随机数产生器设计课程设计报告.doc

摘要
本次随机数产生器的编写主要采用汇编语言来编写的，在程序的编写中通过调用并运行子程序以及其他汇编指令的协调来实现所要达到的功能，程序主要分三大功能，1.随机数的产生，2.确定随机数的上下限，3.将产生的随机数用16进制的ASCII表示出来，本程序主要有四大模块，1.随机数产生模块；2.数制转换模块；3.字符显示模块；4.运算模块，通过这次汇编语言的程序设计，让我们更加了解了汇编语言，扩展了我们在汇编邻域的知识，让我们掌握了编写实训报告的能力，汇编语言的长处在于编写高效且简单，易懂，需要对机器硬件精确控制的程序。汇编语言比机器语言易于读写、调试和修改，同时具有机器语言全部优点。本次编写的随机数产生器简单易懂，其中的上下线用编写者定义，更加的具有灵活性，此程序突出了汇编语言的简单，灵活，易读写，易修改的特点。
关键词：汇编语言;程序;随机数

目录
1 设计任务 1
2任务分析 2
2.1 程序功能说明 2
2.2 程序要点说明 2
3功能及程序设计 3
3.1主程序流程图及结构图 3
3.2程序说明 4
3.3 子程序功能说明 5
3.3.1 MACT子程序说明 5
3.3.2 RAND子程序说明 7
3.3.3 字符串显示子程序说明 8
4调试结果及分析 10
5心得体会 12
6参考文献 13
附录： 14
源代码 14

1 设计任务
产生十六进制随机数并对其进行运算是相当多应用程序经常会涉及到的一种功能。实际上，十六进制数有个计数符号：0～9，A～F。4个二进制位共有16种组合状态，这样每个十六进制数的计数符号可对应4位二进制数的一种组合状态；反之，1个十六进制符号可以替代一种4位二进制数的组合状态。在阅读和编写汇编语言程序时，经常用十六进制数表示数据、存储单元地址或代码等。
本次课程设计研究的产生16进制随机数并运算的内容。本程序采用汇编语言编程，建立一个文件，显示任意两个16进制数的加法或减法表达式及其运算结果。在减法运算中，如果被减数小于减数，显示“Divider error”的提示信息。

2任务分析
2.1 程序功能说明
本程序需在DOS下运行。程序开始运行，程序完成初始化，输出提示信息。程序产生随机数1，随机数1转化为16进制ASC码并显示。此时选择运算方式，输入“+”执行加法运算，输入“-”则执行减法运算。程序产生随机数2，随机数2转化为16进制ASC码并显示。随机数1和随机数2完成已选择的运算方式，显示运算结果。
2.2 程序要点说明
本程序的要点在于随机数的产生，并显示。将其转化为16进制数，并完成运算。在运算中符合了16进制数的算法要求。

3功能及程序设计
3.1主程序流程图及结构图
N
Y
开始
产生第一个随机数
将随机数转换为16进制表示的ASCII码
执行“+”并产生另一个随机数
执行“-”并产生另一个随机数
提示“Divider error”
计算得到随机数
www的值为0
如果被减数小于减数
输出显示随机数
结束
Y
N
本程序流程图
如图3-1所示。

图3-1程序流程图

程序结构图如图3-2所示。

随机数生成器

随机数产生模块

运算模块
字符显示模块
数值转换模块

图3-2程序结构图

3.2程序说明
（1） 读取数据段的内容
（2） 调用随机数产生子程序产生0~100内的随机数
（3） 调用MACT子程序，将随机数转换为16进制表示的ASCII码字符
（4）判断并调用+或-进行运算.
如果是“+”则跳转到加法运算程序段，此时在调用随机数产生子程序和MACT子程序将得到第二个16进制数b显示在屏幕上，a和b进行16进制加法运算。
如果是“-”则跳转到减法运算程序段，此时在调用随机数产生子程序和MACT子程序将得到第二个16进制数b显示在屏幕上，a和b进行16进制减法运算，如果有借位则显示“Divider error”，如果没有借位位，则将计算结果显示出来。

3.3 子程序功能说明
3.3.1 MACT子程序说明
MACT子程序如下：
MCAT PROC ;将随机数转换为16进制表示的ASCII码字符子程序
PUSH AX
push bx
PUSH CX
PUSH DX
CMP BX,9
JA S1
PUSH AX
PUSH BX
PUSH CX
PUSH DX
mov ax,bx
mov bl,5
div bl
cmp ah,3
jae vb1
mov www,1
jmp vn1
vb1:mov www,0
vn1:pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
ADD BL,30H
MOV AA,BL
MOV AA+1,'$'
LEA DX,AA
MOV AH,9
INT 21H
JMP s3
s1:MOV CL,4
MOV AL,0
PUSH BX
SHL BX,CL
CMP BH,9
JBE V1
SUB BH,9
ADD BH,40H
JMP MM1
V1:ADD BH,30H
MM1:MOV AA,BH
POP BX
AND BL,0FH
PUSH AX
PUSH BX
PUSH CX
PUSH DX
mov ax,bx
mov bl5
div bl
cmp ah,3
jae vb2
mov www,1
jmp vn2
vb2:mov www,0
vn2:pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
CMP BL,9
JBE TT1
SUB BL,9
ADD BL,40H
JMP RR1
TT1: ADD BL,30H
RR1: MOV AA+1,BL
MOV AA+2,'$'
LEA DX,AA
MOV AH9
INT 21H
s3:POP DX
POP CX
POP BX
POP AX
RET
MCAT ENDP
此程序主要是将2位16进制数的高四位转换成ASCLLL码并且显示在屏幕上，然后将低四位也转换成ASCLLL码并且显示在屏幕上，这时屏幕上显示的数就是随机产生的16进制数。

3.3.2 RAND子程序说明
RAND PROC
PUSH CX
PUSH DX
PUSH AX
STI
MOV AH,0 ;读时钟计数器值
INT 1AH
MOV AX,DX ;清高6位
AND AH,3
MOV DL,101 ;除101，产生0~100余数
DIV DL
MOV BL,AH ;余数存BX，作随机数
POP AX
POP DX
POP CX
RET
RAND ENDP
此程序利用读取系统时钟时间，并将时间除以101得到的余数便是我们需要的0-100的随机数，并将随机数保存在bl中。

3.3.3 字符串显示子程序说明
用DATA SEGMENT指令定义数据段，格式如下：
DATA SEGMENT
CC DB '+'
ww db '-'
GG DB '='
II DB 0DH,0AH,'$'
AA DB 5 DUP(?)
www dw 0
ghh db '0',0dh,0ah,'$'
bnm dw 0
DATA ENDS
其中‘ ‘内为要在界面显示的内容，其结尾的那一个字符必须是‘$’,因此必在其结尾加上‘$’才不会使程序出错。这样数据段定义好了，在后面的程序中调用改数据段。能在相应位置显示该数据段。字符串显示程序流程图如图3-2所示。

开始

9号功能调用显示字符串

返回主程序置

结束

图3-2 字符串显示子程序流程图

4调试结果及分析
程序执行“+”运算如图4-1。

图4-1
程序执行“+”运算产生进位如图4-2。

图4-2

程序执行“-”预算如图4-3。

图4-3

程序执行“-”运算被减数小于减数如图4-4。

图4-4

5心得体会
通过本次汇编语言课程设计，使我深深的感受到了汇编语言的乐趣。汇编虽然是低级语言，但是正是因为低级，这也恰恰是它的优点，更接触底层硬件。通过汇编，可以更好的了解计算机系统的工作原理，而且把平时学到的理论知识和实践相结合，促进了课程的学习。在编程的过程中，通过自己思考和查找资料使自己受益匪浅。汇编的过程中也遇到了一些问题，由于自己的粗心，某些符号的书写错误，也大大的降低了自己的工作效率。这次的课程设计使我对汇编语言编程的方法和技巧有了一定的掌握，加深了自己对8086CPU的寄存器，存储器的理解；基本掌握了8086的指令系统；汇编语言程序设计的基本方法，包括顺序结构程序设计，分支结构程序设计，循环结构程序设计；并涉及到了一部分宏汇编语言的技术；同时对BIOS的中断调用有了更深层次的理解。虽然本次课程设计整体有一些难度，但是，这段时间的学习和问题的解决，对自己专业知识的掌握有着非常重要的促进作用。通过这次课程设计，我最大的收获就是自己的动手能力和独立解决问题的能力得到了很大的提高，也充分体会到了自己设计东西的乐趣、学会查阅资料和对别人的东西融会变通的重要性，也明白了很多知识光靠趴在书本上学是学不到其中的精髓的，必须亲自去试着实践，亲自去经历才能对它们真正的掌握。最大的收获是更清晰了如何有条理的编程。第一个就是流程图，原来不以为然的事现在觉得非常的有必要。第二就是编程顺序，要写一个功能很复杂的程序首先写那些自己可以很快完成的较简单的内容，比如先编写产生随机数的程序，这样既可以使编程变得更有条理，而且对心态也是很有帮助的。一步一步的完成相应的要求会使自己的心情倍感舒爽而不是一直未能达到要求时的迷茫。
总之，这次的课程设计给了我一个难得的锻炼的机会，通过自己综合运用课堂上学到的知识，提升了自己解决问题的能力，同时也感谢老师为我们的耐心答疑与指导。

6参考文献
[1]王爽.汇编语言.北京：清华大学出版社，2013.9，12-20
[2]沈美明.IBM-PC汇编语言程序设计.北京：清华大学出版社,2001.810-15
[3]沈美明.IBM-PC汇编语言程序设计例题习题集.北京：清华大学出版社,1991,7-11
[4] 李真香.汇编语言课程设计案例精编.北京：中国水利水电出版社，2004,60-65
[5] 钱晓捷.汇编语言程序设计学习与指南.湖北：华中科技大学出版社，2002,5-9
[6] 马力妮.80x86汇编语言程序设计．北京：机械工业出版社，2004,32-40
[7]程学先,徐东平.汇编语言程序设计.武汉：武汉理工大学出版社，2003,42-45
[8]黄明,梁旭.汇编语言程序设计习题详解.北京：机械工业出版社，2004,17-20

附录：
源代码
DATA SEGMENT
CC DB '+'
ww db '-'
GG DB '='
II DB 0DH,0AH,'$'
AA DB 5 DUP(?)
www dw 0
ghh db '0',0dh,0ah,'$'
bnm dw 0
DATA ENDS
STACK SEGMENT
DB 200 DUP(0)
STACK ENDS
CODE SEGMENT
ASSUME CS:CODE,DS:DATA,SS:STACK
START: MOV AX,DATA
MOV DS,AX
MOV CX,20
CALL RAND ;产生一随机数
CALL MCAT ;将随机数转换为16进制表示的ASCII码字符
MOV AX,BX
PUSH AX
CMP www,0 ;WWW=0?
JE A1 ;执行'+'
CMP www,1 ;www=1?

JE A2 ;执行'-'
A1: MOV DL,CC ;显示'+'
MOV AH,2
INT 21H
CALL RAND ;产生另一随机数
add bx,0fh
CALL MCAT ;将随机数转换为16进制表示的ASCII码字符
MOV DL,GG ;显示'='
MOV AH,2
INT 21H
POP AX

ADD AX,BX
cmp ax,0
jne yjw1
lea dx,ghh
mov ah,9
int 21h
jmp qq1
yjw1: JMP B1
A2: MOV DL,WW ;显示'-'
MOV AH,2
INT 21H
mov cx,65535
mai1: loop mai1
CALL RAND1
CALL MCAT
MOV DL,GG
MOV AH,2
INT 21H
POP AX
Sbb AX,BX
cmp ax,0
jne yjw2
lea dx,ghh
mov ah,9
int 21h
jmp qq1
yjw2: JMP B1
B1: MOV BX,AX
CALL MCAT
lea DX,II
MOV AH,9
INT 21H
QQ1: MOV AH,4CH

INT 21H
MCAT PROC ;将随机数转换为16进制表示的ASCII码字符子程序
PUSH AX
push bx
PUSH CX
PUSH DX
CMP BX,9
JA S1
PUSH AX
PUSH BX
PUSH CX
PUSH DX
mov ax,bx
mov bl,5
div bl
cmp ah,3
jae vb1
mov www,1
jmp vn1
vb1:mov www,0
vn1:pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
ADD BL,30H
MOV AA,BL
MOV AA+1,'$'
LEA DX,AA
MOV AH,9
INT 21H
JMP s3
s1:MOV CL,4
MOV AL,0
PUSH BX
SHL BX,CL
CMP BH,9
JBE V1
SUB BH,9
ADD BH,40H
JMP MM1
V1:ADD BH,30H
MM1:MOV AA,BH
POP BX
AND BL,0FH
PUSH AX
PUSH BX
PUSH CX
PUSH DX
mov ax,bx
mov bl,5
div bl
cmp ah,3
jae vb2
mov www,1
jmp vn2
vb2:mov www,0
vn2:pop dx
pop cx
pop bx
pop ax
CMP BL,9
JBE TT1
SUB BL,9
ADD BL,40H
JMP RR1
TT1: ADD BL,30H
RR1: MOV AA+1,BL
MOV AA+2,'$'
LEA DX,AA
MOV AH,9
INT 21H
s3:POP DX
POP CX
POP BX
POP AX
RET
MCAT ENDP
RAND PROC
PUSH CX
PUSH DX
PUSH AX
STI
MOV AH,0 ;读时钟计数器值
INT 1AH
MOV AX,DX ;清高6位
AND AH,3
MOV DL,101 ;除101，产生0~100余数
DIV DL
MOV BL,AH ;余数存BX，作随机数
POP AX
POP DX
POP CX
RET
RAND ENDP
RAND1 PROC
PUSH CX
PUSH DX
PUSH AX
STI
MOV AH,0
INT 1AH
MOV ax,cx
AND AH,3
MOV DL,101
DIV DL
MOV BL,AH
POP AX
POP DX
POP CX
RET
RAND1 ENDP
CODE ENDS
END START