基础知识

机器语言和汇编语言

机器语言是机器指令的集合，是一列二进制数字，每一种微处理器都有自己的机器指令集。因为机器语言难以记忆，容易出错，故诞生了汇编语言。汇编语言由汇编指令组成，汇编指令是机器指令便于记忆的格式。汇编语言可以由编译器将其编译为机器码，由计算机最终执行。

汇编语言有以下3类指令组成：

1、汇编指令（汇编语言的核心）：机器码的助记符

2、伪指令：没有对应的机器码，由编译器执行，计算机并不执行

3、其他符号：如+、-、*、/等，由编译器识别，没有对应的机器码

总线

CPU通过总线连接其他元件，总线从物理上讲，就是一根根导线的集合，根据传送信息的不同，总线从逻辑上有又分成三类：地址总线、控制总线和数据总线。

以CPU从3号单元读取数据的过程为例：

这个过程分为以下几个步骤：

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

3、存储器将3号单元中的数据8通过数据线送入CPU中

CPU从内存中读的操作也类似，都是通过总线来传递数据的。几种总线的特点如下：

1、地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储器单元的，地址总线能传送多少个不同的信息，CPU就可以对多少存储单元进行寻址。CPU有N根地址线，又称CPU的总线宽度为N，这样的CPU最多可以寻找2的N次方个内存单元。如CPU的地址总线宽度为10，可以寻址1024个内存单元，这1024个内存单元就构成这个CPU的内存地址空间。

2、数据总线

数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传输速度。

3、控制总线

控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。一个控制指令通常要涉及多根控制线，控制线又分为读信号输出和写信号输出。

各类存储器芯片

计算机中装有多个存储器芯片，这些芯片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，关机后存储丢失；只读存储器只能读不能写，关机后其中的内容不丢失，这些存储器具体分为以下几类：

1、随机存储器：用于存放供CPU使用的绝大部分程序和数据。主随机存储器一般分为装在主板上的RAM和插在扩展插槽上的RAM。

2、装有BIOS（基本输入输出系统）的ROM：

BIOS是装在硬件上的软件系统，可以通过它利用该硬件进行最基本的输入和输出。包括主板上的ROM中存储着主板的BIOS、显卡上的ROM中存储着显卡的BIOS、网卡上的ROM中存储网卡的BIOS。

3、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，最典型的是显示卡上的RAM，一般称为显存，将要显示的内容写入显存，显示卡负责将显存中的数据在显示器上显示出来。

下图展示了PC系统中各类存储器的情况：

内存地址空间

虽然存储器类型很多，但是CPU在向它们发出指令的时候都是通过总线，把它们看做一个由若干存储单元组成的逻辑存储器，也就是内存地址空间。

示意图如下：

所有存储器都被看做是内存地址空间的一部分，它们各自对应一段地址空间。每一个内存单元在内存地址空间中都有唯一的地址，我们将这个唯一的地址称为物理地址。

我们想在某类存储器中读写数据时，必须知道它第一个单元的地址和最后一个单元的地址，才能保证读写操作是在预期的存储器中进行。不同的计算机系统的内存地址空间分配情况不同。