编译原理学习笔记（第一章 基础知识）

第一章 基础知识

1.1、机器语言

01串

1.2、汇编语言的产生

一个有用的程序至少要有几十行机器码，使得汇编语言应运而生。

汇编语言的写法与人类的语言更相近，便于阅读与记忆。

但是，机器能读懂的只有机器指令，这时候就需要一个能将汇编指令翻译成机器语言的翻译程序，这样的程序叫做编译器。

1.3、汇编语言的组成

（1）汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码。

（2）伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机不执行。

（3）其他符号：如+、-、*、/等，由编译器识别。没有对应的机器码。

其中，汇编指令是汇编语言的核心，它决定了汇编语言的特性。

1.4、储存器

计算机的硬件基础：CPU。

想让一个CPU工作，就必须向其提供指令和数据。

指令和数据在存储器中存放，存储器就是我们平时说的内存。

要灵活地利用汇编语言编程，首先要了解CPU是如何从内存中读写信息的。

1.5、指令与数据

指令和数据是应用上的概念。

在内存上，指令与数据没有任何差别，都是二进制信息。

1.6、储存单元

存储器被划分成若干个存储单元，每个存储单元从0开始编号。

电子计算机上，一个存储单元可以储存1个字节（Byte）即8个二进制位(bit)的信息。

1.7、CPU对存储器的读写

CPU要想进行数据的读写，必须要和外部器件进行下面三类信息的交互：

​ 储存单元的地址（地址信息）；

​ 芯片的选择 ，读或写的命令（控制信息）；

​ 读或写的数据（数据信息）；

为了传递信息，计算机中有专门连接CPU与其他芯片的导线，通常称为总线。

总线从逻辑上又分为三类：地址总线、控制总线和数据总线。

CPU从存储单元x中读取数据的过程如下：
（1）CPU通过地址线将地址信息x发出。

（2）CPU通过控制线发出内存读命令，选中储存器芯片，并通知它，将要从中读取数据。

（3）存储器将x号单元中的数据通过数据线送入CPU。

1.8、地址总线

CPU通过地址总线来指定存储器单元，地址总线上能传送的信息数量就是CPU的寻址范围。

一个CPU有N根地址总线（宽度为N），CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。

1.9、数据总线

地址总线的宽度决定了CPU与外界的数据传输速度。

8根数据总线一次可传输一个字节的数据。

1.10、控制总线

在这里控制总线是个总称，控制总线是一些不同的控制线的集合。

1.11、内存地址空间

CPU的寻址范围构成这个CPU的内存地址空间

1.12、主板

主板上有核心器件与一些主要器件，这些器件通过地址、数据、控制总线相连。

1.13、接口卡

CPU对外部设备都不能直接控制，直接控制这些外部设备工作的是插在拓展插槽上的接口卡。

拓展插槽通过总线与CPU相连，所以接口卡也通过总线与CPU相连。

CPU通过总线向接口卡发送命令进而控制外设工作

1.14、各类储存器芯片

PC机中装有多个存储器芯片，从物理连接上看是独立的器件。

从读写属性上看分为两类：

​ 随机储存器（RAM）：可读可写，但必须带电存储，关机后储存内容丢失。

​ 只读存储器（ROM）：只读不写，关机后内容不丢失。

从功能与连接方式上又分为以下几类：

​ 随机储存器：用于储存CPU使用的绝大部分程序和数据，主随机储存器上一般由两个位置上的RAM组成，分别为装在主板上的RAM和插在拓展插槽上的RAM。

​ **装有BIOS（Basic Input/Output System）的ROM：BIOS是由主板和各类接口卡（显卡、网卡）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。**在主板和某些接口卡上插有储存相应BIOS的ROM。

​ **接口卡上 的RAM：**某些接口卡需要对大批量输入、输出进行暂时储存，在其上装有RAM。最典型的是显卡上的显存

1.15、内存地址空间

上述的那些储存器，在物理上虽然是独立的器件，但是在下面两点上相同：
都与CPU的总线相连

​ CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令

就是说，在CPU的眼里，众存储器平等，把它们总的看作一个有若干储存单元组成的逻辑存储器。这个逻辑储存器就是我们所说的内存地址空间。

内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。

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