汇编语言入门：从基础知识到实践应用
汇编语言入门：从基础知识到实践应用
汇编语言是直接在硬件上工作的编程语言，它要求程序员深入了解硬件系统的结构。通过学习汇编语言，可以掌握机器运行的思维，理解计算机底层原理，提高编程能力。本文将从基础知识入手，详细介绍汇编语言的核心概念和实践应用。
1 引言
汇编语言是直接在硬件之上工作的编程语言，首先要了解硬件系统的结构，才能有效地应用汇编语言对其编程。
2 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。
例如
指令：01010000 (PUSH AX)
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。后来呢，逐渐使用高科技……但打洞洞是始祖~
3 汇编语言的产生
与机器语言差别
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。
举例：
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。
寄存器
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。AX是其中一个寄存器的代号，BX是另一个寄存器的代号。
使用
计算机能读懂的只有机器指令，那么如何让计算机执行程序员用汇编指令编写的程序呢？
我们人输入汇编指令给电脑，经过编译器编译成机器码之后，计算机就可以识别并执行
4 汇编语言组成
汇编语言由以下3类组成：
1、汇编指令（机器码的助记符）
2、伪指令 （由编译器执行）
3、其它符号（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。
1. 汇编指令（机器码的助记符）
定义：汇编指令是汇编语言的主体部分，是机器指令的助记符，用于直接操作计算机硬件（如CPU、内存等）。每条汇编指令通常对应一条机器指令。
举例：
MOV：数据传送指令，用于将数据从一个位置移动到另一个位置。
MOV AX, BX ; 将BX寄存器的内容复制到AX寄存器
ADD：加法指令，用于将两个操作数相加。
ADD AX, 1 ; 将AX寄存器的值加1
JMP：跳转指令，用于改变程序的执行顺序。
JMP label ; 跳转到标签label处继续执行
2. 伪指令（由编译器执行）
定义：伪指令并不是直接翻译成机器指令，而是用于指导汇编器如何生成目标代码或如何组织程序结构。伪指令主要用于定义变量、指定程序段、设置段地址等。
举例：
.DATA：定义数据段的开始。
.DATA
myVar DW 10 ; 定义一个字（2字节）变量myVar，初始值为10
.CODE：定义代码段的开始。
.CODE
main PROC
; 程序代码
main ENDP
.MODEL SMALL：指定程序的内存模型。
.MODEL SMALL
3. 其他符号（由编译器识别）
定义：其他符号包括标签、注释、常量、变量名等，这些符号用于增强程序的可读性和组织性，但本身不直接转换为机器指令。
举例：
标签：用于标记代码的位置，常用于跳转指令的目标位置。
assembly复制
label: ; 标签
JMP label ; 跳转到label处
注释：用于解释代码的功能，以分号（
;
）开头。
assembly复制
MOV AX, BX ; 将BX寄存器的内容复制到AX寄存器
常量：用于表示固定的数值。
assembly复制
.DATA
myConst EQU 100 ; 定义常量myConst，值为100
5 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。
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；
例如： 一个存储器有128个存储单元， 编号从0~127。
6 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。
二进制信息：
1000100111011000 ─> 89D8H （数据）
1000100111011000 ─> MOV AX,BX （程序）
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）进行三类信息的交互：
存储单元的地址（地址信息）
器件的选择，读或写命令（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
对应着cpu三类信息的交互
总线在逻辑上划分的图示：
CPU在内存中读或写时，首先cpu会将需要操作的数据的地址传输给内存，通过地址总线，然后将操作的动作通过控制总线传输给内存，比如说我要查找一个数据，我就传输一个查找操作给内存。最后内存定位所给的数据的地址，按照操作的动作从数据总线将数据传输给cpu
从上面我们知道CPU是如何进行数据读写的。可是我们如何命令计算机进行数据的读写呢？
由于控制总线可以控制操作的行为。当控制总线传来的指令是读，那么就是进行读操作，以此类推
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。
发送地址信息
如图，我们cpu要发送1011这个地址给内存，那么每一个数字就会占用一条地址线。
然后用过地址总线发送
总结
1 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。
2 这样的CPU最多可以寻找２的N次方个内存单元。
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。
我们来分别看一下它们向内存中写入数据89D8H（16进制，数据是89D8，H是后缀）时，是如何通过数据总线传送数据的：
8088CPU
8088CPU因为他是八位的，要传输16个bit的数据需要分开两次传输
8086CPU
8086CPU是16位的，所以传输16gebit的数据只需要传输一次
10 控制总线
CPU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。
如图，每一条线都是一种控制
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。
1-10练习题
答案
（1）1个CPU的寻址能力为8KB，那么它的地址总线的宽度为 13位。
（2）1KB的存储器有 1024 个存储单元，存储单元的编号从 0 到 1023 。
（3）1KB的存储器可以存储 8192（2^13） 个bit， 1024个Byte。
（4）1GB是 1073741824 （2^30） 个Byte、1MB是 1048576（2^20） 个Byte、1KB是 1024（2^10）个Byte。
（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: 64 （KB）、 1 （MB）、 16 （MB）、 4 （GB）。
（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: 1 （B）、 1 （B）、 2 （B）、 2 （B）、 4 （B）。
（7）从内存中读取1024字节的数据，8086至少要读 512 次，80386至少要读 256 次。
（8）在存储器中，数据和程序以 二进制 形式存放。
11 内存地址空间
是什么
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。
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。它提供了计算机内部各个硬件组件的物理和逻辑连接平台，使这些组件能够协同工作。
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。
接口卡就是用来链接计算机中的设备，对他们进行直接控制
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（重点）
接口卡上的RAM
其中，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。
图示：
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。
第一章总结
【学习汇编主要是：学习汇编的编程思想，掌握机器运行的思维】
汇编语言是直接在硬件上工作的编程语言，首先要了解硬件系统的结构，才能有效的应用汇编语言对其编程。
1.汇编课程的研究重点
如何利用硬件系统的编程结构和指令集有效灵活的控制系统进行工作
2.汇编语言的主体是汇编指令
3.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
4.汇编语言时机器指令的助记符
5.汇编语言的组成
1.汇编指令（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，如：+ - * /）
汇编语言的核心是汇编指令，他决定了汇编语言的特性
6.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（即芯片）进行三类信息的交互
1.地址信息：存储单元的地址
2.控制信息：芯片的选择，读或写命令
3.数据信息：读或写的数据