Програма розбору та обчислення простих математичних виразів. Курсова робота з Інформаційні технології. Робота № 526111

Перехід до торгівельного партнера Binance

Програма розбору та обчислення простих математичних виразів

Інформація про навчальний заклад

ВУЗ:

Тернопільський національний економічний університет

Інститут:

Не вказано

Факультет:

ТГВ

Кафедра:

Не вказано

Інформація про роботу

Рік:

2011

Тип роботи:

Курсова робота

Предмет:

Інформаційні технології

Група:

СКС

Завантажити

Частина тексту файла (без зображень, графіків і формул):

Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Тернопільський національний економічний університет Факультет комп’ютерних інформаційних технологій Кафедра спеціалізованих комп’ютерних систем Курсова робота з дисципліни “Системне програмування” на тему: “Програма розбору та обчислення простих математичних виразів” Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України Тернопільский національний економічний університет Факультет комп’ютерних інформаційних технологій Кафедра спеціалізованих комп’ютерних систем Завдання на курсову роботу Група: СКС-21 Курс: другий Студент: Груб’як Тарас Володимирович “Тема курсової роботи” Програма розбору та обчислення простих математичних виразів Основні розділи: Розділ 1. Аналіз технологічного завдання та методів його вирішення. Розділ 2. Опис методики та алгоритм вирішення завдання. Розділ 3. Аналіз результатів та тестування програми. Рекомендована література: 1. Александр Крупнік «Ассемблер. Самоучитель» 2. Том Сван «Изучение языка ассемблера» 3. Зубков Сергей Владимирович «Assembler для Dos, Windows и Unix» Дата видачі завдання "____"_______________201__р. Дата представлення роботи на кафедру "____"_______________201__р. Керівник роботи: к.т.н., доц. Сегін А.І. ЗМІСТ Вступ..............................................................................................................4 РОЗДІЛ 1.Аналіз технічного завдання та методів його вирішення....5 РОЗДІЛ 2. Опис методики та алгоритму вирішення завдання............7 РОЗДІЛ 3. Опис програми та аналіз отриманих результатів...............9 3.2. Опис процедур і макросів......................................................................9 3.2. Аналіз отриманих результатів..............................................................10 Висновки........................................................................................................14 Список використаних джерел......................................................................15 Додаток А......................................................................................................16 ВСТУП Програміст мислить за допомогою людської мови і живе у світі об'єктивної реальності, що його оточує, а комп'ютер - машина, що виконує інструкції, записані цим програмістом за допомогою мови програмування. Програма, яка повинна виконуватися, записана в машинних кодах, тобто машинною мовою. Машинна мова передбачає запис інструкцій та операндів у вигляді послідовностей нулів та одиниць. Машинна мова є мовою низького рівня. Програма в машинних кодах являє собою послідовність команд, які процесор може сприйняти і виконати безпосередньо. Кожний тип машин має свою машинну мову. Машинний код, написаний для однієї машини, не може бути виконаний на іншій без використання спеціального програмного забезпечення. Німецький інженер Конрад Цузе був першим, хто успішно здійснив ідею створення обчислювальної машини на основі двійкової системи числення. У 1936 році він почав конструювати обчислювальний апарат, що працює в двійковій системі числення, що згодом був названий Zuse. Громіздкі статистичні обчислення для здійснення складних інженерних розрахунків повинні були стати автоматизованими, що було дотепер неможливо. Машина Цузе стала першим вичислювальним автоматом із програмним керуванням і вважається першим комп'ютером. Це програмне керування було написано на низькому рівні. Ассемблер - мова програмування, в якій ми задаємо конкретно команди, які звертаються до машини, на відміну від мов програмування високого рівня. І хоча зараз є багато мов програмування високого рівня, які дещо простіші в написаннях програм, асемблер так і далі продовжують використовувати. В даній курсовій роботі необхідно розробити на Ассемблері програму розбору та обчислення простих математичних виразів. Тобто, написана програма повинна розпізнати дужки в виразі, і в математичній послідовності обчислити вираз. А якщо вираз записано не правильно, програма повинна видати повідомлення про помилку. РОЗДІЛ 1. Аналіз технічного завдання та методів його вирішення Основне завдання в даній курсовій роботі полягає в створенні програми, яка розбирає і обчислює прості математичні вирази, які б містили велику кількість дужок і прості арифметичні операції. Програма повинна виконувати ці обчислення за всіма математичними правилами, за правилами розкриття дужок, за правилами обчислення. Коли обчислюються якісь математичні вирази потрібно дивитись на дужки і на самі дії. Тобто враховувати те, що спочатку виконуються обчислення в дужках. Самі перші обчислення виконуються в внутрішніх дужках, тобто потрібно враховувати рівень пріоритетності. Якщо в виразі декілька дужок однакового рівня пріоритетності, то обчислення в них відбувається по порядку. На прикладі показано як відбувається обчислення із врахуванням дужок. Обчисленя цього виразу можна поділити на рівні: ( (6+4)-(2+6))+((7+2)*(6+5))*2 =202 10 8 9 11 2 99 101 Але під час обчислення потрібно враховувати не тільки дужки але й арифметичні дії. Тобто, так само як і з дужками, потрібно враховувати пріоритетність дій. Коли розраховується вираз в якого лише додавання і віднімання, і не містить дужок, то ці арифметичні дії виконуються по порядку. Наприклад : 5+2+4-6+5-2+3-4+2-2-3=4 В даному випадку ми просто виконуємо додавання і віднімання чисел попорядку зліва направо. Коли розраховується вираз в якого лише множення і ділення, розрахунок відбувається аналогічно попередньому прикладу, тобто розрахунок виконується в попорядку зліва направо. В наступному випадку коли змішані арифметичні дії додавання, відніманя, множення, ділення і немає дужок то першими виконуються множення і ділення, а потім додавання і віднімання. І коли йдуть обчислення виразу який містить дужки і чотири арифметичні операції, то першими виконуються дії ті, що в дужках, не зважаючи чи то додавання, чи то множення, а потім виконуються дії за описаним вище. РОЗДІЛ 2. Опис методики та алгоритму вирішення завдання Дана програма призначена для обчислення простих математичних виразів, тобто виконує такі математичні дії як, додавання, віднімання, множення і ділення. Також ця програма обчислює математичні вирази, якщо вони містять дужки. При неправильному введенні виразу, це може бути не правильно введені дії, чи не збалансовані дужки, програма виводить повідомлення про ту чи іншу помилку. Після введення виразу натиснувши enter програма виводить в тому самому рядку знак рівності і результат обчислення. Якщо, наприклад, число від’ємне то воно вводится і виводиться в дужках. Ця програма була реалізована за таким алгоритмом: 1. Перевірка на правильність введеного виразу. Після введення виразу, він заноситься в деяку змінну, після чого відбувається його перевірка. Спочатку перевіряється чи є зайві символи, перевіряється на правильність збалансованих дужок, а потім перевіряється чи правильно введені операнди. Якщо є якісь помилки, то програма виводить повідомлення про ту чи іншу помилку. 2. Визначення пріоритетної частини. Після того, як не було виявлено жодної помилки, програма визначає кількість символів в змінній: якщо там одне число, то воно зразу виводиться, а коли там цілий вираз, програма визначає пріоритетну частину. Якщо є дужки, то пріоритетною частиною будуть самі внутрішні дужки. 3.Обчислення пріоритетної частини. Визначивши пріоритетну частину, програма обчилює її, враховуючи те , що першими виконуються множення і ділення, а потім додаваня і віднімання, після чого результат заноситься в змінну на місце обчислюваного виразу( на місце обчислюваної пріоритетної частини виразу). І знов програма визначає кількість символів в змінній: якщо одне число, то воно виводиться, в іншому випадку програма повертається до пункуту 2, тобто визначає пріоритетну частину, і так цикл буде продовжуватись, поки не буде в змінній одне число. 4. Виведення результату. Коли визначивши кількість символів в змінній, їх кількість буде рівна одиниці, результат буде виведено. Блок-схема алгоритму показана в Додатку В. РОЗДІЛ 3. Опис програми та аналіз отриманих результатів 3.1. Опис процедур і макросів В цій програмі я використовував багато процедур і макросів. Однією з основних процедур програми є процедура Wwedennja. Завдяки їй відбувається введення виразу, після чого, процедура перевіряє його на правильність відкриття і закриття дужок та на відсутність зайвих символів, доповнює кожну цифру спереду нулями до 10 цифр в числі. Ця процедура містить багато підпроцедур: EnterExp - ввід виразу з клавіатури. lengstr - визначає довжину стрічки, викликається за допомогою макросу dovjuna вираз, довжина, змінна для результату. Testsumvol - перевірити на зайві символи, викликається макросом Testsumvolr. В ax заноситься 0, якщо вираз правильний, ax=2 якщо у виразі зайві символи. При помилці виконання процедури Wwedennja завершується. TestdujkuT - перевірка на збалансованість дужок. Викликається макросом Testdujku. ax=0, якщо дужки збалансовані і ах=1, якщо незбалансовані. При помилці виконання процедури Wwedennja завершується. Якщо ax не дорівнює нулю, то припинити обчислення і викликати процедуру обробки помилок ErrorProc, яка виводить повідомлення про помилку. lengstr – процедура призначена для визначення довжини стрічки. Процедура InTmpExpression копіює вираз, а якщо є дужки, то копіюється вираз у внутрішніх дужках, у змінну tmpexpression. Процедура викликається макросом InTmpExpr Процедура Kalkul обчислює вираз в tmpexpression. Шукає і виконує спочатку по порядку дії множення і ділення, а потім додавання і віднімання. Testdiii - перевірити чи в операнд не занесено зайвих символів. Викликається макросом Testdii. Заносить в aх=3, якщо є помилка і ах=0, якщо нема. При помилці процедура Kalkul обчислення припиняє. Operation - визначити яку дію потрібно виконати і виконати її. AddBCDp - додавання BCD- чисел, викликається макросом AddBCD операнд 1, операнд 2, довжина операнду. Результат повертається в першому операнді. SubBCDp - віднімання BCD - чисел. Виклик SubBCD операнд 1, операнд2, довжина операнду. MulBCDp - множення. Виклик MulBCD операнд 1, операнд 2, довжина операндів. DivBCDp - ділення. Виклик DivBCD операнд 1, операнд 2. довжина операндів. newrezultat – вставляє в expression результат на місце обчислюваного виразу. wuwid – ця процедура виводить результат обчислення. o4ustka –процедура очищення екрану. 3.2. Аналіз отриманих результатів Зроблена програма працює за алгоритмом. Обчислює прості математичні вирази з дужками. Можна проаналізувати декілька виразів обчислених програмою: 5+7+8-6=14 - результат правильний. В цьому випадку обчислення здійснювалося попорядку, оскільки всі дії однакового пріоритету (рис. 1) Рис.1 Простий вираз Розглянемо вираз з дужками: 4+(8-2)=10 - Знаючи алгоритм програми можна розібрати як було здійснено це обчислення. Спочатку була виконана дія в дужках 8-2=6, а потім 4+6=10 (рис.2) Рис.2 Вираз з дужками Тепер візьмемо дещо складніший вираз (рис.3) 50-(2*(1+4)-2)*3=26 - обчислення здійснювалися в такому порядку: 1) 1+4=5 2) 2*5=10 3) 10-2=8 4) 8*3=24 5) 50-24=26 Рис.3 Складний вираз Ми проаналізували обчислення виразів і побачили як вони виконуються, тепер подивимось які будуть виводитись помилки в випадках неправильного вводу виразу: 9+3-4+-6 Error in expression (not right symbol)! - виводиться помилка про зайвий символ (рис.4) Рис.4 Помилка про зайвий символ ((6+4-5)*7 Error in brackets! - виводиться помилка неправильного збалансування дужок (рис.5). Рис.5 Помилка неправильного збалансування дужок 2+R-4*6 There is illegal symbol in expression! - виводиться помилка про неправильно введений операнд (рис.6 ). Рис.6 Помилка про неправильно введений операнд ВИСНОВКИ В даній курсовій роботі я написав програму розбору та обчислення простих математичних виразів. Проаналізувавши її роботу, вона працює правильно. Тобто виконує чотири простих арифметичних дії, а саме: множення, ділення, додавання і віднімання, а також обчислює вирази з дужками. Якщо вираз записано не паравильно, програма виводить помилку. В програмі я використав багато процедур і макросів, які описані в курсовій роботі. Програма получилась досить велика, але в кінці програми є невеличка, але основна частина, в якій закладений основний алгоритм. І саме ця основна частинка викликає всі процедури. Моя програма може мати дуже велике практичне застосування. Тому що зараз в дуже багатьох сферах використовуються розрахунки чисел. Звісно на сьогодніший день є дуже багато мініатюрних пристроїв, які заміняють цю програму, тобто пристроїв для розрахунку. Сучасні пристрої можуть обчислювати надзвичайно складні операції, можуть розраховувати не лише прості арифметичні операції, але й складні вирази, обчислювати тригонометричні функції. Мою програму також можна удосконалити так, щоб вона обчислювала не лише прості арифметичні дії, але й дещо складніше, наприклад обчислення косинусів та синусів, знаходження інтегралів, розвязання логарифмів, але й звісно що й текст програми був би надзвичайно великий. СПИСОК ВИКОРИСТАНИХ ДЖЕРЕЛ 1. Александр Крупнік «Ассемблер. Самоучитель» 2. Том Сван «Изучение языка ассемблера» 3. Зубков Сергей Владимирович «Assembler для Dos, Windows и Unix» 4. Абель П. «Язык Ассемблера для IBM PC и программирования» 5. Юров В., Хорошенко С. «Assembler: учебный курс» 6. Финогенов К.Г. «Самоучитель по системным функциям MS–DOS» 7. Том Сван «Освоение Turbo Assembler» 8. Пильщиков « Программирования на языке ассемблера IBM PC» Додаток А Текст програми data segment buffer db 512 dup(?) Msg db 'wwedu wuraz i natusnu enter ',13,10,'$' string db 200 dup(' ') expression db 200 dup(' '),13,10,'$' tmpexpression db 200 dup(" "),13,10,'$' results db 200 dup(" "),13,10,'$' counter db 0 len_str dw 200 len_tmpexpr dw 0 res_si dw 0 OpenBracket dw 0 CloseBracket dw 0 Errordujku db "Error in brackets!",13,10,'$' Errorsumvol db "There is illegal symbol in expression!",13,10,'$' Errordii db "Error in expression (not right symbol)!",13,10,'$' minus db 0 a db "0000000000" b db "0000000000" data ends code segment assume cs:code,ds:data,es:data Testsumvol macro str,len lea si,string mov cx,len call Testsumvolr endm Testdujku macro string,len mov cx,len mov si,offset string call TestdujkuT endm Testdii macro string,len lea si,string mov cx,len call Testdiii endm SymIn macro string,symbol,len push ax push cx push di cld mov cx,len lea di,string mov al,symbol rep stos string pop di pop cx pop ax endm dovjuna macro string,len,lenstring mov cx,len lea si,string call lengstr mov lenstring,bx endm InTmpExpr macro StringS,StringD,len,Open,Close lea si,StringS lea di,StringD mov cx,len call InTmpExpression mov Open,ax mov Close,dx endm Operands macro rbx,op1,op2,len push di push si push bx mov bx,rbx lea di,op1 lea si,op2 call InOperands pop bx pop si pop di endm Init macro mem1,mem2,len mov di,len-1+offset mem1 mov si,len-1+offset mem2 mov cx,len endm AddBCD macro mem1,mem2,len Init mem1,mem2,len call AddBCDp endm SubBCD MACRO mem1,mem2,len Init mem1,mem2,len call SubBCDp endm MulBCD macro mem1,mem2,len Init mem1,mem2,len call MulBCDp endm DivBCD macro mem1,mem2,len mov di,offset mem1 mov si,offset mem2 mov cx,len call DivBCDp endm OutBCD macro mem,len mov si,offset mem mov cx,len call OutBCDp endm o4ustka macro push ax xor ah, ah mov al, 2 int 10h pop ax endm AddBCDp proc push ax push di push si push cx std clc _add: lodsb adc al,[di] aaa stosb loop _add pop cx pop si pop di pop ax ret endp SubBCDp proc push ax push di push si push cx std clc _sub: lodsb sbb [di],al mov al,[di] aas stosb loop _sub pop cx pop si pop di pop ax ret endp MulBCDp proc push ax push bx push di push si push cx std mov bx,offset buffer mov dh,cl push bx shl cx,1 xor al,al _0: mov [bx],al inc bx loop _0 mov cl,dh pop bx _mul_o_: xor dl,dl push cx push bx push si mov cl,dh mul_i_: lodsb mul byte ptr [di] aam add al,dl aaa add al,[bx] aaa mov dl,ah xor ah,ah mov [bx],al inc bx loop mul_i_ mov [bx],dl pop si pop bx inc bx dec di pop cx loop _mul_o_ mov cl,dh sub bx,cx add di,cx _move_l_: mov al,[bx] inc bx stosb loop _move_l_ mov cl,dh mov di,si _move_h_: mov al,[bx] inc bx stosb loop _move_h_ pop cx pop si pop di pop bx pop ax ret endp SubInvBCDp proc push si push di add si,cx dec si add di,cx dec di call SubBCDp pop di pop si ret ENDP CmpBCDp proc push ax push di push si push cx cld _cmp_: lodsb cmp al,[di] jl _less_ jg _greater_ inc di loop _cmp_ _less_: stc jc _cmp_q_ _greater_: clc _cmp_q_: pop cx pop si pop di pop ax ret endp PrepForDiv proc cld push di push si push di pop si mov di,offset buffer xor al,al push cx stosb rep movsb pop cx stosb pop si push cx _find_: lodsb dec cx cmp al,0 je _find_ dec si inc cx mov dx,cx rep movsb pop cx push cx xor al,al rep stosb mov di,offset buffer pop cx mov si,di inc cx add si,cx pop bx ret endp DivBCDp proc push ax push bx push di push si push cx push di call PrepForDiv xor ax,ax call CmpBCDp jnc _next_1_ _div_: call CmpBCDp jnc _next_ inc al call SubInvBCDp jmp _div_ _next_: mov [bx],al inc bx _next_1_: inc di dec cx xor al,al inc ah cmp cx,dx jne _div_ dec ah pop di pop cx push cx mov si,di add di,cx push cx mov cl,ah add si,cx dec si dec di std rep movsb pop cx sub cl,ah xor al,al rep stosb pop cx pop si push si push cx mov di,si mov si,offset buffer inc si cld rep movsb pop cx pop si pop di pop bx pop ax ret endp OutBCDp proc mov ah,06h cld _out_: lodsb or al,30h mov dl,al int 21h loop _out_ mov dl,0dh int 21h mov dl,0ah int 21h ret endp POV proc mov ah,09h mov dx,OFFSET Msg int 21h endp Wwedennja proc call EnterExpression dovjuna string,200,len_str Testsumvol string,len_str cmp ax,0 jne ErrorEnd Testdujku string,len_str cmp ax,0 jne ErrorEnd lea dx,expression mov si,0 mov cx,len_str inc cx inc cx mov bx,0 new: mov di,0 ScanString: mov al,string[si] cmp al,39h ja IsChar cmp al,30h jb IsChar mov a[di],al inc di inc si loop ScanString jmp EndProc IsChar: mov bx,di dec bx call MoveInExpr SymIn a,'0',10 SymIn b,'0',10 dec cx inc si cmp cx,0 jne new EndProc: mov ax,0 ErrorEnd: ret Wwedennja endp EnterExpression proc push ax push bx push cx push si mov si,0 mov cx,len_str mov bx,cx InString: mov ah,01h int 21h cmp al,13 je EndInString mov string[si],al mov results[si],al inc si loop InString EndInString: mov al,'=' mov results[si],al inc si mov res_si,si pop si pop cx pop bx pop ax ret EnterExpression endp Testsumvolr proc push bx push cx push dx push si mov ax,0 mov dl,[si] cmp dl,' ' je ErrorTest inc cx dec si ScanExpr: inc si dec cx mov dl,[si] cmp dl,39h ja chr cmp dl,30h jb chr cmp cx,0 jae ScanExpr mov ax,0 jmp EndTest chr: cmp dl,'+' je ScanExpr cmp dl,'-' je ScanExpr cmp dl,'*' je ScanExpr cmp dl,'/' je ScanExpr cmp dl,'(' je ScanExpr cmp dl,')' je ScanExpr cmp dl,' ' je EndTest ErrorTest: mov ax,2 EndTest: pop si pop dx pop cx pop bx ret Testsumvolr endp TestdujkuT proc push bx push di push si push cx inc cx mov di,sp start2: mov bl,[si] cmp bl,' ' je endstart2 cmp bl,'(' je open cmp bl,')' je close jne repeats open: push bx jmp short repeats close: cmp sp,di je repeats pop bx repeats: inc si loop start2 endstart2: mov ax,sp sub ax,di cmp ax,0 je endtest1 EndErrorTest: mov ax,1 endtest1: mov sp,di pop cx pop si pop di pop bx ret endp lengstr proc push si push dx push cx push ax mov bx,cx lengths: mov dl,[si] cmp dl,' ' je equel inc si loop lengths equel: mov ax,si mov dl,[si] sub bx,cx dec bx pop ax pop cx pop dx pop si ret endp MoveInExpr proc push cx push bx push di push si cld mov cx,10 mov al,'0' lea di,a repe scasb cmp cx,0 je MoveChar mov cx,10 cld lea di,b lea si,a mov ax,9 sub ax,bx add di,ax mov cx,bx inc cx rep movsb cld lea si,b mov di,dx mov cx,10 rep movsb

Курсова робота Інформаційні технології

pegas

22.05.2014 01:05-

Коментарі

Ви не можете залишити коментар. Для цього, будь ласка, або зареєструйтесь.

Ділись своїми роботами та отримуй миттєві бонуси!

Маєш корисні навчальні матеріали, які припадають пилом на твоєму комп'ютері? Розрахункові, лабораторні, практичні чи контрольні роботи — завантажуй їх прямо зараз і одразу отримуй бали на свій рахунок! Заархівуй всі файли в один .zip (до 100 МБ) або завантажуй кожен файл окремо. Внесок у спільноту – це легкий спосіб допомогти іншим та отримати додаткові можливості на сайті. Твої старі роботи можуть приносити тобі нові нагороди!

поділитись