,能利用仓颉码特色,加入所有的表格符号,现在要找出一种有效率的设计及应用方式。
    谁都知道在电脑作业过程上,产生功率最直接的步骤是机器码。而组合语言就是机器码的介面,根据效率定律一,组合语言的作业效率最高。
    任务前面已经详细说明,效率的要求非常高,因此,我们决定利用组合语言作为基本工具。
    再看效率定律二,生产成本的效益,取决于工作时间及损耗。如果采用组合语言写作,能不能在时间上有所改进?我们可以用事实证明,只要受过良好的训练,掌握了所有的技术,而且一切工具准备齐全,用组合语言写作所需要的时间,绝对不会比高阶语言多。
    根据效率定律三,要达到应用方便的目标,在于功能的累进。不论将来硬体多进步,人类对其速度及容量的要求永远不会满足。采用组合语言只是第一步,举凡模组、介面等结合的技巧,及「整合」的观念,都有待大家努力去研究、开发。

三、工作性质
    在谈到实际工作前,我们先说明一下中文系统。有人认为此为一系统程式,但我个人认为不如称之为附属程式。附属程式是一种环境,透过这种环境,可以增加中文的功能。因此,这种程式一定要驻留在系统中,而且,要改变原系统程式的中断程式位址。
    所有的附属程式都需要一种「介面」,我们的工作自不例外。此处首先根据工作的性质,将所需的介面列举如下:
    1,初始化系统图形态。
    2,检查系统使用空间,决定是否能够执行。
    3,检查和安排所有必要的参数值。
    4,改变必要的中断入口位址。
    5,申请程式的驻留,并回到系统。
    在中文系统上,改变最大的首推图形字符显示INT 10H和列印INT 17H,其次是键盘处理INT 16H,和利用时序中断 INT 1CH 作为图形游标。这些本属系统功能,加以修改后,成为新的中断入口,在此仍称之为系统程式。
    我们过去曾犯了一个很大的错误,为了想全面控制系统的功能,在改键盘中断程式时,把 INT 9H 也改了。原因在于对系统分析不够彻底,以致对该段程式的瞭解有了偏差。
    INT 9H是在键盘输入后,每键产生两个字元的讯号,分别称为:「扫瞄码」(Scan Code) 及「字符码」(ASCII Code)。早期的机种,其键数不多,字符码完全符合 ASCII  的规定,即最高位的位元保持为0。
    中文系统之所以能与若干英文软件兼容,就是利用该最高位元做分辨。我们当时误认为字符码不可能再改变,所以在写INT 9H时,该位元并未一一检查。不料新键盘的键数增加了,由于字符码不够,新加的「页控制键」,即键盘右中一列、键色较深的一区,其字符码皆为0E0H,亦即其高位不为0。这一来,在中文系统下,一碰到那些键,就被当作中文,事实上却又非中文码,因而天下大乱。
    但是,在经过IBM BIOS的处理后,INT 16H 所得到的值却不然。那是为了与以往的系统兼容,把高位的位元放到一个缓冲器里去了。如果我们不改 INT 9H ,就不会有任何问题,而改了以后,又没有注意到这种情况,以致产品性能极不稳定,为人所诟病。
    因为程式本身非常简单,介面解决以后,就只是程式的安排了。

四、相关问题

    再来看看我们的工作还有什么应该注意的,除了程式本身的制作外,还要把前述的编码放到“聚珍整合系统”中。该系统的规格,请参考2聚珍整合系统操作手册。
    我们已再三强调,表格之加入,一定要精简,否则喧宾夺主,就不值得了。
    这104 种图形如果用点阵来画,共需 21,632B,竟占了系统空间的百分之廿。这还不说,点阵不能放大缩小,就无法供绘图、排版用。
    于是决定了第一个原则,这些形状必须用程式绘制而不是存点阵资料,而且程式越小越好。
    由于中文系统已经是图形态,且具备多种功能,所以不必再写绘图的程式,只要将输入码转换成该程式可以接受的资料结构即可。
    “聚珍整合系统”内表格的制作,与下面所举的例子差异不大。为便于说明,在此以早期另一中文系统的表格符为例,使用的技术虽不成熟,但较为简洁。
    当时所定的结构,是以暂存器的性质为本,规格如下:
    AX=图形指令,如:横、直、斜、捺、点以及卅多种复杂          的字形
    BX=X1,X2
    DX=Y1,Y2
    SI= 指令贮存区起始位址
    DI= 图形点阵贮存区起始位址
    因此,只要资料结构符合,就可以运用原有的子程式。
    第二个原则也因之决定,本程式应纳入原组字程式中,作为其中一个模组。
    第三个原则,是在内码及资料表中,要增加一组表格码的资料。这并不难办到,因为 YYX后没有其他有效的中文字码,所以不会妨碍中文字码的排序。
    凡是涉及编码的作业,千万不可忽略排序的功能。对系统分析来说,排序的功能是资料处理上,有关效率的重要手段。例如有个人口达一百万的都市,这一百万人的各种资料,都需要极为昂贵的电脑来处理。假定排序的功能良好,每天能够准时完成其固定的工作,而且排序的结果能令人一目瞭然,我们可以认定其效率正常。
    再假设文字资料并不具备排序的功能,或者说其排序的结果,与使用者的观念无法配合,则电脑所处理的资料就等于废物。再若为了要用这些资料,须要用「对照表」的方式,重新排序,那么又要一倍以上的时间,也可以说还要耗费钜资增购一套电脑。
    问题还没有解决,人所能接受的「文字序列」倒底又是什么呢?中文本身并不具备序列观念,这才是中文处理效率不足的,最严重的症结所在! 仅以字典为例,国人查字典时每个字要多久时间?一个「一」字,有多少同音字?如果有一个字,不知其正确读音,又该怎样去查?再问下去,恐怕能回答的人不多了,就是包括大学生以及学有专长的知识份子在内,到底能正确地读出多少音?我不讳言自己的无知,对我而言,只有三千个。
    我承认当年研究仓颉输入码时,采用了拼音字母的排序优点。任何人只要能够正确地输入,就能与拼音文字一般快速地在经过排序的资料中,找到该中文字的位置。
    目前中文电脑的发展还在字码输入,及字形显示中留连徘徊,但是,从事这项工作的人,有几个曾认真地考虑过这些问题?有几个真正瞭解系统分析的要求?所以,我期望读者们能够不贪急功,不求近利,扎扎实实地先把各种问题考虑清楚,然后再一步一步地研究解决之。

 
 

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