第1章 基础知识

1.1 机器语言

机器语言：机器指令的集合。

机器指令：一台机器可以正确执行的命令。

早期计算机： 可以执行机器指令，进行运算的机器。

微处理器：CPU；计算；有自己的机器指令集；

PS：机器语言，很像 机组课设的 实验课，分为两部分：

• 1、连线，连接CPU、寄存器、等等单元。
• 2、设计 机器指令，全都是 0和 1的指令，然后把指令 打进及其存储，然后运行；
  体验很是糟糕，一点0或1错了，就玩蛋蛋；也可见前辈们的艰辛。。。

1.2 汇编语言的产生

主体：汇编指令。
和机器指令的差别：汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。
例如：

计算机执行汇编指令：

• 编译器：将汇编指令转换成机器指令；

汇编有3类指令组成：
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，计算机并不执行。
3、其他符号：如+、-、*、/等，由编译器识别，没有对应的机器码。

1.4 存储器

• CPU，控制整个计算机运作并进行运算。
• CPU工作，需要指令和数据。
• 指令和数据在存储器中存放；内存。

要先了解 CPU是如何从内存中读取信息，以及向内存中写入信息。

1.5 指令和数据

• 都是 二进制信息。

例如 二进制信息，既可以看成数据，又可以看成指令：

1.6 存储单元

电子计算机最小信息单元： bit；比特；8个bit组成一个Byte，字节；

1.7 CPU对存储器的读写

CPU要从内存中读取数据，

• 首先要指定存储单元的地址；
• 指明对哪一个器件进行操作； 不只有存储器这一种器件；
• 进行那种操作； 读 或 写；

CPU想要进行数据读写，主要进行下面3类交互：

• 存储单元的地址（地址信息）；
• 器件的选择，读或写的命令（控制信息）；
• 读或写的数据（数据信息）；

总线：电信号的传输

物理上：一根根导线的集合。
逻辑上分类： 地址总线、控制总线、数据总线。

例子：CPU从3号单元中读取数据的过程

• 1、CPU通过地址线将地址信息3发出。
• 2、CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知他，将要从中读取数据。
• 3、存储器将3号单元中的数据8 通过数据线送入CPU。

例子：向3号单元写入数据26；。。。

机器码例子：

1.8 地址总线

CPU通过地址总线来指定存储器单元的。

• 地址总线上能传送多少个不同的信息，CPU就可以对多少个存储单元进行寻址。

例如： 一个CPU有10根地址总线 -》 2^10 个不同数据；
CPU有N根地址线，则CPU的地址总线宽度为N，可以寻找2^N次方个内存单元。

1.9 数据总线

数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
例如：8根数据总线一次可以传送一个8位二进制数据，一个字节；

1.10 控制总线

CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。
控制总线：是一些不同控制线的集合。
有多少根控制总线，意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制。

控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

1.11 内存地址空间（概述）

1.12 主板

主板上有 核心器件和一些主要器件，通过总线相连。

器件有CPU、存储器、外围芯片组、扩展插槽等。

扩展插槽一般插有 RAM内存条和各类接口卡。

1.13 接口卡

CPU控制 所有可用程序控制其工作的设备。
CPU对外部设备不直接控制，（显示器、音箱、打印机等），接口卡对他们控制。

扩展插槽通过总线和CPU相连，所以接口卡也通过总线同CPU相连。
CPU通过直接控制 接口卡，从而实现CPU的外设的间接控制。

1.14 各类存储器芯片

存储器芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。

从读写属性上看分为两类：随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。

• 随机存储器：可读可写，但必须带点存储，关机后存储的内容丢失；
• 只读存储器：只能读取不能写入，关机后其中内容不丢失。

从功能和连接上又可分为以下几类。

• 随机存储器
  用于存放CPU使用的绝大部分程序和程序，
  主随机存储器有 两个位置： 装在主板上的RAM和插在扩展槽上的RAM。
• 装有BIOS（Basic Input/Output System基本输入输出系统）的ROM
  BIOS是由主板和各类接口卡厂商提供的软件系统，可以通过它利用该硬件设备进行最基本的输入输出。
  主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM：
  主板上的ROM存储主办的BIOS；显卡上的ROM存储显卡的BIOS；网卡上的ROM。。。
• 接口卡上的RAM
  某些接口卡需要对大批量输入、输出数据进行暂时存储，其上装有RAM。
  显存：显示卡上的RAM。显示卡随时将显存中的数据向显示器上输出。
  我们将需要显示的内容写入显存，就会出现在显示器上。

1.15 内存地址空间

存储器器件相同点：

• 1、都和CPU的总线相连
• 2、CPU对他们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令。

CPU在控制存储器器件，把他们看作逻辑存储单元，也就是所说的内存地址空间。

例子：8086PC机内存地址空间分配基本情况

0-9FFFF内存单元读取数据，也就是主随机存储器中的数据；
A0000-BFFFF写数据，向显存中写入数据；
C0000-FFFFF内存单元中写入数据操作是无效的; (只读内存)