微机原理实验报告-冒泡排序

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

开始 （1）主程序:MAIN

初始化

键盘输入数据

调用INPUT子程序

否

输入是否正确

是

显示原始数据

调用OUTPUT子程序

显示输入错误

显示冒泡排序后的数据 调用SORT子程序 调用OUTPUT子程序 显示最小值Min 显示One子程序 显示最大值Max 调用One子程序 显示其余数平均值Average 调用One子程序 显示平均值二进制串Binary 调用One子程序 结束 （2）冒泡排序子程序: SORT

COUNT1 ---- 外循环次数

COUNT2 ---- 内循环次数

i ---- 数组下标 否 是 否 是 否 是

进入 初始化 COUNT1=N-1 COUNT2=COUNT1 SI=0 Ai≥Ai+1 Ai与Ai+1两数交换 SI=SI+2 COUNT2=COUNT2-1 COUNT2=0？ COUNT1=COUNT1-1 COUNT2=0？ 返回 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\的ASCII码比较，判断该数是否为\ JNE QUIT3

MOV AH,02H ;2号DOS功能调用，输出\ 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\ JE QUIT2 ;是\则不输出

MOV FLAG2,1 ;不是\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。

（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。

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