Assembly Language for Intel-Based Computers, 5 th Edition Capítulo 1: Conceitos básicos (c) Pearson Education, 2006-2007. All rights reserved. You may

Assembly Language for Intel-Based Assembly Language for Intel-Based Computers, 5Computers, 5thth Edition Edition

Capítulo 1: Conceitos básicos

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Revision date: June 3, 2006

Kip Irvine

Web site ExamplesIrvine, Kip R. Assembly Language for Intel-Based Computers 5/e, 2007. 2

Conteúdo Conteúdo

• Boas vindas à linguagem Assembly • Conceito de máquina virtual• Representação dos dados• Operações booleanas


Boas vindas à linguagem Assembly Boas vindas à linguagem Assembly

• Algumas questões• Aplicações da linguagem Assembly


Algumas QuestõesAlgumas Questões

• Por que estudar linguagem Assembly?• Que base seria necessária?• O que é um assembler?• Que hardware/software necessito?• Que tipo de programas eu posso criar?• O que vou aprender?


Outras questões Outras questões (cont)(cont)

• Como uma linguagem assembly (AL) se relaciona a uma linguagem de máquina?

• Como C++ e Java se relaciona com AL?• AL é portável?• Por que aprender AL?


Aplicações da linguagem Assembly Aplicações da linguagem Assembly

• Alguns tipos representativos de aplicações:• Aplicação comercial para uma plataforma única

• Driver de um dispositivo de Hardware

• Aplicações comerciais para plataformas múltiplas

• Sistemas embarcados & jogos por computador

(ver painel seguinte)


Comparando ASM com linguagens de alto nívelComparando ASM com linguagens de alto nível


Seção seguinteSeção seguinte

• Boas vindas à linguagem Assembly

• Conceito de máquina virtual• Representação dos dados• Operações booleanas


Conceito de máquina virtualConceito de máquina virtual

• Máquinas virtuais• Níveis específicos de máquina


Máquinas virtuaisMáquinas virtuais

• Tanenbaum: conceito de máquina virtual • Analogia com linguagem de programação:

• Cada computador tem uma linguagem de máquina nativa (linguagem L0) que roda diretamente no hardware

• Uma linguagem mais humanamente amigável é usualmente construida acima da linguagem de máquina, chamada linguagem L1

• Programas escritos em L1 podem ser executados em duas formas :• Interpretação – o programa L0 interpreta e executa

instruções em L1 um a um• Tradução – o programa L1 é completamente traduzido para

um programa na linguagem L0, que então é executado no hardware


Traduzindo linguagensTraduzindo linguagens

English: mostra a soma de A vezes B mais C.

C++: cout << (A * B + C);

Linguagem Assembly :

mov eax,Amul Badd eax,Ccall WriteInt

Linguagem de máquina Intel :

A1 00000000

F7 25 00000004

03 05 00000008

E8 00500000


Níveis específicos de máquina Níveis específicos de máquina

(descriptions of individual levels follow . . . )


Linguagem de alto nívelLinguagem de alto nível

• Nível 5• Linguagens orientadas a aplicações

• C++, Java, Pascal, Visual Basic . . .• Os programas são compilados para a

linguagem assembly (nível 4)


Linguagem AssemblyLinguagem Assembly

• nível 4• Mnemônicos de instruções em correspondência um-

a-um com as instruções em linguagem de máquina• Chama funções escritas no nível de sistema

operacional (nível 3)• Os programas são traduzidos para a linguagem de

máquina (nível 2)


Sistema operacionalSistema operacional

• Nível 3• Fornece serviços para os programas de nível 4 • São traduzidos e executados no nível de

arquitetura do conjunto de instruções (instruction set architecture) (nível 2)


Arquitetura do conjunto de instruções Arquitetura do conjunto de instruções (Instruction Set Architecture)(Instruction Set Architecture)

• Nível 2• Também conhecido como linguagem de

máquina convencional• Executado pelo programa no nível 1

(microarquitetura)


MicroarquiteturaMicroarquitetura

• Nível 1• Interpreta instruções de máquina convencional (nível 2)• Executado pelo hardware digital (nível 0)


Lógica DigitalLógica Digital

• Nível 0• CPU, construído de portas lógicas digitais• Barramento do sistema• Memória• Implementada usando transistores

next: Data Representation


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Representação dos dadosRepresentação dos dados

• Números binários• Tradução entre binário e decimal

• Adição binária• Tamanhos de armazenamento de inteiros• Inteiros Hexadecimais

• Tradução entre decimal e hexadecimal

• Subtração hexadecimal

• Inteiros com sinal• Subtração binária

• Armazenamento de caractere


Números bináriosNúmeros binários

• Dígitos são 1 e 0• 1 = verdadeiro

• 0 = falso

• MSB – bit mais significativo• LSB – bit menos significativo

• Numeração de Bits:015

1 0 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 1 1 0 0

MSB LSB


Números bináriosNúmeros binários

• Cada dígito (bit) é 1 ou 0• cada bit representa uma potência de 2:

Cada número binário é uma soma de potências de 2


Traduzindo binário para decimalTraduzindo binário para decimal

A notação posicional mostra como calcular o valor decimal de número binário:

dec = (Dn-1 2n-1) (Dn-2 2n-2) ... (D1 21) (D0 20)

D = dígito binário

binário 00001001 = decimal 9:

(1 23) + (1 20) = 9


Tradução de decimal sem sinal para binárioTradução de decimal sem sinal para binário

• Dividir repetidamente o inteiro decimal por 2. Cada resto é um dígito binário no valor traduzido:

37 = 100101


Adição bináriaAdição binária

• Começando com o LSB, somar cada par de dígitos, incluindo o vai-um (carry) se tiver.


Tamanhos de armazenamento de inteirosTamanhos de armazenamento de inteiros

Qual é o maior inteiro sem sinal que pode ser armazenado em 20 bits?

Tamanhos padrões:


Inteiros hexadecimaisInteiros hexadecimaisValores binários são representados em hexadecimal.


Traduzindo binário para hexadecimalTraduzindo binário para hexadecimal

• Cada dígito hexadecimal corresponde a 4 bits.

• Exemplo: Traduzir o inteiro binário 000101101010011110010100 para hexadecimal:


Convertendo hexadecimal para decimalConvertendo hexadecimal para decimal

• Multiplicar cada dígito pela sua potência de 16 correspondente:

dec = (D3 163) + (D2 162) + (D1 161) + (D0 160)

• Hex 1234 é igual a (1 163) + (2 162) + (3 161) + (4 160), ou decimal 4,660.

• Hex 3BA4 é igual a (3 163) + (11 * 162) + (10 161) + (4 160), ou decimal 15,268.


Potência de 16Potência de 16

Usado para calcular valores hexadecimais até 8 dígitos:


Convertendo decimal para hexadecimalConvertendo decimal para hexadecimal

decimal 422 = 1A6 hexadecimal


Adição hexadecimalAdição hexadecimal

• Divide a soma de dois dígitos pela base (16). O quociente se torna o valor de vai-um (carry) e o resto é o dígito da soma.

36 28 28 6A42 45 58 4B78 6D 80 B5

11

21 / 16 = 1, rem 5

Habilidade importante: os programadores freqüentemente somam e subtraem os endereços de variáveis e instruções.


Subtração hexadecimal Subtração hexadecimal

• Quando um empréstimo é requerido do dígito à esquerda, adicionar 16 (decimal) ao valor do dígito corrente:

C6 75A2 4724 2E

1

16 + 5 = 21

Prática: O endereço de var1 é 00400020. O endereço da variável seguinte após var1 é 0040006A. Quantos bytes são usados por var1?


Inteiros com sinalInteiros com sinal

O bit mais à esquerda indica o sinal. 1 = negativo, 0 = positivo

Se o dígito mais à esquerda de um inteiro hexadecimal é > 7, o valor é negativo. Exemplos: 8A, C5, A2, 9D


Formando os complementos de 2Formando os complementos de 2

• Números negativos são armazenados em notação complemento de 2

Note que 00000001 + 11111111 = 00000000


Subtração BináriaSubtração Binária

• Quando se subtrai A – B, converte B ao seu complemento de 2

• Add A a (–B)

0 0 0 0 1 1 0 0 0 0 0 0 1 1 0 0

– 0 0 0 0 0 0 1 1 1 1 1 1 1 1 0 1

0 0 0 0 1 0 0 1

Prática: Subtrair 0101 de 1001.


Como realizar:Como realizar:

• O complemento de 2 de um inteiro hexadecimal • Conversão de binário com sinal para decimal• Conversão de decimal com sinal para binário• Conversão de decimal com sinal para hexadecimal• Conversão de hexadecimal com sinal para decimal


Intervalos de inteiros com sinalIntervalos de inteiros com sinalO bit mais à esquerda é reservado para o sinal. Isso limita o intervalo:

Prática: Qual é o maior valor positivo que pode ser armazenado em 20 bits?


Armazenamento de caracteresArmazenamento de caracteres

• Conjunto de caracteres• Standard ASCII (0 – 127)

• Extended ASCII (0 – 255)

• ANSI (0 – 255)

• Unicode (0 – 65,535)

• Cadeia terminada por zero• Arranjo de caracteres seguido por um byte nulo


Representação de dados numéricosRepresentação de dados numéricos

• Binário puro• Pode ser calculado diretamente

• Binário em ASCII • Cadeia de dígitos: "01010101"

• Decimal em ASCII• Cadeia de dígitos: "65"

• Hexadecimal em ASCII• Cadeia de dígitos: "9C"

next: Boolean Operations


Seção seguinteSeção seguinte




Operações BooleanasOperações Booleanas

• NOT• AND• OR• Precedência de operadores• Tabela verdade


Álgebra BooleanaÁlgebra Booleana

• Baseada na lógica simbólica, projetada por George Boole• Expressões booleanas criadas de:

• NOT, AND, OR


NOTNOT

• Inverte (reverte) um valor booleano• Tabela verdade para o operador booleano NOT :

NOT

Digital gate diagram for NOT:


ANDAND

• Tabela verdade para o operador booleano AND:

AND

Digital gate diagram for AND:


OROR

• Tabela verdade para o operador booleano OR:

OR

Digital gate diagram for OR:


Precedência de operadoresPrecedência de operadores

• Exemplos mostrando a ordem das operações:


Tabela verdade Tabela verdade (1 de 3)(1 de 3)

• Uma função booleana tem uma ou mais entradas booleanas e retorna uma única saída booleana.

• Uma tabela verdade mostra todas as entradas e saídas de uma função booleana

Exemplo: X Y



• Exemplo: X Y



• Exemplo: (Y S) (X S)

Two-input multiplexer


Resumo Resumo

• Linguagem Assembly ajuda a entender como o software é construído nos níveis mais baixos

• Linguagem Assembly language tem relação um-a-um com a linguagem de máquina

• Cada camada na arquitetura de computadores é uma abstração de uma máquina• Camada pode ser hardware ou software

• Expressões booleanas são essenciais para o projeto do hardware e software de computadores


54 68 65 20 45 6E 6454 68 65 20 45 6E 64

O que esses números representam?

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