1.機(jī)器語(yǔ)言

機(jī)器語(yǔ)言是機(jī)器指令的集合。機(jī)器指令展開來(lái)講就是一臺(tái)機(jī)器可以正確執(zhí)行的命令。電子計(jì)算機(jī)的機(jī)器指令是一列二進(jìn)制數(shù)字，計(jì)算機(jī)將之轉(zhuǎn)變?yōu)橐涣懈叩碗娖剑允褂?jì)算機(jī)的電子器件受到驅(qū)動(dòng)，進(jìn)行運(yùn)算。

2.匯編語(yǔ)言的產(chǎn)生

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

機(jī)器指令：1000100111011000

操作：寄存器 BX的內(nèi)容送到AX中

匯編指令：MOV AX,BX

寄存器是CPU可以存儲(chǔ)數(shù)據(jù)的器件

3.匯編語(yǔ)言的組成

由3類指令組成

（1）匯編指令：機(jī)器碼的助記符，由對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼

（2）偽指令：沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼，計(jì)算機(jī)并不執(zhí)行。

（3）其他符號(hào)：如+，-，*，/ 等，由編譯器識(shí)別，沒(méi)有對(duì)應(yīng)的機(jī)器碼

匯編語(yǔ)言的核心是匯編指令，他決定了匯編語(yǔ)言的特性

4.存儲(chǔ)器

• CPU 是計(jì)算機(jī)的核心部件．它控制整個(gè)計(jì)算機(jī)的運(yùn)作并進(jìn)行運(yùn)算，要想讓一個(gè)CPU 工作，就必須向它提供指令和數(shù)據(jù)。
• 指令和數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中存放，也就是平時(shí)所說(shuō)的內(nèi)存
• 在一臺(tái)PC機(jī)中內(nèi)存的作用僅次于CPU。
• 離開了內(nèi)存，性能再好的CPU也無(wú)法工作。
• 磁盤不同于內(nèi)存，磁盤上的數(shù)據(jù)或程序如果不讀到內(nèi)存中，就無(wú)法被CPU 使用。

5.指令和數(shù)據(jù)

指令和數(shù)據(jù)是應(yīng)用上的概念，在內(nèi)存或磁盤上，指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息。

6.存儲(chǔ)單元

存儲(chǔ)器被劃分為若干個(gè)存儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元從0開始順序編號(hào)；

電子計(jì)算機(jī)的最小信息單元是bit（比特），就是一個(gè)二進(jìn)制位，8bit組成一個(gè)Byte（字節(jié)），微型機(jī)存儲(chǔ)器的存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ)Byte，128個(gè)存儲(chǔ)單元，就可以存儲(chǔ)128個(gè)Byte

7.CPU對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫

CPU想要進(jìn)行數(shù)據(jù)的讀寫，必須和外部器件（芯片）進(jìn)行3類信息的交互

• 存儲(chǔ)單元的地址（地址信息）；
• 器件的選擇，讀或?qū)懙拿睿刂菩畔ⅲ?/li>
• 讀或?qū)懙臄?shù)據(jù)（數(shù)據(jù)信息）；

那么CPU是通過(guò)什么將地址、數(shù)據(jù)和控制信息傳到存儲(chǔ)芯片中的呢？

電子計(jì)算機(jī)能處理、傳輸?shù)男畔⒍际请娦盘?hào)，電信號(hào)當(dāng)然要用導(dǎo)線傳送。在計(jì)算機(jī)中專門有連接CPU和其他芯片的導(dǎo)線，通常稱為總線。

物理上：一根根導(dǎo)線的集合；

邏輯上劃分為 ：

• 地址總線
• 數(shù)據(jù)總線
• 控制總線

CPU從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)過(guò)程

（1）CPU通過(guò)地址總線將地址信息3發(fā)出。

（2）CPU通過(guò)控制線發(fā)出內(nèi)存讀命令，選中存儲(chǔ)器芯片，并通知他，將要從中讀取數(shù)據(jù)。

（3）存儲(chǔ)器將3號(hào)單元中的數(shù)據(jù) 08 通過(guò)數(shù)據(jù)線送入CPU

對(duì)于8086CPU，下面的機(jī)器碼能夠完成從3號(hào)單元讀數(shù)據(jù)：

機(jī)器碼：101000000000001100000000

    含義：從3號(hào)單元讀取數(shù)據(jù)送入寄存器AX

• CPU接收這條機(jī)器碼后將完成上面所述的讀寫工作。
• 匯編語(yǔ)言：MOV AX,[3]

8.地址總線

• CPU是通過(guò)地址總線來(lái)指定存儲(chǔ)單元的。
• 地址總線上能傳送多少個(gè)不同的信息，就可以對(duì)多少個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行尋址
• 一個(gè)CPU有N根地址總線，則可以說(shuō)這個(gè)CPU的地址總線的寬度為N。
• 這樣的CPU最多可以尋找２的N次方個(gè)內(nèi)存單元。
• 32位計(jì)算機(jī)尋址能力 2^32= 2^10 * 2^10 * 2^10 *4 = 4GB

9.數(shù)據(jù)總線

• CPU與內(nèi)存或其它器件之間的數(shù)據(jù)傳送是通過(guò)數(shù)據(jù)總線來(lái)進(jìn)行的。
• 數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU和外界的數(shù)據(jù)傳送速度。

10.控制總線

• 前面所講的內(nèi)存讀或?qū)懨钍怯蓭赘刂凭€綜合發(fā)出的：
  • 其中有一根名為讀信號(hào)輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU 向外傳送讀信號(hào)，CPU 向該控制線上輸出低電平表示將要讀取數(shù)據(jù)；
  • 有一根名為寫信號(hào)輸出控制線負(fù)責(zé)由CPU向外傳送寫信號(hào)。

11.內(nèi)存地址空間概述

什么是內(nèi)存地址空間呢？

一個(gè)CPU的地址線寬度為10，那么可以尋址1024個(gè)內(nèi)存單元，這1024個(gè)可尋到的內(nèi)存單元就構(gòu)成這個(gè)CPU的內(nèi)存地址空間。下面深入討論。

首先需要介紹兩部分基本知識(shí)，主板和接口卡。

12.主板

在每一臺(tái)PC機(jī)中，都有一個(gè)主板，主板上有核心器件和一些主要器件。

這些器件通過(guò)總線（地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線）相連。

13.接口卡

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，所有可用程序控制其工作的設(shè)備，必須受到CPU的控制。

CPU對(duì)外部設(shè)備不能直接控制，如顯示器、音箱、打印機(jī)等。直接控制這些設(shè)備進(jìn)行工作的是插在擴(kuò)展插槽上的接口卡。

14.各類存儲(chǔ)器芯片

從讀寫屬性上看分為兩類：

隨機(jī)存儲(chǔ)器（RAM）和只讀存儲(chǔ)器（ROM）

從功能和連接上分類：

隨機(jī)存儲(chǔ)器RAM

裝有BIOS的ROM

接口卡上的RAM

PC機(jī)中各類存儲(chǔ)器的邏輯連接情況

裝有BIOS的ROM

    BIOS：Basic Input/Output System，基本輸入輸出系統(tǒng)。

    BIOS是由主板和各類接口卡（如：顯卡、網(wǎng)卡等）廠商提供的軟件系統(tǒng)，可以通過(guò)它利用該硬件設(shè)備進(jìn)行最基本的輸入輸出。在主板和某些接口卡上插有存儲(chǔ)相應(yīng)BIOS的ROM。

15.內(nèi)存地址空間

上述的那些存儲(chǔ)器在物理上是獨(dú)立的器件。

但是它們?cè)谝韵聝牲c(diǎn)上相同：

• 1、都和CPU的總線相連。
• 2、CPU對(duì)它們進(jìn)行讀或?qū)懙臅r(shí)候都通過(guò)控制線發(fā)出內(nèi)存讀寫命令。

將各類存儲(chǔ)器看作一個(gè)邏輯存儲(chǔ)器：

• 所有的物理存儲(chǔ)器被看作一個(gè)由若干存儲(chǔ)單元組成的邏輯存儲(chǔ)器；
• 每個(gè)物理存儲(chǔ)器在這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器中占有一個(gè)地址段，即一段地址空間；

CPU在這段地址空間中讀寫數(shù)據(jù)，實(shí)際上就是在相對(duì)應(yīng)的物理存儲(chǔ)器中讀寫數(shù)據(jù)。

• 假設(shè)，上圖中的內(nèi)存空間地址段分配如下：
  • 地址0~7FFFH的32KB空間為主隨機(jī)存儲(chǔ)器的地址空間；
  • 地址8000H~9FFFH的8KB空間為顯存地址空間；
  • 地址A000H~FFFFH的24KB空間為各個(gè)ROM的地址空間。

內(nèi)存地址空間 ：

• 最終運(yùn)行程序的是CPU，我們用匯編編程的時(shí)候，必須要從CPU角度考慮問(wèn)題。(我們學(xué)習(xí)這門課程的核心思維)
• 對(duì)CPU來(lái)講，系統(tǒng)中的所有存儲(chǔ)器中的存儲(chǔ)單元都處于一個(gè)統(tǒng)一的邏輯存儲(chǔ)器中，它的容量受CPU尋址能力的限制。這個(gè)邏輯存儲(chǔ)器即是我們所說(shuō)的內(nèi)存地址空間。

小結(jié)：

（1）匯編指令是機(jī)器指令的助記符，同機(jī)器指令一一對(duì)應(yīng)。

（2）每一種CPU都有自己的匯編指令集。

（3）CPU可以直接使用的信息在存儲(chǔ)器中存放。

（4）在存儲(chǔ)器中指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息。

（5）存儲(chǔ)單元從零開始順序編號(hào)。

（6）一個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ) 8 個(gè) bit （用作單位寫成“b”），即 8 位二進(jìn)制數(shù)。

（7）1B = 8b 1KB = 1024B

1MB = 1024KB   1GB = 1024MB

（8）每一個(gè)CPU芯片都有許多管腳，這些管腳和總線相連。也可以說(shuō)，這些管腳引出總線。一個(gè)CPU可以引出三種總線的寬度標(biāo)志了這個(gè)CPU的不同方面的性能：

• 地址總線的寬度決定了CPU的尋址能力；
• 數(shù)據(jù)總線的寬度決定了CPU與其它器件進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)的一次數(shù)據(jù)傳送量；
• 控制總線寬度決定了CPU對(duì)系統(tǒng)中其它器件的控制能力。

檢測(cè)點(diǎn)

**（1）**CPU的尋址能力為8KB，那么它的地址總線的寬度為 位。解：1KB=1024B，8KB=1024B*8=2^N，N=13。 則地址總線的寬度為13位

**（2）**1KB的存儲(chǔ)器有 *****個(gè)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元的編號(hào)從 到 ***** 。解：回顧前面：一個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ) 8 個(gè) bit （用作單位寫成“b”），即 8 位二進(jìn)制數(shù)。 即：1KB=1024B=1024*8bit 故有1024個(gè)存儲(chǔ)單元，存儲(chǔ)單元的編號(hào)從0開始到1023

**（3） 1KB的存儲(chǔ)器可以存儲(chǔ) __ 個(gè)bit， _**個(gè)Byte。解：1KB=1024Byte=1024*8bit=8192bit

**（4）1GB是個(gè)Byte、1MB是 **_個(gè)Byte、1KB是 __ ___個(gè)Byte。解：1GB=1024 * 1024 * 1024=1073741824Byte 1MB=1024*1024=1048576Byte 1KB=1024Byte

**（5）**8080、8088、80296、80386的地址總線寬度分別為16根、20根、24根、32根，則它們的尋址能力分別為: （KB）、 （MB）、 （MB）、___（GB）。解：由第一題得知：2^N=尋址能力（N為地址總線的寬度即現(xiàn)在題目中的16、20....） 則：2^16=65536byte=64kb 2^20=1048576byte=1mb 2^24=16777216byte=16mb 2^32=4294967296byte=4GB

（6） 8080、8088、8086、80286、80386的數(shù)據(jù)總線寬度分別為8根、8根、16根、16根、32根。則它們一次可以傳送的數(shù)據(jù)為: （B）、 _（B）、 __ （B）、 （B）、 __ （B）。解：由前面的知識(shí)可知： （一）8根數(shù)據(jù)總線一次可以傳送8位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（即一個(gè)字節(jié)）。 （二）一個(gè)存儲(chǔ)單元可以存儲(chǔ) 8 個(gè) bit （用作單位寫成“b”），即 8 位二進(jìn)制數(shù)。 （三）1Byte = 8bit 則：答案為：1 1 2 2 4

**（7） 從內(nèi)存中讀取1024字節(jié)的數(shù)據(jù)，8086至少要讀 _ 次，80386至少要讀 __**次。解：由上題可知：8086為16根數(shù)據(jù)總線，一次可以傳送16位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（即兩個(gè)字節(jié)）。 1024/2=512（次） 80386為32根數(shù)據(jù)總線，一次可以傳送32位二進(jìn)制數(shù)據(jù)（即四個(gè)字節(jié)）。 1024/4=256（次）

（8） 在存儲(chǔ)器中，數(shù)據(jù)和程序以 _ 形式存放。解：在存儲(chǔ)器中指令和數(shù)據(jù)沒(méi)有任何區(qū)別，都是二進(jìn)制信息，所以以二進(jìn)制形式存放。