小甲鱼大全课件.docx
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小甲鱼大全课件
引言
汇编语言是直接在硬件之上工作的编程语言，首先要了解硬件系统的结构，才能有效的应用汇编语言对其编程。
在本章中，对硬件系统结构的问题进行一部分的探讨，以使后续的课程可在一个好的基础上进行。
当课程进行到需要补充新的基础知识（关于编程结构或其他的）时候，再对相关的基础知识进行介绍和探讨。
本书的原则是，以后用到的知识，以后再说。
汇编课程的研究重点放在如何利用硬件系统的编程结构和指令集有效灵活的控制系统进行工作。
机器语言
机器语言是机器指令的集合。
机器指令展开来讲就是一台机器可以正确执行的命令。
指令：
01010000（PUSHAX）
电平脉冲：
电子脉冲示例图
早期的程序员们将0、1数字编程的程序代码打在纸带或卡片上，1打孔，0不打孔，再将程序通过纸带机或卡片机
输入计算机，进行运算。
后来呢，逐渐使用高科技……但打洞洞是始祖〜
S=768+12288-1280
汇编语言的产生
汇编语言的主体是汇编指令
汇编指令和机器指令的差别在于指令的表示方法上。
汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
汇编指令是机器指令的助记符。
机器指令：
000
操作：
寄存器BX的内容送到AX中
汇编指令：
MOVAX,BX
这样的写法与人类语言接近，便于阅读和记忆。
寄存器：
简单的讲是CPU中可以存储数据的器件，一个CPU中有多个寄存器。
AX是其中一个寄存器的代号，
BX是另一个寄存器的代号。
更详细的内容我们在以后的课程中将会讲到。
计算机能读懂的只有机器指令，那么如何让计算机执行程序员用汇编指令编写的程序呢？
汇编语言的组成
汇编语言由以下3类组成：
1、汇编指令（机器码的助记符）
2、伪指令（由编译器执行）
3、其它符号（由编译器识别）
汇编语言的核心是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。
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运算，要想让一个CPU工作，就必须向它提供指令和数
据。
指令和数据在存储器中存放，也就是平时所说的内存。
在一台PC机中内存的作用仅次于CPU
离开了内存，性能再好的CPU也无法工作。
磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU使用。
指令和数据
指令和数据是应用上的概念。
在内存或磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。
二进制信息：
000
—>89D8H（数据）
000
—>MOVAX,BX（程序）
存储单元
存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号；
例如：
一个存储器有128个存储单元，
编号从0〜127。
存储器
对于大容量的存储器一般还用以下单位来计量容量（以下用B来代表Byte）:
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
仃B=1024GB
磁盘的容量单位同内存的一样，实际上以上单位是微机中常用的计量单位。
CPU对存储器的读写
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）进行三类信息的交互：
存储单元的地址（地址信息）
器件的选择，读或写命令（控制信息）
读或写的数据（数据信息）
那么CPU是通过什么将地址、数据和控制信息传到存储芯片中的呢？
电子计算机能处理、传输的信息都是电信号，电信号当然要用导线传送。
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。
物理上：
一根根导线的集合；
逻辑上划分为：
地址总线
数据总线
控制总线
总线在逻辑上划分的图示：
上节课我们知道CPU是如何进行数据读写的。
可是我们如何命令计算机进行数据的读写呢?
对于8086CPU下面的机器码能够完成从3号单元读数据：
机器码：
000
含义：
从3号单元读取数据送入寄存器AX
CPU接收这条机器码后将完成上面所述的读写工作。
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。
那么，地址总线如何发送地址信息呢？
地址总线
一个CPU有N根地址总线，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。
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。
我们来分别看一下它们向内存中写入数据89D8H时，是如何通过数据总线传送数据的：
8位数据总线上传送的信息
8位数据总线上传送的信息
16位数据总线上传送的信息
16位数据总线上传送的信息
控制总线
CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。
在这里控制总线是个总称，控制总线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。
控制总线上发送的控制信息
控制总线上发送的控制信息
前面所讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发岀的：
其中有一根名为读信号输出控制线负责由CPU向外传送读信号，CPU向该控制线上输出低电平表示将要读取数据；
有一根名为写信号输出控制线负责由CPU向外传送写信号。
小、结
（1）汇编指令是机器指令的助记符，同机器指令一一对应。
（2）每一种CPU都有自己的汇编指令集。
（3）CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。
（4）在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。
（5）存储单元从零开始顺序编号。
（6）一个存储单元可以存储8个bit（用作单位写成“b”），即8位二进制数。
（7）1B=8b1KB=1024B1MB=1024KB1GB=1024MB
（8）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CPL可以引岀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；
控制总线宽度决定了CPU对系统中其它器件的控制能力。
在汇编课程中，我们从功能的角度介绍了这三类总线，对实际的连接情况不做讨论。
内存地址空间（概述）
什么是内存地址空间呢？
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勺内存地址空间。
下面深入讨论。
首先需要介绍两部分基本知识，主板和接口卡。
主板
在每一台PC机中，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。
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、音箱、打印机等。
直接控制这些设备进行工作的是插在扩展插槽上的接
口卡。
各类存储器芯片
从读写属性上看分为两类：
随机存储器（RAM和只读存储器（ROM
从功能和连接上分类：
随机存储器RAM
接口卡上的RAM
装有BIOS的ROM
BIOS:
BasicInput/OutputSystem，基本输入输岀系统。
BIOS是由主板和各类接口卡（如：
显卡、网卡等）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岀。
在主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM
PC机中各类存储器的逻辑连接情况
内存地址空间
上述的那些存储器在物理上是独立的器件。
但是它们在以下两点上相同：
1、都和cpu勺总线相连。
2、CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发岀内存读写命令。
将各各类存储器看作一个逻辑存储器：
将各各类存储器看作一个逻辑存储器
假设，上图中的内存空间地址段分配如下：
地址0〜7FFFH的32KB空间为主随机存储器的地址空间；
地址8000H〜9FFFH勺8KB空间为显存地址空间；
地址A000H〜FFFFH勺24KB空间为各个ROM勺地址空间。
所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器；
每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间；
CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
不同的计算机系统的内存地址空间分配情况是不同的。
8086PC机的内存地址空间分配
8086PC机的内存地址空间分配
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。
（我们学习这门课程的核心思维）
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
这个逻辑存储器即是我们所说的内存地址空间。
CPU既述
一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成，这些器件靠内部总线相连。
区别：
内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。
外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。
寄存器概述
8086CPU有14个寄存器它们的名称为：
AX、BX、CXDXSI、DI、SPBP、IP、CSSSDSESPSW/
这些寄存器我们以后会陆续介绍，因为“以后用到的知识以后再讲一一减负”
通用寄存器
8086CPU所有的寄存器都是16位的，可以存放两个字节。
AX、BX、CXDX通常用来存放一般性数据被称为通用寄存器。
下面以AX为例，我们看一下寄存器的逻辑结构。
寄存器的逻辑结构
一个16位寄存器可以存储一个16位的数据。
（数据的存放情况）
数据：
18
二进制表示：
10010
在寄存器AX中的存储：
寄存器AX
数据：
20000
二进制表示：
000
在寄存器AX中的存储：
寄存器AX
一个16位寄存器所能存储的数据的最大值为多少？
答案：
2F6-1。
8086上一代CPI中的寄存器都是8位的，为保证兼容性，这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用。
AX可以分为AH和AL;
BX可以分为BH和BL;
CX可以分为CH和CL;
DX可以分为DH和DL。
8086CPU的8位寄存器存储逻辑
以AX为例，8086CPU的16位寄存器分为两个8位寄存器的情况：
8086CPU的16位寄存器
AX的低8位（0位〜7位）构成了AL寄存器，高8位（8位~15位）构成了AH寄存器。
AH和AL寄存器是可以独立使用的8位寄存器。
8086CPU的8位寄存器数据存储情况
8086CPU的8位寄存器数据存储情况
8086CPU的8位寄存器数据存储情况
一个8位寄存器所能存储的数据的最大值是多少？
答案：
2A8-1o
字在寄存器中的存储
一个字可以存在一个16位寄存器中，这个字的高位字节和低位字节自然就存在这个寄存器的高8位寄存器和低8位寄
存器中。
字在寄存器中的存储
关于数制的讨论
由于一个内存单元可以存放8位数据，CPU中的寄存器又可存放n个8位数据。
也就是说，计算机中的数据大多是由1〜N个8位数据构成的。
用十六进制来表示数据可以直观的看出这个数据是由哪些8位数据构成的。
每两位对应一个八位的二进制数据（修正视频）！
几条汇编指令
汇编指令
CPU执行下表中的程序段的每条指令后，对寄存器中的数据进行的改变。
汇编指令
汇编指令
物理地址
CPU访问内存单元时要给岀内存单元的地址。
所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。
我们将这个唯一的地址称为物理地址。
16位结构的CPU
概括的讲，16位结构描述了一个CPU具有以下几个方面特征：
1、运算器一次最多可以处理16位的数据。
2、寄存器的最大宽度为16位。
3、寄存器
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