匯編語言第一章

匯編語言第一章第一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日教學內容第1章匯編語言入門第2章尋址方式和指令第3章匯編語言的要素第4章程序邏輯與控制第5章子程序和宏第6章輸入輸出與中斷第7章鍵盤、鼠標和視頻的操縱第8章磁盤文件存取第9章匯編語言擴展第10章Win32匯編

2第二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日教學特點強調對基本指令的理解和掌握重點介紹匯編系統(tǒng)和偽指令的基本內容強調上機實踐，要求熟練進行編程和調試運用多媒體教學手段考核要求考試成績（課堂教學內容）：70％上機成績（考勤及編程情況）15％平時成績（考勤及作業(yè)情況）15％3第三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日教師建議目標：●了解匯編語言的特性及其編程技術，●建立起“機器”和“程序”、“空間”和“時間”的概念。建議：●充分注意“匯編”課實踐性強的特點，●多讀程序,多寫程序,多上機調試程序,●熟悉PC機的編程結構，●掌握匯編語言及其程序設計的基本概念、方法和技巧。4第四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日相關課程先修課計算機導論高級語言程序設計后續(xù)課計算機組成原理微機原理及接口技術5第五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日第1章匯編語言入門1.1認識匯編語言1.2數(shù)據在計算機中的表示1.380X86微處理器1.4存儲器與堆棧6第六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日本章教學要求1.熟悉匯編語言的基本概念和應用特點；2.掌握80X86的寄存器組織；3.掌握存儲器組織和堆棧。7第七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.1認識匯編語言

機器語言FORTRANBASICCOBOLPASCALC/C++JAVA...匯編語言高級語言8第八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日匯編語言的特點

面向機器的低級語言，通常是為特定的計算機或計算機系列專門設計的。保持了機器語言的優(yōu)點，具有直接和簡捷的特點?？捎行У卦L問、控制計算機的各種硬件設備,

如磁盤、存儲器、CPU、I/O端口等。目標代碼簡短，占用內存少，執(zhí)行速度快，是高效的程序設計語言。經常與高級語言配合使用，應用十分廣泛。9第九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日

#include"stdafx.h"#include"stdio.h"intmain(intargc,char*argv[]){inta,b,c;a=1; b=2; c=a+b; printf(“c=%d\n",c); return0;}編程實現(xiàn)c=a+b，并在屏幕上顯示出結果。例1編譯后的目標文件達到3.59KB10第十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日datasegmentadb?bdb?cdb?stringdb'c=$'dataendscodesegmentmainprocfarassumecs:code,ds:data,es:datastart:

pushdssubax,axpushaxmovax,datamovds,axmoves,ax

mova,1movb,2moval,aaddal,bmovc,al

leadx,stringmovah,09int21h

addc,30hmovdl,cmovah,2int21hmovdl,0ahint21hmovdl,0dhint21hretmainendpcodeends

endstart例2.C=a+b匯編后的目標文件只有208字節(jié)11第十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日匯編語言的應用系統(tǒng)程序、效率代碼、I/O驅動程序

70%以上的系統(tǒng)軟件是用匯編語言編寫的。某些快速處理、位處理、訪問硬件設備等高效程序是用匯編語言編寫的。高級繪圖程序、視頻游戲程序一般是用匯編語言編寫的。12第十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.2數(shù)據在計算機中的表示

計算機中正負數(shù)的表示

76543210符號位

數(shù)值位假設機器字長為16位：符號位=0正數(shù)

數(shù)值位

=

1負數(shù)1514131211109876543210假設機器字長為8位：H.O.ByteL.O.ByteH.O.NibbleL.O.Nibble13第十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日數(shù)的常用表示法

——

原碼反碼補碼原碼表示法：符號+絕對值例：n=8bit[+3]原碼=0000,0011=03H[-3]原碼=1000,0011=83H[+0]原碼=0000,0000=00H[-0]原碼=1000,0000=80H0的表示不惟一反碼表示法：正數(shù)的反碼同原碼，負數(shù)的反碼數(shù)值位與原碼相反例：n=8bit[+5]反碼=0000,0101=05H[-5]反碼=1111,1010=FAH[+0]反碼=0000,0000=00H[-0]反碼=1111,1111=FFH0的表示不惟一14第十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日例：機器字長8位，[-46]補碼=?[46]補碼=001011101101000111010010=D2H機器字長16位，[-46]補碼=FFD2H

[+0]補碼=000000001111111100000000=[-0]補碼0的表示惟一按位求反末位加一按位求反末位加一補碼（Two’sComplement）表示法：正數(shù)的補碼：同原碼負數(shù)的補碼：（1）寫出與該負數(shù)相對應的正數(shù)的補碼

（2）按位求反

（3）末位加一15第十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日十進制二進制十六進制十進制十六進制

n=8n=16+127011111117F+327677FFF+126011111107E+327667FFE......……...+20000001002+20002+10000000101+100010000000000000000-111111111FF-1FFFF-211111110FE-2FFFE......……...-1261000001082-327668002-1271000000181-327678001-1281000000080-327688000n位二進制補碼的表數(shù)范圍：

-2n-1≤N≤2n-1-1無符號整數(shù)的表數(shù)范圍：

0≤N≤2n-116第十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日補碼的加法和減法：求補運算：對一個二進制數(shù)按位求反、末位加一

[X]補碼

[-X]補碼

[X]補碼加法規(guī)則：[X+Y]補碼

=[X]補碼

+[Y]補碼減法規(guī)則：[X-Y]補碼

=[X]補碼

+[-Y]補碼

補碼減法可轉換為補碼加法

64(-46)18＋010000001101001000010010＋例：17第十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日進位和溢出進位:由于運算結果超出了位數(shù),最高有效位向前的進位，這一位自然丟失，一般不表示結果的對錯。溢出：表示結果超出了字長允許表示的范圍，一般會造成結果出錯。例：(－64)1100000012701111111

＋6401000000+1000000010100000000128

10000000

進位溢出18第十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日BCD碼表示

二進制編碼的十進制數(shù)(Binary-CodedDecimal)，簡稱BCD碼。十進制數(shù)字BCD編碼01234567890000000100100011010001010110011110001001正數(shù)負數(shù)無符號數(shù)11001101111119第十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日字符的表示ASCII碼：用一個字節(jié)來表示一個字符，低7位為字符的ASCII值，最高位一般用作校驗位。

例：‘A’41H‘a’61H‘1’31H換行0AH

回車0DH空格20H20第二十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日統(tǒng)一字符編碼標準統(tǒng)一字符編碼空間字符類型字符集說明字符數(shù)目16進制數(shù)值字母表拉丁字母、希臘字母等81920000-1FFF符號特殊符號、數(shù)學符號等40962000-2FFFCJK中文、日文、韓文語音符號和標點符號等40963000-3FFFHan統(tǒng)一的中文、日文和韓文409604000-DFFFHan的擴展4096E000-EFFF用戶定義4095F000-FFFE21第二十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.380X86微處理器

中央處理器在微型機中稱為微處理器，是微型機的硬件核心主要包含指令執(zhí)行的運算和控制部件，還有多種寄存器對程序員來說，微處理器抽象為以名稱存取的寄存器22第二十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日16/32位PC機本課程采用16位或32位個人計算機;16位PC機是指采用16位80x86CPU的IBMPC/XT/AT這三款個人微機或它們的兼容機;32位PC機是指采用32位80x86CPU而形成的微機，其基本結構仍然源于PC/AT機;人們日常談論的PC機或微機是上述微型計算機系統(tǒng)的統(tǒng)稱。23第二十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日微機的硬件中央處理單元CPU（Intel80x86）對匯編語言程序員，最關心其中的寄存器存儲器（主存儲器）呈現(xiàn)給匯編語言程序員的，是存儲器地址外部設備（接口電路）匯編語言程序員看到的是端口（I/O地址）24第二十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日微處理器飛速發(fā)展8038680486奔騰奔騰2代奔騰4代802868086奔騰3代IA-64（安騰）4004不是我不明白，這世界變化太快。扎扎實實掌握知識，以不變應萬變！25第二十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日8086/8088寄存器組數(shù)據寄存器：指針及變址寄存器：SP、BP、SI、DI段寄存器：CS、DS、SS、ES控制寄存器：IP、FLAGSAXBXCXDXAHALBHBLCHCLDHDL高8位低8位26第二十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日80x86的寄存器結構80x86的程序可見寄存器組通用寄存器專用寄存器段寄存器

AHAXALBHBXBLCHCXCLDHDXDLSPBP

SIDI

IPFLAGSCSDSSSES8086/8088/80286

寄存器EAXEBXECXEDXESPEBPESIEDIEIPEFLAGS

FSGS

31161587027第二十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.8086的通用寄存器8086的16位通用寄存器是：

AX BX CX DX SI DI BP SP其中前4個數(shù)據寄存器都還可以分成高8位和低8位兩個獨立的寄存器8086的8位通用寄存器是：AH BH CH DHAL BL CL DL對其中某8位的操作，并不影響另外對應8位的數(shù)據28第二十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日數(shù)據寄存器數(shù)據寄存器用來存放計算的結果和操作數(shù)，也可以存放地址每個寄存器又有它們各自的專用目的AX－－累加器，使用頻度最高，用于算術、邏輯運算以及與外設傳送信息等；BX－－基址寄存器，常用做存放存儲器地址；CX－－計數(shù)器，作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計數(shù)器；DX－－數(shù)據寄存器，常用來存放雙字長數(shù)據的高16位，或存放外設端口地址。29第二十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日變址寄存器變址寄存器常用于存儲器尋址時提供地址SI是源變址寄存器DI是目的變址寄存器串操作類指令中，SI和DI具有特別的功能30第三十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日指針寄存器指針寄存器用于尋址內存堆棧內的數(shù)據SP為堆棧指針寄存器，指示棧頂?shù)钠频刂稴P不能再用于其他目的，具有專用目的BP為基址指針寄存器，表示數(shù)據在堆棧段中的基地址SP和BP寄存器與SS段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲單元地址31第三十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日堆棧（Stack）堆棧是主存中一個特殊的區(qū)域它采用先進后出FILO（FirstInLastOut）或后進先出LIFO（LastInFirstOut）的原則進行存取操作，而不是隨機存取操作方式。堆棧通常由處理器自動維持。在8086中，由堆棧段寄存器SS和堆棧指針寄存器SP共同指示32第三十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日指令指針I(yè)P指令指針寄存器IP，指示代碼段中指令的偏移地址它與代碼段寄存器CS聯(lián)用，確定下一條指令的物理地址計算機通過CS:IP寄存器來控制指令序列的執(zhí)行流程IP寄存器是一個專用寄存器33第三十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日2.標志寄存器標志（Flag）用于反映指令執(zhí)行結果或控制指令執(zhí)行形式8086處理器的各種標志形成了一個16位的標志寄存器FLAGS（程序狀態(tài)字PSW寄存器）OF111512DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0

程序設計需要利用標志的狀態(tài)34第三十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日標志的分類狀態(tài)標志－－用來記錄程序運行結果的狀態(tài)信息，許多指令的執(zhí)行都將相應地設置它CFZFSFPFOFAF控制標志－－可由程序根據需要用指令設置，用于控制處理器執(zhí)行指令的方式DFIFTF35第三十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日進位標志CF（CarryFlag）當運算結果的最高有效位有進位（加法）或借位（減法）時，進位標志置1，即CF=1；否則CF=0。3AH+7CH＝B6H，沒有進位：CF=0AAH+7CH＝（1）26H，有進位：CF=136第三十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日零標志ZF（ZeroFlag）若運算結果為0，則ZF=1；否則ZF=03AH+7CH＝B6H，結果不是零：ZF=084H+7CH＝（1）00H，結果是零：ZF=1

注意：ZF為1表示的結果是037第三十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日符號標志SF（SignFlag）運算結果最高位為1，則SF=1；否則SF=03AH+7CH＝B6H，最高位D7＝1：SF=184H+7CH＝（1）00H，最高位D7＝0：SF=0

有符號數(shù)據用最高有效位表示數(shù)據的符號所以，最高有效位就是符號標志的狀態(tài)38第三十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日奇偶標志PF（ParityFlag）當運算結果最低字節(jié)中“1”的個數(shù)為零或偶數(shù)時，PF=1；否則PF=03AH+7CH＝B6H＝10110110B結果中有5個1，是奇數(shù)：PF=0

PF標志僅反映最低8位中“1”的個數(shù)是

偶或奇，即使是進行16位字操作39第三十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日溢出標志OF（OverflowFlag）若算術運算的結果有溢出，則OF＝1；否則OF＝03AH+7CH＝B6H，產生溢出：OF=1AAH+7CH＝（1）26H，沒有溢出：OF=040第四十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日溢出標志OF（OverflowFlag）問題什么是溢出？溢出和進位有什么區(qū)別？處理器怎么處理，程序員如何運用？如何判斷是否溢出？41第四十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日什么是溢出處理器內部以補碼表示有符號數(shù)8位表達的整數(shù)范圍是：＋127～－12816位表達的范圍是：＋32767～－32768如果運算結果超出這個范圍，就產生了溢出有溢出，說明有符號數(shù)的運算結果不正確3AH＋7CH＝B6H，就是58＋124＝182，已經超出－128～＋127范圍，產生溢出，故OF＝1；另一方面，補碼B6H表達真值是-74，顯然運算結果也不正確42第四十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日溢出和進位溢出標志OF和進位標志CF是兩個意義不同的標志進位標志表示無符號數(shù)運算結果是否超出范圍，運算結果仍然正確；溢出標志表示有符號數(shù)運算結果是否超出范圍，運算結果已經不正確。請看例子43第四十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日溢出和進位的對比例1：3AH+7CH＝B6H無符號數(shù)運算： 58＋124＝182 范圍內，無進位有符號數(shù)運算： 58＋124＝182 范圍外，有溢出例2：AAH+7CH＝（1）26H無符號數(shù)運算： 170＋124＝294 范圍外，有進位有符號數(shù)運算： －86＋124＝28 范圍內，無溢出44第四十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日如何運用溢出和進位處理器對兩個操作數(shù)進行運算時，按照無符號數(shù)求得結果，并相應設置進位標志CF；同時，根據是否超出有符號數(shù)的范圍設置溢出標志OF。應該利用哪個標志，則由程序員來決定。也就是說，如果將參加運算的操作數(shù)認為是無符號數(shù)，就應該關心進位；認為是有符號數(shù)，則要注意是否溢出。45第四十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日溢出的判斷判斷運算結果是否溢出有一個簡單的規(guī)則：只有當兩個相同符號數(shù)相加（包括不同符號數(shù)相減），而運算結果的符號與原數(shù)據符號相反時，產生溢出；因為，此時的運算結果顯然不正確其他情況下，則不會產生溢出46第四十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日輔助進位標志AF（AuxiliaryCarryFlag）3AH+7CH＝B6H，D3有進位：AF=1運算時D3位（低半字節(jié)）有進位或借位時，AF=1；否則AF=0。

這個標志主要由處理器內部使用，用于十進制算術運算調整指令中，用戶一般不必關心47第四十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日方向標志DF（DirectionFlag）用于串操作指令中，控制地址的變化方向：設置DF＝0，存儲器地址自動增加；設置DF＝1，存儲器地址自動減少。CLD指令復位方向標志：DF＝0STD指令置位方向標志：DF＝148第四十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日中斷允許標志IF（Interrupt-enableFlag）用于控制外部可屏蔽中斷是否可以被處理器響應：設置IF＝1，則允許中斷；設置IF＝0，則禁止中斷。CLI指令復位中斷標志：IF＝0STI指令置位中斷標志：IF＝149第四十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日陷阱標志TF（TrapFlag）用于控制處理器進入單步操作方式：設置TF＝0，處理器正常工作；設置TF＝1，處理器單步執(zhí)行指令。單步執(zhí)行指令——處理器在每條指令執(zhí)行結束時，便產生一個編號為1的內部中斷這種內部中斷稱為單步中斷所以TF也稱為單步標志利用單步中斷可對程序進行逐條指令的調試這種逐條指令調試程序的方法就是單步調試50第五十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF

8086/8088OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF

IOPLNT

80286

RF

OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF

IOPLNTVM

80386

RF

OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF

IOPLNTVMAC

80486

RF

OFDFIFTFSFZF

AF

PF

CF

IOPLNTVMACIDVIPVIF313029282726252423222120191817161514131211109876543210Pentium80x86的標志寄存器

(P.23)IOPL：I/O特權級VIP：虛擬中斷未決標志

NT：嵌套任務標志

VIF：虛擬中斷標志

RF：重新啟動標志VM：虛擬8086模式位

AC：對準檢查方式位

ID：標識標志

51第五十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.4存儲器寄存器是微處理器內部暫存數(shù)據的存儲單元，以名稱表示存儲器則是微處理器外部存放程序及其數(shù)據的空間程序及其數(shù)據可以長久存放在外存，在程序需要時才進入主存主存需要利用地址區(qū)別52第五十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日數(shù)據信息的表達單位計算機中信息的單位二進制位Bit：存儲一位二進制數(shù)：0或1字節(jié)Byte：8個二進制位，D7～D0字Word：16位，2個字節(jié)，D15～D0雙字DWord：32位，4個字節(jié)，D31～D0最低有效位LSB：數(shù)據的最低位，D0位最高有效位MSB：數(shù)據的最高位，對應字節(jié)、字、雙字分別指D7、D15、D31位圖示53第五十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日1.數(shù)據的存儲格式

D7D0字節(jié)D15D0字D31D0雙字D7D000006H78H00005H56H00004H12H00003H34H00002H00001H00000H低地址54第五十四頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日存儲單元及其存儲內容每個存儲單元都有一個編號；被稱為存儲器地址每個存儲單元存放一個字節(jié)的內容0002H單元存放有一個數(shù)據34H表達為 [0002H]＝34H圖示55第五十五頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日多字節(jié)數(shù)據存放方式多字節(jié)數(shù)據在存儲器中占連續(xù)的多個存儲單元：存放時，低字節(jié)存入低地址，高字節(jié)存入高地址；表達時，用它的低地址表示多字節(jié)數(shù)據占據的地址空間。圖示中2號“字”單元的內容為：[0002H]=1234H2號“雙字”單元的內容為：[0002H]=78561234H

80x86處理器采用“低對低、高對高”的存儲形式，被稱為“小端方式LittleEndian”。相對應還存在“大端方式BigEndian”。圖示56第五十六頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日數(shù)據的地址對齊同一個存儲器地址可以是字節(jié)單元地址、字單元地址、雙字單元地址等等字單元安排在偶地址（xxx0B）、雙字單元安排在模4地址（xx00B）等，被稱為“地址對齊（Align）”對于不對齊地址的數(shù)據，處理器訪問時，需要額外的訪問存儲器時間應該將數(shù)據的地址對齊，以取得較高的存取速度視具體情況來確定57第五十七頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日2.存儲器的分段管理8086CPU有20條地址線最大可尋址空間為220＝1MB物理地址范圍從00000H～FFFFFH8086CPU將1MB空間分成許多邏輯段（Segment）每個段最大限制為64KB段地址的低4位為0000B這樣，一個存儲單元除具有一個唯一的物理地址外，還具有多個邏輯地址58第五十八頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日物理地址和邏輯地址對應每個物理存儲單元都有一個唯一的20位編號，就是物理地址，從00000H～FFFFFH。分段后在用戶編程時，采用邏輯地址，形式為段基地址:段內偏移地址分隔符59第五十九頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日邏輯地址段地址說明邏輯段在主存中的起始位置8086規(guī)定段地址必須是模16地址：xxxx0H省略低4位0000B，段地址就可以用16位數(shù)據表示，就能用16位段寄存器表達段地址偏移地址說明主存單元距離段起始位置的偏移量每段不超過64KB，偏移地址也可用16位數(shù)據表示60第六十頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日物理地址和邏輯地址的轉換將邏輯地址中的段地址左移4位，加上偏移地址就得到20位物理地址一個物理地址可以有多個邏輯地址邏輯地址 1460:100、1380:F00物理地址 14700H14700H14600H＋100H14700H13800H＋F00H14700H段地址左移4位加上偏移地址得到物理地址61第六十一頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日3.段寄存器8086有4個16位段寄存器CS（代碼段）指明代碼段的起始地址SS（堆棧段）指明堆棧段的起始地址DS（數(shù)據段）指明數(shù)據段的起始地址ES（附加段）指明附加段的起始地址每個段寄存器用來確定一個邏輯段的起始地址，每種邏輯段均有各自的用途62第六十二頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日代碼段（CodeSegment）代碼段用來存放程序的指令序列代碼段寄存器CS存放代碼段的段地址指令指針寄存器IP指示下條指令的偏移地址處理器利用CS:IP取得下一條要執(zhí)行的指令63第六十三頁，共七十五頁，編輯于2023年，星期日堆棧段（StackSegment）堆棧段確定堆棧所在的主存區(qū)域堆棧段寄存器SS存放堆棧段的段地址堆棧指針寄存器SP指示堆棧棧頂?shù)钠频刂?/p>