《微机原理与应用》PPT课件.ppt

怎么把程序和数 据存入计算机？ 就像把饼干放进 盒子里面么？ 通过汇编软件经 过汇编链接形成 可执行文件。 汇编语言程序的上机处理过程 主要的汇编程序： MASM， TASM 汇编语言 源程序 （文本文档） 汇编软件汇编 MASM 机器语言 目标文件 （ .obj） 连接软件 link 机器语言 可执行文件 (exe,com) 执行程序 汇编语言程序的开发过程 3 编 辑 文本编辑器，如 EDIT.COM 源程序：文件名 .asm 汇 编 汇编程序，如 ML.EXE 连 接 连接程序，如 LINK.EXE 调 试 调试程序，如 CodeView 错误 错误 错误 错误 目标模块：文件名 .obj 可执行文件：文件名 .exe 应用程序 第 3章 汇编语言基础 3.1 源程序结构 3.1.1 语句格式 3.1.2 程序格式 3.1.3 开发方法 3.2 数据表示 3.2.1 数制 3.2.2 编码 3.2.3 常量表达 3.3 变量应用 3.3.1 变量定义 3.2.2 变量属性 语句格式 程序由语句组成 一个语句常占一行 一个语句不超过 132个字符， 4个部分 执行性语句 ： 表达处理器指令（硬指令） 标号 : 硬指令助记符 操作数 ,操作数 ;注释 例： first： mov ah, 9 ;使得 AH=9 说明性语句 ： 表达伪指令，控制汇编方式 名字 伪指令助记符 参数 ,参数 ,; 注释 例： msg db Hello, Assembly !,13,10, $ 标号与名字 标号： 执行性语句中 冒号分隔 反映处理器指令在主存中的逻辑地址 名字： 说明性语句中 空格或制表符分隔 表示变量名、逻辑段名、子程序名等 反映变量、逻辑段和子程序等的逻辑地址 标号和名字是用户自定义的标识符 标识符（ Identifier） 最多由 31个字母、数字及规定的特殊符号（如 _、 $、 ?、 ）组成， 不能以数字开头 一个源程序中，用户定义的每个标识符 必须唯一 不能是 汇编程序采用的 保留字 保留字（ Reserved Word）是编程语言本身需要使 用的各种具有特定含义的标识符、也称为关键字 硬指令助记符 MOV 伪指令助记符 DB 操作符 OFFSET 寄存器名 EAX 预定义符号 data 取名原则类似高级语言 但不区别大小写字母 硬指令 助记符：帮助记忆指令功能的符号 硬指令助记符对应处理器指令，表示一种操作 数据传送指令 mov ah,9 ;使得 AH 9 助记符： MOV（取自 Move） 功能：将源操作数传送至目的操作数 将数字 9传送到 AH寄存器中的指令 伪指令 伪指令助记符对应指示符，表达一个汇编命令 字节变量定义伪指令 助记符： DB（取自 Define Byte） 功能：在主存中占用若干的存储空间，用于保存变量 值，该变量以字节为单位存取 变量名 MSG包含有段地址和偏移地址 操作符 OFFSET获得偏移地址 mov dx, offset msg ;DX获得 msg的偏移地址 操作符 SEG获得段地址 mov dx, seg msg ;DX获得 msg的段地址 操作数与参数 处理器指令的操作数：表示参与操作的对象 一个具体的常量 保存在寄存器的数据 保存在存储器中的变量 逗号前常是目的操作数，逗号后的常是源操作数 伪指令的参数 ： 常量、变量名、表达式等 可以有多个，参数之间用逗号分隔 注释与分隔符 语句中分号后的内容是注释 对指令或程序进行说明 汇编程序不对它们做任何处理 注释利于以后阅读，建议养成书写注释的良好习惯 语句的 4个组成部分要用分隔符分开 标号后的 冒号 注释前的 分号 操作数间和参数间的 逗号 分隔其他部分通常采用一个或多个 空格 或 制表符 注释使用英文或中文均可 分隔符都是英文标点 例题 3-1信息显示程序 在数据段给出这个字符串形式的信息： ;数据段 msg db Hello, Assembly !,13,10,$ ;定义要显示的字符串 在代码段编写显示字符串的程序： ;代码段 mov dx,offset msg ;指定字符串在数据段的偏移地址 mov ah,9 int 21h ;利用功能调用显示信息 简化段定义源程序格式 ;example.asm .model small ;定义程序的存储模式 .486 ;说明使用的 80 x86微处理器指令 .stack ;定义堆栈段 .data ;定义数据段 ;数据定义（数据待填） .code ;定义代码段 .startup ;程序执行起始 ;主程序（指令待填） .exit ;程序执行结束，返回 DOS ;子程序（指令待填） end ;汇编结束 存储模式（ Memory Model） 存储模式决定一个程序的规模 简化段定义源程序格式中，必须有 .MODEL语句 .MODEL 存储模式 .MODEL语句确定了程序采用的存储模式 一般的小型程序可以选用 SMALL模式 大型程序选择 LARGE模式 TINY模式创建 COM程序，其他模式产生 EXE程序 FLAT模式用于 32位程序中，不能在 DOS环境执行 COM程序只有一个逻辑段（不超过 64KB） 逻辑段定义 堆栈段定义伪指令 .STACK创建一个堆栈段 段名： STACK，程序中可用 STACK表示 默认是 1KB（ 1024 400H字节）空间 数据段定义伪指令 .DATA创建一个数据段 段名： DATA，程序中可用 DATA表示 代码段定义伪指令 .CODE创建一个代码段 默认段名： TEXT，程序中可用 CODE表示 处理器选择伪指令 缺省情况只汇编 16位 8086指令集 利用 32位 寄存器完成 32位 操作，必须加 上 .386及以上处理器的选择伪指令 留心 .386及以后的处理器选择伪指令的位置 在存储模式 MODEL指令之后，默认采用 16位段 在存储模式 MODEL指令之前，默认采用 32位段 简化段定义源程序格式 ;example.asm .model small ;定义程序的存储模式 .486 ;说明使用的 80 x86微处理器指令 .stack ;定义堆栈段 .data ;定义数据段 ;数据定义（数据待填） .code ;定义代码段 .startup ;程序执行起始 ;主程序（指令待填） .exit ;程序执行结束，返回 DOS ;子程序（指令待填） end ;汇编结束 .startup替换为： start: mov ax,data mov ds,ax .exit替换为 mov ah,4ch Int 21h DOS功能调用 MS-DOS操作系统提供给程序员的子程序 调用子程序步骤（类似高级语言调用函数） （ 1）在 AH寄存器中设置系统功能 调用号 （ 2）在指定寄存器中设置 入口参数 （ 3）中断调用指令“ INT 21H”执行功能 （ 4）根据 出口参数 分析功能调用执行情况 字符串显示功能调用 主存的字符串以“ $”作为结尾符 类似 C/C+语言中隐含用 NULL作为字符串结尾 功能编号 AH 09H 入口参数 DS DX欲显示的字符串逻辑地址 （ 段地址 偏移地址 ） 功能说明 将指定的字符串在当前光标位置开始显示 字符串可以是任何长度 可以包含控制字符（如回车 0DH，换行 0AH） 必须以“ $”（ ASCII码为 24H）字符结尾 汇编结束（ end语句） 翻译源程序成目标模块的过程到此结束 源程序的最后必须有一条 END语句 汇编程序不处理 END指令之后的任何内容 END伪指令后面可以有一个“标号”参数 指定程序开始执行于该标号所指示的指令 end start 执行结束 汇编结束 程序完整框架 (1) SEGMENT/ENDS伪指令 。 伪指令 SEGMENT和 ENDS 总是成对使用的 。 用这对伪指令来指定段的名称和范围 。 段名 SEGMENT 本段程序内容 (指令语句或伪指令语句 ) 段名 ENDS 从 SEGMENT伪指令之后出现的指令和伪指令都被认为是 在该段之内 ， 直至 ENDS出现为止 。 当用于定义 数据段 、 附加数据段 和 堆栈段 时 ， 处于 SEGMENT/ENDS伪指令中间的语句 ， 只能包括伪指令语句 ， 不能包括指令语句 ， 一般格式为 段名 SEGMENT 数据定义 ， 存储单元分配等伪指令语句 段名 ENDS 当由 SEGMENT/ENDS定义 代码段 时 ， 中间的语句可包括 指令语句和与指令有关的伪指令语句 。 一般格式为 段名 SEGMENT 指令语句和与伪指令有关的伪指令语句 段名 ENDS 所定义段的名称。段名是标识 符，同一段的 SEGMENT/ENDS 伪指令前的 段名必须一致。 DATA-SEG SEGMENT DATA_SEG ENDS ; EXTRA_SEG SEGMENT; EXTRA_SEG ENDS ; CODE_SEG SEGMENT; START: CODE-SEG ENDS ; END START ; 源程序模块结束 定义数据段 定义附加数据段 定义代码 (即指令 )段 STACK_SEG SEGMENT STACK_SEG ENDS 定义堆栈段 ASSUME伪指令 。 ASSUME伪指令语句用来告诉汇编程序 在指令执行期间内存的哪一段是数据段 ， 哪一段是堆栈段 ， 哪 一段是代码段 。 ASSUME伪指令语句的格式如下 ： ASSUME 段寄存器名 ： 段名符 , 段寄存器名： 段名符 ， 上述格式中 内的内容可有可无 。 例如： ASSUME CS: MYCODE, DS: MYDATA ASSUME ES: MYEXTRA, SS: MYSTACK MYCODE SEGMENT ASSUME CS: MYCOED, DS: MYDATA, ES: MYEXTRA, SS: MYSTACK START: MOV AX, MYDATA MOV DS, AX MOV AX, MYEXTRA MOV ES, AX MOV AX, MYSTACK MOV SS, AX MOV AH,4CH INT 21H MYCODE ENDS END START 二进制数 便于计算机存储及物理实现 特点：逢二进一，由 0和 1两个数码组成， 基数为 2，各个位权以 2k表示 二进制数 ： anan-1a 1a0.b1b2b m an 2n an-1 2n-1 a1 21 a0 20 b1 2-1 b2 2-2 bm 2-m 其中 ai， bj非 0即 1 十六进制数 用于表达二进制数，相互转换简单 基数 16，逢 16进位，位权为 16k， 16个数码： 0， 1， 2， 3， 4， 5， 6， 7， 8， 9， A， B， C， D， E， F 十六进制数： anan-1a 1a0.b1b2b m an 16n an-1 16n-1 a1 161 a0 160 b1 16-1 b2 16-2 bm 16-m 其中 ai， bj是 0 F中的一个数码 常用进位计数制对照表 2 的次幂的缩简表 1K=210 ， 1M=220， 1G=230， 1T=240 二进制数或十六进制数转换为十 进制数 方法：按权展开 二进制数转换为十进制数 0011.1010B 1 21 1 20 1 2-1 0 2-2 1 2-3 3.625 十六进制数转换为十进制数 1.2H 1 160 2 16 1 1.125 十进制整数转换为二或十六进制数 整数部分转换：用除法 十进制数整数部分不断除以基数 2或 16， 并记下余数，直到商为 0为止 由最后一个余数起逆向取各个余数， 则为转换成的二进制和十六进制数 126 01111110B 126 7EH 十进制小数转换为二或十六进制数 小数部分转换：用乘法 分别乘以各自的基数，记录整数部分，直到小 数部分为 0为止 0.8125 0.1101B 0.8125 0.DH 小数转换会发生总是无法乘到为 0的情况 可选取一定位数（精度） 将产生无法避免的转换误差 十六进制数的加减运算 二进制和十六进制数之间具有对应关系 整数从左向右 小数从右向左 每 4个二进制位对应一个十六进制位 00111010B 3AH， F2H 11110010B 十六进制数的加减运算类似十进制 逢 16进位 1，借 1当 16 23D9H 94BEH B897H A59FH 62B8H 42E7H 计算机中的常用数据类型； 计算机中对实际数据有特殊的表示方法； 整数分带 符号数 和 无符号数 两种； 无符号数 ：字节、字、双字整数操作数中，对应 的 8 位、 16 位、 32 位二进制数全部用来表示数 值本身。 没有用来表示符号位的位， 因而为正整数。 无符号整数 31 24 23 16 15 8 7 0 15 8 7 0 7 0 双字 字 字节 m 3 m 2 m 1 m M S B M S B M S B 1 - 2 地址 MSB (Most Significant Bit)：最高有效位 真值和机器数 真值 ：现实中真实的数值 机器数 ：计算机中用 0和 1数码组合表达的数值 定点数 ：固定小数点的位置表达数值的机器数 定点整数：将小数点固定在机器数的最右侧表达的整数 定点小数：将小数点固定在机器数的最左侧表达的小数 浮点数 ：小数点浮动表达的实数 无符号数 ：只表达 0和正整数的定点整数 有符号数： 表达负整数、 0和正整数的定点整数 符号位需要占用一个位 常用机器数的最高位 0表示正数、 1表示负数 正数的原码表示： 设 X=+Xn-2Xn-3X1X0 (即 n-1 位二进制正数 )， 则 X 原 =0Xn-2Xn-3X1 0 负数的原码表示 设 X= -Xn-2Xn-3X1X0 (即 n-1 位二进制负数 )， 则 X 原 =1Xn-2Xn-3X1 0=2n-1+Xn-2Xn-3X1X0 =2n-1-(-Xn-2Xn-3X1X0)=2n-1-X 注意：在这里我们一般假设 n=8。 原码 零的原码表示 在二进制数原码表示中有正零和负零之分 ， 即 +0 原 =00000 -0 原 =10000 原码定义： X 原 = (n位二进制数， 最高位为符号位 ) X X0 2 n-1-X X0 例 1.2：求 X +18 和 Y -18 的原码。 解： X的真值 +0010010，根据原码的定义， X原 00010010； Y的真值 -0010010，根据原码的定义， Y原 10010010。 表示范围 ： n位原码能够表示的数值的范围为： -(2n-1-1) +(2n-1-1)， 即 -011.1 011.1。 反码 反码的定义 X 反 = X 0 X 2n-1-1 2 n-1+X (2n-1-1) X 0 表示范围： n位反码能够表示的数值的范围为： -(2n-1- 1) (2n-1-1) (n位二进制数， 最高位为符号位 ) 同样， 0的反码也是不惟一的： +0反 00000000， -0反 11111111。 例 1.3：求 X 52 和 Y -52 的反码。 解： X的真值 0110100， 因为 X 0， 所以有 X反 X原 00110100； Y的真值 -0110100， 因为 Y 0， 所以根据反码表示方法，有 Y反 = 11001011。 补码 补码的定义 X 补 = X 0 X 2 n-1-1， 2 n+X - 2n-1 X0。 表示范围： n位补码能够表示的数值的范围为： -2n-1 (2n-1-1) 注意：与原码和反码不同 ， 0的补码是惟一的 。 (n位二进制数， 最高位为符号位 ) 例 1.4：求 X 52 和 Y 52 的补码。 解： X的真值 0110100， 因为 X 0， 所以 X补 X反 X原 00110100； Y的真值 0110100， 因为 Y 0， 所以 Y补 Y反 1 11001011 1 11001100。 原码、补码和反码 根据 X补 及 X反 的定义式得如下关系： 当 X为正数时， X反 =X补 =X原 =X； 当 X为负数时 ， X反 是将 X原 的符号位保持不变， 其余各位变反； X补 则是将 X原 的符号位保持不变， 其余各位变反加 1。 BCD码（ Binary Coded Decimal） 二进制编码的十进制数 一个十进制数位用 4位二进制编码来表示 常用 8421 BCD码：低 10个 4位二进制编码表示 0 9 压缩 BCD码 ：一个字节表达两位 BCD码 非压缩 BCD码 ：一个字节表达一位 BCD码（低 4 位表达数值，高 4位常设置为 0） BCD码很直观 BCD码： 0100 1001 0111 1000.0001 0100 1001 十进制真值： 4978.149 BCD码便于输入输出 ， 表达数值准确 ASCII码（美国标准信息交换码） 标准 ASCII码用 7位二进制编码，有 128个 不可显示的控制字符：前 32个和最后一个编码 回车 CR： 0DH 换行 LF： 0AH 响铃 BEL： 07H 可显示和打印的字符： 20H后的 94个编码 数码 0 9： 30H 39H 大写字母 A Z： 41H 5AH 小写字母 a z： 61H 7AH 空格： 20H 扩展 ASCII码：最高 D7位为 1，表达制表符号