汇编语言是直接在硬件之上工作的编程语言，首先要了解硬件系统的结构，才能有效的应用汇编语言对其编程。

机器语言

机器语言是机器指令的集合。

机器指令展开来讲就是一台机器可以正确执行的命令。

汇编语言的产生

汇编语言的主体是汇编指令。

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便于记忆的书写格式。

汇编指令是机器指令的助记符。

机器指令: 1000100111011000

操作:寄存器BX的内容送到AX中

寄存器:

简单的讲是CPU中可以存储数据的器件，一个CPU中有多个寄存器。

AX是其中一个寄存器的代号，BX是另一个寄存器的代号。

计算机能读懂的只有机器指令，那么如何让计算机执行程序员用汇编指令编写的程序呢？

汇编语言的组成

汇编语言发展至今，有以下3类指令组成

汇编指令:机器码的助记符，有对应的机器码。

伪指令:没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行。

其他符号: 如+、-、*、/ 等，由编译器识别，没有对应的机器码。

汇编语言的核心是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。

存储器

CPU是计算机的核心部件，它控制整个计算机的运作并进行运算。要想让一个CPU工作，就必须向它提供指令和数据。指令和数据在存储器中存放，也就是我们平时所说的内存。在一台PC机中内存的作用仅次于CPU。离开了内存，性能再好的CPU也无法工作。磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU使用。要灵活地利用汇编语言编程，我们首先要了解CPU是如何从内存中读取信息，以及向内存中写入信息的。

指令和数据

指令和数据是应用上的概念。在内存或磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。CPU在工作的时候把有的信息看作指令，有的信息看作数据，为同样的信息赋予了不同的意义。就像围棋的棋子，在棋盒里的时候没有任何区别，在对弈的时候就有了不同的意义。

例如，内存中的二进制信息1001001011011000， 计算机可以把它看作大小为89D8H的数据来处理，也可以将其看作指令mov ax,bx来执行。

1000100111011000-> 89D8H (数据)

1000100111011000 -> mov ax,bx(程序)

存储器被划分成若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号，例如一个存储器有128个存储单元，编号从0~127，如图1.2所示。

那么一个存储单元能存储多少信息呢?我们知道电子计算机的最小信息单位是bit(音译为比特)，也就是一个二进制位。8个bit组成一个Byte,也就是通常讲的一个字节。微型机存储器的存储单元可以存储一个Byte, 即8个二进制位。一个存储器有 128个存储单元， 它可以存储128个Byte。

微机存储器的容量是以字节为最小单位来计算的。对于拥有128个存储单元的存储器，我们可以说，它的容量是128个字节。

对于大容量的存储器般还用以 下单位来计量容量(以下用B来代表Byte):

磁盘的容量单位同内存的一样， 实际上以上单位是微机中常用的计量单位。

CPU对存储期的读写

存储器被划分成多个存储单元，存储单元从零开始顺序编号。这些编号可以看作存储单元在存储器中的地址。就像一 条街，每个房子都有门牌号码。

CPU要从内存中读数据，首先要指定存储单元的地址。也就是说它要先确定它要读取哪一个存储单元中的数据。

另外，在一台微机中，不只有存储器这一种器件。 CPU在读写数据时还要指明，它要对哪一个器件进行操作，进行哪种操作，是从中读出数据，还是向里面写入数据。

可见，CPU要想进行数据的读写，必须和外部器件(标准的说法是芯片)进行下面3类信息的交互。

存储单元的地址(地址信息);

器件的选择，读或写的命令(控制信息);

读或写的数据(数据信息)。

CPU是通过什么将地址、数据和控制信息传到存储器芯片中的呢?电子计算机能处理、传输的信息都是电信号，电信号当然要用导线传送。在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称为总线。总线从物理上来讲，就是一根根导线的集合。根据传送信息的不同，总线从逻辑上又分为3类，地址总线、控制总线和数据总线。

CPU从3号单元中读取数据的过程(见图1.3)如下。

CPU 通过地址线将地址信息3发出。

CPU 通过控制线发出内存写命令，选中存储器芯片，并通知它，要向其中写入数据。

CPU 通过数据线将数据26送入内存的3号单元中。

从上面知道了CPU是如何进行数据读写的。可是，如何命令计算机进行数据的读写呢?

要让一个计算机或微处理器工作，应向它输入能够驱动它进行工作的电平信息(机器码)。对于8086CPU，下面的机器码， 能够完成从3号单元读数据。

机器码:10100001 00000011 00000000

含义:从3号单元读取数据送入寄存器AX

CPU接收这条机器码后将完成我们上面所述的读写工作。

机器码难于记忆，用汇编指令来表示，情况如下。

机器码:101000010000001100000000

对应的汇编指令: MOV AX,[3]

含义:传送3号单元的内容入AX

地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储器单元的。可见地址总线上能传送多少个不同的信息，CPU就可以对多少个存储单元进行寻址。

现假设，一个CPU有10根地址总线，让我们来看一下它的寻址情况。我们知道，在电子计算机中，一根导线可以传送的稳定状态只有两种，高电平或是低电平。用二进制表示就是1或0，10 根导线可以传送10位:进制数据。而10位二进制数可以表示多少个不同的数据呢? 2的10次方个。最小数为0，最大数为1023。

图1.4展示了一个具有10根地址线的CPU向内存发出地址信息11时10根地址线上传送的二进制信息。考虑一下，访问地址为12、13、 14 等的内存单元时，地址总线上传送的内容是什么?

一个CPU有N根地址线，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N.这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。

16位数据总线上传送的信息

8086有16根数据线，可一次传送16 位数据，所以可一次传送数据 89D8H;而8088只有8根数据线，一次只能传8位数据，所以向内存写入数据89D8H时需要进行两次数据传送。

控制总线

CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。在这里控制总线是个总称，控制总线是一些不同控制线的集合。有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制。所以，控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

前面所讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的，其中有一根称为 “读信号输出”的控制线负责由CPU向外传送读信号，CPU向该控制线上输出低电平表示将要读取数据:有一根称为“写信号输出”的控制线则负责传送写信号。

汇编指令是机器指令的助记符，同机器指令一一对应。

每一种CPU都有自己的汇编指令集。

CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。

在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。

存储单元从零开始顺序编号。

一个存储单元可以存储8个bit,即8位二进制数。

1Byte= 8bit 1KB= 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB。

每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连。也可以说， 这些管脚引出总线。一个CPU可以引出3种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能:

地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力:

数据总线的宽度决定了CPU与其他器件进行数据传送时的一次数据传送量;

控制总线的宽度决定了CPU对系统中其他器件的控制能力。

内存地址空间(概述)

什么是内存地址空间呢?一个CPU的地址总线宽度为10， 那么可以寻址1024个内存单元，这1024个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。下面进行深入讨论。首先需要介绍两部分基本知识，主板和接口卡。

主板

在每一台PC机中，都有一个主板，主板上有核心器件和一些主要器件，这些器件通过总线(地址总线、数据总线、控制总线)相连。这些器件有CPU、存储器、外围芯片组、扩展插槽等。扩展插槽上一般插有RAM内存条和各类接口卡。

接口卡

计算机系统中，所有可用程序控制其工作的设备，必须受到CPU的控制。CPU对外部设备都不能直接控制，如显示器、音箱、打印机等。直接控制这些设备进行工作的是插在扩展插槽上的接口卡。扩展插槽通过总线和CPU相连，所以接口卡也通过总线同CPU相连。CPU可以直接控制这些接口卡，从而实现CPU对外设的间接控制。简单地讲，就是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。

各类存储器芯片

一台PC机中，装有多个存储器芯片，这些存储器芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。从读写属性上看分为两类:随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)。随机存储器可读可写，但必须带电存储，关机后存储的内容丢失，只读存储器只能读取不能写入，关机后其中的内容不丢失。这些存储器从功能和连接上又可分为以下几类。

随机存储器

用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据，主随机存储器一般由两个位置 上的RAM组成，装在主板上RAM和插在扩展插槽上的RAM。

装有BIOS(Basic Input/Output System,基本输入/输出系统)的ROM

BIOS是由主板和各类接口卡(如显卡、网卡等)厂商提供的软件系统，可以通过它利用该硬件设备进行最基本的输入输出。在主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM。例如，主板上的ROM中存储着主板的BIOS(通 常称为系统BIOS);显卡上的ROM中存储着显卡的BIOS; 如果网卡上装有ROM,那其中就可以存储网卡的BIOS。

接口卡上的RAM

某些接口卡需要对大批量输入、输出数据进行暂时存储，在其上装有RAM。最典型的是显示卡上的RAM，一般称为显存。显示卡随时将显存中的数据向显示器上输出。换句话说，我们将需要显示的内容写入显存，就会出现在显示器上。

图展示了PC系统中各类存储器的逻辑连接情况。

内存地址空间

上述的那些存储器，在物理上是独立的器件，但是在以下两点上相同。

都和CPU的总线相连。

CPU对它们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。

这也就是说，CPU在操控它们的时候，把它们都当作内存来对待，把它们总的看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是我们所说的内存地址空间。

图展示了CPU将系统中各类存储器看作一个逻辑存储器的情况。

将各类存储器看作一个逻辑存储器

在图中，所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段，即一段地址空间。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。

假设，图中的内存地址空间的地址段分配如下。

地址0~7FFFH的32KB空间为主随机存储器的地址空间;

地址8000H~9FFFH的8KB空间为显存地址空间;

地址A000H~FFFFH的24KB空间为各个ROM的地址空间。

这样，CPU向内存地址为1000H的内存单元中写入数据，这个数据就被写入主随机存储器中; CPU向内存地址为8000H 的内存单元中写入数据，这个数据就被写入显存中，然后会被显卡输出到显示器上; CPU向内存地址为C000H的内存单元中写入数据的操作是没有结果的，C000H单元中的内容不会被改变，C000H单元实际上就是ROM存储器中的一个单元。

内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086CPU的地址总线宽度为20,可以传送2的20次方个不同的地址信息(大小从0至2的20次方-1)。即可以定位2的20次方个内存单元，则8086PC的内存地址空间大小为1MB。同理，80386CPU 的地址总线宽度为32，则内存地址空间最大为4GB。

在基于一个计算机硬件系统编程的时候，必须知道这个系统中的内存地址空间分配情况。因为当我们想在某类存储器中读写数据的时候，必须知道它的第一个单元的地址和最后一个单元的地址，才能保证读写操作是在预期的存储器中进行。比如，希望向显示器输出一段信息，那么必须将这段信息写到显存中，显卡才能将它输出到显示器上。要向显存中写入数据，必须知道显存在内存地址空间中的地址。

不同的计算机系统的内存地址空间的分配情况是不同的，图展示了8086PC 机内存地址空间分配的基本情况。

图告诉我们，从地址0～9FFFF的内存单元中读取数据，实际上就是在读取主随机存储器中的数据;向地址A0000～BFFFF的内存单元中写数据，就是向显存中写入数据，这些数据会被显示卡输出到显示器上;我们向地址C0000～FFFF的内存单元中写入数据的操作是无效的，因为这等于改写只读存储器中的内容。

内存地址空间

最终运行程序的是CPU,我们用汇编语言编程的时候，必须要从CPU的角度考虑问题。对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，它的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器即是我们所说的内存地址空间。