一、机器语言

机器语言是机器指令的集合。机器指令展开来讲就是一台机器可以正确执行的命令。电子计算机的机器指令是一列二进制数字。计算机将之转变为一列高低电平，以使计算机的电子器件受到驱动，进行运算。

显然机器码晦涩难懂，不易查错。

二、汇编语言的产生

汇编语言的产生就是为了解决使用机器语言带来的麻烦。它的主体是汇编指令。汇编指令和机器指令的差别在于指令的表示方法上。汇编指令是机器指令便于记忆的书写格式。

（寄存器，简单地讲是CPU中可以存储数据的器件，一个CPU中有多个寄存器。AX是其中一个寄存器的代号，BX是另一个寄存器的代号。）

三、汇编语言的组成

汇编语言发展到现在，由以下三类指令组成：

• 汇编指令：机器码的助记符，有对应的机器码
• 伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行
• 其他符号：如+、-、*、/等，由编译器识别，没有对应的机器码

汇编语言的核心是汇编指令，它决定了汇编语言的特性。

四、存储器

五、指令和数据

六、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，编号0-127，如图所示：

那么一个存储单元能存储多少信息呢？计算机的最小信息单位是bit，也就是一个二进制位。8个bit组成一个Byte，也就是通常讲的一个字节。微型机存储器的存储单元可以存储一个Byte，即8个二进制位。一个存储器有128个存储单元，它可以存储128个Byte。

对于大容量的存储器一般还用以下单位来计量容量：
1KB=1024B
1MB=1024KB
1GB=1024MB
1TB=1024GB

七、CPU对存储器的读写

存储器被划分成多个存储单元，存储单元从零开始顺序编号。这些编号可以看作存储单元再存储器中的地址。

CPU要从内存中读数据，首先要指定存储单元的地址。另外，在一台微机中，不只有存储器这一器件。CPU在读写数据时还要指明，它要对哪一个器件进行操作，进行哪种操作，是从中读出数据，还是向里面写入数据。

CPU从3号单元中读取数据的过程如下：

1. CPU通过地址线将地址信息3发出
2. CPU通过控制线发出内存读命令，选中存储器芯片，并通知它，将要从中读取数据
3. 存储器将3号单元中的数据8通过数据线送入CPU

写操作与读操作的步骤相似。如向3号单元写入数据26。

1. CPU通过地址线将地址信息3发出
2. CPU通过控制线发出内存写命令，选中存储器芯片，并通知它，要向其中写入数据
3. CPU通过数据线将数据26送入内存的3号单元中。

从上面我们知道了CPU是如何进行数据读写的，接下来看下如何命令计算机进行数据的读写。

八、地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储器单元的，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。

假设一个CPU有10根地址总线，那么就可以表示1024个不同的数据，最小数为0，最大数为1023.

下图展示了一个具有10根地址线的CPU向内存发出地址信息11时10根地址线上传送的二进制信息。

一个CPU有N根地址线，则可以说这个CPU的地址总线的宽度为N。这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。

九、数据总线

8086有16根数据线，可一次传送16位数据，所以可一次传送数据89D8H；而8088只有8根数据线，一次只能传8位数据，所以向内存写入数据89D8H时需要进行两次数据传送。

十一、内存地址空间

一个CPU的地址总线宽度为10，那么可以寻址1024个内存单元，这1024个可寻到的内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。下面进行深入讨论，首先要介绍两部分基础知识，主板和接口卡。

11.1 主板

11.2 接口卡

11.3 各类存储器芯片

一台PC机中，装有多个存储器芯片，这些存储器芯片从物理连接上看是独立的、不同的器件。从读写属性上看分为两类：随机存储器（RAM）和只读存储器（ROM）。随机存储器可读可写，但必须带电存储，关机后存储的内容丢失；只读存储器只能读取不能写入，关机后其中的内容不丢失。这些存储器从功能和连接上又可分为以下几类：

• 随机存储器： 用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据，主随机存储器一般由两个位置上的RAM组成，装在主板上RAM和插在拓展槽上的RAM
• 装有BIOS（Basic Input/Output System）的ROM： BIOS是由主板和各类接口卡（如显卡、网卡等）厂商提供的软件系统，可以通过它利用该硬件设备进行最基本的输入输出。在主板和某些接口卡上插有存储相应BIOS的ROM。例如，主板上的ROM中存储着主板的BIOS（通常称为系统BIOS）；显卡上的ROM存储着显卡的BIOS；如果网卡上装有ROM，那其中就可以存储网卡的BIOS
• 接口卡上的RAM： 某些接口卡需要对大批量输入、输出数据进行暂时存储，在其上装有RAM。最典型的是显示卡上的RAM，一般称为显存。显示卡随时将显存中的数据向显示器上输出。换句话说，我们将需要显示的内容写入显存，就会出现在显示器上。

下图展示了PC系统中各类存储器的逻辑连接情况：

11.4 内存地址空间详解

下图展示了CPU将系统中各类存储器看作一个逻辑存储器的情况：

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

假设，图1.8中的内存地址空间的地址段分配如下：

• 地址0-7FFFH的32KB空间为主随机存储器的地址空间
• 地址8000H-9FFFH的8KB空间为显存地址空间
• 地址A000H-FFFFH的24KB空间为各个ROM的地址空间

这样，CPU向内存地址为1000H的内存单元中写入数据，这个数据就被写入主随机存储器中；CPU向内存地址为8000H的内存单元中写入数据，这个数据就被写入显存中，然后会被显卡输出到显示器上；CPU向内存地址为C000H的内存单元中写入数据的操作是没有结果的，C000H单元中的内容不会被改变，C000H单元实际上就是ROM存储器中的一个单元。



图1.9告诉我们，从地址0-9FFFF的内存单元中读取数据，实际上就是在读取主随机存储器中的数据；向地址A0000-BFFFF的内存单元中写数据，就是向显存中写入数据，这些数据会被显示卡输出到显示器上；我们向地址C0000-FFFFF的内存单元中写入数据的操作是无效的，因为这等于改写只读存储器中的内容。

注意：
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。这个逻辑存储器即使我们所说的内存地址空间。