汇编——基础知识

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篇首语:本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理,主要介绍了汇编——基础知识相关的知识,希望对你有一定的参考价值。

存储器(内存)

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。

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。

存储单元

存储器被划分为若干个存储单元,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(每个存储单元占1B),编号从0~127。

一个CPU的寻址能力指的就是它能找到的存储单元最多有多少(32位CPU最多能找到2^32=4G的存储单元(内存空间),so他的寻址能力就是4G)

对于大容量的存储器一般还用以下单位(磁盘的容量单位同内存的一样):

  • 1B=8位(bit)
  • 1KB=1024B
  • 1MB=1024KB
  • 1GB=1024MB
  • 1TB=1024GB

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(主板,显卡内些...)进行三类信息的交互:

  • 存储单元的地址(地址信息)
  • 器件的选择,读或写命令(控制信息)
  • 读或写的数据(数据信息)

在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线,通常称为外部总线。(内部总线看下一篇博客)
外部总线——CPU与外部连接的导线,内部总线——连接CPU内部的运算器、控制器、寄存器等器件的导线
物理上他们就是一根根导线的集合;
逻辑上划分为:

  • 地址总线
  • 数据总线
  • 控制总线

CPU读取数据内存的过程

CPU写入数据到内存的过程

 

1、地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储单元的位置的。

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(代表了CPU的寻址能力)。

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。(地址总线的宽度<=>CPU的位数)

这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元

2、数据总线

CPU与内存或其它器件之间的数据传送是通过数据总线来进行的。
数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度

3、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:
其中有一根名为读信号输出控制线负责由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;
有一根名为写信号输出控制线负责由CPU向外传送写信号。

小结:

(1)汇编指令是机器指令的助记符,同机器指令一一对应。
(2)每一种CPU都有自己的汇编指令集
(3)CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。
(4)在存储器中指令和数据没有任何区别,都是二进制信息。
(5)存储单元从零开始顺序编号。
(6)一个存储单元可以存储 8 个 bit (用作单位写成“b”),即 8 位二进制数。
(7)1B = 8b 1KB = 1024B 1MB = 1024KB
(8)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可以引出三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与其它器件进行数据传送时的一次数据传送量
  • 控制总线宽度决定了CPU对系统中其它器件的控制能力

CPU是靠外部总线与其他芯片相连的

内存地址空间

上面的那些存储器在物理上是独立的器件。
但是它们在以下两点上相同:

  • 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

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(存储单元),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。

小Tips:

存储单元与内存地址空间关系:

CPU在操控物理存储器的时候,把物理存储器都当作内存来对待,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。

也就是说 我们现在用的32位的CPU的寻址能力(它能操作的最大的地址空间)是4G,CPU靠着这4G的寻址能力管理着我们的显卡,主板...,每一个芯片
表示着一个存储器,每一个储存器有自己的储存单元,这些储存单元集合起来就是这4G的内存地址空间,如下图所示

不同的CPU内存地址的分配也不同

内存地址空间:
最终运行程序的是CPU,我们用汇编编程的时候,必须要从CPU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。

 

以上是关于汇编——基础知识的主要内容,如果未能解决你的问题,请参考以下文章

86/88汇编代码的执行调试

汇编知识扫盲之16位汇编跟32位汇编的保护模式以及汇编代码编写

汇编语言 第一章 基础知识

20145331 《信息安全系统设计基础》第5周学习实践部分总结及代码分析

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