《汇编程序设计》课件

汇编程序设计汇编语言是低级编程语言，它直接与计算机硬件交互。汇编程序设计课程将深入学习汇编语言的语法、指令集和程序设计方法。uj课程简介课程目标学习汇编语言的基础知识和编程技巧。掌握汇编程序的开发流程和调试方法。能够独立编写简单的汇编程序。课程内容汇编语言概述，基本结构，指令集，内存组织，程序执行过程。数据传送指令，算术运算指令，逻辑运算指令，控制转移指令，比较指令，串操作指令。中断处理，过程调用，宏指令，BIOS功能调用，DOS功能调用。汇编语言概述汇编语言是一种低级编程语言，它与机器语言非常接近。汇编语言使用助记符来表示机器指令，使代码更易于阅读和编写。汇编语言程序需要由汇编器转换为机器语言，才能被计算机执行。汇编语言的基本结构指令汇编语言中的基本单位是指令，每条指令对应一个特定的机器操作。操作数指令需要操作的数据称为操作数，可以是寄存器、内存地址或立即数。标号标号是给指令或数据段起的名字，方便程序跳转和访问。注释注释用于解释代码，提高可读性，但不会被汇编器处理。寄存器11.概述寄存器是CPU内部的存储单元，用于临时存储数据和指令，速度快，容量小。22.分类根据用途可分为通用寄存器、专用寄存器、段寄存器、指针寄存器和标志寄存器。33.重要性寄存器是CPU处理数据的核心，影响程序执行效率，需要合理分配和使用。44.示例AX、BX、CX、DX是通用寄存器，可用于存储数据、地址或指令。指令集指令集指令集是汇编语言的基础，定义了处理器可以执行的所有指令。指令集中的每个指令都执行一个特定的操作，例如，将数据从一个位置移动到另一个位置，或者执行算术运算。指令格式每个指令都具有特定的格式，包括操作码和操作数。操作码指示处理器要执行的操作，而操作数指定操作所要处理的数据。指令类型指令集通常包含各种类型的指令，例如数据传送指令、算术运算指令、逻辑运算指令、控制转移指令、比较指令等。内存组织内存地址空间CPU可以访问的内存地址范围。物理内存计算机中实际安装的内存条，由多个内存芯片组成。内存段将内存地址空间划分为多个段，每个段都有自己的起始地址和大小。程序执行过程编译将汇编语言源程序翻译成机器语言的目标程序，并生成可执行文件。加载将可执行文件加载到内存中，为程序执行做好准备。执行CPU从内存中读取指令并执行，完成程序的功能。输出程序执行结束后，将结果输出到显示器、硬盘等设备。数据传送指令11.MOV指令将源操作数的值复制到目标操作数中，是最常用的数据传送指令。22.LEA指令将内存地址的值加载到目标操作数中，用于计算内存地址。33.PUSH指令将操作数压入堆栈，用于保存数据或传递参数。44.POP指令将堆栈顶部的元素弹出到目标操作数中，用于恢复数据或参数。算术运算指令加法指令ADD指令用于将两个操作数相加，结果存储到目标操作数中。例如，ADDAX,BX将寄存器BX中的值加到寄存器AX中，并将结果存入AX。减法指令SUB指令用于将两个操作数相减，结果存储到目标操作数中。例如，SUBAX,BX将寄存器BX中的值从寄存器AX中减去，并将结果存入AX。乘法指令MUL指令用于将两个操作数相乘，结果存储到目标操作数中。例如，MULBX将寄存器BX中的值乘以寄存器AX中的值，并将结果存入AX和DX中。除法指令DIV指令用于将两个操作数相除，结果存储到目标操作数中。例如，DIVBX将寄存器AX中的值除以寄存器BX中的值，并将商存入AX，余数存入DX中。逻辑运算指令位运算逻辑运算指令执行位级操作，对操作数的每一位进行逻辑运算。布尔逻辑逻辑运算指令基于布尔逻辑，处理真假值，例如与、或、非运算。逻辑运算结果逻辑运算结果由逻辑运算符和操作数的位值决定，以真假值表示。控制转移指令改变程序执行流程控制转移指令可改变程序执行流程，实现跳转、循环、条件判断等功能。实现分支结构根据条件选择执行不同的代码路径，提高程序灵活性和效率。提高程序效率通过跳转指令避免重复执行代码，减少程序代码量，提高程序运行效率。比较指令比较指令比较指令用于比较两个操作数的大小关系，并将结果保存到标志寄存器中。比较结果ZF：零标志，比较结果相等则置位SF：符号标志，结果为负则置位CF：进位标志，结果为无符号数大于则置位OF：溢出标志，结果为有符号数溢出则置位常用比较指令CMP：比较两个操作数TEST：与操作并设置标志位串操作指令字符串移动MOVSB和MOVSW指令用于在内存中移动字符串，可以将一个字符串复制到另一个位置。字符串比较CMPSB和CMPSW指令用于比较两个字符串，可以判断两个字符串是否相等。字符串扫描SCASB和SCASW指令用于在字符串中查找特定的字符，可以找到第一个匹配的字符的位置。字符串填充STOSB和STOSW指令用于填充字符串，可以将一个字符填充到字符串的指定位置。中断处理中断处理的定义中断是程序执行流程的改变，通常是由外部事件触发，比如键盘按键、鼠标点击或硬件故障。中断处理程序会暂停当前执行的任务，处理中断事件，然后返回到中断发生前的程序位置继续执行。中断处理过程中断处理程序首先会保存当前程序的执行状态，包括程序计数器、堆栈指针和通用寄存器等。然后，程序跳转到中断处理程序的起始地址，执行中断处理程序的代码。完成中断处理后，程序会恢复之前保存的状态，并返回到中断发生前的程序位置继续执行。过程调用子程序将重复执行的代码段封装成子程序，提高代码的可读性和可维护性。调用堆栈使用堆栈来保存调用者的地址和局部变量，确保程序执行的正确性。参数传递通过寄存器或内存传递参数，实现子程序之间的数据交互。返回指令子程序执行完毕后，使用RET指令返回调用者的地址，继续执行主程序。宏指令11.代码复用宏指令可以将一段代码定义为一个宏，并在程序中多次调用，避免重复编写代码。22.代码简化宏指令可以将复杂的代码块封装成一个简单的宏，提高代码的可读性和可维护性。33.参数传递宏指令可以接受参数，允许在调用时传递不同的值，实现代码的灵活性和通用性。44.编译过程宏指令在编译阶段被展开，替换成相应的代码，不会生成独立的代码段。BIOS功能调用BIOS简介基本输入输出系统(BIOS)，是计算机启动时加载的第一段程序，负责初始化硬件、检测硬件设备并加载操作系统。中断调用BIOS提供了一系列中断服务程序，供操作系统或应用程序调用。常用功能常见功能包括键盘输入、鼠标控制、磁盘操作、屏幕输出等。DOS功能调用DOS系统调用通过中断机制，程序可以调用DOS系统提供的功能，例如文件操作、内存管理、设备控制等。调用约定使用INT21H中断指令，并将参数存储在特定的寄存器中。功能代码每个功能调用都有一个唯一的代码，用于标识具体的功能。编程实践实践是检验真理的唯一标准，也是学习汇编语言的最佳途径。通过动手编写程序，可以加深对汇编语言的理解，锻炼编程能力。1项目实践参与真实项目开发，将所学知识应用于实际场景中。2代码练习通过大量的代码练习，掌握汇编语言的语法和指令使用。3实验验证完成课本上的实验，验证所学知识点，巩固学习效果。编程实践是一个循序渐进的过程，从简单的代码练习到复杂的项目实践，不断提升编程能力。代码优化技巧代码优化技巧代码优化是指在不改变程序功能的前提下，通过调整代码结构、算法等方式，提高程序运行效率。优化目的代码优化主要目的是减少程序占用内存、提高程序运行速度和减少程序代码量。优化方法常见代码优化方法包括：优化算法、减少代码冗余、使用合适的数据结构等。优化工具一些代码优化工具可以帮助开发人员自动识别代码中的潜在问题，并提供优化建议。调试技巧单步执行逐步执行代码，查看每条指令执行结果，方便定位问题。断点调试设置断点，程序运行到断点处暂停，方便检查变量值和程序状态。跟踪调试跟踪程序执行流程，查看函数调用栈和变量值变化。日志输出在代码中加入日志输出语句，记录程序运行过程信息，方便排查错误。实验1：简单程序设计1实验目的熟悉汇编语言的基本语法和指令，掌握简单程序的编写方法，并能独立完成简单的汇编程序设计。2实验内容编写一个简单的程序，实现两个整数的加减乘除运算，并输出结果。3实验步骤1.根据实验内容编写汇编程序代码，包括数据定义、程序段等；2.使用汇编编译器将代码编译成可执行文件；3.运行可执行文件，观察程序运行结果并分析代码。实验2：数据处理程序1数据输入设计输入部分代码2数据处理根据要求进行处理3数据输出设计输出部分代码在本实验中，学生将学习如何使用汇编语言编写程序来处理数据。程序需要包含数据输入、数据处理和数据输出三个部分。通过完成本实验，学生将掌握汇编语言中数据处理的基本方法，为后续实验奠定基础。实验3：子程序设计子程序是汇编程序设计的重要组成部分，通过将程序分解为若干个独立的功能模块，可以提高程序的模块化程度，方便程序的编写、调试和维护。1子程序定义使用PROC指令定义子程序，并设置参数传递方式2子程序调用使用CALL指令调用子程序，并将参数传递给子程序3子程序返回子程序执行完毕后，使用RET指令返回调用程序，并将结果传递回调用程序4堆栈子程序调用和返回过程使用堆栈进行管理，保存程序执行状态子程序设计需要理解堆栈的作用和使用方法，以及参数传递方式和返回值的传递方式。本实验通过编写简单的子程序，学习子程序定义、调用和返回的过程，并掌握堆栈的使用。实验4：中断处理程序1中断概念中断是计算机系统中处理异步事件的一种机制，例如键盘输入或磁盘读写。2中断处理流程中断发生时，CPU会暂停当前程序的执行，转而执行中断处理程序。保存CPU状态执行中断处理程序恢复CPU状态返回中断发生前的程序3实验内容编写一个程序，模拟一个中断事件的发生，并演示中断处理程序的执行过程。实验5：BIOS和DOS功能调用BIOS功能调用BIOS(基本输入输出系统)提供了底层硬件操作功能，例如屏幕显示、键盘输入等。通过调用BIOS中断，可以访问这些功能。DOS功能调用DOS(磁盘操作系统)提供了一些更高级的功能，例如文件操作、目录操作等。可以通过调用DOS中断，访问这些功能。实验内容编写汇编程序，分别调用BIOS和DOS功能，实现简单的操作，例如显示字符、读取键盘输入、创建文件等。实验要求理解BIOS和DOS的功能调用机制，掌握相关指令和参数的使用，编写完整的功能调用程序。实验6：复合程序设计1模块化将程序划分为多个独立模块2接口定义明确定义模块之间数据传递方式3程序集成将模块整合为完整的程序4测试调试确保每个模块和整体程序运行正确复合程序设计是将多个功能模块组合在一起，形成一个完整的程序。这需要进行模块划分、接口定义、程序集成、测试调试等步骤。通过这种方式，可以将复杂问题分解成多个小问题，提高代码的可读性、可维护性、可复用性。大作业要求内容要求设计一个完整的汇编程序，包含多个模块，并实现一个具体的功能。可