====== Assembler ======

Der Grossteil der Informationen findest du in den Slides. Unten findest du primär Aufträge und Links.

{{ :gf_informatik:2021_22_assembler_i.pdf |}}

[[https://kantonsschuleromanshorn.sharepoint.com/:p:/s/FSInformatik/Ec-axk2h40FKok8pEbV4Ku4B-J6070APuLhi3usmMW_8yQ?e=cfU1Xe&nav=eyJzSWQiOjI2MywiY0lkIjoxOTA1MzAzMjc2fQ|Slides Branching / Labels]]
===== Little Man Computer =====

[[https://peterhigginson.co.uk/lmc/|Little Man Computer Simulation]]

[[https://peterhigginson.co.uk/lmc/help.html|Little Man Computer Help]]



===== Aufgaben =====

==== Aufgabe 1 ====

Betrachte das einfache Assemblerprogramm, welches zwei Zahlen, welche im Code gespeichert sind, addiert:
<code asm>
        LDA 97
        ADD 98
        STA 99
        OUT
        HLT
</code>

Arbeite in 2er-Gruppe.

   1. Tippe den Code in den LMC (nicht copy-paste).
   1. Schreibe die beiden Zahlen, die du addieren möchtest, am richtigen Ort in den Speicher.
   1. Führe das Programm wiederholt aus. Verfolge genau, was wann passiert:
     1. Beobachte den Instruktionszyklus.
     1. Stelle sicher, dass du alles verstehst.
   1. Schreibe den Code so um, dass nun **vier Zahlen addiert** werden können.

==== Aufgabe 2: Schleifen ====

Nun wollen wir **Schleifen** (ähnlich wie *while* in Python) in Assembler programmieren. Bei einer solchen wird eine *Bedingung* überprüft. Je nachdem, ob diese erfüllt ist, *springt* der Code dann wieder zurück. Dazu verwenden wir die **Sprung-Instruktionen** (**Branch**) in Assembler.

<code asm>
        ...
LOOP    ... // here loop starts
        ...
        BRP LOOP // if accumulator is >= 0, jump to LOOP (can also use different name)
        ...
</code>

   1. Studiere im Manual die **Sprung-Instruktionen** BRA, BRZ, BRP
   1. Schreibe Assembler-Code, der einen **Countdown** ausführt (siehe unten):
     1. eine Zahl wird eingelesen
     1. wiederholen, solange die Zahl >= 0 ist:
       1. die Zahl wird ausgeben 
       1. die Zahl wird um 1 verringert

**Hinweise:**
  * Mit `ONE DAT 1` kann nach dem eigentlichen Programm eine Zahl (z.B. $1$) in den Speicher geschrieben werden, die dann für die Subtraktion verwendet werden kann.
  * Welche **Sprung-Instruktion** musst du hier verwenden?

<nodisp 2>
++++Lösung:|
<code asm>
0        INP
1        OUT
2        SUB 5    // Subtrahiert 1 (s. DAT-Instruktion)
3        BRP 1    // Springe zurück zu Zeile 1, wenn der Accumulator 0 oder positiv ist.
4        HLT 
5        DAT 1    // Schreibt die gewünschte Zahl in den Speicher.
</code>
++++
</nodisp>

==== Aufgabe 3: Verzweigungen ====

Nun wollen wir einfache **Verzweigungen** (entspricht **if-else**-Statement in Python) in Assembler programmieren. Bei einem solchen wird eine *Bedingung* überprüft. Je nachdem, ob diese erfüllt ist, *springt* der Code dann an eine andere Stelle. Dazu verwendet man, ganz ähnlich wie bei Schleifen, die **Sprung-Instruktionen**. Der Unterschied hier ist, dass man nicht zurück sondern nach weiter unten im Code springt.

<code asm>
        ...
        BRP JMP // if accumulator is zero or positive, jump to line marked with JMP
        ...
JMP     ...
        ...
</code>

   1. Studiere im Manual die Befehle BRA, BRZ, BRP
   1. Schreibe ein Assembler-Programm, in welchem dem man zuerst zwei Zahlen eingeben kann. Von diesen wird das **Maximum** bestimmt und ausgegeben. 


<nodisp 2>
++++Lösung:|
<code asm>
</code>
++++
</nodisp>


==== Aufgaben 4a-f ====
Löse eine der folgenden Aufgaben; verwende Labels und Branching Instructions.

- Eine Zahl einlesen, mit -1 multiplizieren und ausgeben.​

- Countdown: alle Zahlen von der Eingabe bis 0 ausgeben (mit Labels)

- Fibonacci-Zahl für die Eingabe berechnen und ausgeben.​

- Zwei Zahlen einlesen, das Produkt ausgeben. ​
  * (**Optional**) Funktioniert die Lösung auch mit negativen Zahlen?​

- Ganzzahldivision​

- (*** Schwierig ***) Schreiben Sie einen Bootloader: Dieser liest ein anderes Programm vom Input und schreibt es in den Speicher. Wenn eine 000 (HALT) gelesen wird, soll das eingelesene Programm ausgeführt werden.​