匯編語言：基本概念

1 機器語言和匯編語言

1.1 機器語言

機器指令展開來講就是一臺機器可以正確執行的命令。電子計算機的機器指令是一列二進制數字。計算機將之轉變為一列高低電平，以使計算機的電子器件受到驅動，進行運算。早期的程序設計均使用機器語言。程序員們將用0、1 數字編成的程序代碼打在紙帶或卡片上，1打孔，0 不打孔，再將程序通過紙帶機或卡片機輸入計算機，進行運算。

機器語言難于辨別和記憶， 給整個產業的發展帶來了障礙。于是匯編語言產生了。

1.2 匯編語言

匯編語言的主體是匯編指令。匯編指令和機器指令的差別在于指令的表示方法上。匯 編指令是機器指令便于記憶的書寫格式

例如：機器指令1000100111011000表示把寄存器BX的內容送到AX 中。匯編指令則寫成mov ax,bx。這樣的寫法與人類語言接近，便于閱讀和記憶。

「編譯器」 是能夠將匯編指令轉換成機器指令的翻譯程序，程序員用匯編語言寫出源程序，再用匯編編譯器將其編譯為機器碼，由計算機最終執行。

2 CPU對存儲器的讀寫

2.1 概述

CPU要從內存中讀數據，首先要指定 「存儲單元的地址」 。另外還要指明它要對 「哪一個器件」 進行操作，進行 「哪種操作」 ，是從中讀出數據，還是向里面寫入數據。

即CPU要想進行數據的讀寫，必須和外部器件（標準的說法是芯片）進行下面3類信息的交互。

• 存儲單元的地址（地址信息）；
• 器件的選擇，讀或寫的命令（控制信息）;
• 讀或寫的數據（數據信息）。

在計算機中專門有為CPU和其他部件之間提供信息（地址信息、控制信息、數據信息）的傳輸通道，通常稱為總線。總線從物理上來講，就是一根根導線的集合。根據傳送信息的不同，總線從邏輯上又分為3類，地址總線、控制總線和數據總線。8086CPU有20條地址總線、16條控制總線和16條數據總線。

要讓一個計算機或微處理器工作，應向它輸入能夠驅動它進行工作的電平信息(機器碼)。例如：傳送3 號單元的內容入AX

• 機器碼：10100001 00000011 00000000
• 對應的匯編指令：MOV AX,[3]

2.2 地址總線

「地址總線（AB）」 用來傳遞地址信息。因地址總是從CPU送出去的，所以地址總線通常是單向的。假設，一個CPU有10根地址總線，如圖所示，它發出地址信息11時10根地址線上傳送的高低電平信號的二進制信息就為11對應的二進制數00 0000 1011。

一 個 CPU有 N 根地址線，則可以說這個CPU的地址總線的寬度為N這樣的CPU最多可以尋找次方個內存單元。8086CPU的20根地址線（A19A16，A15A0）可以全部用來給外部存儲器提供地址，所以8086可尋址的外部存儲器地址空間達字節即1MB。

2.3 數據總線

「數據總線（DB）」 用來傳輸數據。數據總線是雙向的，即數據既可以從CPU送到其他部件，也可以從其他部件送到CPU。

數據總線的寬度 決定了CPU和外界的數據傳送速度。8根數據總線一次可傳送一個8位二進制數據（即一個字節），16根數據總線一次可傳送兩個字節。

例如，8086有16根數據線，可一次傳送16位數據，所以可一次傳送數據89D8H；而 8088只有 8 根數據線，一次只能傳8 位數據，所以向內存寫入數據89D8H時需要進行兩次數據傳送。

2.4 控制總線

「控制總線（CB）」 用來傳輸控制信號。其中包括CPU送往存儲器和輸入/輸出接口的控制信號，還包括其他部件送到CPU的信號。有多少根控制總線，就意味著CPU提供了對外部器件的多少種控制。所以，控制總線的寬度決定了CPU對外部器件的控制能力。

3 各類存儲器芯片

3.1 隨機存儲器和只讀存儲器。

一臺PC機中，裝有多個存儲器芯片，這些存儲器芯片從物理連接上看是獨立的、不同的器件。從讀寫屬性上看分為兩類：隨機存儲器（RAM）和只讀存儲器（ROM）。

「隨機存儲器」 可讀可寫，但必須帶電存儲，關機后存儲的內容丟失； 「只讀存儲器」 只能讀取不能寫入， 關機后其中的內容不丟失。下展示了 PC系統中各類存儲器的邏輯連接情況。

3.2 內存地址空間

CPU在操控存儲器的時候，把它們都當作內存來對待，把它們總的看作一個由若干存儲單元組成的一個邏輯存儲器，這個邏輯存儲器就是我們所說的內存地址空間。每個物理存儲器在這個邏輯存儲器中占有一個地址段，即一段地址空間。CPU在這段地址空間中讀寫數據，實際上就是在相對應的物理存儲器中讀寫數據。下圖展示了CPU將系統中各類存儲器看作一個邏輯存儲器的情況

內存地址空間的大小受CPU地址總線寬度的限制。8086CPU的地址總線寬度為20, 可以傳送 個不同的地址信息，即可以定位個內存單元，則8086PC的內存地址空間大小為1MB。下圖展示了 8086PC機內存地址空間分配的基本情況。

從地址0?9FFFF的內存單元中讀取數據，實際上就是在讀取主隨機存儲器中的數據；向地址AOOOO-BFFFF的內存單元中寫數據，就是向顯存中寫入數據， 這些數據會被顯示卡輸出到顯示器上；我們向地址C0000? FFFFF的內存單元中寫入數據的操作是無效的，因為這等于改寫只讀存儲器中的內容。