匯編語言第二章

1、第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)2.1 計算機系統(tǒng)的概述計算機系統(tǒng)的概述 計算機系統(tǒng)包括硬件與軟件兩部分計算機系統(tǒng)包括硬件與軟件兩部分一、計算機硬件一、計算機硬件二、計算機軟件二、計算機軟件 2.1.1 硬件 硬件是指計算機的物理實體(如CPU,顯卡等)我們在這里將它分為微處理器,存儲器,接口電路,外部設(shè)備和系統(tǒng)總線等。(如左圖所示) 微處理器就是由控制器和算術(shù)邏輯部件組成的中央處理器(即CPU)。它的作用是自動地執(zhí)行各條指令,協(xié)調(diào)整個系統(tǒng)的工作。 存儲器是計算機的記憶裝置,用于存儲

2、計算機當前的數(shù)據(jù)和程序,我們通常接觸的是RAM,它是一種隨機存取存儲器,它的數(shù)據(jù)在重啟或關(guān)機后會丟失,而且在計算機運行時還需不斷刷新。 系統(tǒng)總線是將CPU與存儲器及外部設(shè)備連接起來的導(dǎo)體,它用來傳輸信息。 第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)2.1.1 硬硬 件件 外部設(shè)備按功能可分為二類:一類是與計算機進行通訊的設(shè)備如鍵盤,打印機和顯示器等。這些設(shè)備與計算機的通訊是通過I/O接口實現(xiàn)的。另一類是用來存儲信息的設(shè)備如磁盤,光盤等。 第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)

3、構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第

4、一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)151631第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)15第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基

5、礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二

6、章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)機器規(guī)定：從機器規(guī)定：從0地址開始，每地址開始，每16個字節(jié)為一小段。個字節(jié)為一小段。段地址的選取不是任意的，計算機規(guī)定：段地址的選取不是任意的，計算機規(guī)定：20位二進制的地址值位二進制的地址值中，只有低中，只有低4位地址值為位地址值為0的地址才能作為段地址使用。在的地址才能作為段地址使用。在1M空空間中，可以有以下的地址作為段地址使用：間中，可以有以下的地址作為段地址使用： 00000H00010H41230H41240HFFFE0HFFFF0H很明顯，共有很明顯，共有64K個小段的首地址

7、。個小段的首地址。 第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)16第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)80386的地址總線擴展到了的地址總線擴展到了32位位,可尋址空間一下擴充為可尋址空間一下擴充為4G,更為先進更為先進的是在保護模式下的是在保護模式下,它的段范圍不再受限于可憐的它的段范圍不再受限于可憐的64K,可以

8、達到可以達到4k-4G。 保護模式和實模式好比一對孿生兄弟保護模式和實模式好比一對孿生兄弟, 從程序角度來看幾乎看不出從程序角度來看幾乎看不出什么區(qū)別什么區(qū)別,它們都是通過段寄存器去訪問內(nèi)存地址它們都是通過段寄存器去訪問內(nèi)存地址,都通過中斷和設(shè)都通過中斷和設(shè)備驅(qū)動程序來操作硬件備驅(qū)動程序來操作硬件,表面上能感覺得到的差異就是保護模式能訪表面上能感覺得到的差異就是保護模式能訪問的空間是問的空間是4G,而實模式只能訪問到而實模式只能訪問到1M的地址空間。的地址空間。 但實際上保護模式和實模式采用了兩種截然不同的思路但實際上保護模式和實模式采用了兩種截然不同的思路,保護模式保護模式帶來的最可貴的優(yōu)點

9、不是單純的擴大了內(nèi)存尋址范圍帶來的最可貴的優(yōu)點不是單純的擴大了內(nèi)存尋址范圍,而是對內(nèi)存尋而是對內(nèi)存尋址從機制上提供了保護址從機制上提供了保護,將系統(tǒng)的執(zhí)行空間按權(quán)限進行了化分將系統(tǒng)的執(zhí)行空間按權(quán)限進行了化分。 第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)為什么需要保護為什么需要保護? 如今的系統(tǒng)需要支持多個用戶同時運行多個任務(wù)。為了防止你如今的系統(tǒng)需要支持多個用戶同時運行多個任務(wù)。為了防止你去破壞別人的任務(wù)，系統(tǒng)有責任將每個任務(wù)隔離開來，讓大家各自去破壞別人的任務(wù)，系統(tǒng)有責任將每個任務(wù)隔離開來，讓大家各自運行在不同的空間，免收干擾。這就是保護的第一個方面運行在不同的

10、空間，免收干擾。這就是保護的第一個方面任務(wù)任務(wù)間保護，要做到任務(wù)間保護需要借助虛擬內(nèi)存技術(shù)（我們后面分析間保護，要做到任務(wù)間保護需要借助虛擬內(nèi)存技術(shù)（我們后面分析它），其基礎(chǔ)之一就是保護模式。它），其基礎(chǔ)之一就是保護模式。 除了任務(wù)間保護外，另一個必須保護的東西就是操作系統(tǒng)本身，除了任務(wù)間保護外，另一個必須保護的東西就是操作系統(tǒng)本身，它可是資源調(diào)配的首腦呀！決不能讓你有機可承，擅自進入。必須它可是資源調(diào)配的首腦呀！決不能讓你有機可承，擅自進入。必須有一道鐵絲網(wǎng)，將你和操作系統(tǒng)隔離開，要想拉起這道鐵絲網(wǎng)，就有一道鐵絲網(wǎng)，將你和操作系統(tǒng)隔離開，要想拉起這道鐵絲網(wǎng)，就需要借助保護模式中的特權(quán)級機制。

11、操作系統(tǒng)放在高特權(quán)級里，你需要借助保護模式中的特權(quán)級機制。操作系統(tǒng)放在高特權(quán)級里，你的任務(wù)被放在低特權(quán)級里。你沒有權(quán)利去偷看操作系統(tǒng)的內(nèi)容。有的任務(wù)被放在低特權(quán)級里。你沒有權(quán)利去偷看操作系統(tǒng)的內(nèi)容。有什么要求只能請示什么要求只能請示“領(lǐng)導(dǎo)領(lǐng)導(dǎo)”（就是保護機制），獲得拼準后才能給（就是保護機制），獲得拼準后才能給你提供服務(wù)。這點可謂是保護模式的最直接應(yīng)用。你提供服務(wù)。這點可謂是保護模式的最直接應(yīng)用。第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu) 我們知道段方式尋址時，是直接從段寄存器中取得的段的首地址，但我們知道段方式尋址時，是直接從段寄存器中取得的段的首地址，但是在保

12、護模式中是要多經(jīng)過一次檢查手續(xù)才能獲得想要的段地址。是在保護模式中是要多經(jīng)過一次檢查手續(xù)才能獲得想要的段地址。 雖然雖然80386有的通用寄存器（有的通用寄存器（EAX,EDI等等）被擴充倒了等等）被擴充倒了32位，但是其位，但是其中的段寄存器（中的段寄存器（DS,ES等）仍然只有等）仍然只有16位，顯然不可能再用位，顯然不可能再用16位的段寄存位的段寄存器直接存放器直接存放4G空間需要的空間需要的32位地址了，所以必須引入了一種間接辦法位地址了，所以必須引入了一種間接辦法將段寄存器存放的地址換成一個索引指針，尋址時不再是從段寄存器將段寄存器存放的地址換成一個索引指針，尋址時不再是從段寄存器種

13、去地址，而是先取指針，再通過該指針搜索一個系統(tǒng)維護的種去地址，而是先取指針，再通過該指針搜索一個系統(tǒng)維護的“查找表查找表”讀出所需段的具體信息。讀出所需段的具體信息。 保護模式中，對段的處理，不再簡簡單單是保護模式中，對段的處理，不再簡簡單單是16位的段了，而是位的段了，而是16位的位的段選擇符，要到段選擇符，要到GDT或者或者LDT中去查找段的位置。用于定義內(nèi)存段的表中去查找段的位置。用于定義內(nèi)存段的表有兩種：全局描述符表有兩種：全局描述符表(GDT)和局部描述符表和局部描述符表(LDT)。GDT是一個段描述是一個段描述符數(shù)組，其中包含所有應(yīng)用程序都可以使用的基本描述符。在實模式中，符數(shù)組，其中包含所有應(yīng)用程序都可以使用的基本描述符。在實模式中，段長是固定的段長是固定的(為為64KB)，而在保護模式中，段長是可變的，其最大可達，而在保護模式中，段長是可變的，其最大可達4GB。 LDT也是段描述符的一個數(shù)組。與也是段描述符的一個數(shù)組。與GDT不同，不同，LDT是一個段，其是一個段，其中存放的是局部的、不需要全局共享的段描述符。中存放的是局部的、不需要全局共享的段描述符。第一章第一章 基礎(chǔ)知識基礎(chǔ)知識第二章第二章 計算機組織結(jié)構(gòu)計算機組織結(jié)構(gòu)每一個操作系統(tǒng)都必