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

 

（2）冒泡排序子程序: SORT

 

                                                        否

 

                                     是

 

                 否

 

                                      是

 

                否

 

                                      是

 

四、程序清单

NAME    BUBBLE_SORT

DATA  SEGMENT

ARRAY  DW 5 DUP(?)                       ;输入数据的存储单元

COUNT  DW 5

TWO    DW 2

FLAG1   DW 0                            ;判断符号标志

FLAG2   DB 0                             ;判断首位是否为零的标志

FAULT   DW -1                            ;判断出错标志

CR      DB 0DH,0AH,'$'

STR1    DB 'Please input five numbers seperated with space and finished with Enter:','$'

STR2    DB 'The original numbers:','$'

STR3    DB 'The sorted numbers:','$'

STR4    DB 'The Min:','$'

STR5    DB 'The Max:','$'

STR6    DB 'The Average:','$'

STR7    DB 'The binary system of the average :','$'

STR8    DB 'Input error!Please input again!''$'

DATA    ENDS

CODE    SEGMENT

MAIN    PROC  FAR

ASSUME  CS:CODE,DS:DATA,ES:DATA

START:  PUSH  DS

        AND   AX,0

        PUSH  AX

        MOV   AX,DATA

        MOV   DS,AX

        LEA   DX,STR1

        MOV   AH,09H                   ;9号DOS功能调用，提示输入数据

        INT   21H

        CALL  CRLF                      ;回车换行

REIN:   CALL  INPUT                     ;调用INPUT子程序，输入原始数据

        CMP   AX,FAULT                 ;判断是否出错，

        JE    REIN                      ;出错则重新输入

        LEA   DX,STR2

        MOV   AH,09H                  ;9号DOS功能调用，提示输出原始数据

        INT   21H

        CALL  OUTPUT                  ;调用OUTPUT子程序，输出原始数据

        CALL  SORT                     ;调用SORT子程序，进行冒泡排序

        LEA   DX,STR3

        MOV   AH,09H                  ;9号DOS功能调用，提示输出排序后的数据

        INT   21H

        CALL  OUTPUT                  ;调用OUTPUT子程序，输出排序后的数据

        AND   SI,0 

        AND   BX,0

        MOV   BX,ARRAY[SI]      ;将最小值存入BX   

        LEA   DX,STR4

        MOV   AH,09H           ;9号DOS功能调用，提示输出数据的最小值

        INT   21H

        CALL  ONE              ;调用ONE子程序，输出最小值  

        CALL  CRLF

        LEA   DX,STR5

        MOV   AH,09H           ;9号DOS功能调用，提示输出排序后的最大值

        INT   21H

        MOV   BX,ARRAY[SI+8]    ;将最大值存入BX

        CALL  ONE              ;调用ONE子程序，输出最大值

        CALL  CRLF

        LEA   DX,STR6

        MOV   AH,09H          ;9号DOS功能调用，提示输出平均值

        INT   21H

        AND   DX,0

        MOV   AX,ARRAY[SI+2]   ;将去掉最大最小值的其余各数之和存入AX

        ADD   AX,ARRAY[SI+4]

        ADC   AX,ARRAY[SI+6]

        MOV   CX,COUNT       ;计数器CX=5

        DEC   CX              ;CX←CX-1

        DEC   CX

        DIV    CX             ;字除法，余数存入AX

        MOV   BX,AX          ;将余下各数的平均值存入BX

        CALL  ONE            ;调用ONE子程序，输出去掉最大最小值的其余数平均值                     

        CALL  CRLF

        LEA   DX,STR6

        MOV   AH,09H         ;9号DOS功能调用，提示输出平均值的二进制串

        MOV   CX,16          ;16位二进制串，计数器初始值为16

LL1:    AND   DX,0

        DIV   TWO

        PUSH  DX

        LOOP  LL1

        MOV   CX,16

LL2:    POP   DX

        ADD   DL,30H          ;将DL中的数进行ASCII码转换

        MOV   AH,2           ;2号DOS功能调用，输出字符“0”或“1”

        INT   21H

        LOOP  LL2

        MOV   AH,4CH

        INT   21H             ;4C号功能调用，返回DOS

MAIN    ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

子程序：CRLF

功能：  回车和换行

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CRLF    PROC  

        LEA   DX,CR  

        MOV   AH,09H

        INT   21H

        RET

CRLF    ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

子程序：INPUT

功能：  输入一组数据

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

INPUT   PROC

        MOV   CX,COUNT      ;计数器CX=5

        AND   SI,0

NEXT1:  CALL  DTB             ;调用DTB子程序，将输入转换为二进制数

        DEC   CX              ;CX←CX-1

        CMP   DL,20H         ;判断输入字符是否为空格符

        JE    STO   

        CMP   DL,0DH         ;判断输入字符是否为换行符

        JE    EXIT2

        CALL  CRLF

ERROR:  LEA   DX,STR8

        MOV   AH,09H         ;9号DOS功能调用，提示输入不合法

        INT   21H

        CALL  CRLF

        MOV   AX,FAULT       ;以AX中的值作为出错标志

        JMP   EXIT3

STO:    MOV   ARRAY[SI],BX    ;是空格符，将BX中的二进制数存入存储单元

        ADD   SI,2

        JMP   NEXT1

EXIT2:  MOV   ARRAY[SI],BX     ;是换行符，将BX中的二进制数存入存储单元

        CALL  CRLF

EXIT3:  RET

INPUT   ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

DTB     PROC

        AND   BX,0

        AND   FLAG1,0          ;符号标志，0为正，1为负

CHAR:   MOV   AH,01H          ;1号DOS功能调用，输入一个字符，存入AL

        INT   21H

        MOV   DL,AL

        CMP   AL,2DH          ;判断输入字符是否为负号"-"

        JNZ   NEXT2

        MOV   FLAG1,1         ;是负数，将符号标志FLAG1置1

        JMP   CHAR      

NEXT2:  SUB   AL,30H           ;判断输入字符是否在0-9之间

        JL    NEXT3

        CMP   AL,09H

        JG    NEXT3

        CBW

        XCHG  AX,BX            ;输入字符在0-9之间，将BX中的数乘以10

        MOV   CX,10

        MUL   CX

        XCHG  AX,BX

        ADD   BX,AX            ;将BX中的数与新输入的数相加

        JMP   CHAR

NEXT3:  CMP   FLAG1,1          ;根据符号标志判断输入是否为负

        JNZ   EXIT1

        NEG   BX               ;对BX中的数求补

EXIT1:  RET

DTB     ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

子程序：OUTPUT

功能：  输出一组数据

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

OUTPUT  PROC

        CALL  CRLF

        MOV   DI,COUNT       ;计数器DI=5

        AND   SI,0

GO1:    MOV   BX,ARRAY[SI]    ;将存储单元的第一组数据存入BX

        TEST  BX,8000H        ;判断正负

        JZ    GO2

        MOV   DL,2DH

        MOV   AH,02H         ;2号DOS功能调用，输出负号"-"

        INT   21H

        NEG   BX

GO2:    CALL  ONE            ;调用ONE子程序，将BX中二进制数转换为十进制数输出

        MOV   DL,20H

        MOV   AH,02H         ;2号DOS功能调用，输出空格符

        INT   21H

        ADD   SI,2            ;指针指向下一数据

        DEC   DI              ;DI←DI-1

        JNZ   GO1            ;计数器DI不为零，继续循环

        CALL  CRLF       

        RET

OUTPUT  ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

ONE     PROC

        PUSH  BX

        PUSH  CX

        PUSH  SI

        PUSH  DI

        MOV   CX,10000       ;除数存入CX

        CALL  BTD

        MOV   CX,1000

        CALL  BTD

        MOV   CX,100

        CALL  BTD

        MOV   CX,10

        CALL  BTD

        MOV   CX,1

        CALL  BTD

        ADD   DL,FLAG2

        CMP   DL,30H         ;与"0"的ASCII码比较，判断该数是否为"0"

        JNE   QUIT3

        MOV   AH,02H         ;2号DOS功能调用，输出"0"

        INT   21H

QUIT3:  POP   DI

        POP   SI

        POP   CX

        POP   BX

        AND   FLAG2,0        ;将首位标志FLAG2重新置0

        RET

ONE     ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

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

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

BTD     PROC

        MOV   AX,BX

        AND   DX,0

        DIV   CX              ;字除法，商值存入AX,余数存入DX

        MOV   BX,DX          ;余数存入BX

        MOV   DL,AL

        ADD   DL,30H             ;对DL中的数进行ASCII码转换

        CMP   FLAG2,0            ;判断是否为首位数据

        JNE   QUIT1

        CMP   DL,30H             ;是首位则判断是否为"0"

        JE    QUIT2               ;是"0"则不输出

        MOV   FLAG2,1            ;不是"0"将首位标志置1

QUIT1:  MOV   AH,02H             ;2号DOS功能调用，输出一位十进制数

        INT   21H

QUIT2:  RET

BTD     ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

子程序：SORT

功能：  冒泡排序

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

SORT    PROC         

        CLD

        MOV   CX,COUNT          ;初始化计数器CX

        DEC   CX                 ;CX=4

LOO1:   MOV   DI,CX              ;CX中的数存入DI

        AND   SI,0

LOO2:   MOV   AX,ARRAY[SI]

        CMP   AX,ARRAY[SI+2]      ;相邻两数进行比较

        JL    LOO3

        XCHG  AX,ARRAY[SI+2]      ;前一数较大则进行数据交换

        MOV   ARRAY[SI],AX

LOO3:   ADD   SI,2                ;前一数较小，则进行下一组比较

        LOOP  LOO2              ;CX=0,停止内循环

        MOV   CX,DI              ;还原计数器CX的值

        LOOP  LOO1              ;CX=0,停止外循环

        RET

SORT    ENDP

;--------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------       

CODE    ENDS

        END   START

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“Divide Overflow”。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“INT 21H”，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。