汇编语言-第一章 基础知识

1.1 机器语言

电子计算机的机器指令是一列二进制数字。计算机将其转变为一列高低电平，以使计算机的电子器件受到驱动，进行计算。 每一种微处理器，由于硬件设计和内部结构的不同，就需要用不同的电平脉冲来控制，使它工作。所以每一种微处理器都有自己的机器指令集，也就是机器语言。

1.2 汇编语言的产生

汇编语言的主体是汇编指令。

• 汇编指令是机器指令便于记忆的书写形式。
• 寄存器，简单讲就是CPU中可以存储数据的器件。一个CPU中有多个寄存器。
• 编译器：能够将汇编指令转换成机器指令的翻译程序。

1.3汇编指令的组成

汇编语言发展至今，由以下三类指令组成：

• 汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码
• 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行
• 其他符号：如+，-，*，/等。由编译器识别，没有对应的机器码 汇编语言的核心是汇编指令，塔决定了汇编语言的特性。

1.4 存储器

CPU是计算机的核心部件，它控制整个计算机的运作并进行计算。要想让一个CPU工作，就必须向它提供指令和数据。指令和数据在内存中存放。

1.5 指令和数据

指令和数据是应用上的概念。在内存或者磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。 CPU在工作的时候，把有的信息看作指令，有的信息看作数据，为同样的信息赋予了不同的意义。

1.6 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。 微型机存储器的存储单元可以存储一个字节，即8个二进制位。例如一个存储器有128个存储单元，它可以存储128个字节。

1.7 CPU对存储器的读写

CPU要从内存中读数据，首先要制指定存储单元的地址。也就是说它要先确定读取哪一个存储单元中的数据。 另外，在一台微机中，不只有存储器这一种器件。CPU在读写数据时还要指明，它要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要想进行数据的读写，必须和外部器件（标准的说法是芯片）进行3类信息的交互：

• 存储单元的地址（地址信息）
• 器件的选择，读或写的命令（控制信息）
• 读或写的数据（数据信息）

在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称为总线。 总线从物理上来讲，就是一根根导线的集合。

根据传送信息的不同，总线从逻辑上又分为3类：

• 地址总线
• 控制总线
• 数据总线

CPU从3号单元中读取数据的过程如下：

CPU从内存中读书数据的过程.jpg

• CPU通过地址线将地址信息3发出
• CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储芯片，并通知他，将要从中读取数据
• 存储器将3号单元中的数据08通过数据线送入CPU

写操作与读操作的步骤类似:

• CPU通过地址线将地址信息3发出
• CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知它，要想其中写入东西。
• CPU通过数据线将数据26送入内存的3号单元中。

1.8 地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储单元的。 地址总线上能传送多少个不同的信息，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，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N。这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。

1.9 数据总线

CPU与内存或其它器件之间的数据传送是通过数据总线来进行的。 数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。例如，8根数据总线一次可以传送一个8位二进制数据（即一个字节）。16根数据总线一次可传送2个字节。

1.10 控制总线

CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。 控制总线是个总称，是一些不同控制线的集合。 有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制。所以，控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

1.1节~1.10节 小结

• 汇编指令时机器指令的助记符
• 每一种CPU都有自己的汇编指令集
• CPU可以直接使用的信息在存储器中存放
• 在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息
• 存储单元从0开始顺序编号
• 一个存储单元可以存储8个bit，即8位二进制数 每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连。也可以说，这些管脚引出总线。一个CPU可以引出三种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能：
• 地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力
• 数据总线的宽度决定了CPU与其它器件进行数据传送时的一次数据传送量
• 控制总线的宽度决定了CPU对系统中其他器件的控制能力

1.11 内存地址空间

一个CPU的地址线宽度为10，那么可以寻址1024个内存单元，这1024个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。

1.12 主板

在每一台PC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，扩展槽等。 扩展槽上一般插有RAM内存条和各类接口卡。

1.13 接口卡

计算机系统中，所有可用程序控制其工作的设备，必须受到CPU的控制。 CPU对外部设备不能直接控制，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可以直接控制这些接口卡，从而实现CPU对外设的间接控制。 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。

1.14 各类存储芯片

• 随机存储器（RAM） 用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据，主随机存储器一般由两个位置上的RAM组成，装在主板上的RAM和插在扩展插槽山的RAM。
• 转悠BIOS（Basic Input/Output System）的ROM BIOS是由主板和各类接口卡（如：网卡、显卡等）厂商提供的软件系统，可以通过它利用该硬件设备进行最基本的输入、输出。
• 接口卡上的RAM 某些接口卡需要对大批量输入、输出数据进行暂时存储，在其上装有RAM。最典型的是显卡上的RAM，一般成为显存。显示卡岁时将显存中的数据向显示器上输出。换句话说，我们将需要显示的内容写入显存，就会出现在显示器上。

内存地址空间 最终运行程序的是CPU，我们用汇编编程的时候，必须要从CPU角度考虑问题。对CPU来讲，系统中的所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，它的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器即使我们所说的内存地址空间。