1.1、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
以后我们提到的计算机是指由CPU和其他受CPU直接或间接控制的芯片、器件、设备组成的计算机系统
比如我们最常见的PC机
早期程序员们将0、1数字编程的程序代码啊打在纸带或卡片上,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,进行计算。
1.2、汇编语言的产生
*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
机器指令:1000100111011000
操作:寄存器BX的内容送到AX中
汇编指令:MOC AX,BX
这样的写法与人类语言接近,便于阅读和记忆
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
更详细的内容和那个我们在以后的课程中将会讲到
1.2、汇编语言的产生
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?
1.3汇编语言的组成
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、其他符号(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
1.4 存储器
CPU是计算机的核心部件,它控制整个计算机的运行并进行运算,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容
在一台PC机种内存的作用仅次于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种,就无法被CPU是用。
1.5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。
1.6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.如图所示
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来代替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
1.7CPU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、传输的信息要是电信号,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
对于8086PU,下面的机器码能够完成从3号单元读数据:
机器码:
含义:从3号单元读取数据送入寄存器AX
CPU接受这条机器码后将完成上面所述的读写工作
机器码难于记忆,用汇编指令来表示,情况如下:
机器码:
对应的汇编指令:MOV AX,[3]
含义:传送3号单元的内容到AX
1.8、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
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
这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元
1.9数据总线
CPU与内存或其他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
1.10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。
有多少跟控制总线,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。
前面所讲的内存读写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
1.1-1.10 小结
1)汇编指令是机器指令的助记符,同机器指令一一对应
2)每一种CPU都有自己的汇编指令集
3)CPU可以直接是用的信息在存储器中存放
4)在存储器中指令和数据没有任何区别,都是二进制信息
5)存储单元从零开始顺序编号
6)一个存储单元可以存储8个bit(用作单位写成“b"),即8位二进制数
7)1B=8b
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
8)每一个CPU芯片都有许多管脚,这些管脚和总线相连。也可以说,这些管脚引出总线。一个CPU可以引出三种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能:
*地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力
*数据总线的宽度决定了CPU与其他器件进行数据传送时的依次数据传送量。
*控制总线宽度决定了CPU对系统中其他器件的控制能力。
监测点:
1.11内存地址空间(概述)
*什么是内存地址空间呢?
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。下面深入探讨。
首先需要介绍两部分基本知识,主板和接口卡
1.12 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。
1.13 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、打印机登。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
1.14 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
*接口卡上的RAM
1.15 内存地址空间
*上述的那些存储器在物理上是独立的器件
*但是他们在以下两点上相同:
1、都和CPU的总线相连
2、CPU对他们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。
*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
*不同的计算机系统的内存地址空间分配情况是不同的
*最终运行程序的是CPU,我们用汇编编程的时候,必须要从CPU角度考虑问题。
*对CPU来讲,系统中的所有存储器的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中,它的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器既是我们所说的内存地址空间。