汇编 - 简介
什么是汇编语言？
每台个人电脑都有一颗微处理器，它管理着计算机的算术、逻辑和控制活动。
每个处理器系列都有自己的一套指令，用于处理各种操作，例如从键盘获取输入、在屏幕上显示信息以及执行各种其他工作。这些指令集被称为“机器语言指令”。
处理器仅理解机器语言指令，机器语言指令是一串 1 和 0。但是，机器语言对于软件开发来说过于晦涩和复杂。因此，针对特定处理器系列设计了低级的汇编语言，它以符号代码和更易理解的形式表示各种指令。
汇编语言的优点
了解汇编语言可以让一个人了解 -
- 程序如何与操作系统、处理器和 BIOS 交互；
- 数据如何在内存和其他外部设备中表示；
- 处理器如何访问和执行指令；
- 指令如何访问和处理数据；
- 程序如何访问外部设备。
使用汇编语言的其他优点包括 -
它需要更少的内存和执行时间；
它允许以更简单的方式执行硬件特定的复杂工作；
它适用于时间关键型任务；
它最适合编写中断服务程序和其他内存驻留程序。
PC 硬件的基本特征
PC 的主要内部硬件包括处理器、内存和寄存器。寄存器是处理器组件，用于保存数据和地址。要执行程序，系统会将其从外部设备复制到内部内存。处理器执行程序指令。
计算机存储的基本单位是比特；它可以是开 (1) 或关 (0)，并且在大多数现代计算机上，8 个相关的比特构成一个字节。
因此，奇偶校验位用于使字节中的比特数为奇数。如果奇偶校验为偶数，则系统假定发生了奇偶校验错误（尽管很少见），这可能是由于硬件故障或电气干扰引起的。
处理器支持以下数据大小 -
- 字：2 字节数据项
- 双字：4 字节（32 位）数据项
- 四字：8 字节（64 位）数据项
- 段：16 字节（128 位）区域
- 千字节：1024 字节
- 兆字节：1,048,576 字节
二进制数系统
每个数制都使用位置表示法，即写入数字的每个位置都有不同的位置值。每个位置都是基数的幂，对于二进制数系统，基数为 2，这些幂从 0 开始，每次增加 1。
下表显示了 8 位二进制数的位置值，其中所有位都设置为 ON。
| 位值 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 | 1 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 以 2 为底的位置值 | 128 | 64 | 32 | 16 | 8 | 4 | 2 | 1 |
| 位号 | 7 | 6 | 5 | 4 | 3 | 2 | 1 | 0 |
二进制数的值基于 1 位的存在及其位置值。因此，给定二进制数的值为 -
1 + 2 + 4 + 8 +16 + 32 + 64 + 128 = 255
这与 28 - 1 相同。
十六进制数系统
十六进制数系统使用基数 16。此系统中的数字范围为 0 到 15。按照惯例，字母 A 到 F 用于表示对应于十进制值 10 到 15 的十六进制数字。
计算中的十六进制数用于缩写冗长的二进制表示。基本上，十六进制数系统通过将每个字节分成两半并表达每半字节的值来表示二进制数据。下表提供了十进制、二进制和十六进制等效项 -
| 十进制数 | 二进制表示 | 十六进制表示 |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 1 | 1 | 1 |
| 2 | 10 | 2 |
| 3 | 11 | 3 |
| 4 | 100 | 4 |
| 5 | 101 | 5 |
| 6 | 110 | 6 |
| 7 | 111 | 7 |
| 8 | 1000 | 8 |
| 9 | 1001 | 9 |
| 10 | 1010 | A |
| 11 | 1011 | B |
| 12 | 1100 | C |
| 13 | 1101 | D |
| 14 | 1110 | E |
| 15 | 1111 | F |
要将二进制数转换为其十六进制等效项，请将其分成 4 个连续组，从右开始，并将这些组写在十六进制数的相应数字上。
示例 - 二进制数 1000 1100 1101 0001 等于十六进制 - 8CD1
要将十六进制数转换为二进制数，只需将每个十六进制数字写入其 4 位二进制等效项即可。
示例 - 十六进制数 FAD8 等于二进制 - 1111 1010 1101 1000
二进制算术
下表说明了二进制加法的四个简单规则 -
| (i) | (ii) | (iii) | (iv) |
|---|---|---|---|
| 1 | |||
| 0 | 1 | 1 | 1 |
| +0 | +0 | +1 | +1 |
| =0 | =1 | =10 | =11 |
规则 (iii) 和 (iv) 显示将 1 位进位到下一个左侧位置。
示例
| 十进制 | 二进制 |
|---|---|
| 60 | 00111100 |
| +42 | 00101010 |
| 102 | 01100110 |
负二进制值以二进制补码表示法表示。根据此规则，要将二进制数转换为其负值，需要反转其位值并加 1。
示例
| 数字 53 | 00110101 |
| 反转位 | 11001010 |
| 加 1 | 00000001 |
| 数字 -53 | 11001011 |
要从另一个值中减去一个值，将被减数转换为二进制补码格式并相加。
示例
从 53 中减去 42
| 数字 53 | 00110101 |
| 数字 42 | 00101010 |
| 反转 42 的位 | 11010101 |
| 加 1 | 00000001 |
| 数字 -42 | 11010110 |
| 53 - 42 = 11 | 00001011 |
最后一个 1 位的溢出丢失。
内存中数据的寻址
处理器控制指令执行的过程称为取指令-译码-执行周期或执行周期。它包括三个连续的步骤 -
- 从内存中取指令
- 解码或识别指令
- 执行指令
处理器可以一次访问一个或多个内存字节。让我们考虑一个十六进制数 0725H。此数字需要两个内存字节。高位字节或最高有效字节为 07，低位字节为 25。
处理器以反字节顺序存储数据，即低位字节存储在低内存地址中，高位字节存储在高内存地址中。因此，如果处理器将值 0725H 从寄存器带到内存，它将首先将 25 传输到较低的内存地址，并将 07 传输到下一个内存地址。
x：内存地址
当处理器从内存获取数值数据到寄存器时，它会再次反转字节。内存地址有两种 -
绝对地址 - 对特定位置的直接引用。
段地址（或偏移量） - 内存段的起始地址及其偏移量值。