一篇前言

這是一系列的匯編語言學(xué)習(xí)的讀書筆記，以及一些自己的理解系列文章。我想我會在循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)中，寫下對匯編的點點滴滴，一方面是給自己立一個短期的小目標(biāo)，另一方面，如果您有緣看到了這一系列的文章,希望對您有所幫助。

機(jī)器語言和匯編語言

雖然我們在寫程序的時候使用的是諸如C,C++等高級語言，但最終會通過編譯器轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制的機(jī)器語言，機(jī)器語言實際上是一堆二進(jìn)制指令的集合，計算機(jī)會將它轉(zhuǎn)換成高低電平驅(qū)動硬件工作，實際上計算機(jī)非常的笨蛋，只能認(rèn)識高低電平，所以，我們用二進(jìn)制來代替高低電平，例如我們要計算s = 768 + 12288 - 1280,機(jī)器碼如下:

101110000000000000000011
000001010000000000110000
001011010000000000000101

這種機(jī)器碼非常難以書寫，修改和記憶，早起的程序員很快就發(fā)現(xiàn)了這些問題，于是他們就發(fā)明了匯編語言。
??匯編語言實際上是機(jī)器語言的另一種書寫格式。
比如：機(jī)器指令:1000100111011000表示把寄存器 bx的內(nèi)容放到ax中去，而對應(yīng)的匯編指令可以寫成mov ax,bx。這樣的寫法更容易記憶和理解。
寄存器：簡單的理解就是一種cpu內(nèi)部用來存放數(shù)據(jù)的東西。
??可是計算機(jī)只認(rèn)識01這樣的機(jī)器代碼，那怎么讓計算機(jī)認(rèn)識更貼近人類語言的匯編語言呢？這時候就需要一個翻譯的中間程序，把匯編語言翻譯成01這樣的機(jī)器指令，我們把它叫做編譯器。下圖展示了這個翻譯過程，實際上我們今天使用的java，c等高級語言也會先翻譯成匯編，再由匯編翻譯成機(jī)器指令。

那么，匯編語言由哪些東西組成的呢？

• 匯編指令:和機(jī)器碼一一對應(yīng)的匯編指令。像mov
• 偽指令:沒有對應(yīng)的機(jī)器指令，由編譯器執(zhí)行，計算機(jī)不執(zhí)行。
• 其他符號:像+，-，*，／等，由編譯器識別，也沒有對應(yīng)的機(jī)器碼。

存儲器

??cpu是計算機(jī)的核心部件，cpu要想工作，就必須要給它指令和數(shù)據(jù)，指令和數(shù)據(jù)在存儲器中存放，也就是我們平時所說的內(nèi)存。這里要注意，磁盤或者硬盤不同于內(nèi)存，我們平時的程序是放在硬盤上的，如果想要運行程序，必須將程序的指令和數(shù)據(jù)加載到內(nèi)存中。

指令和數(shù)據(jù)

??指令和數(shù)據(jù)在內(nèi)存和磁盤上是沒有區(qū)別的，都是一堆01的二進(jìn)制數(shù)據(jù)。
比如：1000100111011000
作為數(shù)據(jù)是:89D8H (H代表16進(jìn)制數(shù)據(jù))
作為指令是:mov ax,bx

存儲單元

存儲器（這里所說的存儲器，就是我們所說的內(nèi)存，但不單指內(nèi)存條，還有顯存等硬件的內(nèi)存）被劃分為N個，就是很多個存儲單元，你可以把它想象成一個個的小格子，每一個存儲單元的大小是1個字節(jié)，也就是可以存放8個0101。它們從0開始編號，擁有自己的地址。
例如，下圖是一個擁有128個存儲單元的存儲器的內(nèi)存單元布局，0～127

計算機(jī)對存儲器的讀寫

前面，我們講cpu要想工作，必須有存儲器提供指令和數(shù)據(jù)，我們知道存儲器被劃分為一個個的存儲單元，數(shù)據(jù)在每一個存儲單元中，cpu要想對存儲器的內(nèi)容進(jìn)行訪問至少要滿足下面3個要求：
1、 存儲單元的地址：cpu要知道內(nèi)存單元的地址（也就是要知道我即將讀取哪一個內(nèi)存單元中的內(nèi)容）。
2、 控制器信息：cpu是要讀數(shù)據(jù)還是寫數(shù)據(jù)
3、 數(shù)據(jù)信息：我們要寫入或者讀取的數(shù)據(jù)信息。

那么cpu又是通過什么將地址，控制信息，數(shù)據(jù)信息傳遞給存儲器的呢？

我們知道cpu是通過高低電平驅(qū)動計算機(jī)硬件進(jìn)行工作的，而傳遞這些電信號，需要導(dǎo)線，在計算機(jī)中連接cpu和其他各種芯片的導(dǎo)線，我們稱為數(shù)據(jù)總線。

• 物理上數(shù)據(jù)總線是一根根導(dǎo)線的集合。
• 邏輯上分為
  • 地址總線
  • 控制總線
  • 數(shù)據(jù)總線
    下圖描述了cpu讀取一次數(shù)據(jù)的過程
    
    
    1、cpu通過地址總線發(fā)送地址03到存儲器中
    2、存儲器通過地址03鎖定3號內(nèi)存單元
    3、cpu通過控制總線發(fā)出讀命令到存儲器中
    4、存儲器將內(nèi)存單元03中的數(shù)據(jù)08通過數(shù)據(jù)總線送入cpu
    由上圖可以了解到cpu是如何讀取內(nèi)存中的數(shù)據(jù)的，那么我們又怎么指揮cpu去讀這個數(shù)據(jù)呢？
    要讓cpu干活，應(yīng)該向它輸入驅(qū)動它工作的電平信息，也就是機(jī)器碼。如下：
    機(jī)器碼：1010000100000010000000
    含義：從3號內(nèi)存單元讀取數(shù)據(jù)到寄存器ax中
    機(jī)器碼難遇記憶和理解，我們也可以用匯編指令來表示：
    mov ax,[03]
    含義：從3號內(nèi)存單元讀取數(shù)據(jù)到寄存器ax中

地址總線

cpu是通過地址總線來指定要操作的內(nèi)存單元，那么地址總線上一次能傳送的多少個不同的信息，多少個0101，決定了cpu能夠?qū)Χ嗌賯€內(nèi)存單元進(jìn)行尋址。

• 我們平常說的16/32/64位計算機(jī)就是指計算機(jī)的尋址能力。
• 地址總線上發(fā)送的信息.png

數(shù)據(jù)總線

cpu和存儲器之間傳輸數(shù)據(jù)的總線，數(shù)據(jù)總線的的寬度，決定了一次能夠傳輸數(shù)據(jù)的大小，8根數(shù)據(jù)總線一次可傳輸8bit(位)，即一個字節(jié)大小，16根數(shù)據(jù)總線一次可傳輸16bit的數(shù)據(jù)，即2個字節(jié)大小。

8位數(shù)據(jù)總線上一次傳輸?shù)男畔?png

16數(shù)據(jù)總線上一次傳輸?shù)男畔?png

控制總線

cpu對外部芯片的控制，是通過控制總線來完成的，這里控制總線只是個總稱，控制總線是很多根不同控制線的集合。多少根控制總線，就決定了cpu能對多少個外部芯片的控制。

小結(jié)一下

以上呢都是一些枯燥的內(nèi)容，但對于理解匯編又尤為重要的基礎(chǔ)，我們稍作總結(jié)：

• 匯編指令只是為了我們便于書寫，理解，記憶機(jī)器指令的助記符，它和機(jī)器指令0101是一一對應(yīng)的。
• 每一種cpu有自己的匯編指令集。
• cpu能夠直接使用的數(shù)據(jù)或者指令呢，必須要加載到內(nèi)存中，也就是說cpu只能夠使用內(nèi)存中的數(shù)據(jù)。（內(nèi)存，高速緩存）
• 在存儲器中（內(nèi)存中）指令和數(shù)據(jù)是沒有區(qū)別的，其本質(zhì)都是0101的二進(jìn)制。
• 存儲器被劃分為一個個的內(nèi)存單元，內(nèi)存單元從0開始編號，即為內(nèi)存地址。
• 一個存儲單元可以存儲8個bit，即位1個字節(jié)，8個0或1.
• cpu引出了3種總線，標(biāo)志著cpu不同方面的性能
  • 地址總線：標(biāo)志著cpu的尋址能力
  • 數(shù)據(jù)總線：標(biāo)志著cpu的傳輸速度的能力
  • 控制總線：決定了對外部芯片的控制能力。