汇编语言的产生 汇编语言的组成

1.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。电子计算机的机器指令是一列二进制数字，计算机将之转变为一列高低电平，以使计算机的电子器件受到驱动，进行运算。

2.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。

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

寄存器是CPU可以存储数据的器件

3.汇编语言的组成

由3类指令组成

（1）汇编指令：机器码的助记符，由对应的机器码

（2）伪指令：没有对应的机器码，计算机并不执行。

（3）其他符号：如+，-，*，/ 等，由编译器识别，没有对应的机器码

汇编语言的核心是汇编指令，他决定了汇编语言的特性

4.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。

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。

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；

电子计算机的最小信息单元是bit（比特），就是一个二进制位，8bit组成一个Byte（字节），微型机存储器的存储单元可以存储Byte，128个存储单元，就可以存储128个Byte

7.CPU对存储器的读写

CPU想要进行数据的读写，必须和外部器件（芯片）进行3类信息的交互

• 存储单元的地址（地址信息）；
• 器件的选择，读或写的命令（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

CPU从内存中读取数据过程

（1）CPU通过地址总线将地址信息3发出。

（2）CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知他，将要从中读取数据。

（3）存储器将3号单元中的数据 08 通过数据线送入CPU

对于8086CPU，下面的机器码能够完成从3号单元读数据：

机器码：101000000000001100000000

    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。
• 汇编语言：MOV AX,[3]

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，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次方个内存单元。
• 32位计算机寻址能力 2^32= 2^10 * 2^10 * 2^10 *4 = 4GB

9.数据总线

• 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。

10.控制总线

• 前面所讲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的内存地址空间。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。

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。

14.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

装有BIOS的ROM

接口卡上的RAM

PC机中各类存储器的逻辑连接情况

装有BIOS的ROM

    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插有存储相应BIOS的ROM。

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。

但是它们在以下两点上相同：

• 1、都和CPU的总线相连。
• 2、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。

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。

• 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的8KB空间为显存地址空间；
  • 地址A000H~FFFFH的24KB空间为各个ROM的地址空间。

内存地址空间 ：

• 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。

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 = 8b 1KB = 1024B

1MB = 1024KB   1GB = 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CPU可以引出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。

检测点

**（1）**CPU的寻址能力为8KB，那么它的地址总线的宽度为 位。解：1KB=1024B，8KB=1024B*8=2^N，N=13。 则地址总线的宽度为13位

**（2）**1KB的存储器有 *****个存储单元，存储单元的编号从 到 ***** 。解：回顾前面：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。 即：1KB=1024B=1024*8bit 故有1024个存储单元，存储单元的编号从0开始到1023

**（3） 1KB的存储器可以存储 __ 个bit， _**个Byte。解：1KB=1024Byte=1024*8bit=8192bit

**（4）1GB是个Byte、1MB是 **_个Byte、1KB是 __ ___个Byte。解：1GB=1024 * 1024 * 1024=1073741824Byte 1MB=1024*1024=1048576Byte 1KB=1024Byte

**（5）**8080、8088、80296、80386的地址总线宽度分别为16根、20根、24根、32根，则它们的寻址能力分别为: （KB）、 （MB）、 （MB）、___（GB）。解：由第一题得知：2^N=寻址能力（N为地址总线的宽度即现在题目中的16、20....） 则：2^16=65536byte=64kb 2^20=1048576byte=1mb 2^24=16777216byte=16mb 2^32=4294967296byte=4GB

（6） 8080、8088、8086、80286、80386的数据总线宽度分别为8根、8根、16根、16根、32根。则它们一次可以传送的数据为: （B）、 _（B）、 __ （B）、 （B）、 __ （B）。解：由前面的知识可知： （一）8根数据总线一次可以传送8位二进制数据（即一个字节）。 （二）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。 （三）1Byte = 8bit 则：答案为：1 1 2 2 4

**（7） 从内存中读取1024字节的数据，8086至少要读 _ 次，80386至少要读 __**次。解：由上题可知：8086为16根数据总线，一次可以传送16位二进制数据（即两个字节）。 1024/2=512（次） 80386为32根数据总线，一次可以传送32位二进制数据（即四个字节）。 1024/4=256（次）

（8） 在存储器中，数据和程序以 _ 形式存放。解：在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息，所以以二进制形式存放。