第一章 汇编语言程序设计基础

汇编语言程序设计基础汇编语言是一种底层编程语言，与高级语言相对应。

而汇编语言程序设计则是通过使用汇编语言来编写计算机程序的过程。

在学习和理解汇编语言程序设计的基础上，程序员可以更深入地了解计算机的底层工作原理，并且能够编写与硬件更接近的程序代码。

一、了解汇编语言的历史和背景汇编语言的诞生可以追溯到计算机的发展早期，当时的计算机使用的是机器语言编程，这种语言非常底层，包含了计算机指令的二进制表示形式。

为了简化编程过程并提高程序可读性，汇编语言应运而生。

它使用了助记符（mnemonic）来代替机器指令的二进制表示，让程序员更容易理解和编写程序。

二、汇编语言的特点和优势汇编语言有一些独特的特点和优势，使得它在一些特定的应用场景中得到广泛应用。

1. 直接访问底层硬件：与高级语言相比，汇编语言更接近计算机硬件，可以直接操作和访问寄存器、内存和设备等底层资源，从而提高程序性能和控制能力。

2. 程序执行效率高：由于汇编语言的指令是直接对应机器指令的，不经过翻译和解释，所以执行效率非常高，适用于对速度要求较高的场合。

3. 灵活性和可优化性：使用汇编语言可以更加灵活地控制程序的执行流程，针对特定的应用需求进行优化，提高程序的效率和性能。

三、汇编语言的基本元素和语法1. 寄存器：汇编语言中的寄存器是一块由硬件实现的高速存储区域，可以存储临时数据和操作数，常用的寄存器有通用寄存器、特殊用途寄存器等。

2. 指令：汇编语言通过指令来告诉计算机应该执行的操作，包括数据传输、算术运算、逻辑运算、条件分支、循环控制等。

3. 内存：汇编语言使用内存来存储程序和数据，通过地址来访问内存中的内容。

四、汇编语言程序设计的实际应用汇编语言程序设计在一些特定的场景中有着广泛的应用，如嵌入式系统开发、驱动程序开发、嵌入式设备调试等。

1. 嵌入式系统开发：嵌入式系统常常对计算能力、存储空间和功耗等有严格的要求，使用汇编语言可以精确控制系统资源，提高系统性能和响应速度。

第一章汇编语言基础知识【教学目的】本章内容是本课程的基础，通过本章学习，使学生明确汇编语言程序设计的学科性质、基本内容和学习意义，掌握计算机的硬件、数制的转换、数据的编码，了解本门课程的教学要求和学习方法。

【重点难点】二进制数及其与其它数制的转换、补码及其运算。

汇编语言程序设计是计算机类专业的重要专业基础课,是从事计算机研究与应用，特别是软件研究的基础。

虽然它并不象高级语言如VB、VC那样容易使用，但它汇编后的目标代码少，执行时间短等优点是其他语言所无法取代的,所以它多用于那些要求运行效率高、实时性很强的系统程序和应用程序的编制，例如自动控制等方面,所以汇编语言是非常重要的。

1.1 计算机系统概述1.1.1计算机的硬件1.硬件：是指能看得见、摸得着的物理部件。

2.计算机硬件主要由运算器、控制器、存储器和输入输出设备构成。

运算器和控制器是计算机的核心，合称中央处理单元CPU。

CPU内部还有一些告诉存储单元，称为寄存器。

微处理器：CPU由一个大规模集成电路芯片构成。

输入、输出设备是指负责与计算机的外部世界通信用的I/O设备或外设。

把CPU、存储器和I/O设备连接起来，用来传送各部件之间的信息称为系统总线。

系统总线的动作由总线控制逻辑负责指挥。

1.1.2中央处理单元1.CPU的任务是执行存放在存储器里的指令序列。

2.CPU芯片中除高速缓冲存储器之外，主要由以下三部分组成：(1).算术逻辑部件(arithmetic logic unit，ALU)：用来进行算术和逻辑运算。

(2). 控制逻辑：负责对全机的控制工作。

(3). 工作寄存器：用来存放计算过程中所需要的或所得到的各种信息。

1.1.3 存储器存储器是计算机的记忆部件，它用来存放程序以及程序中所涉及的数据。

主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据，CPU 可以直接存取。

有大量的存储单元组成。

每个存储单元都有唯一的存储地址。

在存储器里是以字节为单位存储信息。

汇编语言程序设计第二版汇编语言是一种低级编程语言，它使用助记符来表示机器指令，允许程序员直接控制硬件。

汇编语言程序设计第二版是针对那些希望深入理解计算机系统底层工作机制的程序员和计算机科学学生编写的教材。

本书在第一版的基础上进行了更新和扩充，以适应现代计算机体系结构和编程实践的发展。

第一章：汇编语言基础本章介绍了汇编语言的基本概念，包括指令集、寄存器、内存寻址方式以及指令的格式和操作。

通过实例代码，读者可以初步了解如何使用汇编语言编写简单的程序。

第二章：数据表示和运算数据在计算机中的表示是程序设计的基础。

本章详细讨论了不同数据类型（如整数、浮点数和字符）在汇编语言中的表示方法，以及基本的算术和逻辑运算。

第三章：程序控制结构程序控制结构是程序设计中的重要组成部分。

本章讲解了条件语句、循环、跳转等控制结构在汇编语言中的实现方式，并通过实际例子展示了如何使用这些结构来编写更复杂的程序。

第四章：子程序和参数传递子程序是程序设计中常用的模块化技术。

本章介绍了如何在汇编语言中定义和调用子程序，以及参数传递的机制。

此外，还讨论了堆栈的使用和调用约定。

第五章：输入输出和中断处理现代计算机系统通常需要与外部设备交互。

本章讲解了汇编语言中实现输入输出的方法，包括直接内存访问（DMA）和中断驱动的I/O。

同时，介绍了中断服务程序的编写。

第六章：高级汇编技术随着计算机技术的发展，汇编语言也引入了一些高级技术，如宏定义、条件汇编和模块化编程。

本章对这些高级技术进行了深入的探讨，并提供了相应的编程实例。

第七章：系统级编程系统级编程涉及到操作系统的底层接口。

本章介绍了如何在汇编语言中实现系统调用，以及如何处理进程和线程的创建和管理。

第八章：性能优化性能是程序设计中的一个重要考虑因素。

本章讨论了汇编语言程序的性能优化技巧，包括指令选择、循环展开和流水线优化等。

第九章：安全性和可维护性随着软件安全和可维护性的重要性日益增加，本章讨论了在汇编语言编程中如何实现代码的安全性和可维护性，包括错误处理、异常处理和代码审查。

第1章汇编语言基础知识〔习题1.1〕简述计算机系统的硬件组成及各部分作用。

〔解答〕CPU：包括运算器、控制器和寄存器组。

运算器执行所有的算术和逻辑运算；控制器负责把指指令逐条从存储器中取出，经译码分析后向机器发出各种控制命令，并正确完成程序所要求的功能；寄存器组为处理单元提供所需要的数据。

存储器：是计算机的记忆部件，它用来存放程序以及程序中所涉及的数据。

外部设备：实现人机交换和机间的通信。

〔习题1.2〕明确下列概念或符号：主存和辅存，RAM和ROM，存储器地址和I/O端口，KB、MB、GB和TB。

〔解答〕主存又称内存是主存储器的简称，主存储器存放当前正在执行的程序和使用的数据，CPU可以直接存取，它由半导体存储器芯片构成其成本高、容量小、但速度快。

辅存是辅助存储器的简称，辅存可用来长期保存大量程序和数据，CPU 需要通过I/O接口访问，它由磁盘或光盘构成，其成本低、容量大，但速度慢。

RAM是随机存取存储器的英语简写，由于CPU可以从RAM读信息，也可以向RAM写入信息，所以RAM也被称为读写存储器，RAM型半导体存储器可以按地址随机读写，但这类存储器在断电后不能保存信息；而ROM中的信息只能被读出，不能被修改，ROM型半导体通常只能被读出，但这类存储器断电后能保存信息。

存储器由大量存储单元组成。

为了区别每个单元，我们将它们编号，于是，每个存储单元就有了一个存储地址，I/O接口是由一组寄存器组成，为了区别它们，各个寄存器进行了编号，形成I/O地址，通常称做I/O端口。

KB是千字节、MB是兆字节、GB是吉字节和TB是太字节，它们都是表示存储器存储单元的单位。

〔习题1.3〕什么是汇编语言源程序、汇编程序、目标程序？〔解答〕用汇编语言书写的程序就称为汇编语言源程序；完成汇编工作的程序就是汇编程序；由汇编程序编译通过的程序就是目标程序。

〔习题1.4〕汇编语言与高级语言相比有什么优缺点？〔解答〕汇编语言与高级语言相比的优点：由于汇编语言本质就是机器语言，它可以直接地、有效地控制计算机硬件，因而容易产生运行速度快，指令序列短小的高效目标程序，可以直接控制计算机硬件部件，可以编写在“时间”和“空间”两方面最有效的程序。

汇编语言程序设计钱晓捷第五版第一章汇编语言基础知识在计算机科学领域，汇编语言是非常重要的一门编程语言，它直接面向计算机硬件，并且具有较高的执行效率。

钱晓捷的《汇编语言程序设计》是一本经典的教材，旨在帮助读者掌握汇编语言的基础知识。

本文将重点介绍《汇编语言程序设计钱晓捷第五版》第一章的内容，包括汇编语言的定义、特点以及基本的编程概念。

1. 汇编语言的定义：汇编语言是一种低级的计算机语言，它使用助记符（Mnemonic）代表机器指令，通过汇编程序将汇编指令翻译成机器指令。

相比于机器语言，汇编语言更容易阅读和编写，但仍然需要具备相当的硬件知识。

2. 汇编语言的特点：2.1 直接面向硬件：汇编语言直接操作计算机硬件，可以直接访问寄存器和内存等底层资源。

2.2 助记符表示指令：与机器语言使用二进制代码表示不同，汇编语言使用助记符代表指令，更加易读和易于理解。

2.3 灵活高效：汇编语言具有较高的执行效率，可以对性能要求较高的任务进行精确控制。

3. 汇编语言的基本概念：3.1 寄存器：寄存器是汇编语言中非常重要的概念，它们是计算机内部的存储器件，用于存储数据和执行运算。

常见的寄存器包括通用寄存器、特殊用途寄存器等。

3.2 内存：内存是计算机中用于存储数据和指令的地方，通过内存地址可以读写数据。

在汇编语言中，我们可以直接对内存进行操作。

3.3 标志寄存器：标志寄存器是一种特殊的寄存器，用于存储程序运行过程中的状态信息，比如进位标志、零标志等。

3.4 指令：汇编语言中的指令是用来告诉计算机如何执行任务的，包括数据传输指令、算术运算指令、条件跳转指令等。

本章还介绍了如何使用MASM汇编程序和DosBox仿真器来进行汇编语言程序的编写和调试。

通过实际的代码示例，读者可以更加深入地理解汇编语言的基本概念和编程方法。

总结：《汇编语言程序设计钱晓捷第五版》第一章介绍了汇编语言的基础知识，包括汇编语言的定义、特点以及基本的编程概念。