汇编语言基础及组成原理

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1、2.1 微型计算机系统 2.1.1 微型计算机系统概念 汇编语言与微型计算机系统密切相关。先 来明确汇编语言的学习内容。第1章中提到 的三条汇编指令： MOV AX,35 ADD AX,27 MOV Z,AX 这几条指令中涉及到寄存器（AX）、加 法运算、存储单元（Z）、数据的获取和传 送、指令的存放等内容。 2.1.2 微处理器 微处理器分为执行部件EU和总线接口部件 BIU两部分。 执行部件EU中包含运算器的算术逻辑运算 单元ALU、通用寄存器组、标志寄存器 FLAGS、EC单元控制系统等； 总线接口部件BIU包含段寄存器组（CS、 DS、ES、SS）、指令指针寄存器IP、指令队列单元、地

2、址加法器、总线控制系统等。2.2 80X86寄存器 2.2.1 8086寄存器组 分类 数据寄存器：包括AX、BX、CX、DX四个 16位的通用寄存器。 其中DX存放高字（高16位），AX存放低字 （低16位）。数据寄存器中每个寄存器又可 以分为2个8位的寄存器。分别为AH、AL， BH、BL，CH、CL，DH、DL。AH为高字 节（高8位）寄存器、AL为低字节（低8位 ）寄存器。 数据寄存器 表示为(DX)=2345H，(AX)=6789H，存 放形式为： 例1 用DX、AX寄存器保存双精度数 23456789H。例2 用AX寄存器存放一个字1234H， 表示为(AX)=1234H，存放形式

3、为：地址寄存器 包括指针和变址寄存器SI、DI、SP、 BP四个16位寄存器。顾名思义，它们可用来存放存储器的偏移地址。另外 ，它们也可以作为通用寄存器用。严 格地说，用来存放存储器偏移地址的 寄存器都应该叫地址寄存器，如BX基 址寄存器、IP指令指针寄存器等。 SI 源变址寄存器，可用于存放源缓冲区的偏移地址。 DI 目的变址寄存器，可用于存放目的缓冲区的偏移地址。SP 堆栈指针寄存器，用于指出堆栈区的栈顶的偏移地址。BP 基址指针寄存器，用于指出堆栈区的某个单元的偏移地址。 CS 代码段寄存器，用于指出存放程 序的代码段的段地址。 DS 数据段寄存器，用于指出存放数 据的数据段的段地址。

4、ES 附加段寄存器，用于指出存放附 加数据的附加段的段地址。 SS 堆栈段寄存器，用于指出堆栈区 的堆栈段的段地址。段寄存器 控制寄存器 溢出标志 方 向 标 志 中断标志 陷阱标志 符号标志 零标志 辅助进位标志 奇偶标志 进位标志 IP 指令指针寄存器：用来存放代码段中的偏移地址 ，指出当前正在执行指令的下一条指令所在单元的 偏移地址。 FLAGS标志寄存器：其中的某位代表CPU的一个标 志，最低位为D0，最高位为D15。8086CPU的标志 寄存器共有9个标志，分别为6条件码标志和3控制 标志。其含义如下： 在DEBUG调试环境下以字母缩写的形式表示各个标志位的状态。 进入DEBUG后，

5、用R命令查看寄存器状态时，可以看到除了陷阱标志以外 的标志位的状态。如表2-1所示。 标志名标志值为1值为0进位标志CFCYNC符号标志SFNGPL零标志ZFZRNZ溢出标志OFOVNV辅助进位 标志AFACNA奇偶标志PFPEPO方向标志DFDNUP中断标志IFEIDI 例1 两个二进制数相加运算，有关标 志位自动发生变化。10011010 + 0100101111100101 CPU会自动地把标志位设为：CF=0， SF=1，ZF=0，OF=0，即无进位，结 果为负数，结果不为0，没有溢出。 练习：写出下列二进制运算的 结果以及标志位的变化： （1） 10101110+00110011 （

6、2） 11001101-101000112.2.2 80X86寄存器组 Intel 8086、80286都是16位的寄存器。 从80386开始，寄存器扩展为32位。2.3 内存储器 2.3.1 物理地址与逻辑地址 1 地址 CPU对内存的访问是通过地址总线进行的，地址总线的每一个二进制组态对应一个存储单元，可作为该存储单元的地址。在80X86系统中一个实际的存储单元只存放8位二进制数，称为字节单元。地址位数与存储空间有如下的关系 ： 若系统只有1根地址线A0: 则A0上有两个不同的信号0和1，可以表示0 号和1号两个存储单元。 若系统有2根地址线A1、A0:则有四个不同的信号组合00、01、1

7、0、11 ，可以表示0号3号四个存储单元。 若系统有10根地址线A9A0: 则有0号1023号不同组合，可以表示1024 个存储单元，寻址空间达到1KB。B(Byte) 表示字节单元。 可以看出，若地址位数为n，则地址空间的 大小为2n个存储单元。2物理地址 物理地址是内存单元的真实地址。存储单元 的物理地址是唯一的。 Intel8086CPU有20根地址线，因此其存储空间可达220=1M字节单元。在20位地址线的存储空间中采用十六进制表示的物理地址 范围是00000HFFFFFH。3逻辑地址 逻辑地址是用户编程时使用的地址，分为 段地址和偏移地址两部分。 在8086汇编语言中，把内存地址空间

8、划分为若干逻辑段，每段由一些存储单元构成 。 用段地址指出是哪一段，偏移地址标明是该 段中的哪个单元。段地址和偏移地址都是16 位二进制数。 逻辑地址的形式：段地址:偏移地址 例1 用十六进制分别表示的三个逻辑地址如下： 3020:055AH3021:054AH2C43:432AH 4逻辑地址与物理地址的转换 用户编程时采用的逻辑地址在CPU执行程序时 都要转换成实际的物理地址，这个转换过程是 由CPU中的地址加法器自动完成的。 转换公式为：物理地址=段地址10H+偏移地址 例1 若逻辑地址为3020:055AH，其物理地 址=3020H10H+055AH=3075AH。练习： 根据给出的逻辑

9、地址，计算物理地 址。 逻辑地址= 2C43:432AH ，物理地址= ？2E37:9822H ，886F:7911H ，1234:05ACH ， 2.3.2 存储单元 在汇编语言中，把存储单元分为字节 单元、字单元、双字单元等，称为存 储单元的属性。 存储单元中的数据称为存储单元内容 ，存储单元的地址和内容的表示形式 为用括号将地址括起来以代表单元的 内容。 如（3075AH）=12H 表示3075AH号单元中的内容是12H （3075BH）=34H 表示3075BH号单元中的内容是34H 若（37692H）=5678H 表示37692H单元和37693H单元一起 存放5678H 在存储的时

10、候，高字节放在高地址单元 ，低字节放在低地址单元 。如图2-7所 示。图2-7 存储单元的地址和内容 由于字单元是由两个相邻的字节单元构成的， 那么对于同一个地址而言，它既可以看成字 节单元，又可以看成字单元。 如把图2-7中的字节单元3075AH看成是字单元，则：（3075AH）=3412H存储单元还分为偶地址单元和奇地址单元。 例如图2-7中的字节单元3075AH和字单元 37692H都是偶地址单元，而字节单元 3075BH是奇地址单元。 练习：有若干个数据需要存放 在存储单元中，请画图表示， 并标出存储单元的属性。(23560H) =37H(23562H) =2D18H(23620H)

11、=12345678H 2.3.3 存储器分段 1分段的概念 8086CPU的地址寄存器只有16位，如果直接从地址寄存器中发出地址信号，所能访问的存储空间就只有216=64KB，达不到20位地址线所提供的地址范围。 将存储器划分为若干逻辑段，每段最 大64K字节单元。 逻辑段的大小可变，每段最少16个字 节单元，也可以100个、1000个到最 大可达65536个字节单元。 段地址和偏移地址构成逻辑地址。例如：逻辑地址为1200:2650H。 在存储器中，规定每16个字节单元为一 小段，每小段的第一个单元的物理地址 称为小段的首地址，8086的1MB内存空 间的20位物理地址用十六进制表示如下 ：

12、 规定：存储器分段时，各段的起始地 址必须是小段的首地址，即逻辑段必 须从任一个小段的首单元开始，而不 能从其它的字节单元开始。小段首地址的共同的特点是十六进制表 示的物理地址的最低位都是0，如果把0 去掉（二进制的地址去掉4个0），就可 以用16位段寄存器保存小段的首地址。例1 定义2个段，第一个段的段地址为0002H ，共16个单元；第二个段的段地址为4123H ，共1024个单元。如图标出了各段首单元和 末单元的逻辑地址。每一个段内的偏移地址都 是从0000H开始的。第一段的首单元的物理地 址00020H，末单元的物理地 址0002FH第二段的首单元的物理地 址为41230H，末单元的物

13、理 地址为4162FH。2段的类型8086汇编语言中把逻辑段分为四种类型 ，分别是代码段、数据段、附加段和堆栈 段。 各段的逻辑地址对应表： 段名段寄存器偏移地址代码码段CSIP数据段DSBX、SI、DI等地 址寄存器 附加段ESBX、SI、DI等地 址寄存器 堆栈栈段SSSP或BP例1段寄存器与其偏移地址如下，写出其相应 的物理地址及含义。 CS=1896H，IP=1655H 当前要执行的指令的物理地址 =18960H+1655H=19FB5H DS=2896H，EA=1655H 当前要访问的数据的物理地址 =28960H+1655H=29FB5HES=1896H，EA=2655H 当前要访

14、问的数据的物理地址 =18960H+2655H=1AFB5HSS=1896H，SP=3655H 当前要访问的堆栈的物理地址 =18960H+3655H=1BFB5H例2 段寄存器与内存的分段情况如图。观察各 段的大小及分布，判断其地址范围，标出每个 段首地址和末地址。 代码段共64KB单元，它 的地址范围应该是 210E0H310DFH。 附加段只有2KB，地址范 围在34600H34CFFH 之间。 数据段为16KB，其地址 范围为34D00H 38CFFH。 堆栈段只有512个字节单 元，它的地址范围是 84180H8437FH。 你懂了吗 ？2.4 实例二 进入计算机1DEBUG的主要命

15、令2进入DOS3. 进入DEBUG2.4.1 调试工具DEBUG 1DEBUG的主要命令 DEBUG命令有20多个，先学习最常用的命令 。 R 查看和修改寄存器 D 查看内存单元 E 修改内存单元 U 反汇编，将机器指令变为汇编指令 T /P单步执行 G 连续执行程序 A 输入汇编指令 Q 退出 2进入DOSDEBUG要先进入DOS环境中再使用，在Windows下进入DOS的方法可选择两种。（1）在Windows桌面下单击开始菜单，选择运行命令；在弹出的文本框中输入cmd；按确定后进入DOS环境 。（2）选择“开始程序附件命令提示符”进入DOS。 （3）DOS命令 本书用到的简单的DOS命令： cd 首先要用cd 退回到根目录C下 dir 显示文件列表 cd hb 进入hb子目录 cd 退回到上一级目录 e：进入e盘 cls 清屏 DOS和DEBUG命令都支持大小写。 3. 进入DEBUG DEBUG的提示符是小短线 ，在其后输入命令。（1）R命令查看和修改寄存器 R命令有两种用法：直接键入R，将显示CPU所有的寄存器和标志位；修改寄存器：在R后跟写寄存器名，则先显 示寄存器的内容，在冒号后可键入新的值 逻辑地址机器指令汇编指令标志位状态 （2）D命令查看内存单元 用D命令可以查看存储单元的地址和内容。 例如： D DS:0