汇编语言第一章------汇编语言基础
汇编语言基础
- 一、个人计算机系统概述
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- 1.1、计算机的硬件
- 1.2、计算机的软件
- 1.3、程序设计语言
- 二、8086处理器
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- 2.1、功能结构
- 2.2、8086的寄存器
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- 1、存储器从应用角度分类
- 2、可编程寄存器详细分类
- 3、8086寄存器组成及其详细介绍
- 2.3、8086的存储组织
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- 1、存储单元和存储单位
- 2、物理地址和逻辑地址(重点)
- 3、存储器的分段管理
- 三、汇编语言程序的格式
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- 3.1、指令代码格式
- 3.2、语句格式
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- 1、标号和名字
- 2、助记符
- 3、操作数和参数
- 4、注释和分隔符
- 3.3、源程序框架
- 四、汇编语言程序的开发
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- 4.1、开发环境
本章节任务:
①、了解软硬件开发环境
②、熟悉通用寄存器和存储器组织
③、掌握汇编语言的语句格式、程序框架和开发方法
一、个人计算机系统概述
计算机系统组成图
1.1、计算机的硬件
冯·诺依曼计算机由五大组成部分组成，结构如下:
现代计算机很多方面都对冯·诺依曼计算机进行了改进，改进结构如下:
与此同时，现代计算机广泛采取总线结构，总线连接系统中的各个部分，使得计算机系统组合更加灵活，扩展更加方便。
下面详细介绍下处理器，存储器，外设和系统总线。
①、处理器
处理器是计算机的运算和控制核心部件，在微机中又称为微处理器。
微型计算机简称“微型机”、“微机”，由于其具备人脑的某些功能，所以也称其为“微电脑”。微型计算机是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机。
②、存储器
存储器是计算机的记忆部件，用来存放程序和数据。存储系统的组成如下:
③、外设
外部设备是指计算机上配备的输入设备和输出设备，作用是让用户与计算机实现更好的交互，比如说鼠标、键盘、屏幕，让打游戏，追剧成为可能。
④、系统总线
总线(Bus)是用于多个部件相互连接，传递信息的公共通道，其实就是一组公用的导线。对于汇编语言程序员而言，处理器，存储器和外设依次被抽象为寄存器，存储器地址，输入输出地址。
1.2、计算机的软件
1.3、程序设计语言
汇编语言与该机语言进行对比:
| 汇编语言 | 高级语言 |
|---|---|
| 汇编语言与处理器密切相关，可移植性较差 | 高级语言与具体计算机无关，便于移植 |
| 汇编语言功能有限、涉及硬件细节，编写繁琐困难 | 高级语言功能强大，语法自然，容易掌握和应用 |
| 汇编语言的优势：直接、有效地控制硬件，容易产生运行速度快、指令序列短小的高效率目标程序 | 高级语言不易直接控制计算机的各种操作，编译程序产生的目标程序往往比较庞大 |
二、8086处理器
2.1、功能结构
如上图:
虚线右部分是总线接口单元BIU：
2.2、8086的寄存器
1、存储器从应用角度分类
处理器内部需要高速的存储单元，用于暂时存放程序执行过程中的代码和数据，这些存储单元就是寄存器。
2、可编程寄存器详细分类
3、8086寄存器组成及其详细介绍
①、通用寄存器
通用寄存器一班指处理器最常使用的整数通用寄存器，可用来保存整数数据，地址等。
8086处理器的8个16位通用寄存器分别被命名为:AX,BX,CX,DX,SI,DI,BP和SP。可以进一步分为高字节部分和低字节部分,形成8个8位通用寄存器AH和AL，BH和BL，CH和CL，DH和DL，这些既是一个整体,又可独立使用。
每个寄存器有特定功能，如下所示:
| 名称 | 中文名称 | 作用 |
|---|---|---|
| AX | 累加器 | 使用频率最高，用于算数与逻辑运算以及和外设传送信息等功能的实现 |
| BX | 基址寄存器 | 常用做存放存储器地址，以方便指向变量或数组中的元素 |
| CX | 计数器 | 常用作循环操作等指令中的计数器 |
| DX | 数据存储器 | 用来存放数据，在输入输出指令存放外设端口地址 |
| SI | 源变址寄存器 | 用于指向字符串或数组的源操作数 |
| DI | 目的变址寄存器 | 用于指向字符串或数组的目的操作数 |
| BP | 基址指针寄存器 | 默认情况下指向程序程序堆栈区域的数据，主要用于在子程序中访问通过堆栈传递的参数和局部变量 |
| SP | 堆栈指针寄存器 | 专用于指向程序堆栈区域顶部的数据，在涉及堆栈操作的指令中会自动增加或减少。 |
源操作数
被传送或参与运算的操作数
目的操作数
保存传送结果或运算结果的操作数
②、指令指针寄存器
作用:保存将要执行的指令在主存的存储器地址
指令指针寄存器IP是一个专用寄存器，具有自动增量的能力，指向下一条指令。
分支、调用等操作时执行控制转移指令修改，引起程序转移到指定的指令执行。
出现中断或异常时被处理器赋值而相应改变。
③、标志寄存器
④、段寄存器
段寄存器的作用就是将相关代码放在一起，将相关数据放在一起。
有三类基本段，分别是代码段，数据段和堆栈段。
2.3、8086的存储组织
1、存储单元和存储单位
主存储器比较大，划分为很多小的单元，称为存储单元，给每个存储单元分配一个编号，叫做存储单元地址。每个存储单元以字节为基本存储单位，即字节编址，一个字节（Byte）等于8个二进制位（Bit）
二进制位是计算机存储信息的最小单位(常用单位)，一个二进制位可以表示0和1一位二进制数
8086是16位结构的处理器，也就是说字长为16位，称16个二进制位为一个字(两个字节)。
字节是寻址的最小单位。
内存中两个紧挨着的字节，它们的内存地址差1。但是一个字节内的位，就没有地址的概念。你当然也可以定义一种计算机，每个位对应一个内存地址，但是在现代太另类了，估计没有人为你的计算机编程。
字是计算机一次处理数据的最大单位。
1、 CPU的寄存器的长度是一个字；
2、CPU一个指令最多从内存中读取的数据量就是一个字；
16位（2个字节）构成一个字（Word）32位（4个字节）构成一个双字（Double Word）如下图
二进制数据右边最低位称为最低有效位LSB(D0)，左边最高位称为最高有效位MSB，如下图所示。
2、物理地址和逻辑地址(重点)
某个存储单元可以有多个逻辑地址，但只有一个唯一的物理地址。
一个二进制位有0和1两种状态，那么N位二进制数就有2的n次方个不同的编码，8086有20位地址总线，也就是有20个数字信号访问存储器，8086支持2的20个(1M)存储单元,其物理地址空间为0~2^20-1.地址编号习惯用十六进制的数来表示,用五位16进制的数表示为: 00000H ~ FFFFH,如下图:
因为8086处理器只有16位寄存器，不可以保存完整的20位物理地址，最多只能表示从0000H~FFFH,所以引入逻辑地址的概念，逻辑地址又包括段基地址和偏移地址，都是用16位表示的，上面已经介绍了，可以通过逻辑地址转换成物理地址。
转换规则:
物理地址＝段地址×16＋偏移地址
也就是说段地址左移二进制四位(十六进制一位)，然后加上偏移地址就得到物理地址了，如下图:
同一个物理地址可以有多个逻辑地址。
基本段的逻辑地址如下所示:
3、存储器的分段管理
8086规定段基地址低4为均为0，每个段最大不超过64KB。并不要求每个段必须是64KB。各段之间可以完全分开，也可以部分重叠，但各段的内容不允许冲突。各段独立分配和相互重叠的分配示例如下:
三、汇编语言程序的格式
3.1、指令代码格式
汇编语言的主体是处理器指令。
传送指令MOV
作用：将数据从一个位置传送到另一个位置
mov dest,src
源操作数src：被传送的数据或数据所在的位置
目的操作数dest：数据将要传送到的位置
示意图如下:
3.2、语句格式
执行性语句：表达处理器指令（硬指令）
标号: 硬指令助记符 操作数,操作数,…;注释
说明性语句：表达伪指令，控制汇编方式
名字 伪指令助记符 参数,参数,…;注释
1、标号和名字
2、助记符
帮助记忆指令的符号。
助记符:DB
功能：在主存中分配若干存储空间，用于保存变量值，该变量以字节为单位存取
助记符:MOV
功能：数据传送
助记符:MSG
功能：指示字符串在主存的逻辑地址，也就是这个字符串的变量名
还有很多。
3、操作数和参数
4、注释和分隔符
3.3、源程序框架
四、汇编语言程序的开发
4.1、开发环境
微软宏汇编程序MASM
16位模拟DOS环境
具体开发过程参考我的另一篇博客:
汇编语言之DOSBox的安装和使用
第一章结束!