本教程主要介紹與運(yùn)行 Microsoft Windows 32 位和 64 位系統(tǒng)的 Intel 和 AMD 處理器相兼容的微處理器編程。

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教程中使用了 Microsoft 宏匯編器（稱為 MASM）的最新版本。Microsoft Visual Studio 的大多數(shù)版本（專業(yè)版，旗艦版，精簡版……）都包含 MASM。

可以訪問（asmirvine.com），了解 Visual Studio 對 MASM 支持的最新詳細(xì)信息。同時(shí)，網(wǎng)站中還包括很多關(guān)于如何設(shè)置軟件并開始使用的有用信息。

在運(yùn)行 Microsoft Windows 的 x86 系統(tǒng)中，其他一些有名的匯編器包括：TASM（Turbo 匯編器），NASM（Netwide 匯編器）和 MASM32（MASM 的一種變體）。GAS（GNU 匯編器）和 NASM 是兩種基于 Linux 的匯編器。在這些匯編器中，NASM 的語法與 MASM 的最相似。

匯編語言是最古老的編程語言，在所有的語言中，它與原生機(jī)器語言最為接近。它能直接訪問計(jì)算機(jī)硬件，要求用戶了解計(jì)算機(jī)架構(gòu)和操作系統(tǒng)。

如果小伙伴正在學(xué)的大學(xué)課程的名稱與下列課程之一相似，可以通過本教程學(xué)到更多的專業(yè)知識：

• 微計(jì)算機(jī)匯編語言
• 匯編語言編程
• 計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)導(dǎo)論
• 計(jì)算機(jī)系統(tǒng)基礎(chǔ)
• 嵌入式系統(tǒng)編程

通過本教程有助于學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)、機(jī)器語言和底層編程的基本原理。可以學(xué)到足夠的匯編語言，來測試其掌握的當(dāng)今使用最廣泛的微處理器系列的知識。不會學(xué)到用模擬匯編器來編寫一個(gè)“玩具”計(jì)算機(jī)；MASM 是一個(gè)由業(yè)界專業(yè)人士使用的工業(yè)級匯編器。大家將從程序員的角度來了解 Intel 處理器系列的體系結(jié)構(gòu)。

如果小伙伴計(jì)劃成為 C 或 C++ 開發(fā)者，就需要理解內(nèi)存、地址和指令是如何在底層工作的。在高級語言層次上，很多編程錯(cuò)誤不容易被識別。因此，程序員經(jīng)常會發(fā)現(xiàn)需要“深入”到程序內(nèi)部，才能找出程序不工作的原因。

學(xué)習(xí)匯編可能會問的問題

需要怎樣的背景知識？

在學(xué)習(xí)本教程之前，至少使用過一種結(jié)構(gòu)化高級語言進(jìn)行編程，如 Java、C、Python 或 C++。需要了解如何使用 IF 語句、數(shù)組和函數(shù)來解決編程問題。

什么是匯編器和鏈接器？

匯編器（assembler）是一種工具程序，用于將匯編語言源程序轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言。鏈接器（linker）也是一種工具程序，它把匯編器生成的單個(gè)文件組合為一個(gè)可執(zhí)行程序。還有一個(gè)相關(guān)的工具，稱為調(diào)試器（debugger），使程序員可以在程序運(yùn)行時(shí)，單步執(zhí)行程序并檢查寄存器和內(nèi)存狀態(tài)。

需要哪些硬件和軟件？

一臺運(yùn)行 32 位或 64 位 Microsoft Windows 系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)，并已安裝了近期版本的 Microsoft Visual Studio。

MASM 能創(chuàng)建哪些類型的程序？

32 位保護(hù)模式（32-Bit Protected Mode）：32 位保護(hù)模式程序運(yùn)行于所有的 32 位和 64 位版本的 Microsoft Windows 系統(tǒng)。它們通常比實(shí)模式程序更容易編寫和理解。從現(xiàn)在開始，將其簡稱為 32 位模式。

64 位模式（64-Bit Mode）：64 位程序運(yùn)行于所有的 64 位版本 Microsoft Windows 系統(tǒng)。

16 位實(shí)地址模式（16-Bit Real-Address Mode）：16 位程序運(yùn)行于 32 位版本 Windows 和嵌入式系統(tǒng)。 64 位 Windows 不支持這類程序。

匯編語言與機(jī)器語言有什么關(guān)系？

機(jī)器語言（machine language）是一種數(shù)字語言， 專門設(shè)計(jì)成能被計(jì)算機(jī)處理器（CPU）理解。所有 x86 處理器都理解共同的機(jī)器語言。

匯編語言（assembly language）包含用短助記符如 ADD、MOV、SUB 和 CALL 書寫的語句。匯編語言與機(jī)器語言是一對一（one-to-one）的關(guān)系：每一條匯編語言指令對應(yīng)一條機(jī)器語言指令。

C++ 和 Java 與匯編語言有什么關(guān)系？

高級語言如 Python、C++ 和 Java 與匯編語言和機(jī)器語言的關(guān)系是一對多（one-to-many）。比如，C++ 的一條語句就會擴(kuò)展為多條匯編指令或機(jī)器指令。

大多數(shù)人無法閱讀原始機(jī)器代碼，因此，這里探討的是與之最接近的匯編語言。例如，下面的 C++ 代碼進(jìn)行了兩個(gè)算術(shù)操作，并將結(jié)果賦給一個(gè)變量。假設(shè) X 和 Y 是 整數(shù)：

int Y; int X = ( Y + 4 ) * 3;

與之等價(jià)的匯編語言程序如下所示。這種轉(zhuǎn)換需要多條語句，因?yàn)槊織l匯編語句只對應(yīng)一條機(jī)器指令：

mov eax,Y ;Y 送入 EAX 寄存器 add eax,4 ;EAX 寄存器內(nèi)容加 4 mov ebx,3 ;3 送入 EBX 寄存器 imul ebx ;EAX 與 EBX 相乘 mov x,eax ;EAX 的值送入 X

寄存器（register）是 CPU 中被命名的存儲位置，用于保存操作的中間結(jié)果。這個(gè)例子的重點(diǎn)不是說明 C++ 與匯編語言哪個(gè)更好，而是展示它們的關(guān)系。

匯編語言可移植嗎？

一種語言，如果它的源程序能夠在各種各樣的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中進(jìn)行編譯和運(yùn)行，那么這種語言被稱為是可移植的（portable）。

例如，一個(gè) C++ 程序，除非需要特別引用某種操作系統(tǒng)的庫函數(shù)，否則它就幾乎可以在任何一臺計(jì)算機(jī)上編譯和運(yùn)行。Java 語言的一大特點(diǎn)就是，其編譯好的程序幾乎能在所有計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中運(yùn)行。

匯編語言不是可移植的，因?yàn)樗菫樘囟ㄌ幚砥飨盗性O(shè)計(jì)的。目前廣泛使用的有多種不同的匯編語言，每一種都基于一個(gè)處理器系列。

對于一些廣為人知的處理器系列如 Motorola 68×00、x86、SUN Sparc、Vax 和 IBM-370，匯編語言指令會直接與該計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)相匹配，或者在執(zhí)行時(shí)用一種被稱為微代碼解釋器（microcode interpreter）的處理器內(nèi)置程序來進(jìn)行轉(zhuǎn)換。

為什么要學(xué)習(xí)匯編語言？

如果對學(xué)習(xí)匯編語言還心存疑慮，考慮一下這些觀點(diǎn)：

• 如果是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)工程，那么很可能會被要求寫嵌入式（embedded）程序。嵌入式程序是指一些存放在專用設(shè)備中小容量存儲器內(nèi)的短程序，這些專用設(shè)備包括：電話、汽車燃油和點(diǎn)火系統(tǒng)、空調(diào)控制系統(tǒng)、安全系統(tǒng)、數(shù)據(jù)采集儀器、顯卡、聲卡、硬盤驅(qū)動器、調(diào)制解調(diào)器和打印機(jī)。由于匯編語言占用內(nèi)存少，因此它是編寫嵌入式程序的理想工具。
• 處理仿真和硬件監(jiān)控的實(shí)時(shí)應(yīng)用程序要求精確定時(shí)和響應(yīng)。高級語言不會讓程序員對編譯器生成的機(jī)器代碼進(jìn)行精確控制。匯編語言則允許程序員精確指定程序的可執(zhí)行代碼。
• 電腦游戲要求軟件在減少代碼大小和加快執(zhí)行速度方面進(jìn)行高度優(yōu)化。就針對一個(gè)目標(biāo)系統(tǒng)編寫能夠充分利用其硬件特性的代碼而言，游戲程序員都是專家。他們經(jīng)常選擇匯編語言作為工具，因?yàn)閰R編語言允許直接訪問計(jì)算機(jī)硬件，所以，為了提高速度可以對代碼進(jìn)行手工優(yōu)化。
• 匯編語言有助于形成對計(jì)算機(jī)硬件、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序之間交互的全面理解。使用匯編語言，可以運(yùn)用并檢驗(yàn)從計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)和操作系統(tǒng)課程中獲得的理論知識。
• 一些高級語言對其數(shù)據(jù)表示進(jìn)行了抽象，這使得它們在執(zhí)行底層任務(wù)時(shí)顯得有些不方便，如位控制。在這種情況下，程序員常常會調(diào)用使用匯編語言編寫的子程序來完成他們的任務(wù)。
• 硬件制造商為其銷售的設(shè)備創(chuàng)建設(shè)備驅(qū)動程序。設(shè)備驅(qū)動程序（device driver）是一種程序，它把通用操作系統(tǒng)指令轉(zhuǎn)換為對硬件細(xì)節(jié)的具體引用。比如，打印機(jī)制造商就為他們銷售的每一種型號都創(chuàng)建了一種不同的 MS-Windows 設(shè)備驅(qū)動程序。通常，這些設(shè)備驅(qū)動程序包含了大量的匯編語言代碼。

匯編語言有規(guī)則嗎？

大多數(shù)匯編語言規(guī)則都是以目標(biāo)處理器及其機(jī)器語言的物理局限性為基礎(chǔ)的。比如，CPU 要求兩個(gè)指令操作數(shù)的大小相同。與C++ 或 Java 相比，匯編語言的規(guī)則較少，因?yàn)?#xff0c;前者是用語法規(guī)則來減少意外的邏輯錯(cuò)誤，而這是以限制底層數(shù)據(jù)訪問為代價(jià)的。

匯編語言程序員可以很容易地繞過高級語言的限制性特征。例如，Java 就不允許訪問特定的內(nèi)存地址。程序員可以使用 JNI（Java Native Interface）類來調(diào)用 C 函數(shù)繞過這個(gè)限制，可結(jié)果程序不容易維護(hù)。

反之，匯編語言可以訪問所有的內(nèi)存地址。但這種自由的代價(jià)也很高：匯編語言程序員需要花費(fèi)大量的時(shí)間進(jìn)行調(diào)試。

下一篇：匯編語言的應(yīng)用

總結(jié)

以上是生活随笔為你收集整理的汇编语言是一种什么程序设计语言？的全部內(nèi)容，希望文章能夠幫你解決所遇到的問題。

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