汇编语言 Ch1-基础知识 笔记

计算机的成功,也是社会时代的成功,而对于计算机,也是能够准确的运算出数据出来,而这些也是同样在社会的变革成功例子,对此揭开计算机的神秘面纱?下面一起来看看吧。

计算机的发明,也是代表着人类的进步,而你知道在全球最古老的计算机里面的神秘面纱到底是在怎样的吗?而这些也是在里面里,到底是有着怎样的机械装置的呢,那么计算机的神秘面纱:古老计算机神秘的面纱揭开打破地如何?下面一起来看看吧。

汇编语言 Ch1-基础知识 笔记

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第1章 基础知识

揭开计算机的神秘面纱

计算机的神秘面纱:古老计算机神秘的面纱揭开

1.1机器语言

电子计算机的机器指令是一列二进制数字。计算机将之转变为一列高低电平,以使计算机的电子器件收到驱动,进行运算。每一种微处理器(CPU),由于硬件设计和内部结构的不同,就需要用不同的电平脉冲来控制,使其工作。所以每一种微处理器都有自己的机器指令集,也就是机器语言。

现代社会的进步:计算机

全球最古老计算机神秘面纱被揭开

1.2汇编语言的产生

汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。将汇编指令转换成机器指令的翻译程序叫做编译器。

计算机俗称电脑,是现代一种用于高速计算的电子计算机器,可以进行数值计算,又可以进行逻辑计算,还具有存储记忆功能。是能够按照程序运行,自动、高速处理海量数据的现代化智能电子设备。由硬件系统和软件系统所组成,没有安装任何软件的计算机称为裸机。可分为超级计算机、工业控制计算机、网络计算机、个人计算机、嵌入式计算机五类,较先进的计算机有生物计算机、光子计算机、量子计算机等。

2016年6月14日讯,日前,据外媒报道,研究人员发现全球最古老计算机。一部估计是公元前60年代制造的古希腊天文计算机,研究人员认为曾被用作预测未来。研究人员在过去的12年里,利用X光影像技术,将这部被描述为全球最古老计算机的装置的全部零件逐一组装起来,从而揭开了这部装置的神秘面纱。据称,这部被描述为全球最古老计算机的装置于1901年在希腊安提基特拉岛附近海域的沉船发现。

1.3汇编语言的产生

汇编语言由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。其中汇编指令是汇编语言的核心。

计算机发明者约翰冯诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。

中新网6月14日电据外媒报道,研究人员发现,一部估计是公元前60年制造的古希腊天文计算机曾被用于预测未来。研究人员运用X光来分析这部2000年前生产出来的计算机。这部安提基特拉机械装置被描述为全世界首部模拟计算机。

1.4 存储器

向CPU提供的指令和数据存放在存储器(内存)中,计算机中内存的作用仅次于CPU

计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提高,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009
年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710
万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16
亿,无线互联网有6.7 亿移动用户,其中手机上网用户达1.17
亿,为全球第一位。

该装置是1901年在希腊安提基特拉岛附近海域的一艘失事船只内被发现的。研究人员在过去12年里利用X光影像技术,将这部装置的零部件逐一组装起来,从而揭开了这部装置的神秘面纱。此前人们以为这不过就是古希腊人使用的一个计算器,用来描绘天空中星星的运行轨迹,以帮助当时的人识别方向。

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,它们没有任何区别,都是二进制信息

计算机的主要特点是什么

然而,科学家们在破解了这部装置表面已经受损的铭文后发现,它实际上是用来研究占卜星相的。英国卡迪夫大学天体物理系的埃德蒙德教授在雅典的学术会议上说:虽然我们目前还没有把刻在装置表面上铭文准确完整地翻译过来,但有可能像从前说的那样,一个阴影的颜色就代表某种征兆或信号。

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,这些编号就是每个存储单元在存储器中的地址。微机存储器的容量是以字节为最小单位来计算的,即最小存储单元为一个字节(一个存储单元就是一个字节)

自动化程度高

他说:某几种颜色可能会比其它几种颜色更好。这是我们首次在研究这部装置时触及到的占星术、而不是天文学。安提基特拉机械装置是一个外形像钟表一样的复杂机械。当时公元前150年到100年的古希腊科学家们给它安装了30组咬合的铜制齿轮。

1.7 CPU对存储器的读写

CPU要想进行数据的读写,必须和外部器件(标准说法是芯片)进行3类信息的交互:地址信息(存储单元的地址),控制信息(器件的选择,读或写的命令),数据信息(读或写的数据)。这些信息的传递靠CPU和其他芯片间称为总线的导线传输。总线从物理上讲,就是一根根导线的集合。从逻辑上分为3类:地址,控制,数据总线

由于计算机具有存储记忆能力和逻辑判断能力,所以人们可以将预先编好的程序组纳入计算机内存,在程序控制下,计算机可以连续、自动地工作,不需要人的干预。

在它被发现之前,专家们普遍认为,这部装置被制造出来一千多年后,人类社会才掌握类似技术。目前,安提基特拉机械装置的所有已知的部分都被雅典的国家考古博物馆收藏用于研究。

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。n
根地址总线,则可以寻址2^n
个存储单元。8086CPU的地址总线宽度为20,80386CPU的地址总线宽度为32

不能像数据总线那样多次传输一个信息吗?

性价比高

计算机神秘面纱

1.9 数据总线

数据总线的宽度决定了CPU和外界间的数据传送速度。8根数据总线一次可以传送一个字节。8088CPU的数据总线宽度为8,8086CPU的数据总线宽度为16

几乎每家每户都会有电脑,越来越普遍化、大众化,22世纪电脑必将成为每家每户不可缺少的电器之一。计算机发展很迅速,有台式的还有笔记本。

总线

1.10 控制总线

控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。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。内存读或写命令是由几个控制总线综合发出的,其中有一根称为“读信号输出”的控制总线由CPU向外传送读信号,CPU向该控制总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

运算速度快

上面我们可以说已经实现了CPU和RAM,一旦将CPU与RAM连接,在能够自动运行的时钟信号的驱动下,CPU和RAM就能够协同工作实现所需的功能。CPU与RAM连接后,既可以实现RAM的输出给CPU进行运算,又可以实现CPU的输出给RAM进行存储。

1.11 内存地址空间(概述)

CPU的地址总线可寻址到的存储单元就构成这个CPU的内存地址空间

计算机内部电路组成,可以高速准确地完成各种算术运算。当今计算机系统的运算速度已达到每秒万亿次,微机也可达每秒亿次以上,使大量复杂的科学计算问题得以解决。例如:卫星轨道的计算、大型水坝的计算、24小时天气算需要几年甚至几十年,而在现代社会里,用计算机只需几分钟就可完成。

这些的输入输出都是通过实实在在的导线连接的。为了不至于使导线密密麻麻的难以辨识,我们可以对各个电路部件进行各种变着花样的组合,并把线路梳理清楚,总结为三种线路:数据总线、控制总线、地址总线。

1.12 主板

主板上有一些通过总线相连的核心器件和一些主要器件,包括CPU,存储器,外围芯片组,扩展插槽(一般插有RAM内存条和各类接口卡)

计算精确度高

数据总线:上面传输的是数据,如果能够传输8位,那么就说数据位宽为8位。当然这里8位也是与前面提到的锁存器的位数是对应的;也可以说是与CPU中的寄存器的位数是对应的,其实都一回事。

1.13接口卡

CPU通过总线和扩展插槽相连,进而和扩展插槽上的接口卡相连。CPU控制接口卡,接口卡直接控制外部设备,从而实现了CPU对外设的间接控制

科学技术的发展特别是尖端科学技术的发展,需要高度精确的计算。计算机控制的导弹之所以能准确地击中预定的目标,是与计算机的精确计算分不开的。一般计算机可以有十几位甚至几十位有效数字,计算精度可由千分之几到百万分之几,是任何计算工具所望尘莫及的。

地址总线:地址总线也一根根的实际的导线,通过这些导线,就可以能够方便的选取RAM中的特定的锁存器;地址总线的数目决定了能够寻址的最大RAM。

1.14 各类存储器芯片

主板上得存储器芯片从读写属性上分为RAM和ROM,从功能和连接上分为以下三类: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得RAM组成,装在主板上得RAM和插在扩展槽上得RAM);装有BIOS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地ROM。);接口卡上的RAM(某些接口卡需要对大批量的输入输出数据进行暂时的存储,在其上装有RAM。最典型的是显示卡上的RAM

逻辑运算能力强

控制总线:传送控制信号,实现特定的控制功能,比如确定是读RAM中的数据,还是往RAM中写入数据。

1.15 内存地址空间

CPU在操控各种存储器时,把它们总的看做一个由若干存储单元组成的逻辑存储器,即所说的内存地址空间。内存地址空间一般按主存储器地址空间,显存地址空间,各类(存有BIOS的)ROM(显卡,网卡,系统等)地址空间

附录

附录1.14-PC系统中各类存储器的逻辑连接

附录1.15-CPU将各类存储器看做或一个逻辑存储器

附录1.15-8086PC机内存地址空间分配

计算机不仅能进行精确计算,还具有逻辑运算功能,能对信息进行比较和判断。计算机能把参加运算的数据、程序以及中间结果和最后结果保存起来,并能根据判断的结果自动执行下一条指令以供用户随时调用。

还是要说上一句:这些线都是实实在在的导线。

存储容量大:计算机内部的存储器具有记忆特性,可以存储大量的信息,这些信息,不仅包括各类数据信息,还包括加工这些数据的程序。
推荐阅读:揭秘红楼梦中林黛玉的身世

机器语言

计算机里面的神秘面纱

总线上面传输着0和1信号,通过0和1信号的各种变换,表示着传送不同的信息;RAM具有存储的功能,因此我们可以把一下0和1的信息存储进RAM,进而就可以让CPU去执行该命令了,这些命令就可以称为机器语言。

二进制

机器语言的0和1我们可以通过开关等多种方式写入RAM中,毕竟RAM是可以存储信息的;如果每次都写01太繁琐和不方便,于是将这些01的代码用特定的符号表示,出现了汇编语言,汇编语言变成01代码的机器语言,需要通过汇编程序来实现,而汇编程序将汇编源程序汇编成机器代码,其实就是去查一下机器代码和汇编符号的对照表格而已。

我们生活中采用十进制,可是计算机内的计算采用二进制,我认为这是非常重要的改变。请看下面的逻辑:

随着时间的发展,高级语言也相应出现了。

二进制只有0和1,进而也导致二进制的加减乘除的结果只有0和1,二进制的与或非的结果也只有0和1

CPU本质上来说是由继电器构成的,确切一点是晶体管构成,不同的公司的不同工程师造出来的cpu,相应的构成也会有一些差别,导致机器指令代码也就不同,于是出现了不同的指令集,如X86指令集,RISC指令集等等。

进而可以将二进制的加减乘除与二进制的与或非进行等价

外部存储介质

而继电器可以输出0和1,因此可以通过继电器的各种变着花样的组合实现各种与或非

前面提到的RAM,本质上是由继电器构成的,确切的说是由半导体构成,这都无所谓,他们都有一个共同的特点:当断电的瞬间,一切都没有了,为什么呢?因为电这个东西比较奇怪,说没就没了,如果想要长久的存储数据,得需要其他的方式:例如通过磁性物质来存储,于是出现了磁带、磁盘;通过光信息来存储i信息,如光盘;以及其他的东西:如ROM、Flash等。

因此可以通过继电器的各种变着花样的组合实现二进制的加减乘除运算。

计算机的构成越来越复杂,以至于掩盖我们内心最初的好奇与冲动。

理解了上面的逻辑,接下来要做的仅仅是实现所需功能而已。如何实现功能,也只是时间而已,下面贴一些图,展示一下如何通过继电器实现复杂的逻辑结构,作为一个实现思路的引子,而实现各种自己想要的逻辑,经过几个夜晚的苦思冥想,是可以想出来的,如果不想自己去想,那么可以看看Code一书,算作一个捷径。

人类的进步证明:计算机

总线

计算机发明者约翰冯诺依曼。计算机是20世纪最先进的科学技术发明之一,对人类的生产活动和社会活动产生了极其重要的影响,并以强大的生命力飞速发展。它的应用领域从最初的军事科研应用扩展到社会的各个领域,已形成了规模巨大的计算机产业,带动了全球范围的技术进步,由此引发了深刻的社会变革,计算机已遍及一般学校、企事业单位,进入寻常百姓家,成为信息社会中必不可少的工具。

上面我们可以说已经实现了CPU和RAM,一旦将CPU与RAM连接,在能够自动运行的时钟信号的驱动下,CPU和RAM就能够协同工作实现所需的功能。CPU与RAM连接后,既可以实现RAM的输出给CPU进行运算,又可以实现CPU的输出给RAM进行存储。

计算机的应用在中国越来越普遍,改革开放以后,中国计算机用户的数量不断攀升,应用水平不断提高,特别是互联网、通信、多媒体等领域的应用取得了不错的成绩。1996年至2009
年,计算机用户数量从原来的630万增长至6710
万台,联网计算机台数由原来的2.9万台上升至5940万台。互联网用户已经达到3.16
亿,无线互联网有6.7 亿移动用户,其中手机上网用户达1.17 亿,为全球第一位

这些的输入输出都是通过实实在在的导线连接的。为了不至于使导线密密麻麻的难以辨识,我们可以对各个电路部件进行各种变着花样的组合,并把线路梳理清楚,总结为三种线路:数据总线、控制总线、地址总线。

数据总线:上面传输的是数据,如果能够传输8位,那么就说数据位宽为8位。当然这里8位也是与前面提到的锁存器的位数是对应的;也可以说是与CPU中的寄存器的位数是对应的,其实都一回事。

地址总线:地址总线也一根根的实际的导线,通过这些导线,就可以能够方便的选取RAM中的特定的锁存器;地址总线的数目决定了能够寻址的最大RAM。

控制总线:传送控制信号,实现特定的控制功能,比如确定是读RAM中的数据,还是往RAM中写入数据。

还是要说上一句:这些线都是实实在在的导线。

机器语言

总线上面传输着0和1信号,通过0和1信号的各种变换,表示着传送不同的信息;RAM具有存储的功能,因此我们可以把一下0和1的信息存储进RAM,进而就可以让CPU去执行该命令了,这些命令就可以称为机器语言。

机器语言的0和1我们可以通过开关等多种方式写入RAM中,毕竟RAM是可以存储信息的;如果每次都写01太繁琐和不方便,于是将这些01的代码用特定的符号表示,出现了汇编语言,汇编语言变成01代码的机器语言,需要通过汇编程序来实现,而汇编程序将汇编源程序汇编成机器代码,其实就是去查一下机器代码和汇编符号的对照表格而已。

随着时间的发展,高级语言也相应出现了。

CPU本质上来说是由继电器构成的,确切一点是晶体管构成,不同的公司的不同工程师造出来的cpu,相应的构成也会有一些差别,导致机器指令代码也就不同,于是出现了不同的指令集,如X86指令集,RISC指令集等等。

外部存储介质

前面提到的RAM,本质上是由继电器构成的,确切的说是由半导体构成,这都无所谓,他们都有一个共同的特点:当断电的瞬间,一切都没有了,为什么呢?因为电这个东西比较奇怪,说没就没了,如果想要长久的存储数据,得需要其他的方式:例如通过磁性物质来存储,于是出现了磁带、磁盘;通过光信息来存储i信息,如光盘;以及其他的东西:如ROM、Flash等。

计算机的构成越来越复杂,以至于掩盖我们内心最初的好奇与冲动。
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