第八十三天学习记录：计算机硬件技术基础：汇编语言程序设计

一、汇编语言指令

汇编语言的语句是在指令系统的基础上形成的，按其作用与编译情况分为两大类：指令性语句（符号指令）和指示性语句（伪指令）。
指令性语句是可执行语句，与机器指令相对应，它命令CPU进行某种操作，其功能由硬件完成。指示性语句是说明性语句，无对应的机器指令，它仅为汇编程序提供编译信息，为连接程序提供连接信息，其功能是由相应的软件完成。
指令性语句和指示性语句的格式基本相同，分别为：
标号： 符号指令 ；注释
变量名 伪指令 ；注释
在指令性语句中，标号不是必须的，通常是当某条指令被作为转移指令的目标时，才在该条指令前加上标号，标号和指令之间必须用冒号间隔。

1、基本语法成分

1、名字
名字用来标识一定的语法成分，有系统规定与用户定义两类。
（1）标号和变量
标号是一个用冒号引入的名字，只可能出现在某一个代码段中，它代表指令地址，为转移指令提供了转移目标。变量是以存储器中一个数据或数据区的符号表示，它通常被定义在数据段、附加段或堆栈段，代表内存操作数的存储地址，或者说变量名就代表某个单元。
标号和变量都有3个属性，即：
①段属性
②偏移属性
③类型属性
（2）常量
常量在汇编时已有确定的值，它有立即数、字符串常数和符号常数三种形式。
2、运算符
（1）数值运算符
①算术运算符
②逻辑运算符
③关系运算符
EQ（等于）、NE（不等于）、GT（大于）、LT（小于）、GE（大于等于）、LE（小于等于）。
（2）修改属性的运算符
汇编语言提供了PTR运算符。
类型说明符 PTR 地址表达式
类型说明符有：BYTE（字节），WORD（字），DWORD（汉字），FAR（远），NEAR（近）。
在汇编语言中，PTR运算符的概念与高级语言中有些不同。通常情况下，汇编语言中使用地址寻址方式来访问内存中的数据，而PTR运算符的作用就是将数据的地址传递给指针变量，以便在汇编程序中能够使用指针变量来操作内存中的数据。
不同的汇编语言中，PTR运算符的语法可能有所不同。例如，在x86汇编语言中，PTR运算符使用方括号”[]”来表示，其格式为：

MOV BX, [PTR WORD_VAR] 

上面的代码使用PTR运算符获取一个名为WORD_VAR的变量的地址，并将其存储到BX寄存器中。注意，方括号”[]”是PTR运算符的一部分，它表示将括号内的内容解释为内存地址，从而能够操作存储在该地址处的数据。

需要注意的是，在汇编语言中，变量的地址通常使用段地址和偏移地址的形式表示，因此在使用PTR运算符时需要考虑到这一点。
（3）返回属性或数值的运算符
①SEG运算符
格式：SEG 变量名或标号
功能：计算出变量名（或标号）的段基址
②OFFSET运算符
格式：OFFSET 变量名或标号
功能：计算出变量名（或标号）的地址偏移量
③TYPE运算符
格式：TYPE 变量名或标号
功能：计算出变量或标号的类型，对于字节型变量，返回值为1；字形变量返回值为2；双字形变量返回值为4.
④$运算符：$运算符返回汇编计数器的当前值，具体用法见“字节定义伪指令”。
（4）方括号运算符和地址表达式 用方括号括起来的地址表达式是访问内存操作数常用的寻址方式。方括号的另一个用途是表示数组的下标，下标可以是常数、算术表达式、16位寻址方式表达式。

2、伪指令

1、数据定义伪指令
包括DB，DW，DD，用于定义变量并分配存储区。
（1）字节定义伪指令
格式：变量名 DB 一串用逗号间隔的字节数据
功能：将所定义的字节型数据转换成二进制数，并从指定的变量单元开始依次存放。
（2）字定义伪指令
格式：变量名 DW一串用逗号间隔的字形数据
功能：将所定义的字形数据从指定的变量单元开始依次存放，每一个字形数据的存放规律是：低位字节存入低地址单元，高位字节存入高地址单元。
（3）双字定义伪指令
格式：变量名 DD一串用逗号间隔的双字形数据
功能：把DD定义的数从指定的变量名开始依次存放，每一个数占4个单元，每一个数的存放规律也是低位字节存入低地址单元，较高字节存入较高的地址单元。
2、符号定义伪指令
（1）等值伪指令
格式：变量名 EQU 表达式
功能：将表达式的值赋给一个变量。
（2）等号伪指令
格式：变量名=表达式
3、段定义伪指令
（1）SEGMENT和ENDS伪指令
使用SEGMENT和ENDS定义一个段的格式：
段名 SEGMENT 定位参数 链接参数 ‘分类名’
段定义体
段名 ENDS
①定位参数：
BYTE表示字节地址：即该逻辑段的目标代码可以从任意地址开始依次存放。
WORD表示字地址：即该逻辑段的目标代码，从偶地址开始依次存放。
PARA（或者缺省）表示节地址（一节等于16B）：即该逻辑段的目标代码，从一个能被16整除的地址开始依次存放。
PAGE表示页地址：即该逻辑段的目标代码，从一个能被256整除的地址开始依次存放。
②链接参数：
PUBLIC、MEMORY、COMMON、STACK、AT表达式、当段定义中缺省段属性参数时，表明该段是一个独立的逻辑段。
③’分类名’：分类名是程序员任选一个字符串，使用时必须用单引号括起来，分类名可有可无。
（2）ASSUME伪指令
格式：ASSUME 段寄存器名：段名，段寄存器名：段名，……
功能：ASSUME 语句通知汇编程序，寻址逻辑段使用哪一个段寄存器。
（3）ORG伪指令
格式：ORG 数值表达式
功能：用以规定目标程序或数据区起始存放单元的偏移量。
4、过程与宏定义伪指令
（1）过程定义伪指令
过程又称子程序，是程序的一部分，它必须用RET作为返回指令，用过程定义语句为子程序定界。
（2）宏定义伪指令
宏的概念与过程很相似。
（3）条件汇编伪指令
（4）源程序结束伪指令

二、汇编语言程序设计方法

（1）明确任务
（2）绘流程图
（3）分配内存工作单元和寄存器
（4）编程与调试

1、分支结构程序设计

（1）简单分支结构程序：





2、多路分支结构程序

2、循环程序设计

1、单重循环程序


2、多重循环程序

3、子程序设计

1、子程序的调用和返回
子程序的调用和返回使用CALL指令和RET指令来完成。
2、子程序的参数传送
子程序使用中，要解决的一个重要问题是参数传送。
①利用寄存器传送参数。
②利用堆栈传送参数。
③利用内存单元传送参数。



方法2：




3、子程序嵌套与递归
（1）子程序嵌套
（2）递归子程序

DOS及BIOS功能调用

1、DOS中断及功能调用
（1）DOS专用中断
（2）DOS可调用中断




2、BIOS中断调用
（1）键盘I/O中断调用

（2）打印机I/O中断调用

（3）显示I/O中断调用

5、模块化程序设计

三、汇编语言程序设计举例

1、数值计算

1、多字节减法运算
例4.16试计算两个组合的4 bit BCD码数之差。设参加运算的两个操作数分别存放在以DAT1和DAT2为首地址的存储单元中，结果存放在RESULT单元，数据存放形式为低前高后。

2、多字节乘法运算

2.代码转换

1、十进制码到二进制码的转换


2、二进制码与ASCⅡ码之间的转换

 MOV AH ,4CH ;返回DOS INT 21H CODE ENDS END START 

3、字符数据处理

1、字符的查找


2、字符的删除


汇编语言指令的作用是什么？
汇编语言指令用于编写底层的机器指令，它们直接操作计算机的硬件和寄存器。汇编语言是一种低级语言，更接近计算机硬件和体系结构。

汇编语言指令的主要作用包括以下几个方面：

控制流：汇编语言指令可以实现程序的控制流，如条件分支（比如if语句）、循环（比如while循环）和跳转（比如goto语句）。这些指令根据特定的条件或标志来改变程序执行的路径。

数据操作：汇编语言指令可以对数据进行各种操作，例如加载数据到寄存器中、从寄存器写回内存、在寄存器之间进行算术运算（如加法、减法等）以及逻辑运算（如与、或、非等）。

存取内存：汇编语言指令可访问计算机的内存，读取和写入数据。通过指定内存地址和使用不同的访存模式，可以读取或修改内存中的数据。

处理中断和异常：汇编语言指令用于处理计算机硬件产生的中断和异常。通过设置中断向量表和编写相应的中断处理程序，可以响应外部事件（如硬件设备的信号）或异常情况（如除法错误或缺页异常）。

操作系统调用：汇编语言指令可进行操作系统调用，使程序能够与操作系统进行交互。通过操作系统提供的接口，可以实现文件操作、网络通信、进程管理等功能。

汇编语言指令充当了高级语言和计算机底层硬件之间的桥梁，它们负责将高级语言编写的代码转化为机器指令，直接与计算机硬件进行交互和控制。

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