匯編語言詳細(xì)教材第一章.ppt

軟件學(xué)院 楊廣明 ,匯編語言 程序設(shè)計(jì),第 1 章,概 述,教學(xué)重點(diǎn),第1章是用匯編語言進(jìn)行程序設(shè)計(jì)所需要了解的基本知識(shí)。在課堂上，我們重點(diǎn)明確幾個(gè)概念： PC機(jī)軟硬件系統(tǒng) 認(rèn)識(shí)匯編語言,第一節(jié) 微機(jī)系統(tǒng)組成,硬件子系統(tǒng)（Hardware） 控制器、運(yùn)算器 存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備 軟件子系統(tǒng)（Software） 系統(tǒng)軟件 應(yīng)用軟件,一、硬件子系統(tǒng),硬件子系統(tǒng)是指組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的所有電子的、機(jī)械的、光學(xué)的和磁性的元部件。通常包括中央處理器CPU，主存儲(chǔ)器，接口裝置，外部設(shè)備（輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，外存儲(chǔ)器），外圍設(shè)備（A/D轉(zhuǎn)換器，D/A轉(zhuǎn)換器，開關(guān)量的輸入/輸出設(shè)備）。,微機(jī)系統(tǒng)組成圖,I/O 接 口,主存儲(chǔ)器,系統(tǒng)總線,輔助存儲(chǔ)器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,控制臺(tái),微機(jī)的硬件,中央處理單元 CPU（Intel 80x86） 對(duì)匯編語言程序員，最關(guān)心其中的寄存器 存儲(chǔ)器（主存儲(chǔ)器） 呈現(xiàn)給匯編語言程序員的，是存儲(chǔ)器地址 外部設(shè)備（接口電路） 匯編語言程序員看到的是端口（I/O地址）,中央處理器（CPU）,計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)的核心。 算術(shù)邏輯部件：完成算術(shù)和邏輯運(yùn)算。 寄存器組：由若干寄存器組成。 標(biāo)志寄存器：用于保存運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)和CPU用的邏輯控制標(biāo)志。 控制部件：用于保存指令，對(duì)指令進(jìn)行譯碼，產(chǎn)生控制各個(gè)部件的信號(hào)。,寄存器（Register）,寄存器是CPU內(nèi)部的高速存儲(chǔ)單元 它們?yōu)樘幚砥魈峁└鞣N操作所需要的數(shù)據(jù)或地址等信息 匯編語言程序采用它們各自的符號(hào)名 例如，在Intel 8086/8088 CPU中有 AX BX CX DX SI DI BP SP,存儲(chǔ)器,存儲(chǔ)器分為內(nèi)存儲(chǔ)器和外存儲(chǔ)器，簡稱為內(nèi)存和外存。 內(nèi)存：又稱主存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)當(dāng)前正在運(yùn)行的程序，正在處理的原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果及最終結(jié)果等。 外存：又稱為輔助存儲(chǔ)器，如磁盤、磁帶、光盤等。用于存放計(jì)算機(jī)當(dāng)前沒有執(zhí)行的一些系統(tǒng)程序和用戶程序。,存儲(chǔ)器,內(nèi)存容量：主存儲(chǔ)器能存放信息的容量稱為內(nèi)存容量，通常用存儲(chǔ)空間的多少來表示。存儲(chǔ)空間的基本計(jì)量單位為字節(jié)（Byte），一個(gè)字節(jié)由8位二進(jìn)制位（bit）組成。 1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB,存儲(chǔ)器地址（Address）,存儲(chǔ)器是由大量存儲(chǔ)單元組成。為了區(qū)別每個(gè)單元，我們將它們編號(hào)，這個(gè)編號(hào)就是存儲(chǔ)器地址。 存儲(chǔ)器地址是存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的編號(hào) 微機(jī)的每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)量的數(shù)據(jù) 一個(gè)字節(jié)B（Byte）包含了8個(gè)二進(jìn)制位b（bit） 通常采用十六進(jìn)制數(shù)來表達(dá)地址 Intel 8086具有1兆字節(jié)（1MB）存儲(chǔ)器容量 其存儲(chǔ)器地址可以表示為：00000H FFFFFH 其中大寫H（或小寫h）表示是16進(jìn)制數(shù),存儲(chǔ)器地址（Address）,以8086/8088為CPU的微機(jī)內(nèi)存空間最大為1MB。每個(gè)存儲(chǔ)空間又稱為一個(gè)單元，每個(gè)單元有一個(gè)唯一的編號(hào)，稱為該單元的地址，向存儲(chǔ)空間存數(shù)據(jù)或從存儲(chǔ)空間讀取數(shù)據(jù)時(shí)，都必須指出它的地址。,： ： 12H 34H ： ：,單元的 內(nèi)容,00000H,00001H,00002H,FFFFFH,FFFFEH,FFFFDH,：,：,20002H,20003H,單元的地址,端口（Port）,對(duì)程序員來說，I/O接口電路由接口寄存器組成，為了區(qū)別它們，各個(gè)寄存器進(jìn)行了編號(hào)，形成I/O地址。 端口就是指I/O地址，是微機(jī)系統(tǒng)對(duì)I/O接口電路中與程序設(shè)計(jì)有關(guān)的寄存器的編號(hào) 系統(tǒng)實(shí)際上就是通過這些端口與外設(shè)進(jìn)行通訊的 通常采用十六進(jìn)制數(shù)來表達(dá)端口 Intel 8086支持64K個(gè)8位端口 其I/O地址可以表示為：0000H FFFFH,接口裝置,外部設(shè)備一般是機(jī)械設(shè)備，其工作速度與中央處理器的工作速度比起來低得多，而且不同的外部設(shè)備傳輸數(shù)據(jù)的編碼格式、所需要的控制信號(hào)的種類、數(shù)量也不相同。因此，外部設(shè)備與CPU之間不能直接交換信息，在兩者之間需要有一個(gè)具有若干個(gè)寄存器和邏輯控制電路的部件，作為兩者交換信息的緩沖部件，該部件稱為接口裝置，簡稱接口。,輸入輸出設(shè)備,輸入設(shè)備：用來向計(jì)算機(jī)的主存儲(chǔ)器或CPU送入程序或數(shù)據(jù)的裝置。如：鍵盤，鼠標(biāo)等。 輸出設(shè)備：用來將計(jì)算機(jī)的處理結(jié)果以某種形式輸出給用戶的裝置。如：顯示器，打印機(jī)，繪圖儀等。,完成模擬量和開關(guān)量的輸入/輸出的設(shè)備，為和一般的外部設(shè)備相區(qū)別，稱其為外圍設(shè)備。 開關(guān)量：即一些只有兩個(gè)狀態(tài)的量。 模擬量：,傳 感 器,放 大 器,A/D 轉(zhuǎn) 換 器,計(jì) 算 機(jī),D/A 轉(zhuǎn) 換 器,電量,模擬量,數(shù)字量,數(shù)字量,模擬量,現(xiàn)場,現(xiàn)場信號(hào),16/32位PC機(jī),本課程采用16位或32位個(gè)人計(jì)算機(jī) 16位PC機(jī)是指采用16位80x86 CPU的IBM PC/XT/AT這三款個(gè)人微機(jī)或它們的兼容機(jī)。 32位PC機(jī)是指采用32位80x86 CPU而形成的微機(jī)，其基本結(jié)構(gòu)仍然源于PC/AT機(jī)。 人們?nèi)粘Ｕ務(wù)摰腜C機(jī)或微機(jī)是上述微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的統(tǒng)稱。,二、軟件子系統(tǒng),軟件子系統(tǒng)：是指為了充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)硬件子系統(tǒng)的功能，方便用戶使用計(jì)算機(jī)，提高計(jì)算機(jī)系統(tǒng)效率而編制的各種程序。由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。,二、軟件子系統(tǒng),1. 系統(tǒng)軟件 2. 應(yīng)用軟件,1. 系統(tǒng)軟件,（1）面向用戶的軟件 （2）面向計(jì)算機(jī)維護(hù)人員的軟件 （3）面向計(jì)算機(jī)本身的軟件,（1）面向用戶的軟件,語言加工軟件：用來把用戶用各種計(jì)算機(jī)語言編制的源程序轉(zhuǎn)換為計(jì)算機(jī)硬件能直接處理的機(jī)器代碼（目標(biāo)程序）。如：匯編程序、編譯程序、解釋程序等。 輔助加工軟件：用戶借助輔助加工軟件來編輯、修改自己的源程序，裝配、連接、調(diào)試自己的目標(biāo)程序，這類軟件有編輯程序，連接程序，糾錯(cuò)程序等等。,（2）面向計(jì)算機(jī)維護(hù)人員的軟件,如：診斷調(diào)試程序 日常事物受理程序等。,（3）面向計(jì)算機(jī)本身的軟件,如：故障處理程序 操作系統(tǒng)等。,2. 應(yīng)用軟件,用戶為解決自己的問題而編制的軟件。,微機(jī)的軟件,系統(tǒng)軟件：DOS平臺(tái) MS-DOS 6.22 Windows 9.x的DOS實(shí)地址方式 MS-DOS虛擬環(huán)境 Windows 2000/XP 應(yīng)用軟件： 文本編輯軟件 圖形圖像處理軟件 各種管理軟件,第二節(jié) 計(jì)算機(jī)語言,計(jì)算機(jī)語言是人與計(jì)算機(jī)之間交流信息的工具。 程序：用計(jì)算機(jī)語言描述的處理步驟。 程序設(shè)計(jì)：編制處理步驟的過程。 計(jì)算機(jī)語言可分為三類： 機(jī)器語言 匯編語言 通用語言,面向機(jī)器設(shè)計(jì)的，低級(jí)語言,：面向程序設(shè)計(jì)人員設(shè)計(jì)的，高級(jí)語言,計(jì)算機(jī)語言,一、機(jī)器語言 二、匯編語言 三、通用語言(高級(jí)語言）,可以使計(jì)算機(jī)完成各種操作的“1”和“0”的不同組合的數(shù)碼串稱為機(jī)器指令。 機(jī)器語言就是與機(jī)器硬件有緊密聯(lián)系的機(jī)器指令的集合。,一、機(jī)器語言,1010 0000 ；1號(hào)單元內(nèi)容取入AL寄存器 0000 0001 0000 0000 1000 1010 ；2號(hào)單元內(nèi)容取入AH寄存器 0010 0110 0000 0010 0000 0000 0000 0000 ；AL的內(nèi)容與AH的內(nèi)容相加,結(jié) 1110 0000 ；果存入AL中 1010 0010 ；AL的內(nèi)容送入3號(hào)單元 0000 0011 0000 0000 1111 0100 ；停機(jī),一、機(jī)器語言,一、機(jī)器語言,缺點(diǎn): (1) 機(jī)器語言難記,程序難編,易錯(cuò),調(diào)試?yán)щy; (2) 機(jī)器語言通用性差。 優(yōu)點(diǎn): (1) 計(jì)算機(jī)能直接認(rèn)識(shí)、執(zhí)行; (2) 算法刻畫細(xì)致; (3) 程序緊湊,占用內(nèi)存空間少,執(zhí)行速度高; (4) 能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的硬件功能。,二、匯編語言,隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展，產(chǎn)生了符號(hào)語言，上面的程序用符號(hào)語言編寫如下： MOV AL，DATA1 ；取第一個(gè)數(shù)據(jù) MOV AH，DATA2 ；取第二個(gè)數(shù)據(jù) ADD AL，AH ；求和 MOV RLT，AL ；保存結(jié)果 HLT ；停機(jī),1010 0000 ；1號(hào)單元內(nèi)容取入AL寄存器 0000 0001 0000 0000 1000 1010 ；2號(hào)單元內(nèi)容取入AH寄存器 0010 0110 0000 0010 0000 0000 0000 0000 ；AL的內(nèi)容與AH的內(nèi)容相加,結(jié) 1110 0000 ；果存入AL中 1010 0010 ；AL的內(nèi)容送入3號(hào)單元 0000 0011 0000 0000 1111 0100 ；停機(jī),匯編語言是一種面向機(jī)器的低級(jí)程序設(shè)計(jì)語言 匯編語言以助記符形式表示每一條計(jì)算機(jī)指令 助記符（mnemonic）是便于人們記憶、并能描述指令功能和指令操作數(shù)的符號(hào) 助記符一般就是表明指令功能的英語單詞或其縮寫,二、匯編語言,MOV AL，DATA1 ；取第一個(gè)數(shù)據(jù),二、匯編語言,匯編語言： 符號(hào)語言的詞法、語法規(guī)則及偽指令符號(hào)就構(gòu)成了匯編語言。 匯編過程：把匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序的過程稱為匯編過程。 匯編程序：完成匯編過程的程序稱為匯編程序。 匯編語言程序：程序設(shè)計(jì)人員用匯編語言編寫的程序，是匯編程序加工的對(duì)象，稱為源程序。 目標(biāo)程序：匯編程序產(chǎn)生的結(jié)果，也稱作是目的程序。,DSEG SEGMENT ;數(shù)據(jù)段開始 DATA1 DB 15H DATA2 DB 26H RLT DB 0 DSEG ENDS ;數(shù)據(jù)段結(jié)束 CSEG SEGMENT ;代碼段開始 ASSUME CS:CSEG,DS:DSEG START: MOV AX,DSEG ;設(shè)置數(shù)據(jù)段基址 MOV DS,AX MOV AL,DATA1 ;取第一個(gè)數(shù)據(jù) MOV AH,DATA2 ;取第二個(gè)數(shù)據(jù) ADD AL,AH ;求和 MOV RLT,AL ;保存結(jié)果 HLT ;停機(jī) CSEG ENDS ;代碼段結(jié)束 END START ;源程序結(jié)束,二、匯編語言,用助記符表示的指令就是匯編語言中的匯編格式指令 匯編格式指令以及使用它們編寫程序的規(guī)則就形成匯編語言（Assembly Language） 用匯編語言書寫的程序就是匯編語言程序，或稱匯編語言源程序 匯編程序?qū)R編語言程序“匯編”成機(jī)器代碼目標(biāo)模塊,二、匯編語言,種類：80x86匯編，8051匯編等 形成過程：,二、匯編語言,編譯程序,計(jì)算機(jī),源程序,目標(biāo)程序,連接,可執(zhí)行程序,匯編語言的主要特點(diǎn)： 匯編語言程序與處理器指令系統(tǒng)密切相關(guān) 程序員可直接、有效地控制系統(tǒng)硬件 形成的可執(zhí)行文件運(yùn)行速度快、占用主存容量少,匯編語言程序與匯編程序是兩個(gè)概念,二、匯編語言,二、匯編語言,優(yōu)點(diǎn): (1) 程序容易編制、出錯(cuò)機(jī)會(huì)少、容易調(diào)試; (2) 算法刻畫細(xì)致; (3) 程序緊湊、占用內(nèi)存空間少、執(zhí)行速度高; (4) 能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的硬件功能。 缺點(diǎn): (1) 計(jì)算機(jī)不能直接認(rèn)識(shí)、執(zhí)行,必須經(jīng)過匯編變?yōu)闄C(jī)器語言程序; (2) 通用性差。,通用語言：是用來對(duì)計(jì)算機(jī)操作步驟進(jìn)行描述的一整套標(biāo)記符號(hào)、表達(dá)格式、結(jié)構(gòu)及其使用的語法規(guī)則。 種類：Pascal, BASIC, C, COBOL, Java等等 例子（C）：,三、通用語言(高級(jí)語言）,int i，j，k； k=i+j；,執(zhí)行過程：,三、通用語言(高級(jí)語言）,編譯程序,計(jì)算機(jī),源程序,目標(biāo)程序,連接,可執(zhí)行程序,三、通用語言(高級(jí)語言）,優(yōu)點(diǎn)： (1) 程序容易編制、出錯(cuò)機(jī)會(huì)少、容易調(diào)試； (2) 容易表達(dá)算法; (3) 通用性強(qiáng)。 缺點(diǎn): (1) 計(jì)算機(jī)不能直接認(rèn)識(shí)、執(zhí)行,必須經(jīng)過編譯變?yōu)闄C(jī)器語言程序; (2) 編譯后生成的機(jī)器語言程序冗長、占用內(nèi)存空間多、執(zhí)行速度低; (3) 不能充分發(fā)揮計(jì)算機(jī)的硬件功能。,匯編語言和高級(jí)語言（1）,匯編語言與處理器密切相關(guān) 匯編語言程序的通用性、可移植性較差 高級(jí)語言與具體計(jì)算機(jī)無關(guān) 高級(jí)語言程序可以在多種計(jì)算機(jī)上編譯后執(zhí)行,匯編語言和高級(jí)語言（2）,匯編語言功能有限、涉及硬件細(xì)節(jié) 編寫程序比較繁瑣，調(diào)試起來也比較困難 高級(jí)語言提供了強(qiáng)大的功能，不必關(guān)心瑣碎問題 類似自然語言的語法，易于掌握和應(yīng)用,匯編語言和高級(jí)語言（3）,匯編語言本質(zhì)上就是機(jī)器語言 可以直接、有效地控制計(jì)算機(jī)硬件 易于產(chǎn)生速度快、容量小的高效率目標(biāo)程序 高級(jí)語言不針對(duì)具體計(jì)算機(jī)系統(tǒng) 不易直接控制計(jì)算機(jī)的各種操作 目標(biāo)程序比較龐大、運(yùn)行速度較慢,匯編語言和高級(jí)語言（4）,匯編語言的優(yōu)點(diǎn)： 直接控制計(jì)算機(jī)硬件部件 可以編寫在“時(shí)間”和“空間”兩方面最有效的程序 匯編語言的缺點(diǎn)： 與處理器密切有關(guān) 需要熟悉計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)、考慮許多細(xì)節(jié) 編寫繁瑣，調(diào)試、維護(hù)、交流和移植困難,匯編語言和高級(jí)語言（5）,匯編語言的優(yōu)點(diǎn)使得它在程序設(shè)計(jì)中占有重要的位置，是不可被取代的 匯編語言的缺點(diǎn)使得人們主要采用高級(jí)語言進(jìn)行程序開發(fā)工作 有時(shí)需要采用高級(jí)語言和匯編語言混合編程的方法，互相取長補(bǔ)短，更好地解決實(shí)際問題,匯編語言的應(yīng)用場合,程序要具有較快的執(zhí)行時(shí)間，或者只能占用較小的存儲(chǔ)容量 程序與計(jì)算機(jī)硬件密切相關(guān)，程序要直接、有效地控制硬件 大型軟