汇编语言 第一章 基础知识

0x01.机器语言

1、机器语言是机器指令的集合。机器指令是一台机器可以正确执行的的命令。电子计算机的机器指令是一列二进制数字。

2、直接面向机器与机器的硬件操作一一对应。计算机可以直接识别执行,使用机器语言可以充分发挥计算机的硬件功能。

3、缺点:依赖机器硬件,机器指令很难记忆,直接使用机器语言编制程序极易出错,并且难以调试。

0x02.汇编语言

1、诞生:机器语言使用麻烦,于是汇编语言产生了。

2、汇编语言的主体是汇编指令。

3、汇编指令与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的助记符,便于人类使用和记忆。

4、优点:汇编语言改变了机器语言的不直观性。从目标代码的长度和程序运行时间的角度上看,汇编语言程序和机器语言程序是等效的。

5、用途:有助于从软件角度理解计算机的工作原理。能够直接有效控制硬件,编写出运行速度快,代码量小的高效程序,在许多场合有不可替代的作用,例如操作系统的核心程序段,实时控制系统的软件,智能仪器仪表的控制程序,频繁调用的子程序或动态链接库,加密解密软件,分析和防治计算机病毒等。

6、组成:

(1)汇编指令:机器码的助记符,有对应的机器码。

(2)伪指令:没有对应的机器码,由编译器执行,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。

0x03.extra 高级语言

1、面向程序设计人员,接近于自然语言,易学易记,便于阅读和掌握,使用方便,通用性强,不依赖具体计算机。

2、高级语言对计算机操作步骤进行描述有一整套标记符号、表达格式、结构及其使用的语法规则。

机器语言 汇编语言 高级语言
计算机能否直接识别 不能 不能
易用性
占据空间
执行速度
用途 特殊:加密/解密 系统核心要求速度快,代码短的程序;直接操纵I/O信息安全 一般性系统级和应用层软件开发

0x04.计算机硬件系统的基本结构

1.冯·诺伊曼体系结构

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2.计算机系统的组成

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3.寄存器:CPU内部用于存储数据的器件,一个CPU中有多个寄存器。

4.存储器(内存)与存储单元:存储器以字节为单位划分为若干个存储单元,每个存储单元从0开始顺序编号。存储器的容量通常用KB,MB,GB,TB,PB计。

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5.指令和数据:指令和数据是应用上的概念,都以二进制形式存在,在形式上没有任何区别。

6.计算机硬件系统的基本结构

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7.计算机的基本工作原理

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8.CPU对存储器的读写:

1)CPU想要进行数据的读写,必须和外部器件(芯片)进行以下信息的交互

​ 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)

2)读取数据

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①.CPU通过地址线将地址信息3发出.

②.CPU通过控制线发出内存读条的命令,选中存储器芯片,并通知它,将要从中读取数据。

③.存储器将3号单元中的数据8通过数据线送入CPU。

3)写操作

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①.CPU通过地址线将地址信息3发出

②.CPU通过控制线发出内存写命令,选中存储器芯片,并通知它,要向其中写入数据。

③.CPU通过数据线将数据26送入内存的3号单元中。

0x05.内存地址空间

1.概念:也称寻址空间,设一个CPU的地址总线宽度为n,那么可以寻址2的n次方个内存单元,这2的n次方可寻到的内存地址单元就有构成这个CPU的内存地址空间。

2.主板:每一台PC机中都有一个主板,主板上有一个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。

3.接口卡:计算机系统中,所以可以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。

4.各类存储芯片

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1)随机存储器:用于存放CPU使用的绝大部分程序和数据,主随机存储器上一般由两个位置上的RAM组成,装在主板上RAM和插在扩展插槽上的RAM。

2)装有BIOS的ROM:BIOS是由主板和各类接口卡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础的输入输出。和主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM。

3)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储存,在其上装有RAM。最典型的就是显卡上的RAM,一般称为显存。显卡随时将显存中的数据向显示器上输出。

PC机中各类存储器的逻辑连接

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5.各类存储芯片的小结

1)这些存储芯片在物理上是各自独立的器件。

2)这些存储芯片都具备以下共同点

​ ①都与CPU总线相连

​ ②CPU对其读或写时都通过控制线发出内存读写命令。

6,内存地址空间进一步探讨

1)CPU在操作这些独立的物理存储器时,把它们统一当作一个逻辑处理器看待。这个逻辑存储器即内存地址空间。

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2)每一个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一段地址;CPU在这段地址空间中读写数据,实际上就是相对应的物理存储器中读写数据。

3)不同计算机系统中的内存地址空间分配情况是不同的

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(8086PC机内存地址空间分配)

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