• 名称:《汇编语言》速成教程
  • 分类:程序设计
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  • 时间:2024-12-14 19:57

《汇编语言速成教程》
一、课程概述
课程性质与目的
汇编语言是一种面向机器的程序设计语言,本教程旨在让初学者快速掌握汇编语言的基本概念、指令系统和编程方法,理解计算机底层的工作原理。
它是连接硬件和软件的桥梁,对于深入学习计算机系统、操作系统、嵌入式系统等领域有着重要的作用。
适用对象
本教程适合具有一定计算机基础知识,如熟悉计算机基本组成和二进制概念,想要深入了解计算机底层操作的人员,包括计算机相关专业的学生、硬件开发工程师和对系统编程感兴趣的爱好者。
二、课程目标
知识目标
理解汇编语言的基本概念,包括指令、操作数、寄存器、内存地址等。
掌握常见的汇编指令,如数据传送、算术运算、逻辑运算、控制转移等指令的格式、功能和应用场景。
熟悉汇编语言的程序结构,包括代码段、数据段和堆栈段的定义与使用。
了解汇编程序与操作系统、硬件之间的交互方式。
技能目标
能够独立编写简单的汇编程序,如实现两个数的相加、比较大小等功能。
学会使用汇编语言开发工具进行程序的编辑、编译、链接和调试。
可以阅读和理解简单的现有汇编程序代码,分析其功能和执行流程。
情感态度目标
培养对计算机底层编程的兴趣和耐心,体验到通过汇编语言直接控制计算机硬件的成就感。
养成严谨的编程习惯,注重代码的准确性、高效性和可读性。
三、课程内容
(一)汇编语言基础
计算机基础知识回顾
简单回顾计算机的基本组成部分,包括中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备。重点讲解 CPU 中的寄存器,它是汇编语言操作的重要对象。
例如,介绍通用寄存器(如 AX、BX、CX、DX)用于数据存储和运算,以及段寄存器(如 CS、DS、SS、ES)用于内存段的寻址。
复习二进制、十六进制数的表示和转换,因为汇编语言中经常使用这些进制来表示数据和地址。
汇编语言的基本概念
介绍汇编语言的定义和特点,它是一种符号化的机器语言,与机器语言一一对应,执行效率高,但编程相对复杂,可移植性差。
讲解指令和操作数的概念。指令是让计算机执行某种操作的命令,如 MOV(数据传送指令);操作数是指令操作的对象,可以是寄存器、内存单元或立即数。
例如,在指令 “MOV AX, 10” 中,“MOV” 是指令,“AX” 和 “10” 是操作数,该指令的功能是将立即数 10 传送到寄存器 AX 中。
数据存储与寻址方式
讲解数据在内存中的存储方式,包括字节、字(两个字节)、双字(四个字节)等存储单元。
介绍常见的寻址方式,如立即寻址(操作数是一个常数)、寄存器寻址(操作数是寄存器)、直接寻址(操作数是内存单元的地址)、寄存器间接寻址(操作数是寄存器中存放的内存地址所指向的内容)等。
例如,“MOV AL, [1000H]” 是直接寻址,将内存地址为 1000H 单元的内容传送到 AL 寄存器中;“MOV BX, AX” 是寄存器寻址,将 AX 寄存器的内容传送到 BX 寄存器中。
(二)汇编指令系统
数据传送指令
详细介绍数据传送指令,如 MOV(传送字节或字)、PUSH(压栈)、POP(出栈)、XCHG(交换数据)等。
讲解它们的功能、格式和使用注意事项。例如,PUSH 指令用于将数据压入堆栈,堆栈是一种特殊的数据结构,遵循 “后进先出” 的原则;POP 指令则是从堆栈中弹出数据。
结合实际例子,如在子程序调用和中断处理过程中,堆栈的使用非常重要,通过这些指令来保存和恢复寄存器的值。
算术运算指令
包括加法(ADD)、减法(SUB)、乘法(MUL)、除法(DIV)等基本算术运算指令。
讲解这些指令的操作数类型(可以是寄存器、内存单元或立即数)、运算结果的存储方式以及对标志位(如进位标志 CF、溢出标志 OF 等)的影响。
例如,“ADD AX, BX” 指令将 AX 和 BX 寄存器中的内容相加,结果存放在 AX 寄存器中,同时根据运算结果设置相应的标志位。如果相加的结果产生进位,进位标志 CF 会被置 1。
逻辑运算指令
讲解逻辑运算指令,如 AND(与)、OR(或)、XOR(异或)、NOT(非)等。
介绍这些指令在数据处理、位操作等方面的应用。例如,AND 指令常用于将一个数的某些位清零,通过将该数与一个合适的掩码进行与运算来实现。
举例说明如何利用逻辑运算指令实现数据加密、数据校验等功能。
控制转移指令
介绍控制转移指令,包括无条件转移指令(JMP)、条件转移指令(如 JZ、JNZ、JC、JNC 等)和循环指令(如 LOOP)等。
讲解这些指令如何改变程序的执行顺序,以及它们在程序设计中的重要性。例如,条件转移指令根据标志位的状态来决定是否跳转,用于实现分支结构,如判断两个数的大小后执行不同的代码段。
结合实际程序案例,如实现一个简单的判断奇偶数的程序,使用条件转移指令根据余数是否为 0 来输出不同的结果。
(三)汇编程序结构
简单程序框架
介绍汇编程序的基本结构,包括代码段(存放指令代码)、数据段(存放数据)和堆栈段(用于堆栈操作)。
讲解如何定义段,以及段寄存器与各段之间的关系。例如,在程序开始时,需要使用指令将数据段寄存器 DS 指向数据段的起始地址,以便程序能够正确地访问数据。
给出一个简单的汇编程序框架示例,如计算两个数相加并输出结果的程序,让学生初步了解程序的基本组成部分和执行流程。
程序的开始与结束
讲解汇编程序的入口点和结束方式。在汇编语言中,程序的入口点通常是由操作系统加载程序时指定的,一般是代码段的第一条指令。
介绍程序结束的指令,如 END 指令,它告诉汇编器程序的结束位置。同时,还可以提及一些操作系统相关的返回指令,用于将控制权返回给操作系统。
变量与常量的定义
讲解在数据段中如何定义变量和常量。变量用于存储程序运行过程中可能改变的数据,常量则是固定不变的数据。
例如,使用 DB(定义字节)、DW(定义字)、DD(定义双字)等伪指令来定义不同类型的数据。可以定义一个字节型变量 “VAR1 DB 10”,表示定义一个名为 VAR1 的变量,初始值为 10。
(四)汇编语言开发环境与调试
开发工具介绍
介绍常用的汇编语言开发工具,如 MASM(Microsoft Macro Assembler)或 TASM(Turbo Assembler)等。
讲解这些工具的功能,包括编辑源程序、编译(将源程序转换为目标文件)、链接(将目标文件与库文件链接成可执行文件)等操作。
例如,使用 MASM 编译一个汇编源程序文件(.asm),会生成一个目标文件(.obj),然后通过链接器将目标文件与必要的库文件链接在一起,生成最终的可执行文件(.exe)。
调试技巧
讲解如何使用调试工具来调试汇编程序,如设置断点、单步执行、查看寄存器和内存内容等。
结合一个有错误的程序案例,通过调试工具逐步查找错误原因,如程序逻辑错误、数据访问错误等。
强调调试在程序开发中的重要性,尤其是在处理复杂的汇编程序和与硬件交互的程序时,调试能够帮助快速定位和解决问题。

课程目录:

基础篇:1.1编程环境的安装
1.2debug的6种指令的使用,四个通用寄存器
2.1mov,add,sub加减指令实操体验
2.2mul,div,and,or乘除指令及所有寄存器英文名
2.3shl,shr,inc,dec,xchg,neg指令,中断int指令
3.1ds寄存器,段地址、偏移地址、物理地址,
3.2cs-ip代码段寄存器,jmp指令
3.3ss-sp寄存器,栈的push,pop指令
3.4bp,si,di寄存器,寻址方式,寄存器总结
3.5标志位寄存器ZF,PF,SF,CF,OF
3.6条件判断语句cmp,je,ja,jb及adc、sbb指令
4.1用源文件写汇编代码
4.2循环语句loop,等差数列求和
4.3函数call,ret指令
4.4call far ptr和retf指令,本质是栈、goto指令
4.5代码段、数据段、栈段,dup指令
4.6offset指令,jmp short、far,dword ptr各种跳转指令
4.7数组的读取和写入,type指令和一些杂项
实战篇5.1输出hello world,求数组最大、小值,字符串转大、小写
5.2通用代码,数组求和,拷贝数组,si配合di翻转数组
5.3用栈翻转数组,动态规划求斐波那契数列
5.4二重循环将二维数组的某列、某矩形转大写
5.5(接5.4)汇编语言版冒泡排序
5.6十进制和十六进制转换,lea指令,写注释
c语言反汇编-函数的调用方法
总结