Программирование на языке Ассемблер. Учебное пособие

Министерствонауки ивысшегообразованияРоссийской Федерации Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования «Томский государственный архитектурно-строительный университет»

С.П. Батуев, Н.А. Вихорь

ПРОГРАММИРОВАНИЕ НА ЯЗЫКЕ АССЕМБЛЕР

Учебное пособие

Томск Издательство ТГАСУ

2018

УДК 004.438(075.8)

ББК 32.973.21я73

Батуев, С.П. Программирование на языке Ассемблер Б287 [Текст] : учебное пособие / С.П. Батуев, Н.А. Вихорь. –

Томск : Изд-во Том. гос. архит.-строит. ун-та, 2018. – 63 с.

ISBN 978-5-93057-863-8

В учебном пособии рассматриваются основные понятия низкоуровневого языка программирования Ассемблер. По каждой теме разбираются примеры решения задач. Для закрепления полученных навыков в пособии приведены контрольные задания.

Пособие предназначено для студентов, обучающихся по направлению 09.03.03. «Прикладная информатика» всех форм обучения и изучающих дисциплины «Низкоуровневое программирование» и «Микропроцессорные технологии».

УДК 004.438(075.8)

ББК 32.973.21я73

Рецензенты:

П.А. Радченко, кандидат физ.-мат. наук, заведующий кафедрой прикладной математики ТГАСУ; А.Е. Петелин, кандидат физ.-мат. наук, доцент кафедры

информационного обеспечения инновационной деятельности НИ ТГУ.

4

1. СТРУКТУРА КОМПЬЮТЕРА

Для того чтобы понять принципы работы программы на языке Ассемблер, сначала необходимо ознакомиться с общей структурой компьютера. Упрощенная модель компьютера представлена на рис. 1:

Рис. 1. Упрощенная модель компьютера

System bus – системная шина (окрашена желтым цветом) соединяет различные компоненты компьютера.

CPU – центральный процессор (ЦП) – это сердце компьютера. Большинство вычислений происходит в CPU.

RAM – оперативная память (ОЗУ). В оперативную память загружаются программы для выполнения.

1.1. Строение CPU

Процессор Intel 8086 состоит из 16 16-разрядных регистров, которые представлены на рис. 2.

6

Рис. 2. Строение центрального процессора

1.2. Регистры общего назначения

Процессор 8086 имеет 8 регистров общего назначения, каждый регистр имеет имя:

AX – регистр-аккумулятор (разделен на два регистра:

AH и AL);

BX – регистр базового адреса (разделяется на BH / BL);

CX – регистр-счетчик (разделяется на CH / CL);

DX – регистр данных (разделяется на DH / DL);

SI – регистр – индекс источника;

DI – регистр – индекс назначения;

BP – указатель базы;

SP – указатель стека.

Несмотря на имя регистра, программист сам определяет, для каких целей использовать регистры общего назначения. Основное назначение регистра – хранение числа (переменной). Разрядность регистров составляет 16 бит.

7

Четыре регистра общего назначения (AX, BX, CX, DX) разделены на две части. К каждой части можно обращаться как к отдельному регистру.

Например, если AX=0011000000111001b, то

AH=00110000b, а AL=00111001b. Старший байт обозначается буквой «H», а младший – буквой «L».

Поскольку регистры расположены внутри процессора, то работают они значительно быстрее, чем память. Обращение к памяти требует использования системной шины, а на это уходит больше времени. Обращение к регистрам вообще не отнимает время. Поэтому лучше хранить переменные в регистрах. Количество регистров ограниченно, и многие регистры имеют специальное назначение, которое не позволяет использовать их для хранения переменных, но все же они являются наилучшим местом для записи временных данных и вычислений.

1.3. Сегментные регистры

CS – указывает на сегмент, содержащий начальный адрес текущей программы.

DS – обычно указывает на начальный адрес сегмента данных (переменных).

ES – дополнительный сегментный регистр.

SS – содержит начальный адрес сегмента стека.

Хотя в сегментных регистрах можно хранить любые данные, делать это неразумно. Сегментные регистры имеют строго определенное назначение – обеспечение доступа к блокам памяти.

Сегментные регистры работают совместно с регистрами общего назначения для доступа к памяти. Например, чтобы получить доступ к памяти с физическим адресом 12345h (в шестнадцатеричной системе счисления), необходимо установить DS = 1230h и SI = 0045h. И это правильно, потому что таким образом мы можем получить доступ к памяти, фи-

8

2. ДОСТУП К ПАМЯТИ

Для доступа к памяти можно использовать следующие четыре регистра: BX, SI, DI, BP.

Комбинируя эти регистры внутри квадратных скобок [], можно получить доступ к различным местоположениям в памяти. Возможны следующие комбинации (режимы адресации) (табл. 1):

d8 – обозначение для 8 битовой подстановки.

d16 – обозначение для 16 битовой подстановки. Подстановка может быть непосредственным значением

или смещением переменной, или даже и тем и другим. Она преобразуется компилятором в одиночное непосредственное значение. Подстановка может быть как внутри, так и вне квадратных скобок, компилятор генерирует одинаковый машинный код в обоих случаях.

Подстановка – это величина со знаком, поэтому она может быть как положительной, так и отрицательной. Обычно компилятор различает d8 и d16 и генерирует требуемый машинный код.

Например, представим, что DS = 100, BX = 30, SI = 70. Следующий способ адресации: [BX + SI] + 25 вычисляется

10