【汇编语言：基础知识】

1. 机器语言

机器语言是机器指令的集合
机器指令展开来就是一台机器可以正确执行的命令
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

2. 汇编语言

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

（1） 汇编语言的产生

• 示例：
• 机器指令：1000100111011000
  • 操作：寄存器 BX 的内容送到 AX 中
  • 汇编指令：MOV AX,BX
• 这样的写法与人类语言接近，便于阅读和记忆

（2） 汇编语言的组成

• 汇编语言由以下三类组成：
  1. 汇编语言（机器码的助记符）
  2. 伪指令（由编译器执行）
  3. 其他符号（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

3. 寄存器简单介绍

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

• 按照上述的示例中
  • AX 是其中一个寄存器的代号
  • BX 是另一个寄存器的代号

4. 存储器简单介绍

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

5. 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

• 例如：
  • 二进制信息：
  • 1000100111011000 → 89D8H（数据）
  • 1000100111011000 → MOV AX,BX（程序）

6. 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

• 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
  • 1TB=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

7. 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），进行三类信息交互

  1. 存储单元的地址（地址信息）
  2. 器件的选择，读或写命令（控制信息）
  3. 读或写的数据（数据信息）

• CPU 是通过什么将地址、数据和控制信息传到存储芯片中的：

  • 电子计算机能处理、传输的信息都是电信号，电信号需要导线传送
  • 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

• 总线在逻辑上的划分：
  

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 次方个存储单元（1个 Byte）

9. 数据总线

CPU 与内存或其他期间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 和外界的数据传输速度

10. 控制总线

控制总线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

• 前面所述的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的
  • 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

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个可以寻到的内存单元就构成这个 CPU 的内存地址空间

12. 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

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插槽上的接口卡

14. 各类存储芯片

• 从读写属性上看分为两类：

  • 随机存储器（RAM）、
  • 只读存储器（ROM）

• 从功能和连接上分类

  • 随机存储器 RAM
  • 装有 BIOS 的 ROM
  • 接口卡上的 RAM

• 只读存储器（ROM）

  • 装有 BIOS：Basic Input/Output System，基本输入输出系统
  • 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出，在主板和某些接口卡上查有存储相应的 BIOS 的 ROM

• PC 机种各类存储器的逻辑相连情况
  

15. 内存地址空间

上述的那些存储器在物理上是独立的器件
但是它们具有两个相同点：

• 都和 CPU 的总线相连
• CPU 对他们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令

• 内存地址空间：

  • 最终运行程序的是 CPU，使用汇编编程的时候，必须要从 CPU 的角度考虑问题
  • 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，这个逻辑存储器就是内存地址空间

• 将各类存储器看作一个逻辑存储器：
  

• 所有的物理存储器被看作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