汇编语言 程序设计
第 1章 基础知识
◆ 汇编语言程序设计概述
◆ 进位计数制及其相互转换
◆ 计算机中数的表示
◆ 计算机中字符的表示
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1.1 汇编语言程序设计概述
机器语言是计算机第一代语言,它全部由 0,1
代码组成,是能够直接被机器所接受的语言,是最
底层的计算机语言。 机器语言不容易记忆,程序编
写难度大,调试修改繁琐,且不易移植,现程序员
很少用。但机器语言执行速度最快,它是一种面向
机器的程序设计语言。
1.1.1 机器语言汇编
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具有一定含义的符号作为助忆符,用指令助忆
符、符号地址等组成的符号指令称为汇编格式指令
(或汇编指令 )。汇编语言是汇编指令集、伪指令集
和使用它们规则的统称。汇编语言 比机器语言直观,
容易记忆和理解,用汇编语言编写的程序也比机器
语言程序易读、易检查、易修改。对于不同的计算
机,针对同一问题所编写的汇编语言源程序是互不
通用的。用汇编语言编写的程序执行效率比较高,
但通用性与可移植性仍然比较差。计算机不能直接
识别用汇编语言编写的程序,必须由一种专门翻译
程序将汇编语言程序翻译成机器语言程序,计算机
才能执行。
1.1.2 汇编语言
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1,可以更深刻认识计算机的工作过程
用汇编语言编制程序,可以清楚地了解计算机
是怎样完成各种复杂工作的。在此基础上,程序设
计人员更能充分地利用机器硬件的全部功能,发挥
机器的长处。
2,许多领域和场合需要使用汇编语言
.与硬件资源密切相关的软件开发;
.要求执行效率高, 反应快的领域;
.受存储容量限制的应用领域 。
1.1.3 为什么要学习和使用汇编语言
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1,数制的概念
按进位的原则进行计数叫进位计数制,简称数
制。每种数制都有其基数和各数位的位权。基数是
指该数制中允许选用的基本数码的个数。每个数码
所表示的数值等于该数码乘以一个与数码所在位置
有关的常数,这个常数叫位权,位权的大小是以基
数为底,数码所在位置的序号为指数的整数次幂。
2.常用的数制
在汇编语言中常用的数制有:十进制,二进制、
八进制和十六进制。
1.2 进位计数制及其相互转换
1.2.1 进位计数制
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十进制数的基数为 10,十进制数的位权为 10i,
其中 i代表数字在十进制数中的序号,任意一个 10进
制 N可表示为:
N = anan-1 … a1a0.a-1… a-m
= an× 10n + an-1× 10n-1 +… +a1× 101 + a0× 100
+ a-1× 10-1 +…… +a-m× 10-m-m
= ∑ai× 10i
i=n
2,二进制
二进制数的基数为 2,二进制数中每一个数字的
位权由 2的幂次决定,即,2i,其中 i为数字在二进
制数中的序号。
1,十进制
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N = anan-1 …,,a1a0.a-1…… a-m
= an× 2n + an-1× 2n-1 +…,,+a1× 21 + a0× 20 + a-1× 2-1 +…… +a-m× 2-m
-m
= ∑ai× 2i
i=n
3,十六进制
十六进制数的基数为 16,十六进制中每位数字的位
权由 16的幂次决定
N = anan-1 …,,a1a0.a-1…… a-m
= an× 16n+an-1× 16n-1+… +a1× 161+a0× 160+a-1× 16-1+…… +a-m× 16-m
-m
= ∑ai× 16i
i=n
其中 m,n意义同前,ai取值范围为 0-9,A,B,C,D,
E,F中任一数字。
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1.2.2 各种数制间的相互转换
将数由一种数制转换成另一种数制称为数制间的
转换。
1,非十进制转换成十进制
非十进制数转换成十进制数采用, 位权法,,即把非
十进制数写成各自的按权展开式,然后按十进制运算
原则求和,其和值就是转换后对应的十进制数。
【 例 1.1】 将十六进制数 B2F转换成十进制数。
( B2F) 16= B× 162 + 2× 161 + F× 160
= 11× 162 + 2× 161 + 15× 160
= 2816 + 32 + 15 = ( 2863) 10
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2,十进制数转换成非十进制数
将一个十进制数转换非十进制数时,整数部分
和小数部分的转换方法是不同的,需将整数部分和
小数部分分别转换,将两个转换结果结合起来就可
以得到对应的非十进制数。
(1) 十进制整数转换成非十进制
整数将十进制整数转换为非十进制整数采用, 除
基取余法,,即:将十进制整数及此期间产生的商逐
次除以需转换为数制的基数。直到商为零为止,并
记下每一次相除所得到的余数。按从后往前的次序
将各余数记作 KnKn-1Kn-2…… K0,从而构成转换后
对应的非十进制整数。第一次得到的余数为非十进
制数的最低位,最后一次得到的余数为非十进制数
的最高位。
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【 例 1.3】 将整数 125转换成对应的十六进制整数
则得,( 125) 10 = ( 7D) 16(2) 十进制小数转换成非十进制小数
将十进制小数转换为非十进制小数采用:将十
进制小数及此期间产生的积小数部分逐次乘以需转
换为数制的基数, 直到积的小数部分为零为止或达到一定精度为止, 并记下每一次相乘所得到的整数
部分, 按照从前往后的次序, 将各整数部分记作 k–1k-2…… k-m, 从而构成转换后对应的非十进制小数 。
【 例 1.4】 将十进制数 125.625转换成对应的二进
制数 因为 ( 125) 10 =( 1111101) 2
( 0.625) 10 =( 0.101) 2所以 ( 125.625) 10 =( 1111101.101) 2 返回
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1.3 计算机中数的表示
数值型数据是用二进制数来表示的,数值数据
分为有符号数和无符号数,有符号数有正、负之分,
通常,无符号数最高位表示数值,而有符号数最高
位表示符号,规定:用, 0” 表示, +” 号,用, 1”
表示, ﹣, 号。把这种连同数字与符号组合在一起
的二进制数称为机器数,由机器数所表示的实际值
称为真值。真值的符号用, +” 或, ﹣, 表示。有
符号数可以用不同的码制来表示,即:原码、反码、
补码、移码等,常用的是补码。
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1.3.1 原码表示法
设字长为 n 位, 最高位为符号位, 正数的符号用, 0”
表示, 负数的符号用, 1” 表示, 数值部分 n-1 位用二进制真
值的绝对值表示, 这种表示法称为原码 。
例如 设字长为 8
当 x = +1010时, [x]原 = 00001010,当 x = -1010时, [x]原 = 10001010
当 x = +0.1001时, [x]原 = 0.1001000,当 x = -0.0101时, [x]原 = 1.0101000
1.3.2 补码表示法
补码表示法规定:正数的补码与原码相同, 负数的补码
是对该数的原码除符号位外各位取反, 然后末位加 1。
例如, 设字长为 8
当 x = +1000时, [x]补 = 00001000,当 x = -1001时, [x]补 = 11110111
当 x = 0.1011时, [x]补 = 0.1011000 当 x = -0.1110时, [x]补 = 1.0010000
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1.3.3 反码表示法
反码表示法规定:正数的反码和原码相同, 负数的反码
是对该数的原码除符号位外各位取反, 即, 0” 变, 1”,, 1”
变, 0” 。
例如 设字长为 8
当 x = +1101时, [x]反 = 00001101,当 x = -1101时, [x]反 = 11110010
当 x = +0.1010时, [x]反 = 0.1010000,当 x = -0.1001时, [x]反 = 1.0110111
1.3.4 移码表示法
移码的定义, [x]移 = 2n + x (2n > x ≥ -2n)
移码是在真值上加一个常数 2n,在数轴上移码所表示的范
围恰好对应与真值在数轴上的范围向轴的正方向移动 2n个单元,
而得到移码名称 。 同一真值的补码和移码只差最高位相反 。
例如 x = +1000101 [x]移 = 27+1000101 = 11000101
x = -1000101 [x]移 = 27-1000101 = 00111011
x = -1000101 [x]补 = 28-1000101 = 10111011
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1.3.5 补码的加法和减法运算
1,补码加减运算的基本公式
[A]补 +[B]补 =[A+B]补 (整数 mod 2n+1; 小数 mod 2)
[A-B]补 = [A]补 +[-B]补 (整数 mod 2n+1; 小数 mod 2)
【 例 1.10】 设字长为 8,x = 0.1110,y = -0.0011,用补码的加法
求 x+y
解,[x]补 = 0.1110000,[y]补 = 1.1101000
[x]补 +[y]补 = 0.1110000 + 1.1101000 = 0.1011000
( 按模 2的意义, 最左边的 1丢掉 )
即 x+y = +0.1011
【 例 1.10】 x = 0.1001,y = -0.0111,用补码的减法求 x-y
解,[x]补 = 0.1001000,[y]补 = 1.1001000,[-y]补 = 0.0111000
[x]补 - [y]补 = [x]补 + [-y]补 = 0.1001000+ 0.0111000 = -1.0000000
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2.溢出判断
两个符号位相同的补码相加,如果和的符号位与加数的符号相
反,则表明运算结果溢出;两个符号位相反的补码相减,如果差的
符号位与被减数的符号位相反,则表明运算结果溢出。这种方法需
要判断操作是加法还是减法,以及运算结果与操作数的符号关系。
【 例 1.12】 机器字长为 8,高位为符号位, 令 A = -91,B = +43,求
[A-B]补
解:由 A = -91= -1011011,得 [A]补 = 10100101
由 B = +43 = +0101011,得 [B]补 = 00101011,[-B]补 = 11010101
[A-B]补 = [A]补 + [-B]补 = 10100101 + 11010101 = 101111010
按模 2n+1的意义,最左边的, 1” 自然丢掉,而符号位变成了 0
与正确的符号为 1不同,因此可以判断运算出现溢出,这是因为 A-
B= -134超出了机器字长所能表示的范围。
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1.3.6 定点数和浮点数
按小数点的位置是否固定,一般分为定点数和浮点数,相应
地数据具有定点表示和浮点表示两种形式。
1,定点数
在机器中, 小数点位置固定的数称为定点数, 定点数根据小
数点隐含固定位置不同, 又分为定点小数和定点整数 。 一般采用
定点小数表示法 。
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2.浮点数
浮点数是指小数点位置不固定, 根据需要而浮动的数, 它既有整数部分
又有小数部分 。 定点数所能表示的范围非常有限, 在许多场合下是不够用
的, 浮点数表示法可以扩大数据的表示范围 。
一个数 N用浮点数表示可以写成,N = M× RE
其中 M表示尾数,E表示指数,R表示基数。基数一般取 2,8,16。一
旦计算机定义好了基数值,就不能再改变了,因此,基数在浮点数中不用
表示出来,是隐含的。
计算机中参与运算的数超出了浮点数的表示范围时称为溢出。如果一
个数的阶码大于计算机所能表示的最大阶码,则称为上溢;反之,若小于
最小阶码,则称为下溢。
采用浮点表示的数,在运算之前要进行对齐小数点的操作(称为对
阶),才能进行加减运算。
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1.4 计算机中字符的表示
计算机中字符的表示方法有多种, 最常见的有 ASCII码, BCD码 。
1.4.1 ASCII码
ASCII 码 ( American Standard Code for Information
Interchange) 是美国标准信息交换码, 已被国际标准化组织定为国际标
准, 是目前最普遍使用的字符编码 。
ASCII码有 7位码和 8位码两种编码方案, 常用的是 7位码方案 。 7位
ASCII码是用七位二进制数进行编码的, 可共表示 27 =128个字符 。
ASCII码的每个字符用 7位二进制码表示, 其排列次序为 b6b5b4
b3b2b1b0,b6 为高位, b0为低位 。
数 0-9 ASCII码的编码值为 30H-39H,大写英文字母 A-Z的编码值为
41H-5AH,小写英文字母 a-z的编码值为 61H-7AH。
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1.4.2 BCD码
BCD码( Binary Coded Decimal) 是一种二-十进制的编码,它
使用 4位二进制数表示一位十进制数。最常用的 BCD码 8421码,又叫
NBCD码( Natural Binary Coded Decimal Code),由于 4位二进
制数可表示 16种状态,只取前 10种状态 0000-1001来表示十进制数码
0-9,从左到右每位二进制数的权分别是 8,4,2,1,因此又叫 8421
码。这种编码既具有二进制形式,又具有十进制的特点,它是逢
,十, 进位的。 BCD码十个不同的码分别是,0000,0001,0010、
0011,0100,0101,0110,0111,1000和 1001,这十个码分别代表
十进制数码 0,1,2,3,4,5,6,7,8,9。
例如:十进制数 1258对应的 BCD码是 0001001001011000;反之,
BCD码 1001 1000 0111 0010 对应的十进制数是 9872。
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