第 1 章 基础知识

1.1 机器语言

CPU 提供机器指令集也就是机器语言。

早期卡片打孔就是使用的机器语言。

机器语言难于书写阅读查错于是产生了汇编语言

1.2 汇编语言的产生

汇编语言的主题是汇编指令。汇编指令采用了更便于人类书写记忆的格式。

汇编指令 -> 编译器 -> 机器码

1.3 汇编语言的组成

1. 汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码
2. 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机不执行
3. 其他符号：由编译器识别，没有对应机器码

1.4 储存器

指令和数据在储存器中存放。

1.5 指令和数据

内存和磁盘上，指令和数据都是二进制信息，他们只是应用上的区分。

1.6 存储单元

储存器被分为多个存储单元，从 $0$ 开始标号。

每个存储单元可以存储 $1 Byte = 8 bit$。

1.7 CPU 对存储器的读写

CPU 要读写数据需要：

1. 存储单元的地址（地址信息）
2. 器件，读或写的命令（控制信息）
3. 读或写的数据（数据信息）

CPU 通过总线与其他芯片链接

按照逻辑，总线分为 $3$ 类：

1. 地址总线
2. 控制总线
3. 数据总线

1.8 地址总线

一个 CPU 有 $N$ 根地址线，则可以说 CPU 的地址总线宽度为 $N$，最多可以寻找 $2^N$ 个内存单元。

1.9 数据总线

数据总线宽度决定了数据的传送速度。

1.10 控制总线

控制总线是不同控制线的集合。

1.13 接口卡

CPU 通过控制接口卡，间接控制外部设备。

1.14 各类存储器芯片

一台 PC 中有多个存储器芯片，这些芯片从物理链接上看是独立，不同的器件。

存储器从读写属性上分：随机存储器（RAM） 和只读存储器（ROM）。 随机存储器可读写但必须带电存储，关机后存储内容丢失。只读存储器只能读取，关机后内容不丢失。

存储器从功能和链接上分：

1. 随机存储器主板上的 RAM 和扩展插槽上的 RAM
2. 装有 BIOS(Basic Input/Output System) 的 ROM
3. 接口卡上的 RAM 如显卡的显存

1.15 内存地址空间

CPU 操纵上述存储器时，都当做内存对待。CPU 将他们看成一个由若干单元组成的逻辑存储器，这个逻辑存储器就是内存地址空间。 汇编面对的就是内存地址空间。

每个物理存储器在逻辑存储器中占有一个地址段，CPU 在这个地址段读写就对应了在相对应的实际物理存储器中读写数据。

在基于计算机硬件系统编程时，需要知道每类存储器第一个单元的地址和最后一个单元的地址 。