IBMPC汇编语言程序设计(第一)

1、IBM-PC汇编语言程序设计汇编语言程序设计计算机科学与技术系计算机科学与技术系参考资料参考资料1.汇编语言汇编语言王爽王爽 清华大学出版社清华大学出版社2. IBM PC 汇编语言与程序设计例题习题集汇编语言与程序设计例题习题集 温冬婵温冬婵 沈美明沈美明 清华大学出版社清华大学出版社考核方式考核方式平时作业平时作业 +出勤率出勤率 20上机实验上机实验 10%考考 试试 70 作业在每次上课的时候交到讲台上作业在每次上课的时候交到讲台上 计算机语言的发展计算机语言的发展 机器语言机器语言FORTRANBASICCOBOLPASCALC/C+JAVA.汇编语言汇编语言高级语言高级语言汇编语言

2、的特点汇编语言的特点 面向机器的低级语言，通常是为特定的计算面向机器的低级语言，通常是为特定的计算 机或计算机系列机或计算机系列专门设计的。专门设计的。 保持了机器语言的优点，具有直接和简捷保持了机器语言的优点，具有直接和简捷 的特点。的特点。 可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备可有效地访问、控制计算机的各种硬件设备, , 如磁盘、存储器、如磁盘、存储器、CPUCPU、I/OI/O端口等。端口等。 目标代码简短，占用内存少，执行速度快，目标代码简短，占用内存少，执行速度快， 是高效的程序设计语言。是高效的程序设计语言。 经常与高级语言配合使用，应用十分广泛。经常与高级语言配合使用，应用十分

3、广泛。 学习汇编语言，重要的是掌握如何通过汇编指令和学习汇编语言，重要的是掌握如何通过汇编指令和程序来控制计算机各个组成部件工作，完成一系列程序来控制计算机各个组成部件工作，完成一系列任务。任务。 学会了汇编语言，就能够对学会了汇编语言，就能够对CPU的寄存器进行控的寄存器进行控制和操作，掌握直接对计算机硬件编程的方法。制和操作，掌握直接对计算机硬件编程的方法。 本章介绍学习汇编语言所需的基本知识，并通过本章介绍学习汇编语言所需的基本知识，并通过具体的例子为读者建立起汇编语言的初步概念。具体的例子为读者建立起汇编语言的初步概念。为什么学习汇编语言#include stdafx.h #inclu

4、de stdio.h int main(int argc, char* argv) int a,b,c; a=1; b=2; c=a+b; printf(“c=%dn,c); return 0; 编译后的目标文编译后的目标文件达到件达到3.59KBdata segmenta db ?b db ?c db ?string db c=$data endscode segmentmain proc far assume cs:code, ds:data, es:datastart: push ds sub ax,ax push ax mov ax,data mov ds,ax mov es,axmo

5、v a,1 mov b,2 mov al,a add al,b mov c,al lea dx,string mov ah,09 int 21h add c,30h mov dl,c mov ah,2 int 21h mov dl,0ah int 21h mov dl,0dh int 21h retmain endpcode ends end start例例 2. C = a + b汇编后的目汇编后的目标文件只有标文件只有208字节字节目标：目标： 了解汇编语言的特性及其编程技术，了解汇编语言的特性及其编程技术， 建立起建立起“机器机器”和和“程序程序”、“空间空间”和和“时间时间”的概念。的

6、概念。建议：建议： 充分注意充分注意“汇编汇编”课实践性强的特点，课实践性强的特点， 多读程序多读程序,多写程序多写程序,多上机调试程序多上机调试程序, 熟悉熟悉PC机的编程结构，机的编程结构， 掌握汇编语言及其程序设计的基本概掌握汇编语言及其程序设计的基本概 念、方法和技巧。念、方法和技巧。计算机以二进制数为基础。那么计算机以二进制数为基础。那么控制计算机工作的机器指令就由控制计算机工作的机器指令就由二进制数构成，而机器指令的集二进制数构成，而机器指令的集合称之为机器语言。合称之为机器语言。如果想让计算机工作，就要写出如果想让计算机工作，就要写出一系列二进制的机器码。一系列二进制的机器码。汇

7、编语言基本概念汇编语言基本概念二进制表示二进制表示 十六进制表示十六进制表示101110000010001100000000101110000010001100000000 B82300 B82300 000001010001101100000000000001010001101100000000 051B00 051B00 101000110000010000000000101000110000010000000000 A30400 A30400 例如计算例如计算Z=35+27Z=35+27，写成机器指令为：，写成机器指令为：用指令助记符表示如下：用指令助记符表示如下：MOV AX,35AD

8、D AX,27MOV Z,AX特点：简单直观特点：简单直观 这些助记符就是汇编指令，用汇编指这些助记符就是汇编指令，用汇编指令编写的程序称为汇编语言。令编写的程序称为汇编语言。 汇编指令可以翻译成二进制的机器指令汇编指令可以翻译成二进制的机器指令代码。代码。一、一、N进制数进制数二、二、二进制数和十六进制数运算二进制数和十六进制数运算三、三、计算机内数的表示计算机内数的表示四、四、二进制编码二进制编码第一节第一节 进位记数制与不同基数的数之间的转换进位记数制与不同基数的数之间的转换1N进制数的表示法进制数的表示法2N进制数与十进制数的转换进制数与十进制数的转换3二进制与十六进制数的转换二进制与

9、十六进制数的转换一、一、N进制数进制数1. N进制数的表示法进制数的表示法l 十进制数十进制数 基数基数10 ， 遵循逢遵循逢10进位进位数码数码10个个 ：0，1，2，3，4，5，6，7，8，9 如：如： (123. 5)10 或或123. 5D 或或 123. 5数值大小计算数值大小计算:123. 5 = 1 102 + 2 101 + 3 100 + 5 10-1l N进制数进制数基数基数N ， 遵循逢遵循逢N进位进位数码数码N个个：0，1，2， 、 ，N-1数值大小计算数值大小计算:(AnAn-1 、A0 . A-1A-2 、A-m)N= An Nn + An-1 Nn-1+ 、 +

10、A1 N1 + A0N0+ A-1 N-1 + A-2 N-2 + 、 + A-m N-ml二进制数二进制数基数基数2 , 遵循逢遵循逢2进位进位数码数码2个个：0，1( 1011011 ) 2 或或 1011011 B= 1 25 + 0 24+ 1 23+ 1 22 + 0 21+ 1 20 + 1 2-1 = 455Dl 十六进制数十六进制数 基数基数16 , 遵循逢遵循逢16进位进位 数码数码16个个：0，1，、，、 ，9，A，B，C，D，E，F16进制的进制的09与与10进制的进制的09相等相等例：例：( BF3C8 )16 或或 BF3C8 H=11 163 + 15 16 2+

11、3 161+ 12 160 +8 16-1=489565D十六进制数十六进制数ABCDEF十进制数十进制数1011121314152. N进制数与十进制数的转换进制数与十进制数的转换 1) N进制数进制数 十进制数十进制数 方法方法: 与数值大小计算过程相同。与数值大小计算过程相同。加权运算加权运算 例：例： 1011011 B = 1 25 + 0 24+ 1 23+ 1 22 +0 21 + 1 20 + 1 2-1 = 455 D BF3C8 H = 11 163 + 15 16 2+ 3 161+ 12 160 + 8 16-1 = 489565D2) 十进制数十进制数 N进制数进制数

12、用除法和乘法完成用除法和乘法完成 整数部分：除整数部分：除N取余取余，商零为止，结果先低后高，商零为止，结果先低后高 小数部分：乘小数部分：乘N取整取整，到零为止，结果先高后低，到零为止，结果先高后低方法：方法：182D-2进制进制0.875D- 2进制进制182/2=91 余余0 20位取位取 00.875*2=1.75 取整取整 2-1位取位取191/2=45 余余121位取位取10.75*2=1.5取整取整 2-2位取位取145/2=22余余122位取位取10.5*2=1取整取整 2-3位取位取122/2=11余余023位取位取00取整取整 2-4位取位取011/2=5余余124位取位取

13、15/2=2余余025位取位取02/2=1余余026位取位取01/2=0结束结束27位取位取1结果结果:10010110B=182D0.875D=0.111B整数部分：除整数部分：除N取余，商零为止，结果先低后高取余，商零为止，结果先低后高例例1 十进制数十进制数 二进制数二进制数125. 125D 二进制数二进制数 2 125 取余取余 2 62 1 低位低位 2 31 0 2 15 1 2 7 1 2 3 1 2 1 1 0 1 高位高位 先低后高先低后高, 故：故： 125D = 111 1101B商为商为 0小数部分：乘小数部分：乘N取整，到零为止，结果先高后低取整，到零为止，结果先高

14、后低 取整取整 0. 125 2 = 0. 25 0 高位高位 0. 25 2 = 0. 5 0 0. 5 2 = 1. 0 1 低位低位 先高后低先高后低, 故故 : 0. 125D =0. 001B将整数部分和小数部分结合起来，将整数部分和小数部分结合起来，故：故：125. 125D = 111 1101. 001B小数为小数为 0例例2 十进制数十进制数 十六进制数十六进制数 125. 125D 十六进制数十六进制数整数部分：除整数部分：除N取余，商零为止，结果先低后高取余，商零为止，结果先低后高 16 125 取余取余 16 7 13 低位低位D 0 7 高位高位7 故：故： 125D

15、 = 7DH 小数部分：乘小数部分：乘N取整，到零为止，结果先高后低取整，到零为止，结果先高后低 取整取整 0. 125 16 = 2. 0 2 故：故： 0. 125D = 0. 2H将整数部分和小数部分结合，将整数部分和小数部分结合，125. 125D =7D. 2H小数为小数为 0商为商为 0若小数部分永不为零，可取近似值。若小数部分永不为零，可取近似值。 例例 0. 7 D = ? H 0. 7 16 = 11. 2 0. 2 16 = 3. 2 0. 2 16 = 3. 2故故 0. 7 D = 0. B333 H3. 二进制数与十六进制数的转换二进制数与十六进制数的转换1) 二进制

16、数与十六进制数间的关系二进制数与十六进制数间的关系2) 二进制数二进制数 十六进制数十六进制数3) 十六进制数十六进制数 二进制数二进制数思考思考:如何将位数较长的如何将位数较长的10进制数快速转换进制数快速转换为为2进制数进制数?1) 二进制数与十六进制数间的关系二进制数与十六进制数间的关系 十六进制数的基数十六进制数的基数 16 = 24 1位十六进制数对应位十六进制数对应4位二进制数位二进制数十十进进制制数数 二二进进制制数数 十十六六进进制制数数000000100011200102300113401004501015601106701117810008910019101010A1110

17、11B121100C131101D141110E151111F2) 二进制数二进制数 十六进制数十六进制数方法：方法：以小数点为基准，分别向左和向右每以小数点为基准，分别向左和向右每4位划为一组，位划为一组，不足不足4位用位用0补，每一组用其对应的十六进制数代替。补，每一组用其对应的十六进制数代替。例：例：11110. 01B = 0001 1110. 0100 B = 1 E . 4 H1111101. 001B = 0111 1101. 0010 B = 7 D . 2 H 3) 十六进制数十六进制数 二进制数二进制数 方法：方法： 将每位十六进制数用其对应的将每位十六进制数用其对应的4位

18、二进制数代替即可。位二进制数代替即可。例例 ：1E. 4H = 0001 1110. 0100B = 11110. 01B7D. 2H = 0111 1101. 0010B = 111 1101. 001Bl l 十进制数与二进制数之间的转换需计算，不直观；十进制数与二进制数之间的转换需计算，不直观；l 二进制表示的数位多不便于书写、阅读；二进制表示的数位多不便于书写、阅读； l 十六进制数与二进制数间转换方便、直观，十六进制数与二进制数间转换方便、直观， 相对于二进制数，十六进制数书写、阅读相对方便。相对于二进制数，十六进制数书写、阅读相对方便。 思考：思考：计算机采用二进制形式表示数据和指

19、令，计算机采用二进制形式表示数据和指令， 在书写，显示上在书写，显示上引进十六进制的意义引进十六进制的意义是什么？是什么？ 计算机内部使用十六进制吗？计算机内部使用十六进制吗？1. 算术运算算术运算二进制数和十六进制数加、减、乘、除二进制数和十六进制数加、减、乘、除, 与十进制数类似与十进制数类似2. 逻辑运算逻辑运算 (第三章逻辑指令中介绍第三章逻辑指令中介绍) 二进制数运算，与、或、非、异或，特点：按位进行二进制数运算，与、或、非、异或，特点：按位进行第二节第二节 二进制数和十六进制数运算二进制数和十六进制数运算1. 1. 算术运算算术运算1）二进制数）二进制数 加法加法 逢逢2进进1 减

20、法减法 借借1为为28位运算器：参加运算的数及结果均以位运算器：参加运算的数及结果均以8位表示位表示, , 最高位产生的进位或借位在最高位产生的进位或借位在8位运算器中不保存，位运算器中不保存， 而将其保存到标志寄存器中而将其保存到标志寄存器中 1 0 1 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 0 0 + + 1 0 0 0 1 1 1 1 - - 1 0 1 0 0 1 0 1 进位进位 1 1 1 1 1 1 1 借位借位 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 1 0 0 1 1 1 1 1例例 二进制运算二进制运算 ( (以以8位运算器为例）位运算器为例）2)

21、 十六进制数十六进制数 加法加法 逢逢16进进1 减法减法 借借1为为16 B 5 H 4 4 H + 8 F H - A 5 H 进位进位 1 1 借位借位 1 1 4 4 H 9 F H例例 十六进制运算十六进制运算 1 0 1 1 0 1 0 1 B 0 1 0 0 0 1 0 0 B + + 1 0 0 0 1 1 1 1 B - - 1 0 1 0 0 1 0 1 B 进位进位 1 1 1 1 1 1 1 借位借位 1 1 1 1 1 1 1 0 1 0 0 0 1 0 0 B 1 0 0 1 1 1 1 1 B结果与二进制计算相同：结果与二进制计算相同：1无符号数无符号数2带符号数

22、带符号数1) 求补运算求补运算2) 补码补码3) 补码的真值计算补码的真值计算4) 用补码表示带符号数的意义用补码表示带符号数的意义38位、位、16位数的表示范围位数的表示范围4进位、借位、溢出的判断进位、借位、溢出的判断第三节第三节 计算机中数和字符的表示计算机中数和字符的表示1. 无符号数无符号数 二进制数的各位均表示数值大小，最高位无符号意义。二进制数的各位均表示数值大小，最高位无符号意义。 例例 1111 0000 B = F0H = 1516 = 240D 1001 0001 B = 91H = 916 + 1= 145 D 应用场合：应用场合： 处理的数全是正数时，如表示地址的数处

23、理的数全是正数时，如表示地址的数2. 带符号数带符号数l 数有正、负数有正、负 带符号数带符号数l 在计算机中符号也用二进制数表示在计算机中符号也用二进制数表示l 计算机中用计算机中用补码补码表示带符号数表示带符号数计算机中正负计算机中正负数的表示数的表示 7 6 5 4 3 2 1 0符号位符号位 数值位数值位假设机器字长字长为16位：符号位符号位 = 0 正数正数 数值位数值位 = 1 负数负数15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0假设机器字长字长为8位：1) 求补运算求补运算原码表示法：原码表示法：符号符号 + 绝对值绝对值例：例：n = 8bit +

24、3原码原码 = 0 000,0011 = 03H - 3原码原码 = 1 000,0011 = 83H +0原码原码 = 0 000,0000 = 00H - 0原码原码 = 1 000,0000 = 80H 0 的表示不惟的表示不惟一一反码表示法：反码表示法：正数的反码同原码，负数的反码数值位与原码相正数的反码同原码，负数的反码数值位与原码相反反例：例：n = 8bit +5反码反码 = 0 000,0101 = 05H - 5反码反码 = 1 111,1010 = FAH +0反码反码 = 0 000,0000 = 00H - 0反码反码 = 1 111,1111 = FFH 0 的表示不

25、惟的表示不惟一一 对一个二进制数按位取反，最低位加对一个二进制数按位取反，最低位加1。 等价于：等价于： 0 - - 该二进制数该二进制数 求补运算：求补运算：正数的补码：正数的补码： 同原码负数的补码负数的补码：例：例：对对 8 位位二进制数二进制数 11110001B进行求补运算进行求补运算方法方法1：按位取反，最低位加：按位取反，最低位加1 1111 00011111 0001 B B 取反取反 0000 1110 B0000 1110 B 加加1 11 1 0000 11110000 1111 B B 最高位借位最高位借位超出超出8位位自然丢失自然丢失方法方法2： 0 - - 该二进制

26、数该二进制数 0000 0000 B 0 0 H0000 0000 B 0 0 H - - 1111 00011111 0001 B - B - F 1F 1 H H 0000 11110000 1111 B B 0 F0 F H H2) 补码补码在计算机中，用补码表示在计算机中，用补码表示带符号数带符号数。 补码的表示方法：补码的表示方法： 正数的补码正数的补码：最高位为：最高位为 0, 其它各位为数字位，表示数的大小。其它各位为数字位，表示数的大小。 所以，整数的补码同原码所以，整数的补码同原码 负数的补码负数的补码：通过对该数正数的补码进行：通过对该数正数的补码进行求补运算求补运算得到。

27、得到。 负数的补码最高位为负数的补码最高位为 1。例例 求求 105D 的补码的补码 2 105 2 52 1 2 26 0 2 13 0 2 6 1 2 3 0 2 1 1 0 1 正数的补码：最高位为正数的补码：最高位为0 其它各位为数字位，表示数的大小。其它各位为数字位，表示数的大小。 105D 补补= 0110 1001B = 69 H (8位位)= 0000 0000 0110 1001 B= 0069 H (16位位)例例 求求 105D的补码的补码负数的补码：通过对该数正数的补码进行求补运算得到。负数的补码：通过对该数正数的补码进行求补运算得到。16位位： 105D 补补 = 0

28、 105D 补补 = 0 0000 0000 0110 1001B = 0 0069H = 1111 1111 1001 0111B = F F 9 7 H 8位位： 105D 补补 = 0 105D 补补 = 0 0110 1001B = 0 69H = 10010111B = 97 H3) 补码的真值计算补码的真值计算 真值真值：补码表示的数值大小。：补码表示的数值大小。 D 2000:0 ;显示内存块显示内存块2000：07Fh单元的单元的内容内容2000:0000 9E 0F C9 D8 65 04 70 00-16 00 13 08 65 04 70 00 2000:0000 9E

29、0F C9 D8 65 04 70 00-16 00 13 08 65 04 70 00 2000:0010 65 04 70 00 54 FF 00 F0-58 7F 00 F0 F5 E7 00 F02000:0010 65 04 70 00 54 FF 00 F0-58 7F 00 F0 F5 E7 00 F02000:0020 00 00 00 D0 28 00 13 08-6F EF 00 F0 6F EF 00 F02000:0020 00 00 00 D0 28 00 13 08-6F EF 00 F0 6F EF 00 F02000:0030 6F EF 00 F0 6F EF

30、 00 F0-9A 00 13 08 65 04 70 002000:0030 6F EF 00 F0 6F EF 00 F0-9A 00 13 08 65 04 70 002000:0040 07 00 70 D0 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 07 25 61 FD2000:0040 07 00 70 D0 4D F8 00 F0-41 F8 00 F0 07 25 61 FD2000:0050 39 E7 00 F0 40 02 5C 02-2D 04 70 00 28 0A 5C 032000:0050 39 E7 00 F0 40 02 5C 02-2D 04 70

31、 00 28 0A 5C 032000:0060 A4 E7 00 F0 2F 00 D4 08-6E FE 00 F0 04 06 5C 032000:0060 A4 E7 00 F0 2F 00 D4 08-6E FE 00 F0 04 06 5C 032000:0070 1D 00 00 D0 A4 F0 00 F0-22 05 00 00 34 12 00 C02000:0070 1D 00 00 D0 A4 F0 00 F0-22 05 00 00 34 12 00 C0如，如，用用DEBUG查看到存放在内存中的一组符号数：查看到存放在内存中的一组符号数：如何知道它们表示的大小？如何

32、知道它们表示的大小？求补码真值的方法：求补码真值的方法： 先判断是正数，还是负数。先判断是正数，还是负数。 由最高位判断：由最高位判断：0 正数正数 1 负数负数 再求数值大小再求数值大小 对正数，补码的真值等于该二进制数值。对正数，补码的真值等于该二进制数值。对负数，先对该数进行求补运算，再求数值大小。对负数，先对该数进行求补运算，再求数值大小。例例 求补码求补码7D H 的真值的真值: 7D H = 0111 1101B ， 最高位为最高位为0，是正数，是正数 7DH的真值的真值 = 7 16 + 13 = 125 D例例 求补码求补码 91H 的真值的真值: 91H = 1001 000

33、1B， 最高位为最高位为1 ，是负数。，是负数。 对对91H进行求补运算：进行求补运算： 91H 求求 补补 00H 91H = 6F H 91H的真值的真值 = 6FH = ( 6 16 +15 ) = 111D4）用补码表示带符号数的意义用补码表示带符号数的意义 计算机中用补码表示带符号数。计算机中用补码表示带符号数。(1) 将减法用加法实现，省去减法器，简化硬件。将减法用加法实现，省去减法器，简化硬件。计算机中，减法实现过程：计算机中，减法实现过程：（补码减法）（补码减法） 先对减数进行求补运算（求反加先对减数进行求补运算（求反加1，也是加法），也是加法） 再将求补后的数与被减数相加再将

34、求补后的数与被减数相加 相加的结果即为用补码表示的两数相减结果。相加的结果即为用补码表示的两数相减结果。 01011010 1 01011011 01000100 01000100B - - 10100101B 计算：计算： 10011111计算机中实现过程：计算机中实现过程：补码减法补码减法的计算结果与的计算结果与常规减法常规减法的结果相同。的结果相同。人在计算时，可用常规减法人在计算时，可用常规减法 (补码减法，对人来说，相对复杂补码减法，对人来说，相对复杂)补码减法：补码减法： 01000100 B - - 10100101 B 借位借位 1 111111 10011111 B常规减法：

35、常规减法： 01011010 1 01011011 01000100 01000100B - - 10100101B 计算：计算： 100111112) 无符号数及带符号数的加减运算用同一电路完成。无符号数及带符号数的加减运算用同一电路完成。在在计计算算机机中中计计算算看看作作无无符符号号数数看看作作带带符符号号数数 1 11 11 11 1 0 00 00 01 1 + + 0 00 00 00 0 1 11 10 00 0 1 11 11 11 1 1 11 10 01 1 2 24 41 1 + + 1 12 2 2 25 53 3 （ 1 15 5） + + （+ +1 12 2） 3

36、 3 1 11 11 11 1 0 00 00 01 1 0 00 00 00 0 1 11 10 00 0 1 11 11 10 0 0 01 10 01 1 2 24 41 1 1 12 2 2 22 29 9 （ 1 15 5） （+ +1 12 2） 2 27 7例例: 8位运算器位运算器即指令系统中加、减运算即指令系统中加、减运算不区分不区分无符号数或带符号数。无符号数或带符号数。3. 8位、位、16位二进制数的表示范围位二进制数的表示范围无无符符号号数数带带符符号号数数8位位0 255- -128 12716位位0 65535- -32768 32767规定规定: 8位位 1000 0000B 即即 80H为为 128D 16位位 1000 0000 0000 0000B 即即 8000H 为为 32768D4. 进位、借位、溢出的判断进位、借位、溢出的判断1) 进位进位 在加法过程中，最高有效位向高位产生进位。在加法过程中，最高有效位向高位产生进位。 对对 8位运算，指位运算，指D7产生进位产生进位 对对16位运算，指位运算，指D15产生进位产生进位2) 借位借位 在减法过程中，最高有效位向高位产生借位。在减法过程中，最高有效位向高位产生借位。 对对 8位运算，指位运算，指D7产生借位产生借位 对对16位运算，指位运算，指D15产生借位产生借位3) 溢