DOSWindows汇编语言程序设计教程_课件第一章.

1、课程性质本课程是计算机科学与技术专业的 必修课程、也是本系其它专业专业 课程学习的专业基础课程。教学目的本课程向学生介绍汇编语言程序设计的 方法和技巧。以PC计算机的汇编语言为主，通过课堂 教学和上机实习，使学生掌握DOS和Windows汇编序言程序设计的特点及技术， 即汇编工具Masm611和Masm32的 使用；掌握软件与硬件的交互原理，即DOS、BIOS功能的调用方法、MSDN的使用、API的调用熟练使用使用调试工具Debug和W32Dasm理解高级语言的实现原理计算机语言是人与计算机之间交流信息的 工具程序：用计算机语言描述的处理步骤。程序设计：编制处理步骤的过程。计算机语言可分为三类

2、：通用语言 面向程序设计人员设计的，髙级语言1.1汇编语言的由来与特点机器语言汇编语言J面向机器指令是CPU能直接识别并执行的指令 它的表现形式是二进制编码。机器指令通常由 操作码和操作数两部分组成，操作码指出该指 令所要完成的操作，即指令的功能，操作数指 出参与运算的对象，以及运算结果所存放的位 置等。机器语言是直接用描述机器指令来设计程 序，它是CPU能直接识别的唯一一种语言。也 就是说，CPU能直接执行用机器语言描述的程 序。1、机器语言Jr-;1号单元内容取入AL寄存器0000 00001000 1010；2号单元内容取入AH寄存器001001100000 0010 0000 0000

3、0000 0000 : AL的内容与AH的内容相力口,结1110 0000；果存入AL中1010 0010；AL的内容送入3号单元0000 00110000 00001111 0100；停机机缺点：(1)航器语言难记，程序难编，易错，调试困难;(2)机器语言通用性差。优点：(1) +算机能直接认识、执行；算法刻画细致；(3)程序紧凑，占用内存空间少,执行速度高;(4)能充分发挥计算机的硬件功能。随着计算机的发展，产生了符号语言, 上面的程序用符号语言编写如下：MOVAL, DATA1；取第一个数据MOVAH,DATA2；取第二个数据ADDAL,AH；求和MOVRLT,AL；保存结果HLT;停机

4、、机器语言*汇编语言：符号语言的词法、语法规则及伪指令符 号就构成了汇编语言。*汇编过程：把汇编语言程序翻译成机器语言程序的 过程称为汇编过程。*汇编程丿丫：完成汇编过程的程序称为汇编程序。*汇编语言程序：程序设计人员用汇编语言编写的程 序，是汇编程序加工的对象，称为源程序。*目标程序：汇编程序产生的结果，也称作是目的程 序。DATA2 DB26HRLTDB0DSEGENDS;数据段结朿CSEGSEGMENT;代码段开始ASSUMECS:CSEGQS:DSEGSTART: MOVAX,DSEG;设置数据段基址MOVDS,AXMOVAUDATA1;取第一个数据MOVAH,DATA2;取第二个数据

5、ADDAUAH;求和MOVRLT.AL;保存结杲HLT;停机CSEGENDS;代码段结束ENDSTART;源程序结束源程序(1)程序容易编制、出错机会少、容易调试；(2)算法刻画细致；(3)程序紧凑、占用内存空间少、执行速度高;(4)能充分发挥计算机的硬件功能。 缺点：计算机不能直接认识、执行，必须经过汇编变 为机器语言程序；通用性差。执行过汇编程序计算机8086汇编,8051汇编等三、通用语言（高级语言）通用语言：是用来对计算机操作步骤进 行描述的一整套标记符号、表达格式、 结构及其使用的语法规则。种类：Pascal, BASIC, CzCOBOL Java等 等例子（C）：int i, j

6、, k；k=i+j；编译程序计算机目标程序呈兰可执行程序*执行源程序:、通用语言(咼级语言)优点：(1)程序容易编制、出错机会少、容易调试;(2)容易表达算法；(3)通用性强。(1)计算机不能直接认识、执行，必须经过编译变 为机器语言程序；(2)编译后生成的机器语言程序兀长、占用内存 空间多、执行速度低；(3)不能充分发挥计算机的硬件功能。计算机语言发展简史机器汇编JAVA率”。但也导致其可移植性差和调试难。所以，我们在 选用汇编语言时要根据实际的应用环境， 尽可能避免其 缺点对整个应用系统的影响。汇编语言主要适用于下列 领域：要求啊行效率高、 反应快的领域， 如操作系统内核，工业掩制，央时系

7、统等。系统性能的瓶颈，或频繁被使用子程序或程序段。与硬件资源密切相关的软件开发，如设备驱动程序。容量限制的应用领域，如家用电器的计算机控轧它高级语言不适合的开发环境。学好汇编的意义理解硬件的控制原理：比如，控制磁盘驱动器、 控制键盘、控制鼠标，等等。在学过汇编以后, 可以和我们以前学习过的计算机原理结合 起来，对硬件的控制， 硬件与软件的交互机理 有深入的认识。深入理解高级语言：我们学过c语言，知道c语 言用cin和cout怎么输入输出字希，也汇编中可 以知道它们是怎么实现的。其它语句如switchif.else goto等，其它函数如strcmp strlenstrcmp,莪们血旬以模拟它们

8、的实现。汇编效汇编语“执行的软件的加密解密：存在盗版软件，是因为有人 对软件进行破解，让其保护方式失去作用。保 护自己的软件，需要对软件进行加密，汇编语 言可以显示它的威力。信息安全：尤其在反病毒方面。例如，病毒为 什么能够感染可执行文件，假设一个文件感染 了病毒，我们怎么去分析它，祛除病毒代码， 都只有汇编语言更适合一些。微型计算机的系统结构微型计算机的系统包括硬件系统、软件 系统。首先介绍微型计算机系统的基本结构,然后分别以 80868086 为例介绍 1616 位微处理器的结构和以 8038680386 为例介绍 3232 位微处理器的结构。1.2系统结构硬件系统硬件是指构成计算机物理设

9、备的实体（如CPU、显卡、外部设备等），一台计算机 所有硬件的集合构成了计算机的硬件系 统。一般将其分为微处理器、主存储器、接口电路、外部设备和系统总线等。微型计算机的系统结构微处理器就是曲控制器和算术逻辑部件（ALU）组成的中央处理器（即CPU）。它的作用是自动地执行各条指令，协调整个系统的工作。主存储器是计算机的记忆装置，用于存 储计算机当前正在执行的程序和数据， 我们通常接触的是RAM,它是一种随机 存取存储器。系统总线是将CPU与存储器及外部设备连接起 來的总线，它是用來传输信息的。按传输信息 的种类不同把系统总线分为地址总线（AB）、 数据总线（DB）、控制总线（CB）o外部设备按功

10、能可分为二类：一类是与计算机 进行通讯的设备如键盘、打印机和显示器等， 这些设备与计算机的通讯是通过I/O接口实现 的。另一类是用来存储信息的设备如磁盘、光 盘等。M 软件系统软件是指所有程序和数据的总称。通常我们将它 分为系统软件和应用软件两大类。系统软件主要用来对计算机系统实际运行进行控 制，管理和服务的。它主要分为操作系统(如DOS、Unix、windows、Macintosh、Linux等)，诊断程 序，调试程序和语言处理程序如编译程序、解释 程序和汇编程序等。应用软件指的是用户口己编写的各类应用程序。INTEL8086/8088 16位机的 Intel 8086/8088是第三代微处

11、理器。 在 汇编语言一级，它们与第二代微处理器8080/8085是兼容的。8086有20条地址 线，16条数据线，直接寻址的内存空间可达lMB(220)o8088和8086内部组成完系统结构全相同，不同的是8088外部数据总线只 有8条。因此8088被称为准16机。IBMPC机及其兼容机上广泛采用了8088CPUoI也Jll:总线20仪 8086/8088 CPU按功能可分为二个部分：总线接口单 元(BIU:Bus Interface Unit)和执行单元(EU: Execute Unit)o BIU由地址加法器，指令指针寄存器IP,指令流字节队 列和四个段寄存器(ES、CS、SS、DS)所组

12、成的，它主 要负责CPU与存储器及外部设备Z间的信息伎输。 EU由算术逻辑单元ALU(Arithmetic and Logic Unit),执行单元控制系统，8个16位寄存器和一个标志寄存器PSW组成，它负责全部指令的执行，即负责向总线接 口单元提供数据和地址，并对通用寄存器和标志寄存 器进行管理，在ALU)进行算术运算和逻辑运算。CSDS执彳 r单7GEUAHALBHBL04CLDHDLSPBPSID1ESALU 数抑总 纟戈SSIP| FLAGS ”数拥芯线16位总线控制邃耕执行 a 兀控制8086/8088的寄存器分为4种类型:(1)通用寄存器(2)指针和变址寄存器(3)段寄存器(4)标

13、志寄存器,(1)通用寄存器8086/8088CPU的寄存器AHALBHBLCHCLDHDL150AX（主漿加器，Accumulator）BX（基址寄存器,Base Register）CX（计数寄存器,Count Register）DX（数据寄存器,Data Register）8 7（2）指针与变址寄存器150）段寄存器10000 0001标志寄存器长度为16位，其中9个位有 定义。1514 13 12 11109876543210XXXXOFDFIF TFSFZFXAFXPFXCFC Carry Flag,进位标志丿两 数相加，最高位向前的进位；或两数相减最高位向前的借 位，举例：100000

14、0110()0 000()1一1000 00011111 1111(4)100()0000结果：PF=1A Auxiliary Carry Flag,辅助进位标志,两数相加丿第3位向前的进位； 或两数相减第3位向前的借位，举例:000)000+ 000() 1000oooDoooiP Parity Flag,奇偶标志/两 数操作（算术或逻辑）,结果的 低8位中含有1的位数是偶还 是奇。举例：1000 0101 1010 110()A1001 1101 1001 01111000 0101 100() 01 ()00000 1001-0000 0001)111 1111结果：SF=1ZFfZer

15、o Flag,零标志，操作结果为0，贝UZF为1。举例:1111 1111SB Sign Flag,符号标志，操 作结果的符号位（即最高位的 状态）。举例：1000 0101 1010 1100A 1001 1101 1001 01111000 0101 1 ()0() 01 ()0+ ()000 00010000 0000操作结果为aZF=I进位11FFEFHOF Overflow Flag,溢出标志丿算术操作，结果超过目标所能 容纳的范围。举例：0111 1110 (+126)+ 0000 0011(+3)1000 0001(-127)8086/8088存储器结构存储器的分段结构 实际地址

16、的产生存储器的分段结构段地址：段首单元在整个1 MB单元中的编号，其最 低4位一定为0,高16位保 存在段寄存器中。偏移地址：单元所在位置 距离其所在段段首单元的 距离，段首单元的偏移地 址为0000H,后续的单元 顺次增1。因此，对于存储空间中的 任意一个单元，我们都可 以通过段地址和段内的偏 移地址唯一地确定。存储器的分段结构存储器的分段结构堆桂段：|SS（16 位I 0000B -堆找段 11- _- r数据段：1 r$：QMOH“1阻加【段：116 位1 OOOUB1 5 -附段（汕于门）jr_代巧段；i(S M 位.OUUOB-f代础段 Pi1FFEFH指针变址寄存器SI, DI,

17、BP, SP存 放的是在某一段内寻址的单元的偏移地 址。其中SI和DI存放的是数据段内某单 元的偏移地址，而BP和SP存放的则是堆 栈段内某单元的偏移地址。指令指针IP用以存放下一条要执行 的指令在当前代码段内的偏移地址。实际地址的产生实际地址：也称物理地址，是该单元在整个1MB单元中的 编号，用一个20位的二进制数表示，范围从00000HFFFFFH,该地址是唯一的。CPU与存储器进行 数据交换时所使用的地址即是实际地址。逻辑地址：由两部分组成，即段地址和偏移地址。我们在编 写程序时所使用的地址即是逻辑地址。首先将存储器分段Z后段地址的高16位存入相应的段寄存器中，然后再通过段内 的偏移地址

18、对所需的单元进行访问。实际地址的产生丄实际地址的产生CS=9482,IP=23一个实际地址可以对应多个逻辑地址。1001 ()11() 1011 ()111 ()0000 0 0 0 16位段寄存器举例：堆栈是按先进后出的原则在内存中组织的一个特殊的存储区域。该区域一端固定一端活动，固定的一端称为栈底，而活 动的一端称为栈顶。往堆栈中存入或取出信息总是在堆栈的栈顶单元进行的。CPU中的堆栈指针指示器SP总是指向堆栈的栈顶， 而堆栈段寄存器SS则指明了堆 栈段的起始位置。 Intel 80386是为满足高性能的应用领域与多用户、多任务的操作系统的需要而设计的，其最 大的特点是在CPU芯片上集成了一个存储器管 理部件(MMU),可对246字节的虚拟存储器 和4千兆字节的物理存储器进行分段和分页管 理， 段的最大长度为4千兆字节。 80386采用CHMOS工艺，陶瓷网格阵列(PlasticGrid Array, PGA)封装,全32位结 构，它的时钟频率有16MHZ