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王爽汇编第一章,基础知识

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1、计算机科学，CPU历史

计算机科学速成课

最近在bilibili上看到一套视频《计算机科学速成课》，这套教程我觉得很适合新手拿来做当做计算机系列的科普视频，评价也非常的好。

CPU历史

1947年12月16日，晶体管之父––威廉·肖克利和约翰·巴顿，沃特·布拉顿在贝尔实验室共同研制出世界上第一块晶体管，人类在信息技术方面展开了一场潜移默化的变革，只不过这场革命在多年以后才会爆发。 1971年11月15日，英特尔公司造出了世界上第一块CPU––4004微处理器，它的晶体管数只有大概2300颗晶体管之间的距离只有10纳米，能处理4bit的数据，频率有108KHZ,其性能与现在的CPU进行比较，简直就是蜗牛和跑车的速度比较，但是，它却具有极大的跨时代意义。 具体的介绍可以看知乎的这篇文章《CPU的历史》。

2、指令

• 机器指令：其实就是二进制，CPU可以直接识别并执行。（早期程序员就是用0、1数字来写程序不得不说真牛逼。）
• 汇编指令：为了方便阅读和记忆所以就有了汇编指令（想想也是，你用0和1写个程序不小心漏了个0，这时候要怎么找bug）
• 指令：指令通常由操作码和地址码（操作数）两部分组成
• 指令集：每种CPU都有自己的汇编指令集。

汇编语言由3类指令组成。

• 汇编指令
• 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。

编译器：够将汇编指令转换成机器指令的翻译程序每一种CPU都有自己的汇编指令集。 在内存或磁盘上，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息。

3、存储器

存储器用来存放CPU执行的指令和数据，也就是我们平时说的“内存”或者“硬盘”。

• 指令和数据：在计算机中所有指令和数据都是0和1
• 存储单元： 一个存储器有128个存储单元
• 随机存储器（RAM）在程序的执行过程中可读可写，必须带电存储
• 只读存储器（ROM）在程序的执行过程中只读，关机数据不丢失

;要把一个二进制看成数据或指令，由程序员来确定，根据汇编代码上下文来确定。
1000100111011000  -> 89D8H    (数据)
1000100111011000  -> mov ax,bx(指令)

4、总线

• 地址线
• 数据线
• 控制线

地址总线

CPU是通过地址总线来指定存储单元的。 假设：一个CPU有10根地址总线，那么他的寻址能力就是2^10次方,1024 10位二进制数 如下图。

数据总线

CPU通过数据总线来与内存或者其他设备传输数据。 比如：CPU只有8根数据总线，那么他一次最大只能传送8位也就是一个字节(0-255)(0x00-0xFF)

控制总线

CPU对外部设备的控制就是通过控制总线进行的。 这是一个总称：比如CPU对内存的读，是通过“读信号输出”的控制线进行的，那么写就是“写信号输出”的控制线。 CPU有多少根控制总线，那就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制

5、内存地址空间

物理器件

• 每个显卡插槽或者内存条插槽都是通过总线和CPU相连，CPU通过控制插槽间接的来控制内存条或显卡。
• 每个显卡或者内存条都是独立的，从读写属性来看分为两类：(RAM)和(ROM)。 上述的存储器，在物理上都是独立的器件，但是在以下两点上系统。
• 都和CPU的总线相连
• CPU对他们进行读或写的时候都通过控制线发出内存读写命令

逻辑内存空间

CPU在控制他们的时候，把他们都当作内存来对待，把他们总的看成若干单元的逻辑存储器