دستورالعمل های انتقال داده مقادير را از يک محل به محل ديگر کپی می کنند.

MOV
XCHG
LEA

ساده ترين دستورالعمل mov است که دارای دو عملوند است. اين دستورالعمل محتوای دومين عملوند خود را در اولين کپی می کند. فرم کلی آن به صورت زير است:

mov Dest, Source

دستور mov يک کپی از Source را گرفته و آنرا در Dest ذخيره می کند. محتوای Source بعد از اجرای دستور تغيير نمی کند ولی مقدار قبلی Dest رونويسی می شود.

دستور mov مشابه دستور انتساب در زبان های سطح بالا است ( Dest := Source; در زبان Pascal يا Dest=Source; در زبان C).

با توجه به نوع عملوندها، انواع مختلفی از دستورالعمل mov را می توان داشت. متداولترین آنها عبارتند از:

mov register, register
mov memory, register
mov register, memory
mov memory, immediate data
mov register, immediate data
mov AX/AL, memory
mov memory, AX/AL
mov segment register, memory 16
mov segment register, register 16
mov register 16, segment register
mov memory 16, segment register

چند موضوع مهم درباره دستور mov را باید همواره بخاطر داشت:

1. انتقال حافظه به حافظه وجود ندارد. يعنی هردو عملوند همزمان نمی توانند عملوند حافظه ای باشند.
2. عملوندها می تواند از نوع بايت يا کلمه باشند. اما هردو عملوند حتما بايد هم اندازه باشند (برای مثال دستور mov AX,BL اشتباه است). اين برای عملوند های حافظه و ثبات هم باید رعایت شود (اگر متغيری را يک بايتی تعريف کنيد و آنرا در ثبات AX منتقل کنيد اسمبلر پيغام خطا صادر می کند).
3. با اين دستور نمی توان يک داده فوری را در يک ثبات سگمنت منتقل کرد.
4. هر دو عملوند نمی توانند ثبات سگمنت باشند.
5. گونه هائی از دستور mov سريع تر و کوتاهتراز بقيه هستند. برای مثال هر دو دستور mov ax, mem و mov reg, mem داده ای را از حافظه به ثبات کپی می کنند اما دستورالعمل اول کوتاهتر و سريع تر از دومی است.
6. می توان يک مقدار فوری را در يک محل حافظه منتقل کرد. در اين حالت داده فوری به اندازه عملوند مقصد گسترش داده می شود (مگراينکه بزرگتر از مقصد باشد که خطا صادر می شود). البته اسمبلر نمی تواند اندازه عملوند حافظه را تعيين کند مگر اينکه عملوند حافظه ای به صورت يک متغير در برنامه اعلان شده باشد. برای حل اين مشکل از عملگر های byte ptr و word ptr برای تعيين اندازه عملوند حافظه ای می توان استفاده کرد.

مثال. دستور زيرداده فوری 10h را به اندازه يک کلمه گسترش داده و در محلی که BX به آن اشاره می کند ذخيره می کند.

mov word ptr [bx], 10h

مثال. دستورات زير داده فوری 40h را در ثبات سگمنت ES ذخيره می کند. ثبات AX به عنوان واسطه بکار رفته است. هر کدام از ثبات همه منظوره را می توان به جای AX بکار برد.

mov AX, 40h
mov ES, AX

دستور mov روی هيچکدام از فلگ ها تاثيری ندارد.

دستورالعمل xchg محتوای دو عملوند خود را جابجا می کند. فرم کلی آن به صورت زير است:

xchg Operand1, Operand2

مقدار هردو عملوند در اثر اجرا تغيير می کند.

چهار شکل خاص برای اين دستور وجوددارد:

xchg register, memory
xchg register, register
xchg ax, register16

ترتيب علموندها اهمیت ندارد. می توانید xchg mem,reg یا xchg reg,mem را بنویسید نتیجه فرقی ندارد. اکثر اسمبلرها بطور خودکار کد کوتاهتر را انتخاب می کنند.

هردو عملوند باید یک اندازه باشند.

دستور xchg روی هيچيک از فلگ ها تاثیر نمی گذارد.

دستورالعمل (load effective address) lea برای مقداردهی اشاره گرها استفاده می شود. فرم خاص آن به صورت زیر است:

lea register16, memory

اين دستور آدرس موثر يک محل خاص از حافظه را درون یک ثبات همه منظوره ذخيره می کند. منظور از آدرس موثر آدرس نهائی حافظه بعد از کلیه محاسبات آدرسی است.

مثال. دستور زير مقدار 1234h را در ثبات AX قرار می دهد.

lea AX, DS:[1234h]

دستور mov ax, immediate data هم همین عمل را انجام می دهد. تفاوت آنها در اين است که دستورالعمل lea محاسبه آدرسی و انتقال داده را همزمان انجام می دهد.

مثال. دستور زير آدرس حاصل از محاسبه BP+SI+4 را درثبات AX قرار می دهد. ابتدا مقادير را بهم جمع کرده سپس در ثبات منتقل می کند.

lea bx, 4[bp+si]

دستورالعمل lea روی فلگ ها تاثير ندارد.

مرتب سازی انتخابی (selection sort) روش بهبود يافته مرتب سازی حبابی است.

الگوريتم ابتدا کوچکترين عنصر را توسط جستجوی خطی پيدا می کند و آنرا در اولين محل ليست قرار می دهد، سپس دومين عنصر کوچک را پيدا می کند و به همين ترتيب تا آخر.

پیاده سازی

شبه کد الگوریتم مرتب سازی انتخابی به صورت زیر است:

for i:=0 to n-2 do
   min:=i
   for j:=(i + 1) to n-1 do
      if A[j] < A[min] then
         min:= j
      end if
   end for
   swap (A[i] , A[min])
end for

مثال. در زير مراحل مختلف برای مرتب کردن 5 عنصر "64 25 12 22 11" مشاهده می شود.

First Pass
(64 25 12 22 11) ( 11 25 12 22 64)
Second Pass
(11 25 12 22 64) ( 11 12 25 22 64)
Third Pass
(11 12 25 22 64) (11 12 22 25 64)
Forth Pass
(11 12 22 25 64) (11 12 22 25 64)

ارزیابی کارائی

در مقايسه با الگوريتم های ديگر مرتب سازی انتخابی، به دليل سادگی ساختار، صرف نظر از ترتيب داده های ليست هميشه يک زمان اجرا را می دهد. (n-1) جابه جائی در کل مورد نياز است که نسبت به مرتب سازی حبابی کمتر است و اگر تعداد جابه جائی ها مهم باشد مرتب سازی انتخابی روش مناسبی است. تعداد مقايسه ها در کل برابر است با (n-1)+(n-2)+…+1= Θ(n2).

مرتب سازی انتخابی برای ساختارهائی مانند ليست پيوندی که روش حذف و اضافه کارائی دارند سودمند است. در اين حالت کوچکترين عنصر از ليست حذف شده و سپس به انتهای مقاديری که قبلا مرتب شده اند اضافه می شود.

مثال.

64 25 12 22 11
11 64 25 12 22
11 12 64 25 22
11 12 22 64 25
11 12 22 25 64

پردازنده 8086 دارای 14 ثبات 16 بيتی با کاربردهای متفاوت است. اين ثبات ها را می توان به صورت زير گروه بندی کرد:

1. ثبات های همه منظوره : AX، BX، CX و DX
2. ثبات های ايندکس : SIو DI
3. ثبات های آدرسی : BP،SP و IP
4. ثبات های سگمنت : CS، DS، SS و ES
5. ثبات های وضعيتی : Flag

دیاگرام ثبات های ۸۰۸۶

 

یک الگوریتم مرتب سازی الگوریتمی است که عناصر یک لیست را در ترتیب معینی قرار می دهد. کارائی مرتب سازی برای بهینه سازی کاربردهای الگوریتم های دیگر مانند جستجو و ادغام، که به لیست های مرتب نیاز دارند، اهمیت دارد. مرتب سازی برای تهیه خروجی های خوانا برای انسان نیز مفید است.

مرتب سازی حبابی

مرتب سازی انتخابی

مقايسه الگوريتم های مرتب سازی

الگوریتم های مرتب سازی اغلب بر اساس زیر دسته بندی می شوند:

• پیچیدگی زمانی مقایسه عناصر برحسب اندازه لیست (n) . معمولا برای یک الگوریتم مرتب سازی عادی O(n log n) بهترین حالت و O(n²) بدترین حالت است. زمان ایده آل O(n) است.
• پیچیدگی زمانی تعداد جابه جائی ها برای الگوریتم های درجا (in place).
• مصرف حافظه (و استفاده از منابع دیگر سیستم). برخی از الگوریتم های مرتب سازی برون از جا (out place) هستند. که به محل کمکی برای نگهداری داده های موقت علاوه بر داده های در حال مرتب شدن نیاز دارند.
• بعضی از الگوریتم ها بازگشتی یا غیر بازگشتی یا هردو هستند.
• پايداری. الگوریتم های مرتب سازی پايدار ترتیب نسبی رکوردها با کلیدهای مساوی را برقرار می کنند. یعنی اگر دو رکورد R و S با یک کلید وجود داشته باشد و R قبل از S در لیست اصلی آمده باشد، در لیست مرتب شده هم R قبل از S می آید.
• متد کلی. روش مرتب سازی داده ها که می تواند درج،‌ تعویض، انتخاب، ادغام و غیره باشد. برای مثال مرتب سازی حبابی و سریع مرتب سازی تعویضی هستند.

جستجوی دودوئی

الگوریتم جستجوی دودوئی (binary search algorithm) روشی برای جستجوی یک مقدار درون یک لیست مرتب است. عنصر وسط لیست انتخاب شده و با آرگومان جستجو مقایسه می شود تا تعیین شود از آن بزگتر، کوچکتر یا مساوی است. اگر آرگومان از عنصر انتخاب شده بزرگتر باشد جستجو در نیمه پایینی و اگر کوچکتر باشد در نیمه بالائی لیست ادامه پیدا می کند.

کد بازگشتی جستجوی دودوئی به صورت زیر است:

int BinarySearch(int A, int value, int low, int high) {
  if (high < low)
    return -1    // not found
  mid = (low + high) / 2
  if (A[mid] > value)
    return BinarySearch(A, value, low, mid-1)
  else if (A[mid] < value)
    return BinarySearch(A, value, mid+1, high)
  else
    return mid    // found
}

زمان جستجو O(log n) است که زمان بهتری نسبت به جستجوی خطی است. اگر آرگومان جستجو برابر با عنصر وسط لیست باشد با یک مقایسه پیدا می شود که بهترين حالت است. در بدترین حالت به ⌊log₂ n ⌋ + 1 مقايسه نياز است.

جستجوی دودوئی مثالی از یک الگوریتم تقسیم و غلبه است.

با اجرای برنامه علامت آمادگی ( _ ) ظاهر می شود. کليه فرامين Debug در مقابل اين علامت بايد وارد شود. دستورات Debug همگی شامل يک حرف و تعدادی پارامتر هستند.

اگر خطائی در گرامر دستور وجود داشته باشد Debug دستور و محل خطا را نمايش می دهد. هنگام وارد کردن دستورات می توانيد از ترکيب حروف بزرگ و کوچک استفاده کنيد.

کليه فرامين Debug با کليد کنترل Control+C خنثی می شوند.

فرامين در جدول زير ليست شده است:

مثال. برای ذخيره برنامه موجود در حافظه روی ديسک نام فايل و اندازه آن بايد به صورت زير مشخص شود:

_N filename.Com
_R BX:CX
_W

مثال. دستور r محتويات ثبات های CPU و دستورالعمل بعدی که بايد اجرا شود را نمايش می دهد.

برنامه Debug محيطی برای بررسی فايل های مقصد دودوئی و اجرائی است. برنامه امکان انجام تغييرات جزئی در يک برنامه اجرائی را فراهم می کند بدون اينکه نياز به دوباره اسمبل کردن آن باشد.

برنامه Debug ابزاری جهت اشکالزدائی، اجرا و تغيير برنامه ها می باشد. اين برنامه امکان نوشتن و اجرای برنامه های کوتاه اسمبلی، نمايش و تغيير محتوای حافظه و ثبات ها، تهيه ليست اسمبلی از يک برنامه اجرائی و دسترسی به پورت ها را می دهد

برنامه Debug جزو فرامين خارجی سيستم عامل DOS است و همراه با سيستم عامل نصب می شود. در سيستم عامل ويندوز می توانيد آنرا در شاخه WINDOWSsystem32 پيدا کنيد.

به دو طريق می توان Debug را اجرا کرد. در روش اول تنها نام برنامه Debug در خط فرمان سيستم عامل وارد می شود. در روش دوم نام يک فايل اجرائی و ليست پارامترهای موردنياز آن مقابل کلمه Debug وارد می شود. در اين حالت فايل اجرائی در حافظه لود می شود و تعداد بايت های آن در ثبات های BX:CX قرار می گيرد.

ثبات های همه منظوره

CPU اوليه 8086 با چهار ثبات همه منظوره طراحی شد که در دستورات محاسباتی و ورودی/خروجی استفاده می شوند. هرکدام از اين ثبات ها يک يا چند وظيفه خاص هم دارند.

ثبات های همه منظوره می توانند به صورت 8 يا 16 بيتی استفاده شوند.هر کدام از آنها از دو بايت تشکيل شده اند؛ بايت سمت چپ را Low Order و سمت راست را High Order می نامند.

ثبات های سگمنت

برای آدرس دهی به هر يک از اين سگمنت های برنامه يک ثبات وجود دارد که مشخص می کند کدام بخش حافظه برای قسمت های مختلف برنامه به کار رفته است.

ثبات های ايندکس

دو ثبات 16 بيتی ايندکس وجود دارد که اغلب به عنوان اشاره گر به همراه DS به کار می روند تا به داده های موجود در سگمنت داده دسترسی شود. اما می توانند به همان منظورهای ديگر، مانند ثبات های همه منظوره، هم استفاده شود؛ گرچه نمی توانند به دو بخش 8 بيتی تجزيه شوند.

ثبات های اشاره گر

ثبات های اشاره گر نگهدارنده بخش آفست در آدرس دهی هستند و همراه با يکی از ثبات های سگمنت به محلی از حافظه اشاره دارند. طبق پيش فرض ثبات های همه منظوره و ايندکس همراه با DS و ثبات های پشته همراه با SS و IP همراه با CS استفاده می شوند.

ثبات FLAGS

فلگ ها اطلاعاتی درباره نتايج اجرای دستورالعمل قبلی را نگه می دارند. اين نتايج به صورت بيت های مجزا در ثبات وضعيت FLAGS ذخيره می شوند. 9 بيت از 16 بيت اين ثبات برای تعيين وضعيت فعلی ماشين و نتيجه اجرای دستورالعمل به کار می روند. هر کدام از اين بيت ها هم فلگ ناميده می شوند زيرا می توانند 1 (Set) يا 0 (Not Set) باشند. بسياری از دستورالعمل ها وضعيت اين بيت ها را تغيير می دهند. گرچه کليه دستورات روی فلگ تاثير نمی گذارند.
اين ثبات فاقد آدرس است و به طور مستقيم توسط برنامه نويس قابل دسترس نمی باشد.

پردازنده های 80286 به بعد دارای دو مد حقيقی (real mode) و محافظت شده (protected mode) براي اجرا هستند. تعاريف سگمنت داده شده در قسمت بالا بر اساس مد حقيقی است.

در مد حقيقی پردازنده مانند 8086 عمل می کند. ارجاع به حافظه توسط يک آفست 16 بيتی درون يک سگمنت تعيين می شود. آدرس فيزيکی 20بيتی طبق فرمول آفست + 16×سگمنت بدست می آيد. به اين طريق تا يک 1MB حافظه قابل آدرس دهی است. اما در هر لحظه فقط تا 64KB را می توان آدرس داد. در اين حالت يک برنامه به هر آدرسی از حافظه دسترسی دارد حتی حافظه برنامه های ديگر که باعث می شود اشکالزدائی و امنيت بسيار دشوار بشود.

کليه برنامه های تحت DOS در مد مجازی اجرا می شوند.

در مد محافظت شده پردازنده می تواند از قابليت های خود در گذرگاه های آدرس و داده به طور کامل استفاده کنند. در اين مد می تواند حافظه بيشتری را آدرس دهی کند و برنامه ها را از دسترسی حافظه های يکديگر محافظت می کرد.

مد محافظت شده تکنيکی به نام حافظه مجازی را استفاده می کند که برپايه نگهداری قسمتی از داده و کد در حافظه است که برنامه دارد اجرا می کند. بقيه داده و کد تا زمانی که مورد نياز باشند روی ديسک نگهداری می شوند. سگمنت ها بين حافظه و ديسک در صورت نياز منتقل می شوند و برخلاف مد حقيقی مکان های ثابتی در حافظه ندارند. اطلاعات سگمنت ها درون جدولی ذخيره می شود. ايندکس جدول هنگام آدرس دهی در ثبات سگمنت قرار می گيرد.