复习提纲
汇编语言的特性和应用场景（与机器语言、高级语言的比较）
机器语言
是机器指令的集合。机器指令是0和1构成的二进制信息。
直接面向机器，与机器的硬件操作一一对应。计算机可以直接识别、执行，使用机器语言可以充分发挥计算机的硬件功能。
缺点: 依赖机器硬件，机器指令很难记忆，直接使用机器语言编制程序极易出错，并且难以调试。
汇编语言
汇编语言的主体是汇编指令。汇编语言的核心是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。
汇编指令和机器指令的差别在于指令的表示方法上。汇编指令是机器指令的助记符，便于人类记忆和使用。
不同的CPU有不同的汇编指令。
汇编语言改善了机器语言的不直观性。
从目标代码的长度和程序运行时间的角度上看，汇编语言程序与机器语言程序是等效的。
汇编语言的用途：有助于从软件角度理解计算机的工作原理，汇编语言具有能够直接有效控制硬件的能力，能够编写出运行速度快、代码量小的高效程序，在许多场合具有不可替代的作用。
应用场合：操作系统的核心程序段、实时控制系统的软件、智能仪器仪表的控制程序、频繁调用的子程序或动态链接库、加密解密软件、分析和防治计算机病毒
高级语言
面向程序设计人员，接近于自然语言，易学易记，便于阅读和掌握，使用方便，通用性强，不依赖具体计算机。
高级语言对计算机操作步骤进行描述有一整套标记符号、表达格式、结构及其使用的语法规则。
高级语言程序所对应的目标代码往往比机器语言程序要长，运行所需时间也更多。
冯诺依曼体系结构
(1)采用存储程序方式，指令和数据不加区别混合存储在同一个存储器中，数据和程序在内存中是没有区别的,它们都是内存中的数据,当EIP指针指向哪 CPU就加载那段内存中的数据,如果是不正确的指令格式,CPU就会发生错误中断. 在现在CPU的保护模式中,每个内存段都有其描述符,这个描述符记录着这个内存段的访问权限(可读,可写,可执行).这就变相的指定了哪些内存中存储的是指令哪些是数据）
指令和数据都可以送到运算器进行运算，即由指令组成的程序是可以修改的。
(2)存储器是按地址访问的线性编址的一维结构，每个单元的位数是固定的。
(3)指令由操作码和地址码组成。操作码指明本指令的操作类型,地址码指明操作数和地址。操作数本身无数据类型的标志，它的数据类型由操作码确定。
(4)通过执行指令直接发出控制信号控制计算机的操作。指令在存储器中按其执行顺序存放，由指令计数器指明要执行的指令所在的单元地址。指令计数器只有一个，一般按顺序递增，但执行顺序可按运算结果或当时的外界条件而改变。
(5)以运算器为中心，I/O设备与存储器间的数据传送都要经过运算器。
(6)数据以二进制表示。
将指令和数据同时存放在存储器中，是冯·诺伊曼计算机方案的特点之一。
计算机由控制器、运算器、存储器、输入设备、输出设备五部分组成。
冯·诺伊曼提出的计算机体系结构，奠定了现代计算机的结构理念。
计算机硬件系统的基本组成及工作原理
⑴ 计算机硬件由五个基本部分组成：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
⑵ 计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
⑶ 采用“存储程序”的方式，将程序和数据放入同一个存储器中（内存储器），计算机能够自动高速地从存储器中取出指令加以执行。
可以说计算机硬件的五大部件中每一个部件都有相对独立的功能，分别完成各自不同的工作。五大部件实际上是在控制器的控制下协调统一地工作。首先，把表示计算步骤的程序和计算中需要的原始数据，在控制器输入命令的控制下，通过输入设备送入计算机的存储器存储。其次当计算开始时，在取指令作用下把程序指令逐条送入控制器。控制器对指令进行译码，并根据指令的操作要求向存储器和运算器发出存储、取数命令和运算命令，经过运算器计算并把结果存放在存储器内。在控制器的取数和输出命令作用下，通过输出设备输出计算结果。
原码、反码、补码及其与计算机真值的转换
将带符号位的机器数对应的真正数值称为机器数的真值。例：0000 0001的真值 = +000 0001 = +1，1000 0001的真值 = –000 0001 = –1
反码：
正数的反码是其本身
负数的反码是在其原码的基础上, 符号位不变，其余各个位取反.
补码：
正数的补码就是其本身
负数的补码是在其原码的基础上, 符号位不变, 其余各位取反, 最后+1. (即在反码的基础上+1)
大小写的转换，数字到字符
大写转小写：add dl, 32（ASCII码加上32）或or dl, 00100000B ; or dl, 20H
小写转大写sub dl, 32或and dl, 11011111B ; and dl, 0dfH
数字到字符（ASCII码加上48）：
内存地址空间
对于CPU来讲，系统中的所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，他的容量受CPU存之能力的限制，这个逻辑存储器就是内存地址空间。基础地址+偏移地址=物理地址
段地址 ×16+偏移地址 = 物理地址
CPU在操控这些独立的物理存储器时，把它们统一当作一个逻辑存储器看待。这个逻辑存储器即内存地址空间。
每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一段地址空间；CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。
不同的计算机系统的内存地址空间分配情况是不同的。
内存地址空间是逻辑上的概念；
内存地址空间，即CPU寻址空间，与CPU地址总线宽度直接相关；
内存地址空间的容量与平时所讲的内存条的容量不是一回事；
不同的计算机系统内存地址空间如何使用有不同的分配方案。
db，dw，dd
db定义字节类型变量，一个字节数据占1个字节单元，读完一个，偏移量加1
dw定义字类型变量，一个字数据占2个字节单元，读完一个，偏移量加2
dd定义双字类型变量，一个双字数据占4个字节单元，读完一个，偏移量加4
byte ptr [bx]；word ptr [bx]；dword ptr [bx]；
小端法，小的地址单元存放低位，大的存放高位。
栈段的ss sp的设置
而对于栈顶的段地址，其是存放在段寄存器 SS 中的，而对于栈顶的偏移地址，其则是存放在 SP 寄存器中的 。记住，在任何时刻，SS:SP 都是指向栈顶元素 。push和pop处理的都是ss：sp栈顶的地址
当栈为空时，sp在栈顶的基础上再加x（x的值视情况而定）正常是2
入栈sp=sp-x，将对应的内容存入栈顶指向的内存单元；出栈先将内容取出，再sp=sp+x
8086汇编中约定「栈」空间的入栈和出栈均以字为单位。但是，其他有些CPU汇编指令支持以字节、字、双字等作为入栈和出栈操作的单位。
call，ret，int对栈的使用
ret时，执行ip=ss*16+sp，sp=sp+2，执行ret相当于pop ip，执行retf相当于执行pop ip pop cs
call时将当前的ip或者cs和ip（call far ptr s）存入栈中，再转移到对应的地址
软中断指令int① 取中断类型码n；② FR入栈，IF、TF清零；③ CS, IP依次入栈；④ 根据中断类型码计算中断向量，设置CS=n*4和IP=n*4+2，
寄存器
要知道哪些可以作为独立的8位寄存器使用
答：ax，bx，cx，dx。
知道字数据在寄存器中如何存放
答：一个字的高位字节高8位寄存器，低位存在低8位，一个16位的寄存器，前8位为高8位。
在8086CPU中，哪些寄存器可以用作寄存器间接寻址
答：bx，si，di。形如：[bx+idata]可以写作[bx]idata或idata[bx],[bx+di+idata],[bx+si+idata],[bx+si]可以写成[bx][si](均是间接寻址)
直接寻址：[idata];
CS和IP, SS和SP组合使用的特殊用途
答：俺也不知道
理解9个标志位中一些常用标志位的用途
答：状态标志位：CF, PF, AF, ZF, SF, OF;控制标志位：IF, TF, DF.
cf：进位标志位，运算时最高二进制位产生进位或者错位，cf置1.与指令adc相关
pf：奇偶标志位，运算结果低8位中1的个数为偶数，pf置1
af：辅助进位标志位，运算时半字节产生进位或者错位，af置1.
zf：0标志位，运算结果为0，zf置1.
sf：符号标志位，符号1时sf置1.
of：溢出标志位，有符号数运算结果超出系统所表示范围，of置1
tf：跟踪标志位，TF=1，控制单步执行。CPU单步执行；TF=0，CPU连续执行。
if：中断允许标志位，IF=1，控制CPU是否允许响应可屏蔽中断的中断请求。响应可屏蔽中断；IF=0，不响应可屏蔽中断。
df：方向标志位，DF=1，控制串操作时指令的处理方向，反向(高地址→低地址)；DF=0，正向(低地址→高地址)。
指令add/sub的执行会影响到CF, PF, AF, ZF, SF, OF。
指令je (等于0时跳转)依赖于ZF(零标志位)的值。
mov, push, pop, inc, dec不影响标志位。
初步了解x86系列中32位/64位CPU对寄存器做的扩展、新增和用途变化
8086是Intel系列中16位微处理器，地址总线20位。
在Intel 32位CPU中，寄存器EAX, EBX, ECX, EDX不仅仅是从原先16位寄存器扩展到了32位，而且，在用途上也更加通用。比如，16位CPU中，寄存器AX, BX, CX, DX只能用来保存运算的操作数和中间结果，不能用来存放地址。而32位CPU中，EAX，EBX， ECX，EDX功能更加通用，也可以用来保存地址。类似地，在64位CPU中RAX, RBX, RCX, RDX也是如此。
中断
8086CPU的中断过程，1）从中断信息中取得中断类型码；2）标志寄存器的值入栈（因为在中断过程中要改变标志寄存器的值，所以将其保存）；3）设置标志寄存器的第8位TF和第九位IF为0（）；4）CS，ip依次入栈；5）设置CS=n*4和IP=n*4+2。
内部中断都是不可屏蔽中断；如：int软中断，异常处理，单步中断
几乎所有由外设引发的中断，都是可屏蔽中断。
中断的作用主要体现在五个方面：实现CPU和外设之间的数据传送，实现分时操作，实现实时处理，实现故障处理，调试及检查程序。
中断、中断源、中断信息、中断类型码、中断向量、中断向量 表、中断过程、中断例程
软中断指令及其执行过程
软中断指令int① 取中断类型码n；② FR入栈，IF、TF清零；③ CS, IP依次入栈；④ 根据中断类型码计算中断向量，设置CS=n*4和IP=n*4+2。
汇编源程序
汇编程序的组成：指令、伪指令、标号注释。
程序调试的注意事项：
汇编时默认是十进制，debug工具中默认的是十六进制，且不支持2进制写法；
在.asm中写的代码默认是十进制，支持2进制，支持16进制
debug调试的是可执行文件，带扩展名
在debug中：
a命令中不支持诸如\'a\'这样的写法
e命令中支持诸如\'a\'这样的写法，也支持ASCII码形式的写法
首次进入调试界面，cx（16进制）中存放的是可执行文件的长度，cs：ip存放的是指令的首地址，单步调试是调试到int 21h要用p命令。
汇编源程序的框架由一些段构成，这些段存放代码、数据，或者将某一个段当作栈控件，段的大小是以16B为倍数。（原因16位程序中的寻址方式是段寄存器地址（16位）和偏移地址(4位)拼成的20位线性地址空间（共计1MB）。程序加载到内存后，为了确保下一个段的第1个字节在那个段偏移0的位置上，所以要将下一个段放在下一个16字节倍数上。）
每个段的最大长度不能超过64KB。（因为寄存器是16位的，能表示的地址范围只能是0000HFFFFH**，即**0216-1）
指令
mov, add, sub等汇编指令中，访问内存单元时，默认情况下，指的是数据段。即：[1]=ds:[1]
mov的注意事项：
常数作源操作数时，如果最高位是十六进制的a～f或A～F，前面要加零! 典型的就是：mov ax 0b800h；如果没有这个约定，那么b800h是由字母、数字组成的合法标识符，可能是段的名称、标号的名称、子程序的名称，等等。设定了这样一条规则后，就可以有效表示以a~f开头的十六进制表示的立即数了
两个内存单元之间不可以直接传送数据。
不可以用mov指令修改cs和ip
不能把常数送到段寄存器中；两个段寄存器直接不能直接传送。
add和sub的注意事项操作数不能同时是内存地址单元，操作数不能是段寄存器；第一个操作数是 内存地址一定要指定大小（如：sub bype ptr[bx], 32 或 sub [bx] bype ptr 32
栈
栈为空时，栈顶指向栈底+2
push和pop的注意事项：入栈出栈均以字为单位；操作对象不能是常数；pop段寄存器，这个段寄存器不可以是cs和ss； （栈顶越界有两种情况，栈满入栈和栈空出栈） 8086CPU不会自动考虑栈顶超界，需要程序员在编程设计时自己考虑。栈区长度不同，栈顶超界的具体情形也不同。
push、pop等指令在执行的时候只修改sp，所以栈顶的变化范围0000H~FFFFH，栈空sp=0，栈满sp=0，所以一个栈最大为64kB。
ret时，执行ip=ss*16+sp，sp=sp+2，执行ret相当于pop ip，执行retf相当于执行pop ip pop cs
call时将当前的ip或者cs和ip（call far ptr s）存入栈中，再转移到对应的地址
adc ax， 3==ax<-ax+3+(cf)；adc指令语法形式与add相同。 区别在于使用adc做加法时，还要加进位标志位的值。
sbb指令语法形式与sub相同。区别在于使用sbb做减法时，还要减去进位标志位CF的值。
adc和sbb使用之前可以先用sub ax，ax将cf位置为0，以免对后面的运算有影响。
cmp指令语法形式如同sub，将两个操作数相减，但是只运算，不保存结果，运算结果运算结果会影响标志位CF, ZF, SF, OF, PF，配合转移指令使用。
| jz | zf=1 |
|---|---|
| jnz | zf=0 |
| je | zf=1 |
| jne | zf=0 |
| jc | cf=1 |
注: 大于、小于等的判断综合依赖于标志位ZF, CF, OF, SF，详细可参考教材p225。
所有的条件跳转指令位移都是[-128,127]
rep movsb实现字节单元的重复传送
rep movsw实现内存字单元的重复传送
pushf将标志寄存器的值入栈
popf从栈中弹出数据到标志寄存器中
上述两条指令提供了标志寄存器的内容访问方式
jcxz检测cx中的数值，cx=0就修改ip，否则什么也不做。
loop比jcxz要多一个cx=cx-1的操作，单步执行到loop得用p，应该是遇到跳转指令都用p指令调试
inc可以对内存单元进行操作，但是一i的那个要在前面指定大小
段前缀会对反汇编的结果有影响
and和or的主要用法见上面的数字到字符，英文字母大小写转换。
div无符号数除法指令
除数有8位或16位
被除数放在ax或者dx和ax中，除数为8位（0255），被除数就是16位（065535），在ax中，结果的商在al中，余数在ah中，除数位32位时，在dx和ax中存放，dx存高16位，ax存低16位，结果的商在ax中，余数在dx中。
mul无符号乘法，8*8，被乘数al，积在ax中
16*16，被乘数为ax，积在dx：ax
伪指令db
db 1,2,3,1,2,3,1,2,3与下面的效果一样
db 3 dup（1，2，3）就是预留9个字节单元
伪指令segement使用多个段，使得程序结构清晰，解决了长度超过64kB的限制
end除了通知编译器程序结束外，还可以通知编译器程序的入口在什么地方。
伪指令end 描述了程序的结束和程序的入口。在编译、连接后，"end start" 指明的程序入口，被转化为一个入口地址，存储在可执行文件的描述信息中。
使用assume仅仅表示将某个逻辑段和某个段寄存器关联起来；真正当作特定的段使用，需要在代码段中设置相应的段寄存器值，如ds, ss。
$指下一个数据项的偏移地址
debug工具
r命令：查看各个寄存器的情况
a命令：以汇编格式在内存中写入一条指令
e命令：改写内存中的内容
d命令：查看内存中的内容
u命令：将内存中的机器指令翻译成汇编指令（反汇编）
t命令：单步执行，p，g在上面有
补充
f命令
使用f命令，向内存单元批量填写数据。
-f b800:0f00 0f9f 03 04
写入爱心
table
类似：db 5 dup(16 dup(?))
0b800h
显存位置，80*25，一共25行，每行80个字，160个字节
学习通习题
cpu有8根地址引脚线，它可以访问256个内存地址单元；0000 0000~1111 1111，即0~255.共256个
CPU内存地址空间的大小是由地址总线的宽度决定的。内存地址空间，即逻辑地址空间，是对所有物理内存在逻辑上的统一编址。
对于显示器、键盘、打印机等外部设备，CPU并不是直接控制其工作的，而是通过接口卡间接控制其工作。CPU通过总线向接口卡发送命令，接口卡根据CPU的命令控制外设进行工作。
计算机里，从B(yte)→KB→MB→GB→TB→PB，每一个之间都相差1024即2^10个数量级。
地址总线的宽度决定了CPU寻址能力。数据总线的宽度决定了CPU与外设之间的数据传输速度。
伪指令在汇编阶段由汇编器识别并处理，但不不会产生机器码。
汇编语言和机器语言都依赖机器硬件，用汇编语言和机器语言编写的程序都不具备可移植性。
8086中，对内存地址空间在逻辑上进行"分段"时，段的起始物理地址必须是16的整数倍。
处理器的ISA,全称Instruction Set Architecture(指令集体系结构)， 指的是处理器支持的指令以及指令的字节级编码。
intel公司的x86系列cpu和ARM公司ARM架构的cpu，其硬件架构不同，所支持的指令及指令的字节集编码也不同。
IA32，也可以称为X86-32，都是指Intel 32位指令集体系结构。
关于"相同系列的cpu有相同的汇编指令集"，以x86系列CPU8086和80386为例，虽然同属于同一系列，但8086是16位cpu, 80386是32位cpu, 指令集向前兼容，后者支持的指令集要比8086支持的指令集丰富得多。
不同的cpu生产厂商，在生产cpu时如果遵从相同的ISA，则认为，这些cpu是在ISA级别上是兼容的。比如，Intel公司和AMD公司，都遵从IA-32指令集体系结构标准生产cpu，它们在ISA级别上是兼容的；再比如，ARM公司把ARM架构的知识产权出售出去，其他厂商都可以基于此生产相同ARM架构的cpu。
8086CPU工作在实模式下。工作在实模式下的操作系统，如DOS，称为实模式操作系统。实模式下，CPU通过物理地址访问内存。在实模式下，所有程序都在同一个物理地址空间下，程序之间可以相互访问对方的内存地址空间，安全性得不到保证。
在8086CPU中，DOS下，00200H ~ 002FFH这一范围内的256个字节的空间，被认为是一般情况下安全可用的空间。
80386CPU及以后的CPU都支持保护模式。工作在保护模式下的操作系统，称为保护模式操作系统。现代操作系统都工作在保护模式下。在保护模式下，引入了虚拟内存机制。每个进程都有一个独立的虚拟地址空间。CPU通过一个地址映射表，把虚拟的内存地址转化为物理内存地址，然后再访问。
assume ds:data只是告诉汇编器，把逻辑段data和ds建立关联，它是汇编期间由汇编器负责处理的伪指令。只有当执行以下汇编指令，明确地把数据段data的段地址送到寄存器ds中，CPU才会把逻辑段data当作数据段来使用。
8086机器的内存，在内存地址C0000—FFFFF之间为ROM区域
程序开始位置有一段空间叫psp区，大小为256B。
