匯編語言第二章 計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)

第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)2.1計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的概述

計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件與軟件兩部分一、計(jì)算機(jī)硬件二、計(jì)算機(jī)軟件2.1.1硬件硬件是指計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體(如CPU,顯卡等)我們?cè)谶@里將它分為微處理器,存儲(chǔ)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(dòng)地執(zhí)行各條指令,協(xié)調(diào)整個(gè)系統(tǒng)的工作。存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)的記憶裝置,用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)當(dāng)前的數(shù)據(jù)和程序,我們通常接觸的是RAM,它是一種隨機(jī)存取存儲(chǔ)器,它的數(shù)據(jù)在重啟或關(guān)機(jī)后會(huì)丟失,而且在計(jì)算機(jī)運(yùn)行時(shí)還需不斷刷新。

系統(tǒng)總線是將CPU與存儲(chǔ)器及外部設(shè)備連接起來的導(dǎo)體,它用來傳輸信息。第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)2.1.1硬件外部設(shè)備按功能可分為二類:一類是與計(jì)算機(jī)進(jìn)行通訊的設(shè)備如鍵盤,打印機(jī)和顯示器等。這些設(shè)備與計(jì)算機(jī)的通訊是通過I/O接口實(shí)現(xiàn)的。另一類是用來存儲(chǔ)信息的設(shè)備如磁盤,光盤等。第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)算機(jī)組織結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)151631第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)15第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)機(jī)器規(guī)定：從從0地址開始始，每16個(gè)個(gè)字節(jié)為一小小段。段地址的選取取不是任意的的，計(jì)算機(jī)規(guī)規(guī)定：20位位二進(jìn)制的地地址值中，只只有低4位地地址值為0的的地址才能作作為段地址使使用。在1M空間中，可可以有以下的的地址作為段段地址使用：：00000H00010H……41230H41240H……FFFE0HFFFF0H很明顯，共有有64K個(gè)小小段的首地址址。第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)16第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)80386的的地址總線擴(kuò)擴(kuò)展到了32位,可尋址址空間一下擴(kuò)擴(kuò)充為4G,更為先進(jìn)的的是在保護(hù)模模式下,它的的段范圍不再再受限于可憐憐的64K,可以達(dá)到4k-4G。。保護(hù)模式和實(shí)實(shí)模式好比一一對(duì)孿生兄弟弟,從程序序角度來看幾幾乎看不出什什么區(qū)別,它它們都是通過過段寄存器去去訪問內(nèi)存地地址,都通過過中斷和設(shè)備備驅(qū)動(dòng)程序來來操作硬件,表面上能感感覺得到的差差異就是保護(hù)護(hù)模式能訪問問的空間是4G,而實(shí)模模式只能訪問問到1M的地地址空間。但實(shí)際上保護(hù)護(hù)模式和實(shí)模模式采用了兩兩種截然不同同的思路,保護(hù)模式帶來來的最可貴的的優(yōu)點(diǎn)不是單單純的擴(kuò)大了了內(nèi)存尋址范范圍,而是對(duì)對(duì)內(nèi)存尋址從從機(jī)制上提供供了保護(hù),將將系統(tǒng)的執(zhí)行行空間按權(quán)限限進(jìn)行了化分分。第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)為什么需要保保護(hù)?如今的系統(tǒng)需需要支持多個(gè)個(gè)用戶同時(shí)運(yùn)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)務(wù)。為了防止止你去破壞別別人的任務(wù)，，系統(tǒng)有責(zé)任任將每個(gè)任務(wù)務(wù)隔離開來，，讓大家各自自運(yùn)行在不同同的空間，免免收干擾。這這就是保護(hù)的的第一個(gè)方面面——任務(wù)間間保護(hù)，要做做到任務(wù)間保保護(hù)需要借助助虛擬內(nèi)存技技術(shù)（我們后后面分析它）），其基礎(chǔ)之之一就是保護(hù)護(hù)模式。除了任務(wù)間保保護(hù)外，另一一個(gè)必須保護(hù)護(hù)的東西就是是操作系統(tǒng)本本身，它可是是資源調(diào)配的的首腦呀！決決不能讓你有有機(jī)可承，擅擅自進(jìn)入。必必須有一道鐵鐵絲網(wǎng)，將你你和操作系統(tǒng)統(tǒng)隔離開，要要想拉起這道道鐵絲網(wǎng)，就就需要借助保保護(hù)模式中的的特權(quán)級(jí)機(jī)制制。操作系統(tǒng)統(tǒng)放在高特權(quán)權(quán)級(jí)里，你的的任務(wù)被放在在低特權(quán)級(jí)里里。你沒有權(quán)權(quán)利去偷看操操作系統(tǒng)的內(nèi)內(nèi)容。有什么么要求只能請(qǐng)請(qǐng)示“領(lǐng)導(dǎo)””（就是保護(hù)護(hù)機(jī)制），獲獲得拼準(zhǔn)后才才能給你提供供服務(wù)。這點(diǎn)點(diǎn)可謂是保護(hù)護(hù)模式的最直直接應(yīng)用。第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)我們知道段方方式尋址時(shí)，，是直接從段段寄存器中取取得的段的首首地址，但是是在保護(hù)模式式中是要多經(jīng)經(jīng)過一次檢查查手續(xù)才能獲獲得想要的段段地址。雖然80386有的通用用寄存器（EAX,EDI等等）被被擴(kuò)充倒了32位，但是是其中的段寄寄存器（DS,ES等））仍然只有16位，顯然然不可能再用用16位的段段寄存器直接接存放4G空空間需要的32位地址了了，所以必須須引入了一種種間接辦法———將段寄存存器存放的地地址換成一個(gè)個(gè)索引指針，，尋址時(shí)不再再是從段寄存存器種去地址址，而是先取取指針，再通通過該指針?biāo)阉阉饕粋€(gè)系統(tǒng)統(tǒng)維護(hù)的“查查找表”讀出出所需段的具具體信息。保護(hù)模式中，，對(duì)段的處理理，不再簡(jiǎn)簡(jiǎn)簡(jiǎn)單單是16位的段了，，而是16位位的段選擇符符，要到GDT或者LDT中去查找找段的位置。。用于定義內(nèi)內(nèi)存段的表有有兩種：全局局描述符表(GDT)和和局部描述符符表(LDT)。GDT是一個(gè)段描描述符數(shù)組，，其中包含所所有應(yīng)用程序序都可以使用用的基本描述述符。在實(shí)模模式中，段長(zhǎng)長(zhǎng)是固定的(為64KB)，而在保保護(hù)模式中，，段長(zhǎng)是可變變的，其最大大可達(dá)4GB。LDT也是段段描述符的一一個(gè)數(shù)組。與與GDT不同同，LDT是是一個(gè)段，其其中存放的是是局部的、不不需要全局共共享的段描述述符。第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)每一個(gè)操作系系統(tǒng)都必須定定義一個(gè)GDT，而每一一個(gè)正在運(yùn)行行的任務(wù)都會(huì)會(huì)有一個(gè)相應(yīng)應(yīng)的LDT。。每一個(gè)描述述符的長(zhǎng)度是是8個(gè)字節(jié)，，格式如下圖圖所示。GDT和LDT是在內(nèi)存存中的，由OS設(shè)置。第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)第一章基基礎(chǔ)知識(shí)第二章計(jì)計(jì)算機(jī)組織結(jié)結(jié)構(gòu)9、靜夜四四無鄰，，荒居舊舊業(yè)貧。。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、雨中黃黃葉樹，，燈下白白頭人。。。02:02:1202:02:1202:0212/25/20222:02:12AM11、以我獨(dú)沈久久，愧君相見見頻。。12月-2202:02:1202:02Dec-2225-Dec-2212、故人江海別別，幾度隔山山川。。02:02:1202:02:1202:02Sunday,December25,202213、乍見見翻疑疑夢(mèng)，，相悲悲各問問年。。。12月月-2212月月-2202:02:1202:02:12December25,202214、他鄉(xiāng)鄉(xiāng)生白白發(fā)，，舊國(guó)國(guó)見青青山。。。25十十二二月20222:02:12上上午02:02:1212月月-2215、比比不不了了得得就就不不比比，，得得不不到到的的就就不不要要。。。。。。十二二月月222:02上上午午12月月-2202:02December25,202216、行行動(dòng)動(dòng)出出成成果果，，工工作作出出財(cái)財(cái)富富。。。。2022/12/252:02:1202:02:1225December202217、做做前前，，能能夠夠環(huán)環(huán)視視四四周周；；做做時(shí)時(shí)，，你你只只能能或或者者最最好好沿沿著著以以腳腳為為起起點(diǎn)點(diǎn)的的射射線線向向前前。。。。2:02:12上上午午2:02上上午午02:02:1212月月-229、沒有失失敗，只只有暫時(shí)時(shí)停止成成功！。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、很多事事情努力力了未必必有結(jié)果果，但是是不努力力卻什么么改變也也沒有。。。02:02:1202:02:1202:0212/25/20222:02:12AM11、成功就是日日復(fù)一日那一一點(diǎn)點(diǎn)小小努努力的積累。。。12月-2202:02:1202:02Dec-2225-Dec-2212、世間成事，，不求其絕對(duì)對(duì)圓滿，留一一份不足，可可得無限完美美。。02:02:1202:02:1202:02Sunday,December25,202213、不知香積積寺，數(shù)里里入云峰。。。12月-2212月-2202:02:1202:02:12December25,202214、意志堅(jiān)強(qiáng)強(qiáng)的人能把把世界放在在手中像泥泥塊一樣任任意揉捏。。25十二二月20222:02:12上上午02:02:1212月-2215、楚楚塞塞三三湘湘接接，，荊荊門門九九派派通通。。。。。。十二二月月222:02上上午午12月月-2202:02December25,202216、少少年年十十五五二二十十時(shí)時(shí)，，步步行行奪奪得得胡胡馬馬騎騎。。。。2022/12/252:02:1202:02:1225December202217、空空山山新新雨雨后后，，天天氣氣晚晚來來秋秋。。。。2:02:12上上午午2:02上上午午02:02:1212月月-229、楊柳散和風(fēng)風(fēng)，青山澹吾吾慮。。12月-2212月-22Sunday,December25,202210、閱讀一切好好書如同和過過去最杰出的的人談話。02:02:1202:02:1202:0212/25/20222:02:12AM11、越是沒有本本領(lǐng)的就越加加自命不凡。。12月-2202:02:1202:02Dec-2225-Dec-2212、越是是無能能的人人，越越喜歡歡挑剔剔別人人的錯(cuò)錯(cuò)兒。。02:02:1202:02:1202:02Sunday,December25,202213、知人人者智智，