Разработка программ преобразования форматов двоичных данных

Размещено на http://www.allbest.ru/

Разработка программ преобразования форматов двоичных данных

Введение

алгоритм программный двоичный кодирование

Пользуясь программой-монитором, занести в память ЭВМ, начиная с адреса 5000₁₆, следующий массив из 10 восьмиразрядных констант:

Будем рассматривать их как массив однобайтных целых чисел со знаком в прямом коде.

Составить программу, которая выбирает из исходного массива (с адреса 5000₁₆), отрицательные числа и преобразует их в массив кодов КОИ-7 шестнадцатеричных цифр, записывая с адреса 6000₁₆. (6000₁₆ - символ старшей шестнадцатеричной цифры 1-го числа, 6001₁₆ - символ младшей шестнадцатеричной цифры 1-го числа и т.д.).

Программу располагать в памяти с ячейки 4000₁₆.

1.Аналитическая часть

Двоично-десятичное кодирование

Наряду с двоичными кодами, которыми оперирует ЭВМ, для ввода и вывода десятичных чисел (данных) используют специальное двоично-десятичное кодирование. При двоично-десятичном кодировании каждая десятичная цифра заменяется тетрадой (четверкой) двоичных цифр, а сами тетрады записываются последовательно в соответствии с порядком следования десятичных цифр. При обратном преобразовании двоично-десятичного кода в десятичный исходный код разбивается на тетрады вправо и влево от запятой, которые затем заменяются десятичными цифрами.

Таким образом, при двоично-десятичном кодировании фактически не производится перевод числа в новую систему счисления, а мы имеем дело с двоично-кодированной десятичной системой счисления.

Например, десятичное число 15₍₁₀₎⁼ 1111₍₂₎= 0001 0101_2-10.

Арифметические действия над ДД-кодами.

Приведем один из алгоритмов сложения, который получил довольно широкое распространение.

1. Сложение чисел начинается с младших цифр (тетрад) и производится с учетом возникающих переносов из младших разрядов в старшие.

2. Вычитание мы заменяем сложением, причём число, которое мы вычитаем, нужно перевести в прямой, обратный и дополнительный коды.

Час я приведу примеры сложения и вычитания ДД-кодов, взятых из задания к своему курсовому проекту.

Произвести сложение А=07₁₆ и В=22₁₆.

А_2-10 00000111

+

B_2-1000100010

С_2-10 00101001

Теперь вычтем, например, из А=85₁₆ В=22₁₆.

22₁₆=0010 0010_2-10. Переведем это число в прямой, в обратный, затем в дополнительный коды. Получим число -22₁₆=1110 1110_2-10=B'

Нужно сложить A и B'.

А_2-10 10000101

+

B'_2-10 1110 1110

С _2-10 0110 0011

Должно получиться число С₁₆=63. Так и есть, младшая тетрада - это 3, а старшая - это 6.

Стандарты кодирования текстов

Для компьютерного представления текста необходимо каждому знаку присвоить некоторое число -- его код. Все современные таблицы кодировок происходят от возникшей еще в 60-е годы 7-разрядной таблицы ASCII (American Standard Code for Information Interchange), которая содержит 33 кода команд или управляющих символов, большая часть которых сегодня не используется, и 95 кодов для различных знаков, достаточных для работы с английскими текстами. При 7-разрядном кодировании каждому символу сопоставляется 7 бит, то есть число в диапазоне от 0 до 127. В простых текстовых (plain text) файлах допустимы только управляющие символы, отмечающие концы строк и переходы на позиции табуляции. Скажем, маркер конца строки в Linux -- это код 10, в Macintosh OS -- 13, в CP/M, DOS и Microsoft Windows -- последовательность кодов 13, 10.

Для аналогичного представления знаков русского алфавита ныне применяется таблица КОИ-7 (Код для Обмена Информацией 7-битный. У такого кодирования есть два важных преимущества: оно компактно (для доступа к латинским и другим буквам и возврата обратно к кириллице используются специальные управляющие коды) и вводит естественную транслитерацию, что позволяет работать с текстами на русском единообразно в разных компьютерных системах. Со временем такая кодовая таблица оказалась недостаточной для широкого использования из-за отсутствия в ее составе кодов символов русского алфавита (кириллицы) и псевдографики (символов, позволяющих строить примитивные графические изображения на текстовом экране). Возникли новые модификации кода КОИ-7 ,так называемые таблицы КОИ-7 Н1, КОИ-7 НПО, КОИ-7 НАП и КОИ-7 НПП, которые, в свою очередь, не полностью решили возникшие проблемы. 

Все это привело к появлению нового кодового стандарта, так называемого кода КОИ-8. При этом способе кодирования для представления символа используется 8 бит информации, что дает возможность в рамках одной кодовой таблицы использовать 256 (2⁸) символов. Первая половина таблицы полностью совпадает с кодовой таблицей КОИ-7 НО, вторая половина таблицы, содержащая символы большой и малой кириллицы, практически повторяет кодовую таблицу КОИ-7 Н1, но значения кодов символов кириллицы увеличены на 128. Такое построение таблицы обусловлено желанием сохранить совместимость между этими двумя стандартами. В этой таблице, в отличие от предыдущей, представлена шестнадцатеричная кодировка.

ASCII-коды все еще довольно широко используются для текстов на английском, особенно в США, а также в системах e-mail. Стандартные текстовые утилиты UNIX (grep, sed, awk) вплоть до середины 90-х по умолчанию могли работать только с ASCII -- подключение 8-го бита требовало их перекомпиляции. Сегодня 7-битная кириллица встречается, пожалуй, только в системе для подготовки научных публикаций TEX, да и то неявно, а для кодирования символов алфавитов большинства языков используется 8-разрядное кодирование, при котором каждому символу сопоставляется 8 бит или 1 байт кода. Код представляет собой число в диапазоне от 0 до 255, а первые 128 символов при таком кодировании аналогичны ASCII.

Существует пять признанных во всем мире таблиц кодировки русских букв:

· ISO 8859-5 -- стандарт международной организации по стандартизации для кириллицы, в РФ используется редко. Базируется на основной кодировке ГОСТ. Псевдографика отсутствует.

· Кодовая страница (code page, CP) 866 основана на альтернативной кодировке ГОСТ. Она создана специально для ОС MS-DOS, в которой часто используются символы псевдографики. Практически вытеснена следующей таблицей.

· Кодовая страница 1251 для Microsoft Windows стала популярной благодаря огромному влиянию фирмы Microsoft на рынок компьютерных технологий. Кроме того, в ней отсутствует ненужная в графических средах поддержка символов псевдографики и гораздо полнее, чем в других кодировках, представлены такие символы, как ©, ®, №, различные виды кавычек, тире и т. п.

· На базе ГОСТ КОИ-8 сделана koi8-r (кодовая страница 878) -- применяется в мире Linux. В ней естественным образом обеспечивается связь с 7-разрядным кодированием: отбрасыванием восьмого бита из кода буквы русского алфавита koi8-r получается код той же буквы в КОИ-7. Кодировка поддерживает символы псевдографики, занимающие около половины всех кодов. В 1993 году стандартизирована в Интернете, а в начале XXI века появились ее модификации koi8-u и koi8-ub -- с дополнениями до украинского и затем, соответственно, до белорусского. В koi8-ub вместо символов псевдографики включаются знаки разнообразных кавычек и тире, №, евро, иены и т. п. Эта кодировка находится на начальной стадии внедрения, и ее перспективы пока туманны.

· Кодовая страница 10007 -- используется на компьютерах Macintosh, по своему набору знаков почти совпадает с CP1251.

2.Практическая разработка

2.1 Описание алгоритма программы

Размещено на http://www.allbest.ru/

2.2 Распределение памяти и листинг программы

Распределение памяти.

Регистры D,E - в них хранятся адреса результатов (с 6000h).

Регистры H,L - в них находятся адреса исходных данных (с 5000h).

Регистр В - счетчик на 10 шагов (в основной программе).

Аккумулятор А - регистр, который использовался для промежуточных вычислений.

Регистр В - регистр, в котором находилась старшая тетрада числа (в подпрограмме).

Регистр С - регистр, в котором находилась младшая тетрада числа (в подпрограмме). Указатель стека - адрес 7000h.

В ячейках памяти с 5000h до 5009h находятся исходные однобайтные целые числа со знаком в прямом коде. В ячейке 5FFF хранится число положительных элементов.

Листинг программы

3 Описание использованных при проектировании средств вычислительной техники

алгоритм программный двоичный кодирование

При выполнении данного курсового проекта и составлении пояснительной записки к нему были задействованы средства компьютера с основными характеристиками: процессор Intel Celeron M processor 370 (1.5 GHz, 400 MHz FSB, 1MB L2 cache). 256MB DDR2, 40GB HDD. Вся разработка проводилась в системной оболочке Microsoft Windows XP.

Составление непосредственно программы курсового проекта проходило, как упоминалось ранее, на эмуляторе СМ-1800, разработанного Смирновым А.С. Помимо вычислительных средств, к которым мне пришлось прибегнуть (калькулятор), в работе были использованы средства Microsoft Office, а именно, Microsoft Word, в котором полностью оформлялась данная пояснительная записка.

Выводы

Проект выполнен полностью в соответствии с заданием. Я получил большие навыки работы с эмулятором, в частности с программой “Монитор”. Хочу заметить, что не все подпрограммы написаны мною, я также воспользовался и стандартными программами “Монитора”. При помощи стандартных команд ассемблера была создана программа, переводящая заданный массив однобайтных констант в массив кодов КОИ-7. Вполне возможно, что существуют более рациональные алгоритмы реализации данной задачи, использующие, может быть, более короткие команды.

Существенных замечаний к работе программы Эмулятор микро-ЭВМ СМ-1800 обнаружено не было.

Литература

1. Горбунов В.Л. и др. Микропроцессоры. -М: Высшая школа, 1986.

2. Майоров, Гавриков. Практический курс программирования микропроцессорных систем. -М: Машиностроение, 1989.

3. Гуртовцев А.Л., Гудыменко С.В. Программирование для микропроцессоров. Справочное пособие. -М: Высшая школа, 1989.

4. Шаньгин В.Ф. и др. Программирование микропроцессорных систем. М: Высшая школа, 1990.

5. Гиляров В.Н. Программирование в кодах для микроЭВМ СМ-1800. Методические указания. СПбГТИ. -СП, 2005

6. Гиляров В.Н. Стандартное программное обеспечение. Монитор Методические указания. СПбГТИ. -СП, 2005

Размещено на Allbest.ru