汇编语言(1)

计算机其实是：接收用户输入指令与数据，经过中央处理器的数据与逻辑单元运算处理后，产生或存储有用的信息。
计算机可以分为三部分

• 输入单元
• 中央处理器（CPU）
• 输出单元

整台机器的重点在于中央处理器(Central Processing Unit, CPU)，CPU为一个具有特定功能的芯片，里面有微指令集。CPU可以分为两个主要单元，分别是算术逻辑单元和控制单元，算术逻辑主要负责程序运算和逻辑判断，控制单元则主要协调各组件和各单元间的工作。CPU读取的数据是从内存中读取的，内存中的数据可以从输入单元传输进来的，而CPU处理完毕的数据也必须要先写回内存中，最后数据才从内存传输到输出单元。也就是说，CPU必须经过和内存交互这层，才能与输入输出单元交互。

文字编码系统

所谓的编码系统可以想成是一个“字码对照表”，它把文字数据映射成固定的二进制编码进行存储。
为了解决语言之间的兼容问题，国际组织ISO/IEC指定了Unicode编码系统，即我们常称呼的UTF8。

汇编指令

机器指令1000100111011000，表示把寄存器BX的内容送到AX中，汇编指令则写写成

	move ax,bx

汇编由以下三类指令组成：

• 汇编指令
• 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机不执行
• 其他符号

汇编的核心是汇编指令。

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。CPU在工作的时候把有的信息看做指令，有的信息看做数据。

存储单元

存储器被分成若干个存储单元，每个单元从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。
那么一个存储单元存储多少信息呢，微机存储器的容量是以字节(byte)为最小单位的，也就是8bit。
0/1的单位我们成为1bit，但1bit太小，因此定义出Byte单位，1Byte=8bit。所以1GB文件的大小实际为1024 * 1024 * 1024B。

CPU对存储器的读写

CPU从内存中读数据，必须和外部组件确定以下三个信息：

• 存储单元的地址（地址信息）
• 器件的选择，读或写的命令（控制信息）
• 读或写的数据（数据信息）

CPU通过外部总线将信号传递给存储器。通过地址总线来指定存储器单元。假设一个CPU有10根地址总线，一根导线可以传送的稳定状态只有两种，高电平或者低电平。所以10根总线可以寻址的最小数为0，最大数为1024，即2的10次方。
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，CPU对外部组件的控制是通过控制总线来进行的。

存储芯片类型

存储芯片分为两类： 随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器可读可写，但关机后内容丢失，只读存储器关机后的内容不丢失。
存储器在物理上是独立器件，但是以下两点相同：

• 都和CPU的外部总线相连
• CPU对它们进行读写的时候都通过控制线发出内存读写命令。

每个物理存储器在逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间，CPU在这段空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
因为受CPU寻址能力的限制，所以内存存储空间的大小受CPU外部总线宽度的限制。

寄存器

一个典型的CPU有运算器、控制器、寄存器等构成。在CPU中：

• 运算器进行信息处理
• 寄存器进行信息存储
• 控制器控制各种器件工作
• 内部总线（不是上面说的外部总线），在它们之间进行数据的传送

8086CPU的所有寄存器都是16位的，可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX这4个寄存器被称为通用寄存器，来存放一般性数据。
AX的低8位（0-7位）构成了AL寄存器，高8位构成了AH(high)寄存器。（十六进制数的一位相当于二进制数的四位）
一个字记为word，由两个字节组成，这两个字节分别称为这个字的高位字节和低位字节。比如一个字型数据20000，存在AX寄存器中，大小是20000，又可以看做是两个独立的字节型数据，大小为78和32
以下指令把18送入寄存器AX，不区分大小写。

   move ax,18

16位结构的CPU

8086CPU就是16为结构的CPU，它描绘了以下特性：

• 运算器一次最多可以处理16位的数据
• 寄存器的最大宽度为16位
• 寄存器与运算器之间的通路为16位

8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力。从8086CPU的内部结构看，如果将地址从内部简单发出，那么它只能送出16位的地址，变现出的寻址能力只有64KB。所以它采用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。

• CPU中的相关部件提供两个16位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址。
• 段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件
• 地址加法器将两个16位地址合成一个20位的物理地址
• 地址加法器通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路，然后送上地址总线。
• 地址被传送到存储器

地址加法器采用物理地址=段地址 * 16 + 偏移地址的方法合成。

CS和IP

CS和IP是8086CPU中最关键的两个寄存器，他们指示了CPU要读取指令的地址。CS为代码段寄存器，IP为指令指针寄存器。在任意时刻，设CS中的内容为M，IP中的内容为N，8086CPU将从内存M*16+N单元开始，读取一条指令并执行。
读取指令之后，IP值自增，在执行指令之前，会继续读取下一条指令。
那么怎么设置CS和IP的值，其他寄存器都是通过传送指令mov

	mov ax,123

但是不适用于CS和IP，可以使用jmp指令

	jmp 2AE3:3

执行后：CS=2AE3H，IP=0003H

内存中字的存储

CPU中用16位寄存器来存储一个字，在内存中存储时，由于内存单元是字节单元（一个单元存放一个字节），则一个字要用两个地址连续的内存单元来存放。
比如我们存储0、1两个内存单元存放数据20000（4E20H，H代表十六进制），对于这个字单元，0号单元是低地址单元，1号单元是高地址单元，则0号单元存放20H，1号单元存放4EH。
##DS和[address]
CPU要读写一个内存单元的时候，必须先给出这个内存单元的地址，内存地址由段地址和偏移地址组成。8086CPU中有一个DS寄存器，通常用来存放要访问数据的段地址。比如我们要读取1000H单元的内容，可以用如下的程序段进行

	mov bx,1000H
	mov ds,bx
	mov al,[0]

先把段地址送入BX寄存器中。1000H用段地址和偏移地址表示为1000：0，再把段地址1000H放入ds，然后用move al, [0]完成1000H到al的数据传送。
那么把数据从寄存器送入内存单元，则是：

	mov bx,1000H
	mov ds,bx
	mov [0],al

10000H到10003H的数据分别为23、11、22、66。来看下以下指令执行后，ax, bx, cx中的值

	mov ax,1000H
	mov ds,ax
	mov ax,[0]
	mov bx,[2]
	mov cx,[1]
	add bx,[1]
	add cx,[2]

前两条指令将ds设为1000H。
第三条在1000:0处存放的字型数据送入ax：1000:1单元存放的是字型数据的高8位，1000:0存放字型数据的低8位，所以指令执行之后ax中的数据为1123H。bx的数据为6622H，cx的数据为2211H。再接下来bx通过相加，数据变更为8833H，cx也相同。