汇编语言第一章基础知识.ppt

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1、汇编语言程序设计汇编语言程序设计北京理工大学北京理工大学 电子工程系电子工程系马永锋马永锋信息实验楼三层信息实验楼三层319-2简介简介主要内容：主要内容：学习关于计算机语言和学习关于计算机语言和CPU硬件方面的基础知识；硬件方面的基础知识；学习汇编语言的特性、基础知识及其编程技术；学习汇编语言的特性、基础知识及其编程技术；建立起建立起“机器机器/程序程序”、“空间空间/地址地址”的概念；的概念；为下学期为下学期计算机原理与应用计算机原理与应用课程打好基础。课程打好基础。学习建议：学习建议：充分注意充分注意“汇编汇编”课实践性强的特点，多读程序课实践性强的特点，多读程序,多写程序多写程序,多上

2、机调试程序；多上机调试程序；注意软、硬件结合，熟悉注意软、硬件结合，熟悉PC机的编程结构；机的编程结构；掌握汇编语言及其程序设计的基本概念、方法和技巧。掌握汇编语言及其程序设计的基本概念、方法和技巧。2简介简介参考资料：参考资料：1.80X86汇编语言程序设计汇编语言程序设计沈美明沈美明 温冬婵温冬婵 清华大学出版社清华大学出版社2.IBM PC 汇编语言与程序设计汇编语言与程序设计 PETER ABEL 编著编著 第第5版版 人民邮电出版社人民邮电出版社3.IBM PC 汇编语言与程序设计例题习题集汇编语言与程序设计例题习题集 温冬婵温冬婵 沈美明沈美明 清华大学出版社清华大学出版社3课程内

3、容课程内容 第第1章章 基础知识基础知识(3学时学时)第第2章章 指令与寻址方式指令与寻址方式(6学时学时)第第3章章 汇编语言程序组织汇编语言程序组织(6学时学时)第第4章章 程序结构及程序设计程序结构及程序设计(9学时学时)第第5章章 高级汇编技术高级汇编技术(3学时学时)4第第1章章 基础知识基础知识 1.1 计算机语言计算机语言1.2 计算机组织结构计算机组织结构1.3 计算机中数的表示计算机中数的表示5第第1章章 基础知识基础知识 1.1 计算机语言计算机语言计算机语言的层次计算机语言的层次 机器语言机器语言FORTRANFORTRANBASICBASICCOBOLCOBOLPASC

4、ALPASCALC/C+C/C+JAVA.JAVA.汇编语言汇编语言高级语言高级语言61.1 计算机语言计算机语言面向机器的语言面向机器的语言（1）机器语言）机器语言 机机器器语语言言程程序序由由机机器器指指令令构构成成，这这些些机机器器指指令令按按照照执执行行顺顺序序依次排列，运行时依次执行，完成某个特定的计算或任务；依次排列，运行时依次执行，完成某个特定的计算或任务；机机器器指指令令是是CPU能能直直接接识识别别并并执执行行的的指指令令，它它的的表表现现形形式式是是二进制编码。机器指令通常由操作码和操作数两部分组成。二进制编码。机器指令通常由操作码和操作数两部分组成。机机器器指指令令与与C

5、PU紧紧密密相相关关，所所以以不不同同种种类类的的CPU所所对对应应的的机机器器指指令令也也就就不不同同。如如80X86、Z80计计算算机机或或者者各各类类DSP使使用用不不同同的机器语言。的机器语言。71.1 计算机语言计算机语言（2）汇编语言）汇编语言 用用助助记记符符、符符号号地地址址等等表表示示的的机机器器指指令令称称作作汇汇编编指指令令，用用汇汇编指令编写的程序称作编指令编写的程序称作汇编指令程序汇编指令程序。汇编语言汇编语言是汇编指令集、伪指令集及其使用规则的统称。是汇编指令集、伪指令集及其使用规则的统称。汇编语言程序要比用机器指令编写的程序容易理解和维护。汇编语言程序要比用机器指

6、令编写的程序容易理解和维护。汇汇编编语语言言源源程程序序是是一一个个文文本本文文件件，80 x86汇汇编编语语言言源源程程序序扩扩展展名名是是.asm，它它必必须须经经过过翻翻译译才才能能够够变变成成可可执执行行的的机机器器语语言言程程序序，这个翻译过程称作这个翻译过程称作汇编汇编。8汇编汇编 用用汇汇编编语语言言编编写写的的程程序序大大大大提提高高了了程程序序的的可可读读性性，但但失失去去了了CPU能直接识别的特性。能直接识别的特性。把把汇汇编编语语言言源源程程序序翻翻译译成成CPU能能识识别别的的机机器器指指令令序序列列，我我们们称称该翻译程序为汇编程序。图该翻译程序为汇编程序。图1.1是

7、翻译程序的翻译过程示意图。是翻译程序的翻译过程示意图。常用的汇编程序有：常用的汇编程序有：MASM、TASM和和DEBUG等。等。面向机器的语言面向机器的语言图1.1 汇编语言指令到机器指令的示意图MOVDL,33H ;B233HMOVAH,2 ;B402HINT21H ;CD21HINT20H ;CD20H9非面向机器的计算机语言非面向机器的计算机语言非面向计算机的语言按照翻译程序的类型分为非面向计算机的语言按照翻译程序的类型分为编译型语言编译型语言和和解释解释型语言型语言；（1）编译型计算机语言）编译型计算机语言 翻译成机器语言的过程远比汇编的过程复杂，通常经过预处理翻译成机器语言的过程远

8、比汇编的过程复杂，通常经过预处理和多次扫描才能够变成机器语言，这个过程称作编译。编译后的和多次扫描才能够变成机器语言，这个过程称作编译。编译后的浮动二进制文件要经过连接，才能够生成可执行文件。可执行文浮动二进制文件要经过连接，才能够生成可执行文件。可执行文件运行时，不需要编译程序在场。件运行时，不需要编译程序在场。例如各种例如各种C语言都是编译型语言。语言都是编译型语言。（2）解释型计算机语言）解释型计算机语言 解释型计算机语言执行时需要翻译程序在场，边解释边执行。解释型计算机语言执行时需要翻译程序在场，边解释边执行。如如Basic语言、许多脚本语言（语言、许多脚本语言（Perl、Java S

9、cript语言等）是解语言等）是解释型语言。释型语言。10汇编语言主要特性汇编语言主要特性 面向机器的低级语言，通常是为特定的计算机或计算机系列面向机器的低级语言，通常是为特定的计算机或计算机系列专专门设计的；门设计的；保持了机器语言的优点，具有直接和简捷的特点；保持了机器语言的优点，具有直接和简捷的特点；可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备,如磁盘、存储器、如磁盘、存储器、CPU、I/O端口等端口等 目标代码简短，占用内存少，执行速度快，是高效的程序设计目标代码简短，占用内存少，执行速度快，是高效的程序设计语言。语言。经常与高级语言配合使用，应用十分广

10、泛。经常与高级语言配合使用，应用十分广泛。11汇编语言主要特性汇编语言主要特性举例：编程实现举例：编程实现123+456，结果保存到变量，结果保存到变量sum中。中。/C语言实现语言实现Main()int a,b,sum;a=123;b=456;sum=a+b;-机器语言实现机器语言实现输入程序代码：输入程序代码：-E CS:100 A1 0B 01 03 06 0D 01 A3 0F 01 C3设置数据：设置数据：-E DS 010B 7B 00 C8 01 00 00运行结果：运行结果：12F8:010F 43 0212汇编语言主要特性汇编语言主要特性-汇编语言实现汇编语言实现CODE S

11、EGMENTORG 100HASSUME CS:CODE,DS:CODEMAIN PROG NEARMOV AX,AADDAX,BMOV SUM,AXRET ADW 123 BDW 456SUM DW?MAIN ENDPCODE ENDSEND MAIN汇编语句与机器语句一一对应，它是汇编语句与机器语句一一对应，它是把每条指令及数据用便于记忆的符号把每条指令及数据用便于记忆的符号书写，是一种符号化了的机器语言，书写，是一种符号化了的机器语言，即用指令助记符、符号地址、标号等即用指令助记符、符号地址、标号等符号书写程序的语言符号书写程序的语言13汇编语言主要特性汇编语言主要特性程序设计语言程序设

12、计语言可执行程序占用字节数可执行程序占用字节数高级语言（高级语言（C）csum.exe4330汇编语言（汇编语言（MASM）17机器语言机器语言17程序占用字节数统计程序占用字节数统计汇编语言的特点：汇编语言的特点：占用空间少；占用空间少；执行速度快；执行速度快；10倍？倍？直接控制硬件能力强；直接控制硬件能力强；开发周期长、可移植性差、不易掌握；开发周期长、可移植性差、不易掌握；1470%70%以以上上的的系系统统软软件件是是用用汇汇编编语语言言编编写写的的，常常驻驻内内存存程程序序和和中中断服务例行程序几乎都用汇编语言编写；断服务例行程序几乎都用汇编语言编写；在在管管理理硬硬件件设设备备方

13、方面面提提供供了了更更多多的的控控制制方方法法，可可用用于于快快速速处处理理、位处理、编写位处理、编写I/OI/O驱动程序；驱动程序；生生成成更更加加紧紧凑凑的的可可执执行行模模块块，减减小小存存储储空空间间的的需需求求，程程序序执执行行效率更高、速度更快；效率更高、速度更快；有有助助于于理理解解程程序序与与操操作作系系统统、处处理理器器、存存储储器器、外外部部设设备备之之间间的关系和工作原理；的关系和工作原理；编写、调试程序的复杂性高；编写、调试程序的复杂性高；应应用用软软件件大大部部分分是是用用高高级级语语言言编编写写，但但对对于于执执行行效效率率要要求求苛苛刻刻的部分还需要用汇编语言进行

14、优化改进；的部分还需要用汇编语言进行优化改进；汇编语言应用汇编语言应用151.2 计算机组织结构计算机组织结构计算机系统组成：硬件计算机系统组成：硬件+软件软件硬件组成：中央处理器（硬件组成：中央处理器（CPU），存储器，输入输出子系统和），存储器，输入输出子系统和系统总线系统总线硬件：硬件：中央处理器中央处理器 CPU总线控制 逻辑接 口接 口存储器存储器大容量存储器I/O设备I/O子系统子系统系系统统总总线线.软件：软件：系统软件系统软件 用户软件用户软件16冯冯诺依曼结构诺依曼结构由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成

15、；组成；数据和程序以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，数据和程序以二进制代码的形式不加区别地存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式；存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式；控制器根据存放在存储器中的指令序列（即程序）工作，并控制器根据存放在存储器中的指令序列（即程序）工作，并由一个程序计数器（由一个程序计数器（PC）控制指令的执行。控制器具有判断能）控制指令的执行。控制器具有判断能力，能够根据计算结果选择不同的动作流程力，能够根据计算结果选择不同的动作流程运算器运算器控制器控制器存储器存储器输入设备输入设备输出设备输出设备17微型计算机的工作过程微型计算机的工作过程

16、 微型计算机的工作过程就是执行程序的过程，而程序由指令微型计算机的工作过程就是执行程序的过程，而程序由指令序列组成，因此，执行程序的过程，就是执行指令序列的过程，序列组成，因此，执行程序的过程，就是执行指令序列的过程，即逐条地从存储器中取出指令并完成指令所指定的操作。即逐条地从存储器中取出指令并完成指令所指定的操作。由于执行每一条指令，都包括取指、译码和执行三个基本步由于执行每一条指令，都包括取指、译码和执行三个基本步骤，所以，微型计算机的工作过程，也就是不断地取指令、译骤，所以，微型计算机的工作过程，也就是不断地取指令、译码和执行的过程，直到遇到停机指令时才结束机器的运行。码和执行的过程，直

17、到遇到停机指令时才结束机器的运行。优点：优点：处理器简单通用，把处理器简单通用，把复杂问题转移到存放解释程复杂问题转移到存放解释程序存储器中，即把复杂的硬序存储器中，即把复杂的硬件设计转化为复杂的软件设件设计转化为复杂的软件设计。计。181.2.1 中央处理器中央处理器 主要由算术逻辑部件（主要由算术逻辑部件（ALU）、累加器、通用寄存器组、）、累加器、通用寄存器组、控制逻辑部件、内部总线等组成。主要用途是产生时序控制控制逻辑部件、内部总线等组成。主要用途是产生时序控制信号、指令译码信号、指令译码、执行算术运算和逻辑运算等。、执行算术运算和逻辑运算等。算术逻辑部件（算术逻辑部件（ALUALU）

18、：）：完成算术运算（、完成算术运算（、）等操作；）等操作；完成逻辑运算（与、或、非、异）等操作；完成逻辑运算（与、或、非、异）等操作；通用寄存器组通用寄存器组：数据寄存器：数据寄存器：AX、BX、CX、DX 指针及变址寄存器：指针及变址寄存器：SP、BP、SI、DI、IP 标志寄存器：标志寄存器：FLAG 段寄存器：段寄存器：CS、DS、SS、ES 19寄存器寄存器-Register寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件；寄存器是有限存贮容量的高速存贮部件；寄存器是寄存器是内存阶层内存阶层中的最顶端，也是系统获得操作资料的中的最顶端，也是系统获得操作资料的最快速途径；最快速途径；通常由触发器组成；

19、通常由触发器组成；宽度：宽度：8位，位，16位，位，32位，个别可按位访问；位，个别可按位访问；注意与注意与存储器存储器的区别；的区别；201.2.2 存储器存储器-Memory存储器存储器是计算机中用于保存信息的记忆设备；是计算机中用于保存信息的记忆设备；计计算算机机存存储储信信息息的的基基本本单单位位是是一一个个二二进进制制位位（bit）：1或或0，每每8位位组成一个字节；组成一个字节；通常所说字长为通常所说字长为16位，由位，由2个字节组成；个字节组成；在在存存储储器器里里以以字字节节为为单单位位存存储储信信息息，为为了了正正确确存存取取信信息息，每每一一个个字字节单元给以一个节单元给以

20、一个存储器地址存储器地址。地址从地址从0开始编号，顺序每次加开始编号，顺序每次加1，地址也是以二进制数表示的；，地址也是以二进制数表示的；21存储单元的内容存储单元的内容 存储单元中所存放的二进制信息称为该存储单元的内容或存储单元中所存放的二进制信息称为该存储单元的内容或值，并且规定：值，并且规定：一个字节的内容是该字节单元内存放的二进制信息；一个字节的内容是该字节单元内存放的二进制信息；一个字的内容是该字地址所指向的单元及其后继一个单一个字的内容是该字地址所指向的单元及其后继一个单元的内容拼接而成；元的内容拼接而成；一个双字的内容是该字地址所指向的单元及其后三个单一个双字的内容是该字地址所指

21、向的单元及其后三个单元的内容拼接而成。元的内容拼接而成。在拼接在拼接“字内容字内容”时，按时，按“高高低低高高低低”的原则来处理，即：的原则来处理，即：高存储单元高存储单元(地址大的存储单元地址大的存储单元)的值是的值是“字内容字内容”的高的高8位，位，低存储单元低存储单元(地址小的存储单元地址小的存储单元)的值是的值是“字内容字内容”的低的低8位。位。在拼接在拼接“双字内容双字内容”时也是如此。时也是如此。存储器编址存储器编址22存储器分段管理模式存储器分段管理模式（1）存储器的分段）存储器的分段 计计算算机机的的内内存存单单元元是是以以“字字节节”为为最最小小单单位位进进行行线线性性编编址

22、址的的。为为了了标标识识每每个个存存储储单单元元，就就给给每每个个存存储储单单元元规规定定一一个个编编号号，此此编编号就是该存储单元的号就是该存储单元的物理地址物理地址。16位位微微机机把把内内存存空空间间划划分分成成若若干干个个逻逻辑辑段段，每每个个逻逻辑辑段段的的要要求求如下：如下：逻逻辑辑段段的的起起始始地地址址(通通常常简简称称为为：段段地地址址)必必须须是是16的的倍倍数数，即最低即最低4位二进制必须全为位二进制必须全为0；逻逻辑辑段段的的最最大大容容量量为为64K，这这由由16位位寄寄存存器器的的寻寻址址空空间间所所决决定。定。按按上上述述规规定定，1M内内存存最最多多可可分分成成

23、64K个个段段，即即65536个个段段(段段之之间相互重叠间相互重叠)，至少可分成，至少可分成16个相互不重叠的段。个相互不重叠的段。238086内存分段管理模式内存分段管理模式24存储器分段管理模式存储器分段管理模式（2）物理地址的形成方式）物理地址的形成方式 存储单元的逻辑地址分为两部分：段地址和偏移量。由逻辑地存储单元的逻辑地址分为两部分：段地址和偏移量。由逻辑地址得到其物理地址址得到其物理地址(PAPhysical Address)的计算方法如下：的计算方法如下：物理地址物理地址PA段地址段地址16+偏移量偏移量存储器分段管理的优点存储器分段管理的优点:允许程序在存储器内重定位；允许程

24、序在存储器内重定位；允许实模式程序在保护模式下运行；允许实模式程序在保护模式下运行；有利于程序和数据的分离。有利于程序和数据的分离。251.2.3 输入输出接口输入输出接口在计算机系统中，在计算机系统中，主机（主机（CPU 和存储器）和存储器）与与外部设备外部设备（鼠标、（鼠标、键盘、显示器、硬盘等）键盘、显示器、硬盘等）的通信是通过的通信是通过输入、输出输入、输出接口接口（Interface）进行的，每个接口包括一组寄存器。）进行的，每个接口包括一组寄存器。数据寄存器：存放外设和主机间传送的数据数据寄存器：存放外设和主机间传送的数据；状态寄存器：保存外设或接口的状态信息状态寄存器：保存外设或

25、接口的状态信息；命令寄存器：保存命令寄存器：保存CPU发给外设或接口的控制命令发给外设或接口的控制命令外设中每个寄存器有一个端口（外设中每个寄存器有一个端口（Port）地址，构成）地址，构成一个独立于内存的一个独立于内存的 I/O 地址空间：地址空间：0000H FFFFH261.2.4 系统总线系统总线在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线。在计算机系统中，各个部件之间传送信息的公共通路叫总线。CPU存储器存储器I/O接口接口I/O设备设备地址总线地址总线AB数据总线数据总线DB控制总线控制总线CBI/O总线总线控制控制271.2.5 8086微处理器结构微处理器结构总线接口部

26、件（总线接口部件（bus interface unit,BIU）负责与存储器、I/O端口传送数据。执行部件执行部件（execution unit,EU）负责指令的执行。288086微处理器微处理器8086 CPU的结构是一次划时代的革命，其基础的逻辑结构一的结构是一次划时代的革命，其基础的逻辑结构一直沿用至今，即使最新型的酷睿多核直沿用至今，即使最新型的酷睿多核CPU，使用的也还是地址、，使用的也还是地址、数据及控制三总线的协同工作方法。数据及控制三总线的协同工作方法。无论何种无论何种CPU，在工作时都是围绕一个核心，即对某个指定，在工作时都是围绕一个核心，即对某个指定的的“地址地址”进行操作

27、，或者取数或者运算。这个地址可以是某进行操作，或者取数或者运算。这个地址可以是某个通用寄存器、内存的某个地址、甚至是某个外设端口。个通用寄存器、内存的某个地址、甚至是某个外设端口。298086微处理器微处理器“需要执行的机器指令程序，首先必须存放在内存的某个地需要执行的机器指令程序，首先必须存放在内存的某个地方方”。理解这一点是汇编语言程序设计的基本要求，用高级语。理解这一点是汇编语言程序设计的基本要求，用高级语言编写并编译程序时并不需要知道这一点，这是机器语言与高言编写并编译程序时并不需要知道这一点，这是机器语言与高级语言的差异。级语言的差异。存放程序的这个地方，在程序执行时由总线接口单元的

28、存放程序的这个地方，在程序执行时由总线接口单元的CS及及IP共同来指向。指令通过外部总线从内存中被取出后，会送到共同来指向。指令通过外部总线从内存中被取出后，会送到BIU的指令流队列，并由的指令流队列，并由EU执行。而这一切都是由控制电路来执行。而这一切都是由控制电路来协调完成的。协调完成的。308086微处理器微处理器EU中的算术逻辑单元中的算术逻辑单元ALU用来维持用来维持MPU的状态和标志，管的状态和标志，管理通用寄存器和指令操作数。理通用寄存器和指令操作数。EU中寄存器是中寄存器是16位的，数据通路也是位的，数据通路也是16位的。位的。EU从从BIU的指令队列中获取指令，译码后开始执行

29、，当指令的指令队列中获取指令，译码后开始执行，当指令要求访问内存或端口时，要求访问内存或端口时，EU请求请求BIU存取数据。这时存取数据。这时EU算出算出的地址是相对段基的的地址是相对段基的16位位移量，位位移量，BIU根据指令要求选定相应根据指令要求选定相应的段寄存器来得到段基，然后再由段基和位移才能得出操作的段寄存器来得到段基，然后再由段基和位移才能得出操作数的数的20位的物理地址。位的物理地址。20位的物理地址使得位的物理地址使得EU能直接访问的能直接访问的存储空间为存储空间为1M字节。字节。318086微处理器微处理器BIU用来实现用来实现EU的所有总线操作，在的所有总线操作，在EU执

30、行指令时，执行指令时，BIU从存储器中取出后继指令送入指令队列，该队列同时能存放从存储器中取出后继指令送入指令队列，该队列同时能存放总共总共6个字节的指令。在绝大多数情况下，这一指令队列能保个字节的指令。在绝大多数情况下，这一指令队列能保证证EU从该队列中取出马上要执行的指令，而不必到内存中直从该队列中取出马上要执行的指令，而不必到内存中直接取指令。接取指令。328086的寄存器组的寄存器组寄存器寄存器是是CPU内部存放操作数的地方，它的操作速度比内存操作内部存放操作数的地方，它的操作速度比内存操作数速度快。数速度快。8086共有共有14个寄存器，它们都是个寄存器，它们都是16位的，可以存放位

31、的，可以存放16位二进制数。位二进制数。通用寄存器：通用寄存器：4个数据寄存器：个数据寄存器：AX、BX、CX和和DX，每个寄存器又可分为，每个寄存器又可分为2个个8位寄存器位寄存器2个变址寄存器：个变址寄存器：DI和和SI2个指针寄存器：个指针寄存器：SP和和BP段寄存器段寄存器4个段寄存器：个段寄存器：ES、CS、SS和和DS标志寄存器标志寄存器 1个标志寄存器：个标志寄存器：FLAG指令指针寄存器指令指针寄存器 一个指令指针寄存器：一个指令指针寄存器：IP338086的寄存器组的寄存器组 AH AX AL AH AX AL BH BX BL BH BX BL CH CX CL CH CX

32、 CL DH DX DL DH DX DL SP SP BP BP SI SI DI DI IP IP FLAGS FLAGS CS CS DS DS SS SS ES ES8086/8086/8088/8088/8028680286 寄寄 存存 器器EAXEAXEBXEBXECXECXEDXEDXESPESPEBPEBPESIESIEDIEDIEIPEIP EFLAGS EFLAGS FSFSGSGS 31 16 15 8 7 034寄存器与存储器的比较寄存器与存储器的比较寄寄 存存 器器 存存 储储 器器在在CPUCPU内部内部 在在CPUCPU外部外部访问速度快访问速度快 访问速度慢访问

33、速度慢容量小，成本高容量小，成本高 容量大，成本低容量大，成本低用名字表示用名字表示 用地址表示用地址表示没有地址没有地址 地址可用各种方式形成地址可用各种方式形成35通用寄存器的作用通用寄存器的作用（1）数据寄存器数据寄存器 数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息，从而节省读数据寄存器主要用来保存操作数和运算结果等信息，从而节省读取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。取操作数所需占用总线和访问存储器的时间。4个个16位寄存器：位寄存器：AX：Accumulator，累加器，累加器 BX：Base Register，基址寄存器基址寄存器 CX：Count Register，计数寄存器，

34、计数寄存器 DX：Data Register，数据寄存器，数据寄存器 上述上述4个寄存器可分为个寄存器可分为8个个8位寄存器，分别为位寄存器，分别为AH和和AL、BH和和BL、CH和和CL、DH和和DL。每个寄存器都有自己的名称，可独立存取。程序员可利用数据寄每个寄存器都有自己的名称，可独立存取。程序员可利用数据寄存器存器“能分可合能分可合”的特性，灵活地处理双字、字和字节等信息。的特性，灵活地处理双字、字和字节等信息。在在32位处理器中，有位处理器中，有4个个32位寄存器：位寄存器：EAX、EBX、ECX和和EDX。36通用寄存器的作用通用寄存器的作用（2）变址寄存器）变址寄存器(Index

35、 Register)SI：Source Index Register，源变址寄存器，源变址寄存器 DI：Destination Index Register，目标变址寄存器，目标变址寄存器 它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程它们可作一般的存储器指针使用。在字符串操作指令的执行过程中，对它们有特定的要求，且具有特殊的功能。中，对它们有特定的要求，且具有特殊的功能。（3）指针寄存器指针寄存器(Pointer Register)它们主要用于访问堆栈内的存储单元，并且规定：它们主要用于访问堆栈内的存储单元，并且规定：BP：基指针基指针(Base Pointer)寄存器，用它可直接

36、存取堆栈中的数寄存器，用它可直接存取堆栈中的数据据 SP：堆栈指针堆栈指针(Stack Pointer)寄存器，用它只可访问栈顶寄存器，用它只可访问栈顶37通用寄存器的作用通用寄存器的作用寄寄 存存 器器用用 途途AX乘法指令作累加器，乘法指令作累加器，I/O指令作数据寄存器指令作数据寄存器由累加器做立即数运算，比其他指令少占字节由累加器做立即数运算，比其他指令少占字节ALBCD码，码，ASCII码运算的累加器，查表指令码运算的累加器，查表指令XLAT的累加器字节乘法，字节的累加器字节乘法，字节除法，字节除法，字节I/O，十进制算术运算，十进制算术运算AH作为取指令标志作为取指令标志LAHF的

37、目的寄存器，字节乘法，字节除法的目的寄存器，字节乘法，字节除法BX间接寻址作基址寄存器，间接寻址作基址寄存器，XLAT指令中作基址寄存器指令中作基址寄存器CX串操作或循环控制中的计数器，指令执行后内容会自动变化串操作或循环控制中的计数器，指令执行后内容会自动变化CL移位，循环计数，指令执行后内容不变移位，循环计数，指令执行后内容不变DX字乘法，字除法，字乘法，字除法，I/O指令中作端口间接寻址指令中作端口间接寻址SI存储器指针存储器指针(串操作中的源指针串操作中的源指针)DI存储器指针存储器指针(串操作中的目的指针串操作中的目的指针)BP存储器指针存储器指针(存取堆栈的指针存取堆栈的指针)SP

38、堆栈指针通用寄存器的隐含使用及特殊用途通用寄存器的隐含使用及特殊用途 38控制寄存器控制寄存器（1）指令指针寄存器）指令指针寄存器IP(Instruction Pointer)IP是是16位的寄存器，存放着下次将要执行的指令位的寄存器，存放着下次将要执行的指令在代码段的偏移量。在代码段的偏移量。在在80386及其高档处理器处于保护模式时，其指及其高档处理器处于保护模式时，其指令指针寄存器是令指针寄存器是32位的位的EIP。39控制寄存器控制寄存器（2）标志寄存器）标志寄存器FLAG(Flags Register)FLAG寄存器的各位用来存放各种不同的标志。算术运算指令寄存器的各位用来存放各种不

39、同的标志。算术运算指令和逻辑运算指令的运行结果都将定性地反映在不同的标志位上，和逻辑运算指令的运行结果都将定性地反映在不同的标志位上，以便后续的条件判断指令根据这些标志实现判断转移；以便后续的条件判断指令根据这些标志实现判断转移；判断转移的实质是修改判断转移的实质是修改CS和和IP。这也正是计算机能够实现判断。这也正是计算机能够实现判断转移的底层原理。转移的底层原理。6个状态标志：个状态标志：OF、SF、ZF、AF、PF、CF3个控制标志：个控制标志：IF、DF、TF；7位保留位保留；40标志寄存器标志寄存器标志寄存器中的状态标志位含义如下标志寄存器中的状态标志位含义如下 CF(carry f

40、lag)：进位标志，在进行字进位标志，在进行字/字节运算产生进位或借位时置字节运算产生进位或借位时置1，否，否则置则置0。PF(parity flag)：奇偶性标志，结果有偶数位为奇偶性标志，结果有偶数位为1时置时置1，否则置，否则置0。AF(auxiliary carry flag)：辅助进位标志，当进行字节运算有低辅助进位标志，当进行字节运算有低4位向高位向高4位位进位或借位时置进位或借位时置1，否则置，否则置0。在作。在作BCD码运算时常常使用。码运算时常常使用。ZF(zero flag)：零标志，当运算结果为零标志，当运算结果为0时置时置1，否则置，否则置0。SF(sign flag)

41、：符号标志，运算结果为负，即结果最高位为符号标志，运算结果为负，即结果最高位为1时置时置1，否则置，否则置0。OF(overflow flag)：溢出标志，运算溢出时自动置溢出标志，运算溢出时自动置1，当它为，当它为1时可用溢出时可用溢出中断指令产生中断。中断指令产生中断。41标志寄存器标志寄存器状态标志寄存器举例：状态标志寄存器举例：0101 0100 0011 10010101 0100 0011 1001 +0100 0101 0110 1010 +0100 0101 0110 1010 1001 1001 1010 0011 1001 1001 1010 0011 运算后运算后 CF=

42、0 PF=1 OF=1CF=0 PF=1 OF=1 AF=1 ZF=0 SF=1 AF=1 ZF=0 SF=1标志寄存器中的控制标志位含义如下标志寄存器中的控制标志位含义如下 TF(trap flag)：陷阱标志，若陷阱标志，若IF=1，则在执行指令时产生单步中断。，则在执行指令时产生单步中断。IF(interrupt flag)：中断标志，若中断标志，若IF=1开中断，响应可屏蔽中断；开中断，响应可屏蔽中断；IF=0，关中断。关中断。DF(direction flag)：方向标志，方向标志，DF置置1引起串操作指令的变址寄存器自动引起串操作指令的变址寄存器自动减值，减值，DF置置0引起串操作

43、指令的变址寄存器自动增值。引起串操作指令的变址寄存器自动增值。42 8086外部有外部有20根地址线，它可以直接访问的物理空间为根地址线，它可以直接访问的物理空间为1M字字节，其编码区间为：节，其编码区间为：00000H0FFFFFH。而。而CPU内部存放存内部存放存储单元偏移量的寄存器储单元偏移量的寄存器(如如IP、SP、BP、SI、DI和和BX等等)都是都是16位，它们的编码范围仅为：位，它们的编码范围仅为：00000H0FFFFH。如何用如何用16位寄存器有效地访问位寄存器有效地访问1MB的存储空间，的存储空间，8086采用了采用了内存分段的管理模式，并引入存储器分段的概念。内存分段的管

44、理模式，并引入存储器分段的概念。段寄存器的作用段寄存器的作用438086在取指令和寻找内存操作数的地址时，采用了分段寻找在取指令和寻找内存操作数的地址时，采用了分段寻找的方式，在同一时刻可将内存分成的方式，在同一时刻可将内存分成4个段：代码段、数据段、堆个段：代码段、数据段、堆栈段和特别数据段，段与段之间允许有重叠。栈段和特别数据段，段与段之间允许有重叠。4个段寄存器是：个段寄存器是：CS(Code Segment Register，代码段寄存器，代码段寄存器)DS(Data Segment Register，数据段寄存器，数据段寄存器)SS(Stack Segment Register，堆栈

45、段寄存器，堆栈段寄存器)ES(Extra Segment Register，附加段寄存器，附加段寄存器)。这这4个寄存器都只能够作为个寄存器都只能够作为16位寄存器使用。位寄存器使用。段寄存器的作用段寄存器的作用44段寄存器的引用段寄存器的引用段寄存器是因为对内存的分段管理而设置的。一般情况下，段寄存器及其指段寄存器是因为对内存的分段管理而设置的。一般情况下，段寄存器及其指针寄存器的引用关系方面有如下规定：针寄存器的引用关系方面有如下规定：取指令所用的段寄存器和偏移量一定是用取指令所用的段寄存器和偏移量一定是用CS和和IP；堆栈操作所用的段寄存器和偏移量一定是堆栈操作所用的段寄存器和偏移量一定

46、是SS和和SP；串操作的目标操作数所用的段寄存器和偏移量一定是串操作的目标操作数所用的段寄存器和偏移量一定是ES和和DI；其它情况，段寄存器除其默认段寄存器外，还可以强行改变为其它段其它情况，段寄存器除其默认段寄存器外，还可以强行改变为其它段寄存器。寄存器。访问存储器方式访问存储器方式缺省的段寄存器缺省的段寄存器可选用的段寄存器可选用的段寄存器偏偏 移移 量量取指令取指令CSIP堆栈操作堆栈操作SSSP一般取操作数一般取操作数DSCS、ES、SS有效地址有效地址串操作串操作源操作数源操作数DSSI目标操作数目标操作数ESDI使用指针寄存器使用指针寄存器BPSSCS、DS、ES有效地址有效地址4

47、51.3 计算机中数的表示计算机中数的表示基本概念基本概念（1）位（）位（bit）是计算机所能表示的最小最基本的数据单位，是计算机所能表示的最小最基本的数据单位，它指的是取值只能为它指的是取值只能为0或或1的一个二进制数值位。位作为单位的一个二进制数值位。位作为单位时记作时记作b；（2）字节（）字节（byte）由由8个二进制位组成，通常用作计算存储个二进制位组成，通常用作计算存储容量的单位，字节作为单位时记作容量的单位，字节作为单位时记作B K是是kelo的缩写，的缩写，1K=1024=210；M是是mega的缩写，的缩写，1M=1024K=220；G是是Giga的缩写，的缩写，1G=1024

48、M=230；T是是tera的缩写，的缩写，1T=1024G=240。字节的最高位是第字节的最高位是第7位，最低位是第位，最低位是第0位。位。46基本概念基本概念（3）字）字 由由2个字节组成一个字，其最高位是第个字节组成一个字，其最高位是第15位，最低位是第位，最低位是第0位。位。高高8位称为高字节，低位称为高字节，低8位称为低字节。位称为低字节。（4）双字）双字 用用2个字个字(4个字节个字节)来组成一个双字，其高来组成一个双字，其高16位称为高字，低位称为高字，低16位称为低字。位称为低字。双字有较大的数据表示范围，它通常是为了满足数据的表示双字有较大的数据表示范围，它通常是为了满足数据的

49、表示范围而选用的数据类型，也可用于存储远指针。范围而选用的数据类型，也可用于存储远指针。（5）四字）四字 由由4个字个字(8个字节个字节)组成一个四字类型，它总共有组成一个四字类型，它总共有64个二进制个二进制位，有更大的数据表示范围，但在汇编语言中很少使用该数据位，有更大的数据表示范围，但在汇编语言中很少使用该数据类型。类型。（6）字符串）字符串 字符串是由若干个字节组成的，字节数不定，通常每个字节字符串是由若干个字节组成的，字节数不定，通常每个字节存储一个字符。该数据形式是汇编语言程序中经常使用的一种存储一个字符。该数据形式是汇编语言程序中经常使用的一种数据形式。数据形式。47计算机中数的

50、表示计算机中数的表示字长字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的位数，它通常取决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。微处理器的字长有4位、8位、16位、32位、64位等。8086为16位微处理器，80386、奔腾为32位微处理器。48计算机中数的表示计算机中数的表示1.3.1 数值数据的表示数值数据的表示进位计数制及其相互转换进位计数制及其相互转换十进制、二进制、八进制和十六进制采用的都是进位计数制，十进制、二进制、八进制和十六进制采用的都是进位计数制，进位计数制中用少量数码按次序排列成数位，并按由低到高的进位计数制中用少量数码按次序排列成数位，并按由低到高的进位方式进行计数。