第1章 汇编语言基础知识(一)

1教学重点第1章是用汇编语言进行程序设计所需要了解的基本知识。在课堂上，我们重点掌握几个内容：PC机软硬件系统认识汇编语言基础是熟悉寄存器组难点是各种寻址方式21.1计算机系统概述硬件（Hardware）中央处理单元CPU控制器、运算器、寄存器存储器主存储器：RAM和ROM辅助存储器：磁盘、光盘、U盘外部设备输入设备和输出设备软件（Software）系统软件应用软件3微型计算机的系统组成I/O接口主存储器系统总线CPU寄存器控制器运算器辅助存储器输入设备输出设备4汇编语言程序员看到的硬件中央处理单元CPU（Intel80x86）对汇编语言程序员，最关心其中的寄存器存储器（主存储器）呈现给汇编语言程序员的，是存储器地址外部设备（接口电路）汇编语言程序员看到的是端口（I/O地址）5寄存器（Register）寄存器是CPU内部的高速存储单元它们为处理器提供各种操作所需要的数据或地址等信息汇编语言程序采用它们各自的符号名16位Intel8086/80286CPU中有AXBXCXDXSIDIBPSP32位80386/80486/Pentium系列CPU中有EAXEBXECXEDXESIEDIEBPESP6存储器地址（Address）存储器是由大量存储单元组成，需要用编号区别每个单元：编号＝地址存储器地址是存储器中存储单元的编号每个存储单元存放一个字节量的数据一个字节B（Byte）＝8个二进制位b（bit）采用十六进制数来表达地址Intel8086具有1兆字节（1MB）存储器容量存储器地址表示为：00000H～FFFFFH其中大写H（或小写h）表示是十六进制数7端口（Port）I/O接口电路由接口寄存器组成，需要用编号区别各个寄存器：编号＝地址I/O地址是接口电路中寄存器的编号端口是I/O地址的通俗说法系统通过这些端口与外设进行通信采用十六进制数来表达端口Intel8086支持64K个8位端口I/O地址可以表示为：0000H～FFFFH8计算机的程序设计语言机器语言（MachineLanguage）B86400050001汇编语言（AssemblyLanguage）movax,100;取得一个数据100（MOV是传送指令）addax,256;实现100+256（ADD是加法指令）高级语言（High-levelLanguage）100＋2569什么是汇编语言以助记符形式表示计算机指令助记符（mnemonic）是便于人们记忆、并能描述指令功能和指令操作数的符号助记符是表明指令功能的英语单词或其缩写汇编格式指令以及使用它们编写程序的规则就形成汇编语言（AssemblyLanguage）汇编语言程序：用汇编语言书写的程序汇编程序：将汇编语言程序“汇编”成机器代码目标模块的程序汇编语言程序与汇编程序是两个概念10汇编语言和高级语言的比较-1汇编语言与处理器密切相关↘汇编语言程序的通用性、可移植性较差高级语言与具体计算机无关↗高级语言程序是标准化语言，可在多种计算机上编译后执行汇编语言：×高级语言：√11汇编语言和高级语言的比较-2汇编语言功能有限、涉及硬件细节↘程序编写比较繁琐，调试比较困难高级语言提供了强大的功能，不必关心琐碎问题↗类似自然语言的语法，易于掌握和应用汇编语言：×高级语言：√12汇编语言和高级语言的比较-3汇编语言本质上就是机器语言↗可以直接、有效地控制计算机硬件↗易于产生速度快、容量小的高效率目标程序高级语言不针对具体计算机系统↘不易直接控制计算机的各种操作↘目标程序比较庞大、运行速度较慢汇编语言：√高级语言：×13汇编语言的特点汇编语言的优点：直接控制计算机硬件部件编写“时间”和“空间”两方面最有效程序汇编语言的缺点：与处理器密切有关需要熟悉计算机硬件系统、考虑许多细节编写繁琐，调试、维护、交流和移植困难汇编语言：？高级语言：？14汇编语言和高级语言的混合编程汇编语言的优点使得它在程序设计中占有重要的位置，不可被取代汇编语言的缺点使得人们主要采用高级语言进行程序开发工作有时需要采用高级语言和汇编语言混合编程，互相取长补短，更好地解决实际问题混合编程取长补短15汇编语言的应用场合程序要具有较快的执行时间，或者只能占用较小的存储容量程序与计算机硬件密切相关，程序要直接、有效地控制硬件大型软件需要提高性能、优化处理的部分没有合适的高级语言、或只能采用汇编语言的时候分析具体系统尤其是该系统的低层软件、加密解密软件、分析和防治计算机病毒等等汇编语言的作用实在不小！161.2数据表示1.2.1数制进制数制间的转换数制的运算1.2.2编码BCD码ASCII码1.2.3有符号数的表示法有符号整数的补码表示171.2.1计算机的数制（1）数制的概念：数的表示规则例：十进制逢十进一（2）数码：数字符例：0，1，2，7（3）基数Radix（用R表示）：一种计数制包含的数字符号的个数例：十进制的基数10（4）位权值：位值，每个数字所处的位置不同，所代表的意义也不同（位权是10的整次幂）（5）按权展开式例：1995.121=1×103+9×102+9×101+5×100+1×10－1+2×10-2+1×10-31.概念——从十进制谈起（一）进制18在R进制中，具有R个数字符号，它们是0，1，2，…R-1）。在R进制中，由低位向高位按“逢R进一”的规则进行计数。计数制基数数码进位关系二进制B20、1逢二进一八进制O80、1、2、3、4、5、6、7逢八进一十进制D100、1、2、3、4、5、6、7、8、9逢十进一十六进制H160、1、2、3、4、5、6、7、8、9A、B、C、D、E、F逢十六进一2.R进制的性质3．计算机中常用的进位计数制19（1）在数字后面加写相应的英文字母作为标识。如：二进制数的100可写成100B十六进制数100可写成100H4．计数制的书写规则（2）在括号外面加数字下标。如：（1011）2表示二进制数的1011（2DF2）16表示十六进制数的2DF2100=???20（二）数制间的转换二八十六十211、二、八、十六进制→十进制（1010101)2=1×26＋0×25＋1×24＋0×23＋1×22＋0×21＋1×20=64＋16＋4＋1＝(85)10方法：各位二(八、十六)进制数码乘以与其对应的权之和。(16A.B)16＝(1×162＋6×161＋10×160＋11×16-1)10＝(256＋96＋10＋0.69)10＝(362.69)10(34.6)8=?222、十→二；十→八；十→十六192924222120余1余1余0余0余1（高位）（低位）故：(19)10＝(10011)2例1.将(19)10转换为二进制数。A.纯整数部分的转换法则：整数部分：除二逆序取余法小数部分：乘二正序取整法23B.纯小数部分的转换0.500×21.000（低位）0.250×20.125（高位）×2故：(0.125)10＝(0.001)2例2.将(0.125)10转换为二进制数。24注意：并非所有的十进制小数都能用有限位的二进制小数来表示。例4.将(0.63)10转换为二进制。0.63×21.26×20.52×21.04×20.08（高位）（低位）原因：小数部分乘以2会无限循环下去（0.63)10＝(0.1010)2253、非十进制间的转换(1)二进制到八进制之间的转换方法：以小数点为中心，向左右两边每3位分组，不足3位补“0”，将每组转换为相应的八进制数(011110111.100010100)2＝(367.424)8367.424(16.327)8＝(001110.011010111)2＝(1110.011010111)2(11110111.1000101)226(2)二进制到十六进制间的转换(111001011010.10111001)2E5A.B9＝（E5A.B9）16(4C.2E)16＝(01001100.00101110)24C2E＝(1001100.0010111)227(3)八进制、十六进制到二进制方法：将每一位数码转化为代表相应十进制数值的3位或4位二进制数，去掉多余的“0”(4)八进制到十六进制、十六进制到八进制方法：八进制二进制十六进制；十六进制二进制八进制。28（三）数制的运算1、R进制数的加减运算类似十进制如十六进制逢16进位1，借1当1623D9H＋94BEH＝B897HA59FH－62B8H＝42E7H2、二进制的逻辑运算——按位操作AND、OR、NOT、XOR等如教材表：1.5291.2.2编码编码——数字化（计算机表示处理）如，学生——学号BCD码（BinaryCodedDecimal）ASCII码（美国标准信息交换码）30BCD码（BinaryCodedDecimal）二进制编码的十进制数编码方法：用四位二进制数表示一位十进制数。010123222120各位权依次为8，4，2，1，又称为8421码。531BCD码（BinaryCodedDecimal）压缩BCD码：一个字节表达两位BCD码86D=10000110B非压缩BCD码：一个字节表达一位BCD码（低4位表达数值，高4位常设置为0）86D=0000100000000110BBCD码很直观BCD码：0100100101111000.000101001001十进制真值：4978.14932ASCII码（美国标准信息交换码）标准ASCII码用7位二进制编码，有128个不可显示的控制字符前32个和最后一个编码回车CR：0DH换行LF：0AH响铃BEL：07H可显示和打印的字符：20H后的94个编码数码0～9：30H～39H大写字母A～Z：41H～5AH小写字母a～z：61H～7AH空格：20H扩展ASCII码：最高D7位为17654321033ASCII编码表341.2.3有符号数的表示法真值和机器数补码——详见组成原理！跳过35真值和机器数真值：现实中真实的数值机器数：计算机中用0和1数码组合表达的数值无符号数：只表达0和正整数的定点整数有符号数：表达负整数、0和正整数的定点整数符号位需要占用一个位常用机器数的最高位0表示正数、1表示负数定点数：固定小数点的位置表达数值的机器数定点整数：将小数点固定在机器数的最右侧表达的整数定点小数：将小数点固定在机器数的最左侧表达的小数浮点数：小数点浮动表达的实数36补码有符号整数在计算机中默认采用补码最高位表示符号：正数用0，负数用1正数补码：直接表示数值大小（同无符号数）负数补码：将对应正数补码取反加1[105]补码＝01101001B[-105]补码＝[01101001B]取反＋1＝10010110B＋1＝10010111B8位二进制补码表示的数值范围：-128～+12716位二进制补码表示的数值范围：-215～+215-132位二进制补码表示的数值范围：-231～+231-1N位二进制补码表示的数值范围：-2N-1～+2N-1-1N位二进制无符号数表示的数值范围：0～2N-1演示为什么是补码37负数求补负数真值“取反加1”得机器数补码负数补码“取反加1”得到负数真值补码：11100000B真值：-([11100000]求反＋1)＝-(00011111+1)＝-00100000＝-25＝-32负数求补运算，等效于用带借位的0作减法真值：-8，补码：[-8]补码＝00H-08H＝F8H补码：11111000，真值：-(00H-F8H)＝-08H＝-8演示用十六进制表达和运算，方便！381.3Intel80x86系列微处理器8038680486奔腾奔腾II奔腾4802868086奔腾IIIIA-64（安腾）4004不是我不明白，这世界变化太快。扎扎实实掌握知识，以不变应万变！IA-3239808616位结构的微处理器：数据总线为16位主存容量1MB：地址总