未整理的计组复习笔记?

前言

计组是我听过的最脑阔疼的课。不过已经考过了orz以及，大家学的计组内容可能不一样，这篇复习包括的内容应该是比较简略的。

数据信息表示

（设机器字长8位）原码：正数符号位0，负数符号位1，其他7位按一般方法表示数的绝对值。

补码：用0到M区间的数表示，x的补码=（M+x）mod M。如果连同符号位放在数轴上，可以看出正数用前半部分数轴表示（00000001到01111111即2的7次方-1），负数用后半部分数轴表示（10000000到11111111即2的8次方-1），0用00000000表示，也可以看出来负数比正数多表示一个数字。补码可以用原码推出，其正数与原码一致，负数则保留原码符号位，剩下7位全部取反再加1；也可以保留原码符号位，从低位开始的第一个1保留，比第一个1高的位取反（两种方法其实一样）。

反码：正数的原码、反码、补码相同。负数可由原码保留符号位，其余7位取反得到。反码中00000000与11111111都表示0。

移码：移码的符号位与前面三种机器码相反，形式上与补码除符号位没有差异。从数轴上来看，它的前半段就是补码的后半段，后半段也是补码的前半段，因此0的表示是10000000。

浮点数（N=M*R^E）：从高位到低位一般是符号位、阶码E（整数）、尾数M（小数）

IEEE 754标准：（单精度格式下）该标准中，N=M*2^E，符号位占1位，阶码E用移码表示（E占8位，表示范围-126~127），尾数M用原码表示，但尾数隐含最高位为1，原码表示1以后的部分，用23位表示了24位的信息。

汉字的表示：外码即输入码，机内码（内码）是汉字的基本编码，GB、GBK、BIG5、UNICODE都是汉字机内码。

校验码：奇校验和偶校验：在原有n位码后加一位校验位，使得n+1位码中1的个数为奇数/偶数。

数值运算及运算器

加减运算：补码加法可以直接相加，补码减法通过取减数相反数的补码转换为补码加法。参加运算的数符号相同，结果的符号位不同时则溢出，也可以根据符号位和最高有效位的进位判断，或用变形补码。

乘法、除法：原码一位乘和不恢复余数法，虽然做过题还是非常麻烦。

浮点运算：对阶（阶码较大的数M右移，大阶对小阶）、尾数求和/相乘、规格化

存储系统

RAM（Random Access Memory）：随机存取存储器，用作主存和高速缓冲存储器。

ROM（Read Only Memory）：只读存储器，即使断电也不会丢失数据

SAM（Sequential Access Memory）：顺序存取存储器，只能按某种顺序存取，数据存取时间与介质上的物理位置有关，典型如磁带。

DAM（Direct Access Memory）：直接存取存储器，介于RAM和SAM之间，存取数据时DAM直接指向一块区域，在这块区域中顺序查找或等待，也是磁盘的工作方式。DAM和SAM对数据的存取都与位置有关系，统称串行访问存储器。

计算机存储结构：

随机存取存储器和只读存储器：现在多为MOS（金属-氧化物-半导体）型半导体电路，RAM分为StaticRAM和DynamicRAM，前者用于寄存器（Register）和Cache，后者用于主存。SRAM芯片的一部分地址线选择存储矩阵中的行，另一部分地址线选择列，地址线可能接多位，如每条列线接4位，共4条列线，可对64列地址选择，芯片有片选端CS（低电平选择）和写使能控制端WE共同控制芯片状态。

8086寄存器与寻址方式

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8086寄存器

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8086寻址方式

汇编

https://cloud.tencent.com/developer/article/1425489

更多章节

由于已经考过了，不整理了，下面?是笔记：

第七章 输入输出系统及外围设备 主机： cpu--------总线             ram rom 接口 接口                             硬盘 外设 硬件接口传输的信息包括：地址、数据、命令、状态 端口：接口中能被cpu读写的寄存器R，一般有数据端口（数据缓冲寄存器）、命令端口（命令寄存器）、状态端口（状态寄存器，供CPU读取） 输入/输出接口分类： 1.按（接口到外设的）数据传送方式：串行、并行 2.按CPU访问外设的控制方式 3.按是否需要统一的控制时钟：同步、异步 4.按通用性：通用、专用 输入输出设备的编址： 1.独立编址：有重复，两套指令，内存容量=2^n，微机系统、单片机、嵌入式设备采用 2.统一编址：端口一般在高地址，内存容量小于2^n（地址线的数目） 主机与外设间信息传输的控制方式： 一、程序直接控制方式 1.立即程序传送方式：一般用于led、数码管、开关，需要设备时刻准备好，无需查询状态 2.程序查询方式：1⃣️cpu（一直）查询外设状态 2⃣️外设准备好传输数据  特点：成本低，适用广，硬件简单，CPU利用率低，实时性差 二、程序中断方式 中断： 按中断源分为外部中断（外设和机器故障引起，分为可屏蔽，一般I/O有数据请求，属正常事件，由CPU的INTR引脚发出，和不可屏蔽，一般预示机器故障由CPU的NMI引脚发出，不受IF控制，如低压中断，内存错误中断）和内部中断（由CPU内部引起的中断，如溢出中断，除数为0，软件调试单步中断，软件中断：INT中断） ISR入口地址形成方式：向量中断。256个中断源入口地址处于内存最低处，占用000H到3FFH（1K）。内部中断优先级最高，其次不可屏蔽中断（NMI），可屏蔽的外部中断（INTR），单步中断，普通软件 中断的嵌套：高打断低优先级 CPU中断过程：中断请求，中断判优，保护断点，转入InterruptServiceRoutine，中断返回 特点：外设主动，CPU利用率高，CPU外设并行工作，实时性好 应用：大多数设备 三、DirectMemoryAccess直接存储器存取方式 需要DMAController（硬件复杂），不需要CPU控制受DMAC控制，以硬件速度传输（只取决于硬件延时），速度快，一次传输一批数据，代价较高 DMA请求后CPU响应DMA信号，DMA控制总线和传输，DMA结束发送给CPU 四、通道控制IOP传输方式（大型机、巨型机使用） 通道是一种专门处理I/O请求的控制器，一次传输一个文件（数据量更大），代价更高，传输过程不需要CPU干预，整批文件传输完成向CPU报告中断 第四章 指令系统 控制信息：指令（程序） I  数据信息：操作数 指令系统：支持的指令的集合，分为CISC、RISC，不同cpu一般不兼容，x86兼容 指令格式：操作码（OP） 地址码（操作数、OD） 设计指令系统： 1.指令字长度：操作码和地址码的位数，一般不等长，和机器字长有一半、两倍、四倍的长度关系，新式RISC系统长度一般和机器字长一样  2.操作码结构：分为等长（n位支持2^n种指令）和可变长（所有指令需要唯一的操作码） 3.地址码设计： 分为四地址指令（操作码+4个操作数：A1和A2运算，结果存放到A3，A4为下一条指令地址，地址过多，现代计算机一般不采用，而使用pc寄存器，操作后自动+1，指向下一条地址）、 三地址指令（x86支持，RISC主要采用三地址指令，比四地址指令少了第四个操作数，8086不支持）、 两地址指令（（A1)OP(A2)➡️A2，是x86计算机的主流指令）、 单地址指令（x86支持，常用，OP(A)➡️A，可以为双操作数指令（AX)OP(A)➡️AX，另一操作数隐含，可能位于累加寄存器AX）、零操作数指令（x86支持，常用，空指令操作、停机指令等，或是有操作数的堆栈指令，对固定的操作数如堆顶、标志R、累加R） 缩短指令的长度：4➡️3，增加pc寄存器。3➡️2，把其中一个设为目标寄存器。2➡️1，隐含寄存器R。也可以使用多种内存寻址，缩短内存od位数 操作数：一般有立即数10，200、寄存器R：AX，BX（使用二进制编号）、内存单元：需要地址、固定位置：标志R、累加R、栈顶 补充：机器字长，操作字长度，寄存器宽度，计算器位数，总线根数 8086-16位 386-32位 低级语言：机器语言（二进制，CPU直接识别，可执行文件的内容，如10010001）、汇编语言（又叫符号语言，使用助记符替代操作码，命名寄存器R，变量名替代内存单元地址，汇编即将源码翻译成机器指令，反汇编即反过程） 三、寻址方式：寻找（下一条）指令和操作数地址 1.指令寻址方式：分为顺序寻址方式（大多数指令）和跳转寻址方式（少量指令，取指令后pc也会递增，执行阶段修改pc值而跳转，如条件跳转、无条件跳转、子程序调用、子程序返回、中断调用、中断返回、循环指令） 2.数据寻址方式：隐含寻址（对隐含位置做操作，AX隐含寄存器，FLAG标志寄存器，栈顶）、立即寻址（立即数寻址，指令的地址码部分是操作数本身，如ADD AX,100）、寄存器R寻址（地址码字段给出寄存器编号，如ADD AX,BX）、直接寻址（指令直接给出操作数在内存中的地址）、内存间接寻址（指针的原理，地址码部分给出存放操作数地址存储单元的地址，需要读两次，速度太慢）、R间接（用编号读取地址，再读取操作数）、变址寻址和基址寻址（1ADD+1访问内存M，后者一般用于内存重定位，仅改变偏移）、相对寻址（特指PC与地址码给的偏移相加，一般用在跳跃式寻址）、堆栈寻址（操作数地址由栈顶指针SP指定） 四、8086寻址方式示例 汇编语言知识要求：CPU结构4、寻址方式4、指令系统4、伪指令8、编程技巧和程序结构9-13 8086CPU分为执行部件EU、总线接口单元BIU，R16位长，DB16根，ALU16位，地址总线AB20根，因此最多支持1M内存 读取M的物理地址长20位，逻辑地址（汇编指令的地址）由段地址（16位的物理地址首地址，分为CS，DS，ES，SS）和偏移地址（16位，可能是立即数，R（BX，SP，BP，SI，DI））组成，cpu会转换逻辑地址为物理地址（段地址左移4位+偏移地址） 4个段地址寄存器，作为当前使用的段： CS（代码段R）：存放汇编指令（程序）。不允许被MOV修改 DS（数据段R）：存放常规数据或乘数 SS（堆栈段R）：一个栈，存放数据 ES（附加段R）：字符串指令中用到的数据，很少用到 8个16位通用寄存器，可存放普通数据： 4个16位R：AX（累加器），BX（基址R），CX（移位或循环次数，计数R），DX（数据R，可以和AX（L）合起来作为32位存储器） 8个8位R：AH（高字节，高8位），AL（低字节），BH，BL，CH，CL，DH，DL 地址指针R： IP（即pc，指令指针寄存器），cpu从CS：IP处取指令 标志寄存器FlagsRegister（存储PSW，16位长，） 状态位6个：CF（0）进，借位标志、PF、AF（为1表示）、ZF、SF、OF（11，为1表示前一步溢出） 控制标志位3个： 主存特点：字寻址，高地址在高8位字节，低地址低8位字节 指令 CS：IP 堆栈 SS：SP   SS：BP 数据 DS：偏移 ES：偏移      SI DI BX可以作为数据寄存器 8086支持的寻址方式： 1.寄存器寻址：指令给出寄存器地址 mov AX，BX（BX传给AX） 2.立即（数）寻址：只支持8/16位，只能出现在原操作数中，不能出现在目的操作数中 3.直接寻址： 如mov AX，VAR或 mov AX，VAR       MOV AX，DS：1200H或省去DS（默认） 4.R间接寻址 mov AX，BX    SI，DI之一 4.变址寻址：只给出位移量 5.基址变址寻址：基址寄存器（BX-r默认ds或BP-r隐含ss） 变址寄存器（SI或DI） 偏移量  相加 6.与转移地址相关的寻址方式：段内直接寻址 VAR是间接寻址，200H是直接寻址 五、8086指令类型 1.数据传输指令：两个操作数长度一致，2地址不能都是 2.算术运算指令3.逻辑运算指令4.程序控制 指令系统：指令的格式、功能、限制 关于mov指令，不能向cs传递，段寄存器不能互相存储 字变量16位 字节8位 六、8086/8088指令 MOV XCHG（exchange）：不能使用段R、立即数 PUSH、POP：只能是宽度16位的R或内存单元 （用的不多）XLAT：查表，BX指向表格首地址，AL决定第n项 标志寄存器操作LAHF，将标志R低八位传送到AH；SAHF相反 地址传送指令 LEA（LoadedEffectiveAddress） DST，SRC，将源OP在数据段中的偏移地址传送给DST 例：lea si，buf。Mov bx，si （用的不多）LDS/LES DST（16位通用寄存器），SRC（内存单元）：2字节偏移地址DST，2字节段地址DS/ES 算术运算指令 ADD DST，SRC；不能同时是内存单元，宽度一致，2寄存器、寄存器+内存单元、寄存器+立即数 ADC 带进位加法 INC DST；操作数+1，DST只能是通用寄存器和内存单元 减法SUB DST，SRC； DST-SRC➡️DST SBB带借位减法，用于扩展减法 DEC DST；和INC相反 NEG求负数（求补） 比较指令 CMP DST，SRC； DST-SRC并设置标志位，DST和SRC内容不受影响 乘法指令 无符号数乘法MUL SRC（不能立即数，可以内存单元或R）；另一操作数载AL或AX中，8位时取AL，结果保存在AX；16位时与AX相乘，高16位DX，低16位AX 带符号数乘法指令IMUL 无符号数除法DIV SRC；和乘法相似，字节除法：AX/SRC➡️AL，余数➡️AH；字除法：（DX：AX）/（SRC）➡️AX，余数➡️DX IDIV 类型转换指令 指令格式：CBW/CWD（符号位扩展）；隐含使用AH/DX；CBW：AL向AH扩展（用符号位填充）CWD：用AX符号位向DX扩展 逻辑运算指令 AND/OR/XOR DST，SRC；要求宽度一致，DST不能是立即数，两个不能同时是内存单元 NOT DST； 异或 XOR AX，AX 清零 测试指令：TEST DST，SRC；按位与，设置标志位但不传结果给DST COMPARE比较大小和正负， 移位指令：算术左移/右移 SAL/SAR DST，COUNT（最高位到CF，最低位补0；最低位到CF，最高位补符号位） 逻辑移位：SHL/SHR DST，COUNT 最高位也补0 循环移位：ROL/ROR DST，COUNT 带进位循环左移/右移：RCL/RCR DST，COUNT，带上CF，循环移位 COUNT=1时可用1，COUNT！=1时用CL替代 传送类指令一般不影响标志位，算术和逻辑运算一般设置标志位 无条件转移指令：JMP 目标地址； 条件转移指令：JXXX 目标地址； JCXZ 目标地址，测试CX地址，CX=0，跳转 循环控制指令LOOP 目标地址；CX-1，CX不为0则循环，CX为0则顺序执行 子程序调用与返回 CALL 目标地址 影响堆栈 RETPARA 影响堆栈 中断调用与返回 INT n（调用n号中断功能） IRET 在中断服务程序的最后，无参数，从堆栈弹出原有地址 NOP延时 HLT停机 WAIT等待 七、CISC与RISC Complex Instruction Set Computer 执行一条指令要多次访问主存，需多个微周期，寻址方式复杂，流水线中长指令执行妨碍其他指令 Reduced Instruction Set Computer ARM、DSP、RAMIP、MSP、AVR 第八章 汇编：不区分大小写，注释加；，一个程序由若干个段组成 DATA SEGMENT A DB 25；DB型即8位字节变量 Y DB ？； DATA ENDS COSEG SEGMENT 伪指令             ASSUME CS：COSEG，DS：DATA，SS：STACK1 伪指令，把DS指向数据段首地址 START：（程序入口地址）          MOV Y,A; COSEG ENDS 汇编语句种类 指令语句：cpu执行二进制代码 位指令语句/命令语句：汇编程序的指示 宏指令语句：用户自定义的指令 ？宏和子程序 格式：名字+操作符+操作数+；+注释 指令：标号：助记符操作数[，操作数] 伪指令：名字定义符参数，… 命名规则：可以用？@_$数字和英文，第一个字符不能时数字，前31字符有效，不允许用保留字（指令、伪指令、寄存器） 伪指令： EQU：符号 equ 表达式，如const equ 10 后面不能再重新定义 =：cont=5 后面可以改变 变量名 db/dw/dd 表达式1，2。。 用于分配空间 db 1byte； dw word 2； dd dword 4；dq  qword 8；dt 10byte 前面的字节在高位，一般放在数据段或附加段，不能放代码段；变量拥有段属性（属于哪个段），偏移属性，类型属性 字符/字符串 一般用db声明 变量名 db 表达式1，2 用单引号括起来 ？表达式：代表只分配空间 dup表达式：表示把括号内的内容重复n次 如：da_b1 db 10h dup（？）重复16次 常量：数值型二进制后b，八进制o，十进制d或不加，十六进制h 汇编语言不区分大小写  字符串常量：单引号括起来 常量可以作为立即数，位移量，初始值 变量：直接寻址：data_var +08h  标号： 在操作语句前 ，代表指令在代码段内的偏移地址，分为near： far：，默认近标号，如next：可以用label伪指令设置：sub1_far label far / sub1: mov ax，1234h  与数据定义配合使用：data_byte label byte / data_word dw 20h dup（563h） 运算符： ？地址是以字节为单元吗 数值返回运算符 <地址表达式>：seg返回段值 offset返回变量所在偏移 type返回类型 length元素个数 size所占字节数 size=l*s Org 30h:预留30字节空白区域 Lea bx，var = mov bx，offset var Length 如果变量用dup定义，返回外层dup，没有dup无论如何返回1 属性运算符：类型 ptr 地址表达式 Label ptr this都是给变量或标号另外的属性 段结构伪指令 Start: mov ax,data-dis Mov dis,ax Mov ax ,data-es Mov es,ax Ss装入 stack1 segment para stack Dw 20h dup（？） Stack1 ends 过程定义 过程名 procnear/far Org 将表达式的值给位置计数器（汇编编译器的，用$表示，指令或分配空间都会增加）（每段开始清零，记录下一条数据或指令位置） 有条件跳转只能短跳（+-128字节），无条件可以长跳转 大小 正负 是否为0 cmp。判断某些位0/1做与运算用test 无符号数用JA JB JZ JE比较，有符号数JG JL mov后面可以跟ascii码，也可以用单引号括字符 循环程序设计 1.初始化：设置地址指针、计数器初值 。。。 用计数控制循环： Mov cx，次数 标号:循环体 Loop 标号；loop会自动将cx-1，直到cx=0 Mov count，次数/0 标号：循环体 Dec count/inc count Jnz 标号；jnz：jum not zero/cmp count，次数 jnz 标号 条件控制循环： 初始化 标号l1：循环体 Cmp/test 退出条件 Jxx l1 嵌套循环： Mov cx，外循环次数 L1：。。。。 Mov temp，cx/push cx Mov cx，内次数 内循环 Loop l2 Mov cx，temp/pop cx Loop l1 子程序设计 过程名 proc 类型：near/far 语句 一般不定义变量 过程名 endp 过程调用： Call 过程名 过程返回： Ret 返回地址从zhan中弹出到ip（cs）中 返回调用点 段内：ret 段间：ret n；同时弹出n个字节的数据 保护信息： 不建议在主程序实现 子程序中实现（用堆栈）： Sub_proc1 proc Push bx … Pop bx Rest Sub_proc1 endp 参数传递： 通用寄存器R传递（适合参数较少的情况）： 用公共变量传递： 用堆栈传递（高级语言编译器选用的方式）： DOS要求：1，2，9，0A号系统功能 1.MOV AH，1 INT 21H 5.LEA DX，字符串；要求以$结尾，不显示$ MOV AH，9 INT 21H 6.LEA DX，字符串缓冲区首地址 MOV AH，0AH INT 21H 调试：设置断点、单步运行、运行到断点 第一章：1.1不用看 1.2.1和1.4 主机：cpu和主存 cpu：控制器和运算器 cpu的性能：cpu的字长、频率 总线的交换速度与宽带：外频粗略决定CPU与主存的数据交换频率 缓存对计算机系统性能的影响也很大 指令系统 第二章：要求掌握，重点浮点数，iee754 符号位S+阶码E（整数）+尾数M（1/2<=小数<1） Iee754: 1数符+8阶码+23尾数 阶码的范围是1～254，实际表示-126-127 尾数隐含最高位=1，表示1.M 第三章：3.1.3不用看 3.1.2不用看 重点补码加减、溢出判断、位运算、浮点运算（加减乘除）、整数乘除 3.1.1 全加器通过两个操作数和一个低位传来的进位得到结果和进位 补码加法、减法，减法变负数补码，负数变补码：符号位不变，从右往左第一个1与以前的0不变，以后的高位取反 溢出 1.用符号位判断 2.用最高位和符号位的进位判断（如果最高有效位进位，符号位不进位，正溢） 3.变形补码（拓展符号位，第一位表示正负，第二位不同则溢出） 位运算 1.算数移位，不带符号位，正数都补0，负数原码补0，补码左移补0，右移补1，反码都补1 2.逻辑移位 全补0 3.循环移位 浮点运算 整数乘除 第四章：4.2.5 4.3.4 4.4.4不用看 重点掌握寻址方式 可变址操作码的扩展 地址格式分类、含义 cisc、risc特点 如何缩短指令字长度 可变长操作码：比如OP在最后四位之前都是1111 Complex instruction set computer：指令系统庞大，有多种字长和寻址方式 Reduced instruction set computer：较少的指令、寻址方式，字长固定，只有读数取数访问主存，简化硬件结构，减少指令执行的周期数 地址格式：各种地址的指令/访问主存或寄存器 寻址方式：隐含寻址、立即寻址、寄存器寻址、内存：直接寻址（直接访问内存）、间接寻址（从内存地址跳转）、寄存器间接寻址（寄存器存储内存地址）、变址寻址（寄存器存储地址与指令地址相加）、基址寻址、相对寻址（PC计数器+位移量）、堆栈寻址 第五章：不用看 第六章：6.2.6不看 6.4 6.5看第一小节 6.6不用看 重点6.1、6.2，各种存储器特征，刷新，扩展，会画扩展图，算根数 6.3大概知道 6.4 6.5知道cache概念 随机存取存储器 RandomAccessMemory 只读存储器 ReadOnlyMemory 顺序存取存储器 SequentialAccessMemory 直接存取存储器 DirectAccessMemory 刷新：集中刷新（刷新周期最后一些周期）、分散刷新（每次读取）、异步刷新（在刷新周期内把刷新平摊到一小段时间一次，刷新周期/行数） 扩展：位扩展，地址线连一起，cs、we连一起，d7-d0数据线独立；字扩展：地址（高位A12-A0）、数据、WE并联，高位A14、A15经过译码器产生4个CS信号 第七章：7.5以后不用看 7.1-7.4 cpu与外设的通讯方式 及过程 中断的概念及处理过程、优先级、嵌套、中断向量表、DMA和中断的比较 程序直接控制、程序中断、直接存储器存取（DMA交换文件） 主机响应外设请求暂时中断正在执行的程序，处理完外部事件后再返回原断点的过程称为中断 请求、判优、响应、处理、返回 从中断向量表取出中断程序入口，向量表存在000-3FFF DMA不占CPU资源，每个机器周期都可以响应，优先级高于中断，DMA不能处理异常 第八章以后：汇编

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