匯編語言詳細教材第一章.ppt

軟件學(xué)院 楊廣明 ,匯編語言 程序設(shè)計,第 1 章,概 述,教學(xué)重點,第1章是用匯編語言進行程序設(shè)計所需要了解的基本知識。在課堂上，我們重點明確幾個概念： PC機軟硬件系統(tǒng) 認識匯編語言,第一節(jié) 微機系統(tǒng)組成,硬件子系統(tǒng)（Hardware） 控制器、運算器 存儲器 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)是指組成計算機系統(tǒng)的所有電子的、機械的、光學(xué)的和磁性的元部件。通常包括中央處理器CPU，主存儲器，接口裝置，外部設(shè)備（輸入設(shè)備，輸出設(shè)備，外存儲器），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）。,微機系統(tǒng)組成圖,I/O 接 口,主存儲器,系統(tǒng)總線,輔助存儲器,輸入設(shè)備,輸出設(shè)備,控制臺,微機的硬件,中央處理單元 CPU（Intel 80x86） 對匯編語言程序員，最關(guān)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(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）,計算機硬件子系統(tǒng)的核心。 算術(shù)邏輯部件：完成算術(shù)和邏輯運算。 寄存器組：由若干寄存器組成。 標(biāo)志寄存器：用于保存運算結(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，對指令進行譯碼，產(chǎn)生控制各個部件的信號。,寄存器（Register）,寄存器是CPU內(nèi)部的高速存儲單元 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名 例如，在Intel 8086/8088 CPU中有 AX BX CX DX SI DI BP SP,存儲器,存儲器分為內(nèi)存儲器和外存儲器，簡稱為內(nèi)存和外存。 內(nèi)存：又稱主存儲器，用于存儲計算機當(dāng)前正在運行的程序，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：又稱為輔助存儲器，如磁盤、磁帶、光盤等。用于存放計算機當(dāng)前沒有執(zhí)行的一些系統(tǒng)程序和用戶程序。,存儲器,內(nèi)存容量：主存儲器能存放信息的容量稱為內(nèi)存容量，通常用存儲空間的多少來表示。存儲空間的基本計量單位為字節(jié)（Byte），一個字節(jié)由8位二進制位（bit）組成。 1024B=1KB 1024KB=1MB 1024MB=1GB,存儲器地址（Address）,存儲器是由大量存儲單元組成。為了區(qū)別每個單元，我們將它們編號，這個編號就是存儲器地址。 存儲器地址是存儲器中存儲單元的編號 微機的每個存儲單元存放一個字節(jié)量的數(shù)據(jù) 一個字節(jié)B（Byte）包含了8個二進制位b（bit） 通常采用十六進制數(shù)來表達地址 Intel 8086具有1兆字節(jié)（1MB）存儲器容量 其存儲器地址可以表示為：00000H FFFFFH 其中大寫H（或小寫h）表示是16進制數(shù),存儲器地址（Address）,以8086/8088為CPU的微機內(nèi)存空間最大為1MB。每個存儲空間又稱為一個單元，每個單元有一個唯一的編號，稱為該單元的地址，向存儲空間存數(shù)據(jù)或從存儲空間讀取數(shù)據(jù)時，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，各個寄存器進行了編號，形成I/O地址。 端口就是指I/O地址，是微機系統(tǒng)對I/O接口電路中與程序設(shè)計有關(guān)的寄存器的編號 系統(tǒng)實際上就是通過這些端口與外設(shè)進行通訊的 通常采用十六進制數(shù)來表達端口 Intel 8086支持64K個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具有若干個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：用來向計算機的主存儲器或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：用來將計算機的處理結(jié)果以某種形式輸出給用戶的裝置。如：顯示器，打印機，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：即一些只有兩個狀態(tài)的量。 模擬量：,傳 感 器,放 大 器,A/D 轉(zhuǎn) 換 器,計 算 機,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,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80x86 CPU的IBM PC/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80x86 CPU而形成的微機，其基本結(jié)構(gòu)仍然源于PC/AT機。 人們?nèi)粘Ｕ務(wù)摰腜C機或微機是上述微型計算機系統(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)揮計算機硬件子系統(tǒng)的功能，方便用戶使用計算機，提高計算機系統(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）面向計算機維護人員的軟件 （3）面向計算機本身的軟件,（1）面向用戶的軟件,語言加工軟件：用來把用戶用各種計算機語言編制的源程序轉(zhuǎn)換為計算機硬件能直接處理的機器代碼（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，糾錯程序等等。,（2）面向計算機維護人員的軟件,如：診斷調(diào)試程序 日常事物受理程序等。,（3）面向計算機本身的軟件,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。,微機的軟件,系統(tǒng)軟件：DOS平臺 MS-DOS 6.22 Windows 9.x的DOS實地址方式 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) 計算機語言,計算機語言是人與計算機之間交流信息的工具。 程序：用計算機語言描述的處理步驟。 程序設(shè)計：編制處理步驟的過程。 計算機語言可分為三類： 機器語言 匯編語言 通用語言,面向機器設(shè)計的，低級語言,：面向程序設(shè)計人員設(shè)計的，高級語言,計算機語言,一、機器語言 二、匯編語言 三、通用語言(高級語言）,可以使計算機完成各種操作的“1”和“0”的不同組合的數(shù)碼串稱為機器指令。 機器語言就是與機器硬件有緊密聯(lián)系的機器指令的集合。,一、機器語言,1010 0000 ；1號單元內(nèi)容取入AL寄存器 0000 0001 0000 0000 1000 1010 ；2號單元內(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號單元 0000 0011 0000 0000 1111 0100 ；停機,一、機器語言,一、機器語言,缺點: (1) 機器語言難記,程序難編,易錯,調(diào)試困難; (2) 機器語言通用性差。 優(yōu)點: (1) 計算機能直接認識、執(zhí)行; (2) 算法刻畫細致; (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)揮計算機的硬件功能。,二、匯編語言,隨著計算機的發(fā)展，產(chǎn)生了符號語言，上面的程序用符號語言編寫如下： MOV AL，DATA1 ；取第一個數(shù)據(jù) MOV AH，DATA2 ；取第二個數(shù)據(jù) ADD AL，AH ；求和 MOV RLT，AL ；保存結(jié)果 HLT ；停機,1010 0000 ；1號單元內(nèi)容取入AL寄存器 0000 0001 0000 0000 1000 1010 ；2號單元內(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號單元 0000 0011 0000 0000 1111 0100 ；停機,匯編語言是一種面向機器的低級程序設(shè)計語言 匯編語言以助記符形式表示每一條計算機指令 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 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 ；取第一個數(shù)據(jù),二、匯編語言,匯編語言： 符號語言的詞法、語法規(guī)則及偽指令符號就構(gòu)成了匯編語言。 匯編過程：把匯編語言程序翻譯成機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)計人員用匯編語言編寫的程序，是匯編程序加工的對象，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 ;取第一個數(shù)據(jù) MOV AH,DATA2 ;取第二個數(shù)據(jù) ADD AL,AH ;求和 MOV RLT,AL ;保存結(jié)果 HLT ;停機 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,計算機,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： 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概念,二、匯編語言,二、匯編語言,優(yōu)點: (1) 程序容易編制、出錯機會少、容易調(diào)試; (2) 算法刻畫細致; (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)揮計算機的硬件功能。 缺點: (1) 計算機不能直接認識、執(zhí)行,必須經(jīng)過匯編變?yōu)闄C器語言程序; (2) 通用性差。,通用語言：是用來對計算機操作步驟進行描述的一整套標(biāo)記符號、表達格式、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(高級語言）,int i，j，k； k=i+j；,執(zhí)行過程：,三、通用語言(高級語言）,編譯程序,計算機,源程序,目標(biāo)程序,連接,可執(zhí)行程序,三、通用語言(高級語言）,優(yōu)點： (1) 程序容易編制、出錯機會少、容易調(diào)試； (2) 容易表達算法; (3) 通用性強。 缺點: (1) 計算機不能直接認識、執(zhí)行,必須經(jīng)過編譯變?yōu)闄C器語言程序; (2) 編譯后生成的機器語言程序冗長、占用內(nèi)存空間多、執(zhí)行速度低; (3) 不能充分發(fā)揮計算機的硬件功能。,匯編語言和高級語言（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 高級語言與具體計算機無關(guān) 高級語言程序可以在多種計算機上編譯后執(zhí)行,匯編語言和高級語言（2）,匯編語言功能有限、涉及硬件細節(jié) 編寫程序比較繁瑣，調(diào)試起來也比較困難 高級語言提供了強大的功能，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,匯編語言和高級語言（3）,匯編語言本質(zhì)上就是機器語言 可以直接、有效地控制計算機硬件 易于產(chǎn)生速度快、容量小的高效率目標(biāo)程序 高級語言不針對具體計算機系統(tǒng) 不易直接控制計算機的各種操作 目標(biāo)程序比較龐大、運行速度較慢,匯編語言和高級語言（4）,匯編語言的優(yōu)點： 直接控制計算機硬件部件 可以編寫在“時間”和“空間”兩方面最有效的程序 匯編語言的缺點： 與處理器密切有關(guān) 需要熟悉計算機硬件系統(tǒng)、考慮許多細節(jié) 編寫繁瑣，調(diào)試、維護、交流和移植困難,匯編語言和高級語言（5）,匯編語言的優(yōu)點使得它在程序設(shè)計中占有重要的位置，是不可被取代的 匯編語言的缺點使得人們主要采用高級語言進行程序開發(fā)工作 有時需要采用高級語言和匯編語言混合編程的方法，互相取長補短，更好地解決實際問題,匯編語言的應(yīng)用場合,程序要具有較快的執(zhí)行時間，或者只能占用較小的存儲容量 程序與計算機硬件密切相關(guān)，程序要直接、有效地控制硬件 大型軟