《LC基本指令与编程》课件

基本指令与编程LC探讨微控制器的基本指令集和基本编程技术帮助初学者掌握芯片的基本使LC,LC用方法课程介绍课程目标课程内容教学方式学习指令集的基本原理掌握基本的汇包括指令集的组成、基本运算指令、通过课堂讲授、实验操作和编程练习相结合LC,LC编语言编程技能为后续深入学习计算机体数据传输指令、程序流程控制指令以及寄的方式帮助学生深入理解和掌握汇编语言,,,系结构和操作系统奠定基础存器和内存的操作等编程的基本原理和技巧什么是指令集LC指令集是一种基本的指令集简单直观LC LC计算机指令集它只有种指令，与复杂的商15它包含了基本的算术运算、数据用指令集相比更易掌握和理解传输和程序流程控制指令，为初这使得它成为教学和实践的良好学者提供了一个简单、易学的编选择程环境指令集注重基础概念LC通过学习指令集的基本编程构建块，学习者可以更好地理解计算机硬LC件和软件的工作原理指令集的基本组成LC指令格式基本指令类型寄存器系统内存访问指令集使用固定长度的指令集提供了基本的运算拥有一组通用的寄存器用指令可以直接访问内存读LC16LC LC,LC,位指令格式包括操作码和操、数据传输、程序流程控制等于存储和操作数据寄存器提写数据这为更复杂的程序设,作数等关键元素这种格式简指令类型可以完成各种基础供了灵活的临时数据存储和运计和数据处理奠定了基础,单明了便于硬件快速解码和的计算和控制任务算能力,执行运算指令LC算术运算逻辑运算指令集包括加法、减法、乘法指令集还支持逻辑与、逻辑或LC LC和除法等基本数值运算功能，为、逻辑非等布尔运算，用于实现程序员提供了强大的计算能力复杂的程序控制逻辑位运算比较运算位移、位与、位或等位级运算指大于、小于、等于等比较运算指令可以进行高效的数据处理和信令可以用于条件判断和程序流程息编码控制数据传输指令LC载入指令用于将数据从内存载入寄存器比如、、LWLoad WordLHLoad HalfWord LBLoad等Byte存储指令用于将数据从寄存器保存到内存比如、、SWStore WordSHStore HalfWord等SBStore Byte移动指令用于在寄存器之间移动数据比如、、MOVMove MFLOMoveFrom LOMFHIMove等From HI程序流程控制指令LC分支流程控制指令循环流程控制指令调用子程序指令指令集包含了和等指令集中也提供了、和指令集还支持调用子程序的指令可以将LC if-else switch-case LCwhile fordo-LC,分支流程控制指令可以根据特定条件执行等循环控制指令可以让程序重复执行复杂的任务拆分成多个模块提高代码的可,while,,不同的操作这使得程序能够根据输入数据特定的代码块直到满足退出条件这在处读性和可维护性这种模块化编程方式可以,做出动态决策理迭代任务时非常有用增加程序的灵活性寄存器和内存在指令集中寄存器是用于存储和操作数据的暂时性存储单元LC,,它们位于内部访问速度极快内存则是用于长期存储程序CPU,和数据的主存储器它位于外部访问速度相对较慢,CPU,寄存器和内存之间通过数据总线进行数据交换这是与外部,CPU设备进行数据传输的重要通道合理利用寄存器和内存资源对于程序的运行效率至关重要寄存器和内存的操作寄存器访问通过指令直接访问寄存器执行读取和写入操作寄存器是,CPU内部的高速存储单元内存访问通过指令访问内存地址执行从内存到寄存器或从寄存器到内存,的数据传输操作内存是外部的大容量存储器地址计算利用指令对地址进行计算实现对不同位置内存单元的访问地,址计算是内存访问的基础基础汇编程序编写编写步骤1•确定算法和数据结构•选择合适的指令集•编写汇编代码编码技巧2充分利用寄存器和内存•注意指令的执行顺序•小心处理边界条件•调试方法3使用单步执行、断点设置等手段有效定位并修复程序中的bug简单算术运算程序加法运算1实现两个整数的加法运算减法运算2实现两个整数的减法运算乘法运算3实现两个整数的乘法运算除法运算4实现两个整数的除法运算这一部分我们将学习如何编写基本的算术运算程序，包括加法、减法、乘法和除法通过学习这些基本的运算指令和程序编写技巧，为后续更复杂的程序设计奠定基础分支和循环程序设计条件判断1使用语句检查变量条件IF双分支结构2语句实现二选一选择IF-ELSE多分支结构3语句支持多个条件判断ELSE-IF循环结构4语句实现循环FOR,WHILE,DO-WHILE分支和循环是程序设计的两大核心要素合理使用条件判断和循环结构可以实现复杂的逻辑操作通过对变量值的检查，程序能根据不同条件执行相应的代码分支循环语句则可以重复执行一段代码多次，大大提高了程序的灵活性和表达能力二进制和十六进制二进制十六进制二进制是计算机中最基本的数字表示方式由和两个数字构成十六进制是用个数字表示的数字系统更方便地表,01160-9,A-F,它直接反映了计算机内部的电子开关状态示二进制值它可以简洁地表示大量的二进制数据/二进制到十六进制的转换二进制分解1将二进制数分解为每位一组的形式方便转换成对应的进制4,16数字十六进制对照2查找每个位二进制组合对应的进制数字如对应416,0000对应等0,1010A合并表示3将所有进制数字按顺序组合即可得到最终的进制数16,16十进制到二进制和十六进制的转换识别数值类型确定要转换的数值是十进制、二进制还是十六进制除二取余法对十进制数进行除二取余操作，得到对应的二进制数转换为十六进制将二进制数分组为位，每组转换为对应的一位十六进制数4浮点数和码ASCII浮点数表示浮点数采用指数和尾数的方式表示，能够表示大范围的数值码编码ASCII码是一种用位二进制数表示字符的编码方式，广泛应用于计算机及网络通信ASCII7数据转换需要熟练掌握浮点数和码之间的相互转换，以便进行各种数据处理ASCII浮点数的表示和转换浮点数表示1采用指数形式表示，包括符号位、指数位和尾数位标准IEEE7542广泛应用的浮点数表示和计算标准基本转换3在二进制、十进制和十六进制之间进行转换舍入误差4浮点数无法精确表示所有实数，会产生舍入误差浮点数是一种科学计数法表示的数字形式它由符号位、指数位和尾数位组成，能够表示范围广泛的数值遵循标准能够保证浮点数的IEEE754兼容性和计算的准确性但由于存在舍入误差，在进行数值计算时需要十分谨慎码的表示和应用ASCII字符编码1是一种基于英文字母的字符编码标准ASCII编码范围2码包含了从到的个字符ASCII0127128二进制表示3每个字符对应一个位二进制数ASCII8应用领域4广泛应用于计算机系统和网络通信ASCII码是一种基于英文字母的字符编码标准包含从到的个字符每个字符对应一个位二进制数广泛应用于计算机系统和网络ASCII,0127128ASCII8,通信编码为文本信息的存储和传输提供了统一的标准是计算机领域最基础和最重要的编码之一ASCII,数据结构和类型基础数据类型线性数据结构包括整数、浮点数、字符、布尔如数组、链表、栈和队列能高效,等是构建复杂数据结构的基础处理有序、连续的数据,树形数据结构图形数据结构如二叉树、红黑树、树等擅长能表示复杂的网状关系适用于社B,,处理层次化、非线性的数据关系交网络、路径规划等领域基础算法设计问题分析1在设计算法之前需要仔细分析问题的输入和输出条件了解问,,题的本质和解决方法的思路算法框架2确定好问题的解决思路后需要设计算法的基本框架包括数据,,结构、控制结构等算法优化3在算法实现的过程中需要不断优化算法的时间复杂度和空间复,杂度提高效率和性能,递归算法递归定义1函数调用自身解决子问题的过程递归条件2找到可以停止递归的边界条件递归实现3将大问题拆解为小问题并逐步解决递归算法是一种常见的问题求解方法通过函数自身调用来分解问题直到满足停止条件它可以优雅简洁地解决许多复杂的编程问题比如,,,斐波那契数列、阶乘计算、汉诺塔等掌握递归思维是成为优秀程序员的关键栈和堆栈的基本特点堆的基本特点12栈是一种后进先出的数堆是一种树形数据结构分为大LIFO,据结构适用于需要追踪顺序执根堆和小根堆用于高效实现优,,行的任务如函数调用、表达式先级队列,求值等栈和堆的应用3栈和堆在操作系统、编程语言、算法等领域有广泛应用是学习计算机基,础知识的重要组成部分链表和树型结构链表结构树型结构链表与树型的比较链表是一种基础的数据结构，由一系列节点树型结构是一种分层的数据结构由一个根链表适合顺序存取树型适合快速查找,•,组成每个节点存储一个元素和指向下一个节点和若干子树组成可用于实现高效的查,链表结构简单树型结构复杂•,节点的引用可实现动态的内存分配和访问找、插入和删除操作链表适合动态内存分配树型适合静态数•,据组织排序和查找算法排序算法查找算法12常见的排序算法包括冒泡排序线性查找、二分查找、散列查、选择排序、插入排序、快速找等查找算法可用于在数据结排序、归并排序等，它们各有构中快速定位目标元素它们优缺点并适用于不同的场景的时间复杂度和空间复杂度各不相同算法分析实际应用34通过分析算法的时间复杂度和排序和查找算法广泛应用于各空间复杂度，可以评估其性能种数据处理和信息检索场景，并选择最优的算法解决实际问是程序员必备的基础技能题图算法图的应用领域常见图算法算法复杂度图算法广泛应用于社交网络分包括深度优先搜索、广图算法的时间复杂度通常较高DFS析、交通规划、推荐系统等领度优先搜索、需要考虑图的大小和稀疏程BFS Dijkstra,域用于发现关键节点、最短算法、算法、度等因素优化算法效率是图,Kruskal Prim图的基本组成路径、社区结构等重要信息算法等用于解决不同的图问算法设计的重要目标,题图由一组顶点和连接这些顶点的边组成顶点表示对象或实体边表示它们之间的关系或,联系动态规划定义特点动态规划是一种解决复杂问题的动态规划具有重复子问题和最优算法思想通过将问题分解为更小子结构的特点能够有效地提高算,,的子问题从而得到全局最优解法效率,应用动态规划可以应用于各种优化问题如最短路径、背包问题、编辑距离等,贪心算法目标导向贪心算法以当前最优的局部选择作为目标一步一步地朝着全局最优解前进,快速决策贪心算法做出决策时不需考虑长远因素只关注当前最优的选择这样可以快速找到一个可行,的解高效运行贪心算法通常具有较低的时间复杂度可以在有限的计算资源下高效地找到解决问题的方案,总结和展望总结指令集核心知识探索算法设计与实现LC12回顾了指令集的基本组成、学习了数据结构、基础算法、LC指令分类和寄存器内存操作递归算法、动态规划等重要算/掌握了基础汇编编程技能法设计模式能够解决更复杂的编程问题展望未来发展方向3掌握了计算机基础原理为将来深入学习计算机体系结构、操作系统等奠,定了坚实基础。