Bài giảng Cấu trúc máy tính - Chương 9: Stack & Chương trình con

Chương 9 STACK &CHƯƠNG TRÌNH CON 
 Giới thiệu STACK 
Một số ứng dụng của STACK 
 Cấu trúc của 1 CTC 
 Cơ chế làm việc của 1 CTC 
 Vấn đề truyền tham số 
Chương trình gồm nhiều MODULE 
1 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Là 1 phần của bộ nhớ, được tổ chức lưu trữ dữ liệu theo cơ chế vào sau ra trước (LIFO). 
STACK : là một cấu trúc dữ liệu một chiều. Các phần tử cất vào và lấy ra theo phương thức LIFO (Last In First Out). Mỗi chương trình phải dành ra một khối bộ nhớ để làm stack bằng khai báo STACK. Ví dụ : .STACK 100H ; Xin cấp phát 256 bytes làm stack 
GiỚI THIỆU STACK 
2 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
LẬP TRÌNH VỚI STACK 
Trong lập trình có khi cần truy xuất đến các phần tử trong STACK nhưng không được thay đổi trật tự của STACK. Để thực hiện điều này ta dùng thêm thanh ghi con trỏ BP :trỏ BP về đỉnh Stack : MOV BP,SPthay đổi giá trị của BP để truy xuất đến các phần tử trong Stack : [BP+2] 
3 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
 Phần tử được đưa vào STACK lần đầu tiên gọi là đáy STACK, phần tử cuối cùng được đưa vào STACK được gọi là đỉnh STACK. 
 Khi thêm một phần tử vào STACK ta thêm từ đỉnh, khi lấy một phần tử ra khỏi STACK ta cũng lấy ra từ đỉnh  địa chỉ của ô nhớ đỉnh STCAK luôn luôn bị thay đổi.  
SS dùng để lưu địa chỉ segemnt của đoạn bộ nhớ dùng làm STACKSP để lưu địa chỉ của ô nhớ đỉnh STACK (trỏ tới đỉnh STACK) 
4 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
THÍ DỤ 
D 
C 
B 
A 
SP 
STACK 
A,B,C là các WordMOV BP,SP 
MOV AX,[BP] 
MOV AX,[BP+2] 
MOV AX,[BP+6] 
;AX = D 
;AX = C 
;AX = A 
5 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Để lưu 1 phần tử vào Stack ta dùng lệnh PUSHĐể lấy 1 phần tử ra từ Stack ta dùng lệnh POP 
PUSH nguồn : đưa nguồn vào đỉnh STACK PUSHF : cất nội dung thanh ghi cờ vào STACK 
 nguồn là một thanh ghi 16 bit hay một từ nhớ 
6 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
POP và POPF : dùng để lấy một phần tử ra khỏi STACK. 
Cú pháp : POP đích : đưa nguồn vào đỉnh STACK 
 POPF : cất nội dung ở đỉnh STACK vào thanh ghi cờ 
Chú ý : - Ở đây đích là một thanh ghi 16 bit (trừ thanh ghi IP) hay một từ nhớ 
Các lệnh PUSH, PUSHF, POP và POPF không ảnh hưởng tới các cờ 
7 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
MỘT SỐ ỨNG DỤNG CỦA STACK 
Khắc phục các hạn chế của lệnh MOVEx : MOV CS,DS ; sai PUSH DS POP CS ; đúng 
Truyền tham số cho các chương trình con 
 Lưu tạm thời giá trị thanh ghi hay biến. 
8 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
THÍ DỤ 2 
Nhập vào 1 chuổi, in chuổi đảo ngượcEx : nhập : Cong nghe thong tin xuất : int gnoht ehgn gnoC 
9 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Ví dụ minh họa : dùng STACK trong thuật toán đảo ngược thứ tự như sau : 
 ; Nhập chuỗi kí tự 
 Khởi động bộ đếm 
 Đọc một kí tự 
 WHILE kí tự 13 DO 
 Cất kí tự vào STACK 
 Tăng biến đếm 
 Đọc một kí tự 
 END_WHILE 
 ; Hiển thị đảo ngược 
 FOR biến đếm lần DO 
 Lấy một kí tự từ STACK 
 Hiển thị nó 
 END_FOR 
10 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CTC là 1 nhóm các lệnh được gộp lại dưới 1 cái tên mà ta có thể gọi từ nhiều nơi khác nhau trong chương trình thay vì phải viết lại các nhóm lệnh này tại nơi cần đến chúng. 
 CTC làm cho cấu trúc logic của của CT dễ kiểm soát hơn, dễ tìm sai sót hơn và có thể tái sử dụng mã  tiết kiệm được công sức và thời gian lập trình. 
GiỚI THIỆU CHƯƠNG TRÌNH CON 
Lợi ích 
11 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CẤU TRÚC CỦA CTCON 
TÊNCTC PROC [NEAR|FAR] 
 CÁC LỆNH CỦA CTC 
 RET 
TÊNCTC ENDP 
12 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Viết chương trình nhập 1 số n (n nguyên dương và <9). Tính giai thừa của n và xuất ra màn hình dưới dạng số hex (giới hạn kết quả 16 bit). 
Viết chương trình tìm số hoàn thiện (giới hạn 2 chữ số) và in nó ra màn hình. 
MINH HỌA 
13 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
THÍ DỤ 
.DATA 
EXTRN MemVar : WORD, Array1 : BYTE , ArrLength :ABS .CODEEXTRN NearProc : NEAR , FarProc : FAR.MOV AX,MemVarMOV BX, OFFSET Array1MOV CX, ArrLengthCALL NearProc. 
CALL FarProc.. 
14 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CƠ CHẾ LÀM VIỆC CỦA CTC 
Cơ chế gọi và thực hiện CTC trong ASM cũng giống như ngôn ngữ cấp cao. 
 Khi gặp lệnh gọi CTC thì : . Địa chỉ của lệnh ngay sau lệnh gọi CTC sẽ được đưa vào STACK.. Địa chỉ của CTC được gọi sẽ được nạp vào thanh ghi IP.. Quyền điều khiển của CT sẽ được chuyển giao cho CTC.. CTC sẽ thực hiện các lệnh của nó và khi gặp RET, nó sẽ lấy địa chỉ cất trên STACK ra và nạp lại thanh ghi IP để thực thi lệnh kế tiếp. 
15 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
PUBLIC EXTRN GLOBAL 
Để thuận lợi trong việc dịch, liên kết chương trình đa file, Assembler cung cấp các điều khiển Public, Extrn và Global. 
PUBLIC 
Chỉ cho Assembler biết nhãn (label) nào nằm trongmodule này được phép sử dụng ở các modulekhác. 
Cú pháp : PUBLIC tên nhãn khai báo nhãn 
TÊN BiẾN 
TÊN CTC 
TÊN ĐI TRƯỚC NHÃN 
16 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
EXTRN 
Báo cho Assembler biết những nhãn đãđược khai báo PUBLIC ở các modulekhác được sử dụng trong module này màkhông cần phải khai báo lại. 
Cú pháp : EXTRN Tên nhãn : Kiểu 
BYTE 
WORD 
DATAPTR 
PROC 
FAR 
NEAR 
DWORD 
17 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
GLOBAL 
THAY THẾ PUBLIC VÀ EXTRN. 
Viết chương trình nằm trên 2 file (2 module) với sự phân công như sau :Module của chương trình chính (Main.ASM) có nhiệm vụ xác định Offset của 2 chuổi ký tự và gọi CTC nối 2 chuổi này và cho hiện kết quả ra màn hình.Module CTC (Sub.ASM) làm nhiệm vụ nối 2 chuổi và đưa vào bộ nhớ. 
18 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Ví dụ minh hoạ về STACK, CALL/RET : chương trình in một số nguyên (16 bit) ra màn hình 
PrintNum10 PROC 
; số nguyên N nằm trong AX 
 PUSH BX CX DX 
 MOV CX, 0 ; so lan push (so ky tu) 
laysodu: 
 	 XOR DX, DX ; cho DX = 0 trước khi chia 
 MOV BX, 10 
 DIV BX ; số dư trong DX, phần nguyên trong AX 
 PUSH DX ; lưu phần dư vào stack 
 INC CX 
 CMP AX, 0 ; đã hết chưa? 
 JNZ laysodu ; chưa hết, lấy số dư tiếp 
 MOV AH, 2 
 INSO: 
	 POP DX 
 	ADD DL, '0' 
 	INT 21H 
 LOOP inso 
 	 POP DX CX BX 
 RET 
 ENDP PrintNum10 
19 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Cho phép nhiều user cùng tham gia giải quyết 1 chương trình lớn. 
Sửa module nào thì chỉ cần dịch lại module đó. 
Mỗi module chỉ giải quyết 1 vấn đề  dễ tìm sai sót. 
CHƯƠNG TRÌNH ĐA FILE 
20 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
VẤN ĐỀ TRUYỀN THAM SỐ 
CHUYỂN GIÁ TRỊ CỦA THAM SỐ TỪ CT GỌI  CT ĐƯỢC GỌI 
Có 3 cách truyền tham số 
Thông qua thanh ghi 
Thông qua biến toàn cục 
Thông qua STACK 
21 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
TRUYỀN THAM SỐ THÔNG QUA THANH GHI 
 DỄ 
 ĐƠN GiẢN 
 THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG ĐỐI VỚI NHỮNG CT THUẦN TÚY ASM 
ĐẶT 1 GIÁ TRỊ NÀO ĐÓ VÀO THANH GHI Ở CTCHÍNH VÀ SAU ĐÓ CTC SẼ SỬ DỤNG GIÁ TRỊ NÀY TRONG THANH GHI. 
22 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
TRUYỀN THAM SỐ THÔNG QUA BiẾN GLOBAL 
KHAI BÁO BiẾN TOÀN CỤC. 
DÙNG NÓ ĐỂ CHUYỂN CÁC GIÁ TRỊ GiỮA CT GỌI VÀ CT ĐƯỢC GỌI. 
CÁCH NÀY THƯỜNG ĐƯỢC DÙNG : 
TRONG 1 CT ViẾT THUẦN TÚY BẰNG ASM 
ViẾT HỖN HỢP GiỮA ASM VÀ 1 NGÔN NGỮ CẤP CAO 
23 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
TRUYỀN THAM SỐ QUA STACK 
PHỨC TẠP HƠN. 
DÙNG RẤT NHIỀU KHI ViẾT CHƯƠNG TRÌNH HỖN HỢP GiỮA ASM VÀ NGÔN NGỮ CẤP CAO. 
24 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CHUYỂN GIÁ TRỊ TỪ CTCON LÊN CT CHÍNH. 
CŨNG THÔNG QUA CÁC THANH GHI,BỘ NHỚ VÀ STACK. 
NẾU GIÁ TRỊ TRẢ VỀ LÀ 8 BIT HOẶC 16 BIT (CHO KHAI BÁO CHAR, INT, CON TRỎ GẦN) THÌ GIÁ TRỊ ĐÓ PHẢI ĐƯỢC ĐẶT TRONG THANH GHI AX CỦA HÀM TRƯỚC KHI QUAY VỀ CTCHÍNH. 
25 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CHUYỂN GIÁ TRỊ TỪ CTCON LÊN CT CHÍNH. 
NẾU GIÁ TRỊ QUAY LẠI LÀ 32 BIT (CHO KHAI BÁO LONG, CON TRỎ XA) THÌ GIÁ TRỊ ĐÓ PHẢI ĐƯỢC ĐẶT TRONG THANH GHI DX,AX CỦA HÀM TRƯỚC KHI QUAY VỀ CT CHÍNH. 
26 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
NEAR : lấy địa chỉ OFFSET (16BIT) trong STACK và gán vào thanh ghi IP. 
FAR : lấy địa chỉ OFFSET và SEGMENT trong STACK nạp vào thanh ghi CS:IP. 
NEAR | FAR báo cho lệnh RET lấy địa chỉ quay về chương trình gọi nó trong STACK. 
27 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
VẤN ĐỀ BẢO VỆ CÁC THANH GHI 
CẦN ĐƯỢC QUAN TÂM TRONG QUÁ TRÌNH LẬP TRÌNH ASM. 
RẤT DỄ XẢY RA CÁC TRƯỜNG HỢP LÀM MẤT GIÁ TRỊ CỦA MÀ CT CHÍNH ĐÃ ĐẶT VÀO THANH GHI ĐỂ SỬ DỤNG SAU NAY KHI TA GỌI CTCON. 
28 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
CÁC VÍ DỤ MINH HỌA 
NHẬP VÀO 1 SỐ HỆ HEX. IN RA SỐ ĐÃ NHẬP VỚI YÊU CẦU SAU : 
ViẾT CTCON NHẬP SỐ 
ViẾT CTCON XUẤT SỐ 
CTCHÍNH GỌI 2 CTCON TRÊN. 
29 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
LUYỆN TẬP LẬP TRÌNH C10 
Bài 1 : Viết chương trình nhập 1 số nguyên n (n<9). Tính giai thừa của n và xuất kết quả ra màn hình dưới dạng số Hex (giới hạn 16 bits). 
Bài 2 :Viết chương trình nhap vao 1 chuổi ky tu. Hay in ra man hinh chuổi ky tu vua nhap theo thứ tự đảo (trong mỗi từ đảo từng ký tự). 
Bài 3 :Viết chương trình kiểm tra một biểu thức đại số có chứa các dấu ngoặc (như (), [] và {}) là hợp lệ hay không hợp lệ . 
Ví dụ : (a + [b – { c * ( d – e ) } ] + f) là hợp lệ nhưng (a + [b – { c * ( d – e )] } + f) không hợp lệ. 
HD : dùng ngăn xếp để PUSH các dấu ngoặc trái ( ‘(‘, ’{‘, ‘[‘ ) vào Stack 
30 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Bài 4 : Viết chương trình nhập vào 1 ký tự, cho biết ký tự vừa nhập thuộc loại gi ? – ký tự, ký số ,toán tử toán học hay ký tự khác. Nếu ký tự là phím Escape thì thoát chương trình. 
31 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON 
Bài 6 :Viết chương trình nhập 1 chuổi ký tự. Xuất ký tự dưới dạng viết hoa ký tự đầu của từng từ,các ký tự còn lại là chữ thường 
Ex :Nhập : ngo phuoc nguyenXuất : Ngo Phuoc NguyenNhập : VU tHanh hIEnXuất : Vu Thanh Hien 
Bài 7 : Viết chương trình tìm số hoàn thiện (giới hạn 2 chữ số). Xuất các số hoàn thiện từ số lớn nhất đến số nhỏ. 
32 
Chương 10: CHƯƠNG TRÌNH CON