《汇编语言》学习笔记——基础知识

0x01 基础知识

1.1 机器语言

  • 机器语言是机器指令的集合。
  • 机器指令是一列二进制数字，计算机将其转变为一列高低电平，使得计算机的电子器件受到驱动，从而完成运算。

上述计算机的功能由CPU（中央处理单元）来完成，是一种微处理器。

  • 由于硬件设计和内部结构不同，就需要不同的电平脉冲控制，所以每一种微处理器都有自己的机器指令集，也就是机器语言。

1.2 汇编语言的产生

由于机器语言难以辨别和记忆，汇编语言产生了。

  • 汇编语言的主体的汇编指令。
    • 汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
操作：寄存器BX的内容送入AX。
机器指令：1000100111011000
汇编指令：mov ax, bx
  • 计算机只能读懂机器指令，故需要将汇编指令转换为机器指令。
    • 编译器负责将程序员写出的汇编程序编译为机器码，再由计算机最终运行。

1.3 汇编语言的组成

  • 汇编指令（核心）
    • 机器码的助记符，有对应的机器码。
  • 伪指令、其他符号（+、-、*、/）
    • 由编译器执行，没有对应的机器码。

1.4 存储器

  • CPU是计算机的核心运算部件，需要向其提供数据和指令。
    • 数据和指令存放在存储器（内存）中，故需要了解如何在CPU和内存之间交换信息。

磁盘的数据和程序需要先读入内存才能进而被CPU使用。

1.5 指令和数据

  • 指令和数据是应用上的概念，本质都是二进制信息，没有区别。
1000100111011000 -> 89D8H（数据）
1000100111011000 -> mov ax, bx（指令）

1.6 存储单元

  • 存储器被分为若干个存储单元。
    • 每个单元从0开始编号；
    • 存储器的容量是以字节为最小单位计算的。

磁盘的容量单位同内存一样。

1.7 CPU对存储器的读写

  • CPU读写数据时必须和外部期间进行三类信息交互。

    • 地址信息：存储单元的地址。
    • 控制信息：器件的选择、读或者写的命令。
    • 数据信息：读或者写的数据。

  • CPU通过总线和其他芯片传输信息。

    • 总线就是一根根导线的集合。
    • 从逻辑上分为：地址总线、控制总线和数据总线。

  • CPU从内存中读/写数据的过程。

    • CPU通过地址线发送要读写的地址；
    • CPU通过控制线发送读/写的命令；
    • 内存和CPU通过数据线交互数据：
      • 读：内存向CPU传输目的地址的数据。
      • 写：CPU向内存传输要存入到目的地址的数据。

1.8 地址总线

  • CPU是通过地址线来指定存储单元。
  • 一个CPU有N跟地址线则称其地址总线的宽度为N。
    • 此时CPU可以表示2的N次方个信息，故最多可以寻址2的N次方个内存单元。

1.9 数据总线

  • CPU和内存之间的数据传输是通过数据总线完成的。
  • 数据总线的宽度决定了数据传输速度。
    • 8根数据总线一次可以传送1个字节数据；
    • 16根数据总线一次可以传送2个字节数据。


1.10 控制总线

  • CPU对外部器件的控制是通过控制总线完成的。
  • 控制总线是一些不同控制线的集合。
    • 控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

1.11 内存地址空间

  • 地址总线宽度决定可寻址的内存单元，构成CPU的内存地址空间。

1.12 主板

  • 每个电脑都有个主板，放置核心器件和一些主要器件。
    • 器件之间通过总线相连。
    • 这些器件包括：CPU、存储器、外围芯片组、扩展槽等。
    • 扩展槽上一般有RAM内存条和各类[接口卡](#1.13 接口卡)。

1.13 接口卡

  • CPU不能直接控制外部设备，比如显示器、音响、打印机等。
    • CPU通过总线向接口卡发送命令，接口卡根据CPU的命令控制外设。

1.14 各类存储器芯片

  • 每个电脑装有多个存储器芯片，这些芯片物理上是独立的。
  • 从读写属性上分为随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。
    • 随机存储器：可读可写，掉电后内容丢失。
    • 只读存储器：只读，关机后内容不丢失。
  • 从功能和连接上分为以下几类：
    • 主存储器
      • 存放CPU使用的绝大部分程序和数据。
      • 由装在[主板](#1.12 主板)上和扩展槽两个位置上的RAM组成。
    • 装载BIOS（基本输入输出系统）的ROM
      • BIOS是由主板和各类接口卡厂商提供的软件系统，可以利用硬件设备进行最基本的输入输出。
    • 接口卡上的RAM
      • 某些接口卡需要对大批量输入、输出数据进行暂时存储，故在其上装RAM，例如显存。

1.15 内存地址空间

  • 存储器的两个相同点
    • 都和CPU总线相连。
    • CPU都是通过控制线发出读写命令。
  • CPU操控存储器时，将它们都当作内存对待，把他们看作一个若干存储单元组成的逻辑存储器。

每个物理存储器在逻辑存储器中占有一个地址段。

  • 基于硬件系统编程时，必须知道系统中的内存地址空间分配情况。
    • 向某个存储器读写数据时，必须知道其第一个单元的地址和最后一个单元的地址，才能保证读写到目的存储器。
    • 不同计算机系统的内存地址空间分配情况不同。
posted @ 2022-03-16 08:24  CH3UHX9  阅读(191)  评论(0)  编辑  收藏  举报