汇编语言第四版复习资料 第1章 基础知识

• 机器语言
  • 机器语言：机器指令的集合。
  • 机器指令：一台机器可以正确执行的命令。
  • 电子计算机的机器指令是一列二进制数字。
    计算机将之转变为一系列高低电平，使计算机电子器件受到驱动，进行运算。
  • 计算机：可以执行机器指令，进行运算的机器。
    PC机中，用CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)这个芯片来完成计算机的功能， CPU是一种微处理器。
    计算机是指由CPU和其他受CPU直接或间接控制的芯片、器件、设备组成的计算机系统，比如常见的PC机。
  • 每种微处理器都有自己的机器指令集(机器语言)。
    早期程序设计使用机器语言。程序员通过用0、1数字编成的程序代码打在纸带或卡片上，1打孔，0不打孔，再将程序通过纸带机或卡片机输入计算机，进行运算。
• 汇编语言的产生
  • 机器语言难以辨别和记忆，于是产生了汇编语言。
  • 汇编语言的主体是汇编指令。
  • 汇编指令和机器指令的差别在于指令的表示方法。
    汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
  • 例如：机器指令1000100111011000表示把寄存器BX的内容送到AX中。汇编指令写成mov ax,bx。这样的写法与人类语言接近，便于阅读和记忆。

    

  • 寄存器： CPU中可以存储数据的器件，一个CPU中有多个寄存器。
    AX是其中一个计算器的代号，BX是另一个寄存器的代号。
  • 编译器：将汇编指令转换成机器指令的翻译程序。
  • 如下图，程序员用汇编语言写出原程序，再用汇编编译器将其编译为机器码，由计算机最终执行。

    
• 汇编语言的组成
  • 汇编语言由三类指令组成：

    

  • 汇编语言的核心是汇编指令(决定了汇编语言的特性)。
• 存储器
  • CPU是计算机的核心部件：控制整个计算机的运作并进行运算。
  • 要让一个CPU工作，必须向它提供指令和数据。
    指令和数据在存储器(内存)中存放。
    ♥内存的作用仅次于CPU。离开了内存性能再好的CPU也无法工作。(就像再聪明的大脑，没有记忆也无法进行思考。)
  • 磁盘不同与内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU使用。
  • 想要灵活利用汇编语言编程，首先要了解CPU是如何从内存中读取信息，以及向内存中写入信息的。
• 指令和数据
  • 指令和数据是应用上的概念。

    

    
    在内存或磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。
    CPU工作的时候，把有的信息看做指令，有的信息看做数据，为同样的信息赋予不同的意义。
• 存储单元
  • 存储器被划分成若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号。
    这些编号可看作存储单元在存储器中的地址。
    ♥ CPU要从内存中读数据，首先要确定存储单元的地址(确定要读取哪一个存储单元中的数据)。
  • 微型机存储器的存储单元可以存储一个Byte，即8个二进制位。
  • 字节、字、位、比特的概念和关系：
    • 1、位（bit）
      来自英文bit，音译为“比特”，表二进制位。
      ​位是计算机内部数据储存的最小单位。
      ​11010100是一个8位二进制数。
      ​一个二进制位只可以表示0和1两种状态（21）；
      ​两个二进制位可以表示00、01、10、11四种（22）状态；
      ​三位二进制数可表示八种状态（23）……
    • 2、字节（byte）
      来自英文Byte，音译为“拜特”，习惯上用大写“B”表示。
      字节是计算机中数据处理的基本单位。
      计算机中以字节为单位存储和解释信息，规定一个字节由八个二进制位构成（1Byte=8bit）。
      ​八位二进制数最小为00000000，最大为11111111；
      ​通常1个字节可以存入一个ASCII码，2个字节可以存放一个汉字国标码。
    • 3、字
      计算机进行数据处理时，一次存取、加工和传送的数据长度称为字（word）。
      ​一个字通常由一个或多个（一般是字节的整数位）字节构成。
      ​如286微机的字由2个字节组成，它的字长为16；
      ​486微机的字由4个字节组成，它的字长为32位机。
      计算机的字长决定了其CPU一次操作处理实际位数的多少，计算机的字长越大，性能越优越。
    • 字节(byte)、字(word)、位(bit)、比特(bit)，这四者之间的关系：

      

      

  • 微机存储器的容量以字节为最小单位来计算。
    128个存储单元的存储器，容量是128个字节。
  • 对于大容量存储器，用以下单位来计量容量(用B表示Byte)：

    

• CPU对存储器的读写
  • CPU读写数据时，要指明对哪一个器件进行操作进行哪种操作，是从中读出数据，还是向里面写入数据。
  • CPU想要进行数据读写，必须和外部器件(芯片)进行下面三类信息的交互：

    

  • 电子计算机能处理、传输的信息都是电信号，电信号用导线传送。
  • 计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，称为总线。
    从物理上讲，总线就是一根根导线的集合。
  • 总线从逻辑上分为：
    • ①地址总线
    • ②控制总线
    • ③数据总线
  • CPU从3号单元中读取数据过程：

    

    
    ① CPU通过地址线将地址信息3发出。
    ② CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，通知它，将要从中读取数据。
    ③存储器将3号单元中的数据8通过数据线送入CPU。
    ♥写操作与读操作步骤相似：例如向3号单元写入数据26。
    ① CPU通过地址线将地址信息3发出。
    ② CPU通过控制线发出内存写命令，选中存储器芯片，通知它，要向其中写入数据。
    ③ CPU通过数据线将数据26送入内存的3号单元中。
  • 要用一个计算机或微处理器，工作要输入能够驱动它进行工作的电平信息(机器码)。

    

• 地址总线
  • CPU通过地址总线来指定存储器单元。
    在计算机中，一根导线可传送的稳定状态只有两种：高电平或是低电平。(用二进制表示就是1和0)
  • 地址总线上能传送多少个不同信息，CPU就可以对多少个存储单元进行寻址。
  • 一个CPU有N根地址线，说明该CPU地址总线宽度为N，可以寻找2^N个内存单元。

    

    
    一个内存单元为1Byte，1Byte=8bit。
• 数据总线
  • CPU与内存或其他器件之间的数据传送，通过数据总线进行。
  • 数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
  • 8根数据总线，一次可传送一个8位二进制数据(一个字节)。
    16根数据总线，一次可传送两个字节(1字节=8bit)。
  • 8088CPU数据总线宽度为8。

    

  • 8086CPU数据总线宽度为16。

    

  • 8086有16根数据线，可以一次传送16位数据，所以可以一次传送数据89D8H；而8088只有8根数据线，一次只能传8位数据，所以向内存写入数据89D8H时，需要进行两次数据传送。
• 控制总线
  • CPU对外部器件的控制通过控制总线来进行。
    这里的控制总线是个总称，控制总线是一些不同控制线的集合。
    有多少根控制总线，就意味着CPU提供对外部器件的多少种控制。
    ♥控制总线宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。
  • 前面讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的，“读信号输出”的控制线，负责由CPU向外传送读信号。“写信号输出”的控制线，负责传送写信号。
    CPU向该控制线上输出低电平：表示将要读取数据。
  • 小结

    

    

  • 检测点1.1

    

• 内存地址空间(概述)
  • 假设一个CPU的地址总线宽度为10，可以寻址1024个内存单元(一个存储单元=1Byte，1Byte=8bit)，这124个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。
• 主板
  • 每台CP机中都有一个主板，主板上有核心器件和一些主要器件，这些器件通过总线(地址总线、数据总线、控制总线)相连。
  • 这些器件有CPU、存储器、外围芯片组、扩展插槽等。
  • 扩展插槽上一般插有RAM内存条和各类接口卡。
• 接口卡
  • CPU不能直接控制外部设备(如显示器、音响、打印机等)。直接控制这些设备进行工作的，是插在扩展插槽上的接口卡。
  • 扩展插槽通过总线和CPU相连。(所以接口卡也通过总线同CPU相连)
  • CPU可直接控制这些接口卡，从而实现CPU对外部设备的间接控制。
    CPU通过总线向接口卡发送命令，接口卡根据CPU的命令控制外设进行工作。
• 各类存储器芯片
  • 一台PC机中装有多个存储器芯片，这些存储器芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。
  • 从读写属性上分为两类：
    • ①随机存储器(RAM)
      可读可写，必须带电存储，关机后存储内容丢失。
    • ②只读存储器(ROM)
      可读不可写，关机后其内容不丢失。
  • 存储器从功能和连接上又可分为：

    

  • PC系统中各类存储器的逻辑连接情况：

    

• 内存地址空间
  • 存储器在物理上是独立的器件，但在两点上相同：
    • ①都和CPU的总线相连。
    • ② CPU对他们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。
  • CPU在操控这些存储器的时候，把他们都当作内存来对待，把他们中的看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是所说的内存地址空间。

    

  • 如上图，所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段(一段地址空间)。 CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
  • 假设上图中的内存地址，空间地址段分配如下：

    

    

  • 内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。

    

  • 不同计算机系统内存地址空间的分配情况不同，如下图，展示了8086PC机内存地址空间分配的基本情况。

    

    
    从地址0~9FFFF的内存单元中读取数据，实际上是在读取主随机存储器中的数据；
    向地址A0000~BFFFF的内存单元中写数据，就是向显存中写入数据，这些数据会被显示卡输出到显示器上；
    ​向地址C0000~FFFFF内存单元中写入数据的操作是无效的，等于改写只读存储器中的内容。
  • 内存地址空间：