汇编——基础知识

存储器（内存）

CPU 是计算机的核心部件．它控制整个计算机的运作并进行运算，要想让一个CPU 工作，就必须向它提供指令和数据。

在一台PC机中内存的作用仅次于CPU。

离开了内存，性能再好的CPU也无法工作。磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就无法被CPU 使用。

存储单元

存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号；
例如：一个存储器有128个存储单元（每个存储单元占1B），编号从0~127。

一个CPU的寻址能力指的就是它能找到的存储单元最多有多少（32位CPU最多能找到2^32=4G的存储单元（内存空间），so他的寻址能力就是4G）

对于大容量的存储器一般还用以下单位（磁盘的容量单位同内存的一样）：

• 1B=8位（bit）
• 1KB=1024B
• 1MB=1024KB
• 1GB=1024MB
• 1TB=1024GB

CPU对存储器的读写

CPU要想进行数据的读写，必须和外部器件（主板，显卡内些...）进行三类信息的交互：

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

在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称为外部总线。（内部总线看下一篇博客）
外部总线——CPU与外部连接的导线，内部总线——连接CPU内部的运算器、控制器、寄存器等器件的导线
在物理上他们就是一根根导线的集合；
逻辑上划分为：

• 地址总线
• 数据总线
• 控制总线

CPU读取数据内存的过程

CPU写入数据到内存的过程

 

1、地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储单元的位置的。

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（代表了CPU的寻址能力）。

一个CPU有N根地址总线，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N。（地址总线的宽度<=>CPU的位数）

这样的CPU最多可以寻找２的N次方个内存单元。

2、数据总线

CPU与内存或其它器件之间的数据传送是通过数据总线来进行的。
数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。

3、控制总线

CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。在这里控制总线是个总称，控制总线是一些不同控制线的集合。
有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制。所以，控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。

前面所讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的：
其中有一根名为读信号输出控制线负责由CPU 向外传送读信号，CPU 向该控制线上输出低电平表示将要读取数据；
有一根名为写信号输出控制线负责由CPU向外传送写信号。

小结：

（1）汇编指令是机器指令的助记符，同机器指令一一对应。
（2）每一种CPU都有自己的汇编指令集
（3）CPU可以直接使用的信息在存储器中存放。
（4）在存储器中指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。
（5）存储单元从零开始顺序编号。
（6）一个存储单元可以存储 8 个 bit （用作单位写成“b”），即 8 位二进制数。
（7）1B = 8b 1KB = 1024B 1MB = 1024KB
（8）每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连。也可以说，这些管脚引出总线。一个CPU可以引出三种总线的宽度标志了这个CPU的不同方面的性能：

• 地址总线的宽度决定了CPU的寻址能力；
• 数据总线的宽度决定了CPU与其它器件进行数据传送时的一次数据传送量；
• 控制总线宽度决定了CPU对系统中其它器件的控制能力。

CPU是靠外部总线与其他芯片相连的

内存地址空间

上面的那些存储器在物理上是独立的器件。
但是它们在以下两点上相同：

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

所有的物理存储器被看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器；
每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段（存储单元），即一段地址空间；
CPU在这段地址空间中读写数据，实际上就是在相对应的物理存储器中读写数据。

小Tips:

存储单元与内存地址空间关系：

CPU在操控物理存储器的时候,把物理存储器都当作内存来对待,把它们总的看作一个由若干存储单元组成的逻辑存储器,这个逻辑存储器就是我们所说的内存地址空间。

也就是说 我们现在用的32位的CPU的寻址能力（它能操作的最大的地址空间）是4G，CPU靠着这4G的寻址能力管理着我们的显卡，主板...，每一个芯片
表示着一个存储器，每一个储存器有自己的储存单元，这些储存单元集合起来就是这4G的内存地址空间,如下图所示

不同的CPU内存地址的分配也不同

内存地址空间：
最终运行程序的是CPU，我们用汇编编程的时候，必须要从CPU角度考虑问题。
对CPU来讲，系统中的所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中，它的容量受CPU寻址能力的限制。这个逻辑存储器即是我们所说的内存地址空间。