汇编语言基础知识.ppt
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1、1,第一章,汇编语言基础知识,封面,2,第一章 汇编语言基础知识,1.1 计算机系统概述(硬件、软件、语言类型)1.2 数据表示(数制、编码、符号数、二进制运算)1.3 Intel80 x86系列微处理器(8086P4)1.4 PC微型计算机系统(PC机的软硬件)1.5 8086微处理器(8086的结构)1.6 8086的寻址方式(8086寻找操作数的方式)要点及习题分析,3,1.1 计算机系统概述,1.1.1 计算机的硬件1.1.2 计算机的软件 1.1.3 计算机程序设计语言,返回第一章,4,1.1.1 计算机的硬件,对汇编语言程序员来说,计算机硬件的结构如下图所示(CPU、存储器、接口(
2、外设):,外总线,5,1.中央处理单元,由三部分组成。控制器:取指令,经译码分析后发出各种控制命令,如取数、存数、运算等。运算器:完成各种算术运算和逻辑运算。寄存器(或寄存器阵列):由多个8位、16位寄存器组成,提供各种操作所需要的数据。,6,2.存储器,1)存放程序和数据;可重复读取;新数据覆盖原数据。2)主存:半导体,快,成本高,容量小;辅存:软硬磁盘、光盘;3)RAM:可读可写,易失性存储器;ROM:只读,非易失性存储器;4)由大量存储单元组成:单位、内容、地址、容量、B(BYTE)、KB、MB、GB、TB等。,7,3.外部设备和接口,设备类型:人机交互 机器间通信 外存(可看做I/O设
3、备)接口:接口的必要性:格式转换、电平转换 接口的组成:三个(组)寄存器;通过寄存器交换数据;对接口的访问:端口-端口号-端口地址、I/O地址;,返回1.1,8,1.1.2 计算机软件,1.系统软件 面向计算机、由厂家提供;其作用为管理和维护、充分发挥其功能、为用户提供一个方便使用的系统。如操作系统,诊断系统,程序设计语言等2.应用软件 面向问题、由公司或用户编写集成开发环境:开发工具包括文本编辑、翻译程序、调试程序、连接程序等,在DOS时代,其各自是独立的;现在将其集成为一个软件,即为“集成开发环境”。,返回1.1,9,1.1.3计算机的程序设计语言,1.机器语言 低级语言 2.汇编语言程序
4、设计语言 3.高级语言 C/C+、JAVA、DELPHI,10,1.机器语言,指令机器指令;机器指令的组成:操作码、操作数;指令系统;机器语言:指令系统及使用指令系统编写程序的规则。机器语言特点:计算机唯一能够直接识别的语言。目标程序:用机器语言描述的程序。机器语言的致命缺点:难以使用。如100+2568086机器语言程序:B8 64 00 05 00 01 A3 00 20,11,2.汇编语言,汇编指令:用便于记忆、并能描述指令功能的符号表示机器指令汇编指令(符号指令)。助记符:表示指令操作码的符号,一般用英语单词或缩写。指令的操作数也用符号表示。汇编语言:汇编指令及使用汇编指令编写程序的规
5、则。(其他语言要素第三章介绍)汇编语言(源)程序:使用汇编语言编写的程序。汇编语言的特点:汇编指令与机器指令一一对应,但相对机器语言易于理解、掌握,当我们用低级语言编写程序时使用汇编语言而不用机器语言。汇编和汇编程序:翻译过程 翻译程序。,12,3.高级语言,机器语言和汇编语言以外的程序设计语言统称高级语言。其特点是更加接近自然语言和惯用的数学表达形式,与计算机硬件结构无关,因而便于使用,便于交流和推广。总之,高级语言编程效率高,但运行效率低。高级语言可分成编译型和解释型高级语言,分别使用编译程序和解释程序将源程序翻译成机器语言程序,然后交计算机执行。,13,4.汇编语言程序设计的意义,学习汇
6、编语言的意义:1)与硬件密切相关,是学习硬件类课程的先行课和基础课。2)有利于理解计算机的工作原理。3)可直接而有效地控制硬件。4)执行效率高,占用空间小。5)特殊应用只能使用汇编语言,如加密解密等。应该指出的是:在计算机速度大大提高和存储器容量大大增加的今天,高级语言的使用更为广泛和普遍(特别是编写大型程序)。,返回第一章,14,1.2数据表示,1.2.1 数制1.2.2 编码1.2.3 有符号数的表示方法1.2.4 二进制运算,返回第一章,15,1.2.1 数制,数制涉及三个问题:计数符号 基数和权 计数规则(1)计数符号 这是用于书写数值的符号,所有计数符号的集合称作数符集。k进制的数符
7、集中必然包含k个符号。比如:二进制的数符集中有两个符号:0和1;八进制的数符集中有8个符号:0,1,2,3,4,5,6,7;十进制的数符集中有10个符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9;十六进制的数符集中有16个符号:0,1,2,3,4,5,6,7,8,9,A,B,C,D,E,F。,16,数制的三个问题:1.二进制数,(2)基数和权 如果把用k进制书写的一个整数从右往左依次记作第0位、第1位、第n位,则第i位上的数符ai所代表的含义是aiki。在此,我们把k称为一个数制的基数,而把ki称为k进制数第i位的权。(如888,每个8的位权都不相同)(3)计数规则 简单地说,就是“逢k进1,借
8、1当k”。.1.二进制数 1 1 0 1 1 0 1 1.1 0 1 B=1x27+126+025+124+123+022+121+1 20+12-1+02-2+12-3 二进制数是计算机内部采用的,并唯一能够直接被计算机识别的数。,17,2.十六进制数,2.十六进制数 8a0f.6bH=8163+10 162+0 161+15 160+6 16-1+11 16-2 引入十六进制数的目的是为了描述二进制数。数的书写方法:1)二进制数尾部加B(b)。2)十六进制数尾部加H(h);如记数符号a,b,c,d,e,f打头,头部应加0,如0A8F5H;记数符号 a,b,c,d,e,f 不区别大小写,与A
9、BCDEF等效。3)十进制数尾部加D(d),但通常可以省略。,18,3.数制间转换,3.数制间转换 1)十进制数转换二进制数;2)十进制数转换十六进制数;3)二进制数十六进制数互相转换;,返回1.2,19,1.2.13 数制转换:十进制二进制(整数),将整数部分不断除以2,记下每次得到的余数,直到商为零;余数倒排,即最后得到的余数排在最高位,第一个余数排在最低位。例如将十进制数13转换成二进制数:2 1 3 余数 2 6 1 2 3 0 2 1 1 0 113D=1101B,20,1.2.13 数制转换:十进制二进制(小数),小数部分转换:乘2取整,顺序排列得到的整数。例如将0.8125转换成
10、二进制数:0.8125整数 2 1.6250 2 1.25 2 0.50 2 1.00 0.8125D=0.1101B(有时会有转换误差,如0.3D),返回数制转换,21,1.2.13 数制转换:十进制十六进制,十进制数转换成十六进制数,方法同十进制数转换成二进制数,只不过“除2取余”变为“除16取余”,“乘2取整”变为“乘16取整”。同理,如果要将十进制数转换为其它数制的数(如八进制数),也采用同样的方法。二进制数、十六进制数转换成十进制数教材未介绍,只要将二进制数、十六进制数按位权展开相加即可,如将8A.B5H转换成十进制数:8A.B5H=8161101601116-1+516-2=128
11、100.68750.0195=138.707D,返回数制转换,22,二进制数互相转换十六进制数,返回数制转换,5 A.5 H,23,1.2.2 编码,计算机中的数采用二进制数,字母、符号等也只能采用二进制代码(0,1)的排列组合表示(编码)。(两种编码:BCD码、ASCII码)1.BCD 码(8421码、二十进制数)解决十进制数在计算机内部如何表示。BCD码规定用四位二进制数表示一位十进制数。对多位十进制数,只要把每一位十进制数分别表示为四位二进制数即可。,十进制 BCD码 0 0000 1 0001 2 0010 3 0011 4 0100 5 0101 6 0110 7 0111 8 10
12、00 9 1001,十进制 BCD码 28 0010 1000 956 1001 0101 0110,24,2.ASCII码,2.ASCII码解决字母、符号在计算机内部如何表示。基本ASCII码(标准ASCII码)用七位二进制数表示一个符号(共128个);书写:用两位十六进制数书写,如41H-A;种类:1)控制字符(前32个和最后一个):0D-回车,0A-换行;2)其他为打印字符(可显示字符);应记住的ASCII码:30H39H,41H,61H 扩展ASCII码用八位二进制数表示一个符号(共256个)。,返回1.2,25,1.2.3 有符号数表示方法,0.无符号数、有符号数、机器数、真值 1.
13、原码 正数原码:符号位为0,数值位照抄。负数原码:符号位为1,数值位照抄。例:X=+25=+00011001B X原=00011001B X=-25=-00011001B X原=10011001B2.反码 正数反码:符号位为0,数值位照抄。负数反码:符号位为1,数值位取反。例:X=+25=+00011001B X反=00011001B X=-25=-00011001B X反=11100110B 原码和反码表数范围相同,都是-127+127。,26,3.补码,3.补码 为了将减法运算变成加法来做,有符号数在计算机内一律采用补码表示。正数补码:符号位为0,数值位照抄。负数补码:符号位为1,数值位取
14、反加一。例:X=+25=+00011001B X补=00011001B X=-25=-00011001B X反=11100110B X补=11100111B 下面是原码、反码和补码的小结。,原码、反码、补码总结:1)正数的原码反码补码相同;负数的原码反码补码各不相同,但符号位都是1。2)设字长为八位,原码反码的表数范围为-127+127,补码的表数范围为-128+127。3)已知某负数的补码,求该负数的真值,方法如下:符号位不动,其余位求反加一,得到的是该负数的原码;根据原码即可写出该负数的真值。例:X补=11111100B X原=10000011B+1=10000100B X=-000010
15、0=-4,返回1.2,27,1.2.4二进制运算(含十六进制运算),1.算术运算与十进制运算相同,只不过是逢2进1,借1当2。加法 减法 乘法 0+0=0 00=000=0 0+1=1 01=101=0 1+0=1 10=110=0 1+1=10 11=011=12.十六进制算术运算:与十进制运算相同,但逢16进1,借1当16;注意运算结果如为A,B,C,D,E,F,不能写成10,11,12,13,14,15。,28,3.逻辑运算,3.逻辑运算与运算(AND;):10=011=100=001=0或运算(OR;):10=111=100=001=1非运算(NOT;或):0=1(0=1)1=0(1=
16、0)异或运算(XOR;)10=111=000=001=1注意:逻辑运算是按位运算。,29,4.用补码作减法(补充讲义),我们用实例说明计算机在执行减法指令时,是如何把减法变成加法来做的(设字长为8位)。例1:(+5)(+4)即(+00000101)(+00000100)机器中+5和+4都用补码表示。对减数求补(求反加一),得到(-4)的补码:11111100(+5)的补码加(-4)的补码:0 0 0 0 0 1 0 1+1 1 1 1 1 1 0 0 1 0 0 0 0 0 0 0 1将结果00000001看作补码,其真值即为+1。,进位被自动舍弃,30,用补码作减法(2),例2(+5)(-4
17、)即(+0000101)(-0000100)机器中+5和-4都用补码表示。(-4)补=11111100 对减数求补,得到的是+4的补码:00000100将+5的补码加+4的补码 0 0 0 0 0 1 0 1+0 0 0 0 0 1 0 0 0 0 0 0 1 0 0 1 将结果看成补码,其真值即为正确结果+9。例3:(-5)-(+4)和(-5)-(-4)步骤同上。总之:被减数和减数都用补码表示;机器对减数先求补,而后做加;将计算结果看作补码。,返回第一章,31,1.3 Intel 80 x86系列微处理器,1.8086/8088/801868086:1978年推出;内外数据总线16位;地址总
18、线 20位;寻址范围1MB;主频5MHz.8088:1979年推出;外部数据总线8位;其余基本同8086,被称为准16位CPU。80186:增强了8086的功能,但作为计算机的CPU没有被使用过,只作过某些板卡的控制器。,32,80286,2.80286(16位CPU)1982年推出;内外数据总线16位;地址总线 24位;寻址范围16MB;主频5MHz20MHz。80286支持两种工作方式:实模式 和 保护模式。实模式:相当于一个快速8086。保护模式:提供虚拟存储管理和多任务的硬件控制。物理寻址范围16MB,虚拟存储器寻址范围可达1GB。指令系统除包含8086/80186指令外,新增15条保
19、护方式指令,33,80386,3.80386(32位CPU)1985年推出;内外部数据总线32位;地址总线32位,物理寻址范围4GB,虚拟存储器寻址范围可达64TB。主频为16/25/33MHz。386除支持286的两种工作方式外,新增虚拟8086模式。虚拟8086模式的特点:1)既具有保护功能,又能执行实模式下的8086代码,且可以实现多任务。(可同时运行多个DOS程序)2)可以在虚拟8086模式和保护模式下快速、反复转换。指令系统除兼容原16位CPU指令外,全面升级为32位指令,并新增多条指令。,34,80486pentium,4.80486(32位CPU)1989年推出;特点:将高速缓存
20、、协处理器与CPU集成在一个芯片上;部分采用了RISC技术;采用了指令流水线技术;大幅度提高了CPU的主频,可达100MHz。5.Pentium/MMX Pentium(32位或准64位CPU)Pentium:1993年推出;内部数据总线32位,外部数据总线64位;主频60MHz200MHz;采用超标量技术。MMX Pentium:1996年推出;主频最高233MHz;新增57条多媒体指令,提高了多媒体软件执行速度。下面简单介绍RISC技术和流水线技术。,RISC技术:精简指令系统计算机技术。其特点是:CPU的指令系统不含复杂指令,指令长度固定,指令格式种类少,寻址方式少,指令数量少(只选择使
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