第1章 基础知识

1.1 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。电子计算机的机器指令是一列二进制数字。

1.2 汇编语言的产生

产生原因：

机器语言难以辨识和记忆

汇编语言：

• 汇编语言的主体（核心）是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。
• 汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
• 程序员写出汇编语言原程序，再用汇编编译器（汇编器）将其编译为机器码，由计算机最终执行。
• 每一种CPU都有自己的汇编指令集。

1.3 汇编语言的组成

汇编语言由三类指令组成：

1. 汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码。
2. 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行。
3. 其它符号：如+、-、* 、/等，由编译器识别，没有对应的机器码。

1.4 存储器（内存）

磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU利用。

1.5 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。

1.6 存储单元

• 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。
• 微机存储器的容量是以字节为最小单位来计算的。

1.7 CPU对存储器的读写

CPU进行数据读写须和外部器件进行3类信息的交互：

1. 存储单元的地址（地址信息）
2. 器件的选择，读或写的命令（控制信息）
3. 读或写的数据（数据信息）

CPU从内存（的3号单元）中读取数据的过程：

1. CPU通过地址线将地址信息3发出；
2. CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储芯片，并通知它将要从中读取数据；
3. 存储器将3号单元中的数据8通过数据线送入CPU；

1.8 地址总线

• 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。
• 一个CPU有N根地址总线，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。

1.9 数据总线

数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。

1.10 控制总线

• 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。控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

1.11 内存地址空间（概述）

可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。

1.12 主板

1.13 接口卡

1.14 各类存储芯片

存储器从读写属性上分类：随机存储器 和 只读存储器。

存储器从功能和连接上分类：

• 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，装在主板上的RAM和在扩展插槽上的RAM
• 装有BIOS的ROM
  • 主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM
• 接口卡上的RAM
  • 某些接口卡需要大批量输入输出数据进行暂时存储，在其上装有RAM

PC系统中各类存储器的逻辑连接情况：

1.15 内存地址空间

CPU将系统中各类存储器看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器。

我们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布情况。