第1章汇编语言基础知识
本章介绍学习汇编语言程序设计所必须具备的基本知识，主要包括汇编语言的基本概念及计算机中数据的表示方法。通过本章的学习，读者应能了解汇编语言概念及其使用的进位计数制、不同进位计数制之间的转换、计算机编码以及基本数据类型。
本章内容要点：
汇编语言的概念
汇编语言的特点
不同进位计数制之间的转换
计算机编码
1.1汇编语言概述
1.1.1 汇编语言基本概念
自然语言是具有特定语音和语法等规范的、用于人类表达思想并实现相互交流的工具。人与人之间只有使用同一种语言才能进行直接交流，否则就必须通过翻译。要使计算机为人类服务，人们就必须借助某种工具，告诉计算机“做什么”甚至“怎么做”，这种工具就是程序设计语言。
程序设计语言通常分为三类：机器语言、汇编语言和高级语言。而前两种语言与机器密切相关，统称为低级语言。
1．机器语言
机器语言是计算机第一代语言，它全部由0、1代码组成，是能够直接被机器所接受的语言，是最底层的计算机语言。
机器语言不容易记忆，程序编写难度大，调试修改繁琐，且不易移植，现在程序员很少用。但机器语言执行速度最快，它是一种面向机器的程序设计语言。
2．汇编语言
为了克服机器语言难以记忆、表达和阅读的缺点，人们采用具有一定含义的符号作为助忆符，用指令助忆符、符号地址等组成的符号指令称为汇编格式指令(或汇编指令)。例如，用ADD表示加法指令，SUB表示减法指令，MOV表示传送指令等。汇编语言是汇编指令集、伪指令集和使用它们规则的统称。伪指令的概念将在第4章介绍。
汇编语言比机器语言直观，容易记忆和理解，用汇编语言编写的程序也比机器语言程序易读、易检查、易修改。对于不同的计算机，针对同一问题所编写的汇编语言源程序是互不通用的。
用汇编语言编写的程序执行效率比较高，但通用性与可移植性仍然比较差。计算机不能直接识别用汇编语言编写的程序，必须由一种专门翻译程序将汇编语言程序翻译成机器语言程序，计算机才能执行。
例如，在8086机器下，分别用汇编语言和机器语言计算10+20的程序代码如下：
汇编语言机器语言
MOV AL，10 B0 0A
ADD AL，20 04 14
显然，使用汇编语言编写的程序要比机器语言更容易理解。
3．高级语言
机器语言和汇编语言以外的程序设计语言统称高级语言。其特点是更加接近自然语言和惯用的数学表达形式，与计算机硬件结构无关，因而便于使用，便于交流和推广。例如，可以在程序中直接使用表达式10+20。目前，常用的高级语言数十种，如C、C++、Pascal、Basic、Java等。
高级语言可分成编译型和解释型高级语言，需要分别使用编译程序和解释程序将源程序翻译成机器语言程序，才能交计算机执行。总之，高级语言编程效率高，但运行效率低。
1.1.2 汇编语言的特点
汇编语言相对机器语言而言好记好用，但远不如高级语言方便、实用，而且编写同样的程序，使用汇编语言比使用高级语言花费的时间更多，调试和维护更困难，在计算机速度大大提高和存储器容量大大增加的今天，高级语言的使用更为广泛和普遍（特别是编写大型程序）。既然如此，为什么还要使用汇编语言呢？主要有两个原因：性能和对计算机的完全控制。一般而言，汇编语言具有如下特点：
（1）执行速度快
一个汇编语言程序，要比高级语言程序执行得更快。程序的执行速度对于某些应用来说是至关重要的。对于这些应用，单纯使用高级语言往往达不到要求，单纯使用汇编语言编写程序也并不是最好的方案，许多成功的大型应用程序往往使用的是混合编程。首先使用高级语言编写整个程序，然后测试程序的执行时间，再使用汇编语言重写其中最费时间的部分。这样做的依据是在实际使用中，通常程序的大部分执行时间都花费在一小部分代码上。例如编写图像处理程序，就往往使用汇编语言编写软件中的关键部分。
（2）程序短小
一个汇编语言程序，要比高级语言程序更小。在某些情况下，设备中的嵌入式处理器往往只有很少的内存，使用汇编语言可能是唯一的方法。如智能卡中有CPU，但是智能卡中很难有1 MB以上的内存，也不可能有带分页的硬盘，但智能卡又必须执行复杂的加密解密计算。个人数字助理（PDA）和其他使用电池作为能源的无线电子设备，为了节省电池的电力，往往也只有很少的内存，它们也需要使用短小精悍而且具有高效率的机器代码。
（3）可以直接控制硬件
某些应用程序要求能够完全控制计算机硬件，这也必须使用汇编语言。如操作系统中的低级中断和陷阱处理程序以及许多嵌入式实时系统中的设备控制程序都属于这一类应用。
（4）可以方便地编译
编译器可以产生供编程者使用的汇编程序或者自己执行汇编过程。因此，为了理解编译器的工作原理，必须首先理解汇编语言。
（5）辅助计算机工作者掌握计算机体系结构
研究汇编语言可以使人们清楚实际计算机结构。特别是对于学习计算机体系结构的学生，编写汇编语言是在结构层理解计算机的唯一途径。
（6）程序编制耗时，可读性差
用汇编语言编制程序十分费时，而且程序的质量直接受到程序员技术水平的影响，程序的可读性也很差。就如前面所举的加法计算的例子，用高级语言编程只需写一条加法表达式，简单明了，极其直观。而用汇编语言编程则需写出两条指令，这些指令都是些对硬件的操作，因此程序的可读性很差。
（7）程序可移植性差
由于汇编语言是面向硬件的，所以用汇编语言编制的程序可移植性很差。显而易见，不同的CPU都有相互独立的指令系统，相互间无任何关系，就算是使用同一系列CPU的机器，因其外围硬件可能有差别，这也会使相同的程序在不同的机器上无法通用。
不难看出，汇编语言存在很多的弱点，但由于它具有一些高级语言所不具备的突出优点，所以汇编语言的应用范围还是很广的。特别是当用户需要研究计算机具体的工作原理的时候，还必须要掌握汇编语言。
1.2 进位计数制及其转换
计算机内部的信息分为两大类：控制信息和数据信息。控制信息是一系列的控制命令，用于指挥计算机如何操作；数据信息是计算机操作的对象，一般又可分为数值数据和非数值数据。数值数据用于表示数量的大小，它有确定的数值；非数值数据没有确定的数值，它主要包括字符、汉字和逻辑数据等等。
对计算机而言，不论是控制命令还是数据，它们都要用“0”和“1”两个基本符号即基2码来编码表示，这是由于以下三个原因：
（1）基2码在物理上最容易实现。例如，用高、低两个电位表示“1”和“0”，或用脉冲的有、无表示“1”和“0”，用脉冲的正、负极性表示“1”和“0”等等，可靠性都较高。
（2）基2码用来表示二进制数，其编码及加减运算规则简单。
（3）基2码的两个符号“1”和“0”正好与逻辑数据“真”与“假”相对应，为计算机实现逻辑运算带来了方便。
因此，不论是什么信息，在输入计算机内部时，都必须用基2码编码表示，以方便存储、传送和处理。
