初学者理解汇编指令到底是什么
近日学习汇编,参考书籍有王爽的汇编书,清华的计算机组成原理,以及计算机组成软硬件接口。 那么,汇编指令到底是什么? 学了半天的mov,add,sub,到底是什么? 书上说汇编指令就是机器码,那机器码又是什么? 琢磨了几天,把自己的想法记录下来。通常学习编程,都是先学的一门高级语言,比如c/c++语言,然后再往下走,深入到计算机底层。 这个时候就要学习汇编,再往底层深入,就要面对硬件电路。 总的来说,这是一种从上往下的学习方式。
但是实际上,却是先有硬件电路,再有汇编,再有高级语言,这是从下往上的方式。 它们之间的关系,借用清华大学的图可以很清楚的表示
图中的数字逻辑层,就是纯粹的硬件电路。 而纯粹的硬件电路,只能完成最简单的功能,这肯定不能满足需求,于是人们把这些基本的硬件电路组合成复杂的电路,来实现复杂的功能。 整个复杂的电路组合,就叫做微体系结构。 把微体系结构所能完成的各种功能,都给“提取”出来,就形成了指令集系统。
假设我们有一块复杂的电路,它只能完成“加”和“减”两个功能,这两个功能是由两个单独的部件实现,加法电路和减法电路。 要驱动电路,就必须给它一个电脉冲信号,加法的电脉冲信号与减法的脉冲信号不同。 因为电路本身没有智慧,如果信号相同,它无法区别到底使用哪一个部件。 这两个不同的电脉冲信号就能实现两个不同的功能。 要想实现更多的功能,比如乘法,除法,就往上添加新的硬件电路。 最后添加完成的复杂电路,就是微体系结构。
于是,我们可以回答最开始的问题,汇编指令到底是什么? 汇编指令就是机器码的马甲,机器码很难记忆,用更加简单,好记的汇编指令来代替机器码,就像人的外号。 机器码就是电脉冲信号,不同的电脉冲信号就能驱动复杂硬件,来实现不同的功能。 许许多多各不相同的汇编指令(机器码),人们给它归纳汇总,就是指令集系统。
所以说,最重要的是硬件设计人员,他们在设计的时候就考虑到了可能需要的功能,再针对性的去设计电路,于是软件开发者才能利用计算机完成各种软件功能。 注意,这里可能产生一个误区,就是一条汇编(机器码)对应一个硬件电路,这种说法不正确。 一条汇编(机器码)对应的是一个硬件操作,这个操作既可以是一个独立的硬件电路来实现,也可以是若干个独立电路协同工作来实现。
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