1、匯編語言第1章基礎知識匯編語言(王爽)第1章-基礎知識第1章 基礎知識n1.1 機器語言 1. 9 數據總線n1.2 匯編語言的產生 1.10 控制總線n1.3 匯編語言的組成 1.11 內存地址空間（概述）n1.4 存儲器 1.12 主板n1.5 指令和數據 1.13 接口卡n1.6 存儲單元 1.14 各類存儲器芯片n1.7 CPU對存儲器的讀寫 1.15 內存地址空間n1.8 地址總線 引言n匯編語言是直接在硬件之上工作的編程語言，首先要了解硬件系統的結構，才能有效的應用匯編語言對其編程。n在本章中，對硬件系統結構的問題進行一部分的探討，以使后續的課程可在一個好的基礎上進行。引言n當課程

2、進行到需要補充新的基礎知識（關于編程結構或其他的）時候，再對相關的基礎知識進行介紹和探討。n本書的原則是，以后用到的知識，以后再說。引言n匯編課程的研究重點放在如何利用硬件系統的編程結構和指令集有效靈活的控制系統進行工作。1.1 機器語言n機器語言是機器指令的集合。n機器指令展開來講就是一臺機器可以正確執行的命令。1.1 機器語言n指令：01010000 (PUSH AX)n電平脈沖： 1.1 機器語言n以后我們提到的計算機是指由CPU 和其他受CPU 直接或間接控制的芯片、器件、設備組成的計算機系統；n比如我們最常見的PC 機。1.1 機器語言n程序員們將 0、1 數字編程的程序代碼打在紙帶

3、或卡片上，1打孔，0不打孔，再將程序通過紙帶機或卡片機輸入計算機，進行運算。n示例 應用8086CPU完成運算： S = 768 + 12288 12801.1 機器語言nS = 768 + 12288 - 1280n機器碼： n假如將程序錯寫成以下這樣，請找處錯誤： 1.1 機器語言n在顯示器上輸出“welcome to masm”。 機器碼n看到這樣的程序，你會有什么感想？n如果程序里有一個“ 1 ”被誤寫為“ 0 ”，又如何去查找呢？1.2 匯編語言的產生n匯編語言的主體是匯編指令。n匯編指令和機器指令的差別在于指令的表示方法上。匯編指令是機器指令便于記憶的書寫格式。n匯編指令是機器指令

4、的助記符。1.2 匯編語言的產生n機器指令： n操作：寄存器BX的內容送到AX中n匯編指令：MOV AX,BXn這樣的寫法與人類語言接近，便于閱讀和記憶。寄存器n寄存器：簡單的講是CPU中可以存儲數據的器件，一個CPU中有多個寄存器。nAX是其中一個寄存器的代號，nBX是另一個寄存器的代號。n更詳細的內容我們在以后的課程中將會講到。1.2 匯編語言的產生n計算機能讀懂的只有機器指令，那么如何讓計算機執行程序員用匯編指令編寫的程序呢？用匯編語言編寫程序的工作過程1.3 匯編語言的組成n匯編語言由以下3類組成：n1、匯編指令（機器碼的助記符）n2、偽指令 （由編譯器執行）n3、其它符號（由編譯器識

5、別）n匯編語言的核心是匯編指令，它決定了匯編語言的特性。 1.4 存儲器nCPU 是計算機的核心部件它控制整個計算機的運作并進行運算，要想讓一個CPU 工作，就必須向它提供指令和數據。n指令和數據在存儲器中存放，也就是平時所說的內存。1.4 存儲器n在一臺PC機中內存的作用僅次于CPU。n離開了內存，性能再好的CPU也無法工作。1.4 存儲器n磁盤不同于內存，磁盤上的數據或程序如果不讀到內存中，就無法被CPU 使用。1.5 指令和數據n指令和數據是應用上的概念。n在內存或磁盤上，指令和數據沒有任何區別，都是二進制信息。1.5 指令和數據n二進制信息： 89D8H （數據） MOV AX,BX

6、（程序）1.6 存儲單元n存儲器被劃分為若干個存儲單元，每個存儲單元從0開始順序編號；n例如： 一個存儲器有128個存儲單元， 編號從0127。 如右圖示：1.6 存儲單元n對于大容量的存儲器一般還用以下單位來計量容量（以下用B來代表Byte）：n1KB=1024Bn1MB=1024KBn1GB=1024MBn1TB=1024GBn磁盤的容量單位同內存的一樣，實際上以上單位是微機中常用的計量單位。1.7 CPU對存儲器的讀寫nCPU要想進行數據的讀寫，必須和外部器件（標準的說法是芯片）進行三類信息的交互：n存儲單元的地址（地址信息）n器件的選擇，讀或寫命令（控制信息）n讀或寫的數據（數據信息）

7、1.7 CPU對存儲器的讀寫n那么CPU是通過什么將地址、數據和控制信息傳到存儲芯片中的呢？n電子計算機能處理、傳輸的信息都是電信號，電信號當然要用導線傳送。1.7 CPU對存儲器的讀寫n在計算機中專門有連接CPU和其他芯片的導線，通常稱為總線。n物理上：一根根導線的集合；n邏輯上劃分為： n地址總線n數據總線n控制總線n圖示1.7 CPU對存儲器的讀寫n總線在邏輯上劃分的圖示：1.7 CPU對存儲器的讀寫nCPU在內存中讀或寫的數據演示：n讀演示n寫演示n從上面我們知道CPU是如何進行數據讀寫的。可是我們如何命令計算機進行數據的讀寫呢？1.7 CPU對存儲器的讀寫1.7 CPU對存儲器的讀寫

8、1.7 CPU對存儲器的讀寫n對于8086CPU，下面的機器碼能夠完成從3號單元讀數據：n機器碼： n含義：從3號單元讀取數據送入寄存器AXnCPU接收這條機器碼后將完成上面所述的讀寫工作。1.7 CPU對存儲器的讀寫n機器碼難于記憶，用匯編指令來表示，情況如下：n機器碼：n對應的匯編指令：MOV AX,3n含義：傳送3號單元的內容到AX1.8 地址總線nCPU是通過地址總線來指定存儲單元的。n地址總線上能傳送多少個不同的信息，CPU就可以對多少個存儲單元進行尋址。1.8 地址總線n地址總線發送地址信息演示1.8 地址總線1.8 地址總線n一個CPU有N根地址總線，則可以說這個CPU的地址總線

9、的寬度為N。n這樣的CPU最多可以尋找的N次方個內存單元。1.9 數據總線nCPU與內存或其它器件之間的數據傳送是通過數據總線來進行的。n數據總線的寬度決定了CPU和外界的數據傳送速度。1.9 數據總線n我們來分別看一下它們向內存中寫入數據89D8H時，是如何通過數據總線傳送數據的：n8088CPU數據總線上的數據傳送情況n8086CPU數據總線上的數據傳送情況1.9 數據總線 8位數據總線上傳送的信息1.9 數據總線 16位數據總線上傳送的信息1.10 控制總線nCPU對外部器件的控制是通過控制總線來進行的。在這里控制總線是個總稱，控制總線是一些不同控制線的集合。n有多少根控制總線，就意味著

10、CPU提供了對外部器件的多少種控制。所以，控制總線的寬度決定了CPU對外部器件的控制能力。n控制總線上發送的控制信息1.10 控制總線1.10 控制總線n前面所講的內存讀或寫命令是由幾根控制線綜合發出的：n其中有一根名為讀信號輸出控制線負責由CPU 向外傳送讀信號，CPU 向該控制線上輸出低電平表示將要讀取數據；n有一根名為寫信號輸出控制線負責由CPU向外傳送寫信號。節節 小結n（1）匯編指令是機器指令的助記符，同機器指令一一對應。n（2）每一種CPU都有自己的匯編指令集。節節 小結n（3）CPU可以直接使用的信息在存儲器中存放。n（4）在存儲器中指令和數據沒有任何區別，都是二進制信息。節節

11、小結n（5）存儲單元從零開始順序編號。n（6）一個存儲單元可以存儲 8 個 bit （用作單位寫成“b”），即 8 位二進制數。n（7）1B = 8b1KB = 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB節節 小結（續）n（8）每一個CPU芯片都有許多管腳，這些管腳和總線相連。也可以說，這些管腳引出總線。一個CPU可以引出三種總線的寬度標志了這個CPU的不同方面的性能：n地址總線的寬度決定了CPU的尋址能力；n數據總線的寬度決定了CPU與其它器件進行數據傳送時的一次數據傳送量；n控制總線寬度決定了CPU對系統中其它器件的控制能力。節節 小結（續）n在匯編課程中，我們從功能的

12、角度介紹了這三類總線，對實際的連接情況不做討論。n特別提示特別提示n檢測點 （Page 8）n沒有通過檢測點請不要向下學習！ 1.11 內存地址空間（概述）n什么是內存地址空間呢？n一個CPU的地址線寬度為10，那么可以尋址1024個內存單元，這1024個可尋到的內存單元就構成這個CPU的內存地址空間。下面深入討論。n首先需要介紹兩部分基本知識，主板和接口卡。1.12 主板n在每一臺PC機中，都有一個主板，主板上有核心器件和一些主要器件。n這些器件通過總線（地址總線、數據總線、控制總線）相連。1.13 接口卡n計算機系統中，所有可用程序控制其工作的設備，必須受到CPU的控制。nCPU對外部設備

13、不能直接控制，如顯示器、音箱、打印機等。直接控制這些設備進行工作的是插在擴展插槽上的接口卡。1.14 各類存儲器芯片n從讀寫屬性上看分為兩類：隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）n從功能和連接上分類：n隨機存儲器RAMn裝有BIOS的ROMn接口卡上的RAMnPC機中各類存儲器的邏輯連接情況1.14 各類存儲器芯片n裝有BIOS的ROM BIOS：Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統。 BIOS是由主板和各類接口卡（如：顯卡、網卡等）廠商提供的軟件系統，可以通過它利用該硬件設備進行最基本的輸入輸出。在主板和某些接口卡上插有存儲相應BIOS的ROM。1.15 內存地址空間n上述的那些存儲器在物理上是獨立的器件。n但是它們在以下兩點上相同： 1、都和CPU的總線相連。 2、CPU對它們進行讀或寫的時候都通過控制線發出內存讀寫命令。1.15 內存地址空間n將各各類存儲器看作一個邏輯存儲器：n所有的物理存儲器被看作一個由若干存儲單元組成的邏輯存儲器；n每個物理存儲器在這個邏輯存儲器中占有一個地址段，即一段地址空間；nCPU在這段地址空間中讀寫數