Технология работы с машинными словами

Машинное слово - это массив битов. Поэтому алгоритмы работы с машинными словами в первом приближении аналогичны алгоритмам, работающим с массивами. Единственная разница состоит в том, что среди команд процессора отсутствуют команды прямой адресации битов. Взамен их используются поразрядные операции, выполняющие одну и ту же логическую операцию или операцию перемещения над всеми разрядами машинного слова одновременно (рис.12.1). Другое их название - машинно-ориентированные операции - отражает тот факт, что они поддерживаются в любой системе команд и любом языке Ассемблера. К ним относятся:

| - поразрядная операция ИЛИ

& - поразрядная операция И;

^ - поразрядная операция исключающее ИЛИ;

~ - поразрядная операция инверсии;

>> - операция сдвига вправо;

<< - операция сдвига влево.

Формальная сторона логических операций всем известна. Однако программиста интересует содержательная интерпретация поразрядных операций, которая позволяет выполнять различные действия с отдельными битами и их диапазонами - битовыми полями: устанавливать, очищать, выделять, инвертировать. Для этого используют поразрядные операции, в которых первый операнд является обрабатываемым машинным словом. Второй операнд, как правило, определяет те биты в первом операнде, которые изменяются при выполнении операции, и в этом случае называется маской. Если маска жестко задана в программе, то является просто битовой константой в шестнадцатеричной системе.

0x1F // 0000 0000 0001 1111 - в маске установлены биты 0…4;

0х3С0 // 0000 0011 1100 0000 - в маске установлены биты 6…9;

0x1 // 0000 0000 0000 0001 - в маске установлен младший бит.

 

Рис.12.1. Логическая операция над n-м разрядом

 

Часто требуется, чтобы маска была «программируемой», например, занимала заданную последовательность разрядов. В этом случае нужно организовать процесс «пробегания» единичного бита по заданному полю.

//Листинг 12.1

#include <iostream>

using namespace std;

//Формирование маски

//в заданном диапазоне разрядов

int set_mask(int r0, int dn)

{ //r0 - номер самого правого разряда в маске

//dn - число единиц в маске

// m " бегущий” единичного бита, v маска

int m,v;

//Сдвинуть единичный бит на r0 разрядов влево

m = 1<<r0;

for (v=0; dn!=0; dn--){// Повторять dn раз

//Установить очередной разряд из m в v

v|=m;

// Переместить единичный бит в следующий разряд

m <<= 1;}

return v;}

int main()

{int dn=4,r0=6;

int n=set_mask(r0,dn);

cout<<hex<<n<<'\n';

return 0;

}

Результат выполнения программы:

3c0