匯編語(yǔ)言是一種功能很強(qiáng)的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，也是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言，作為一門(mén)語(yǔ)言，對(duì)應(yīng)于高級(jí)語(yǔ)言的編譯器，需 要一個(gè)“匯編器”來(lái)把匯編語(yǔ)言原文件匯編成機(jī)器可執(zhí)行的代碼。高級(jí)的匯編器如MASM，TASM等等為我們寫(xiě)匯編程序提供了很多類似于高級(jí)語(yǔ)言的特征，比 如結(jié)構(gòu)化、抽象等。在這樣的環(huán)境中編寫(xiě)的匯編程序，有很大一部分是面向匯編器的偽指令，已經(jīng)類同于高級(jí)語(yǔ)言。現(xiàn)在的匯編環(huán)境已經(jīng)如此高級(jí)，即使全部用匯編 語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)windows的應(yīng)用程序也是可行的，但這不是匯編語(yǔ)言的長(zhǎng)處。匯編語(yǔ)言的長(zhǎng)處在于編寫(xiě)高效且需要對(duì)機(jī)器硬件精確控制的程序。

一、課程簡(jiǎn)介

定義與背景

匯編語(yǔ)言是一種面向機(jī)器的程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言，它是利用計(jì)算機(jī)所有硬件特性并能直接控制硬件的語(yǔ)言。匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)這門(mén)課程主要教授學(xué)生如何使用匯編語(yǔ)言來(lái)編寫(xiě)程序，以實(shí)現(xiàn)對(duì)計(jì)算機(jī)底層硬件的高效控制。在計(jì)算機(jī)發(fā)展的早期，程序員主要使用匯編語(yǔ)言進(jìn)行編程。隨著高級(jí)語(yǔ)言的出現(xiàn)，雖然匯編語(yǔ)言的使用范圍相對(duì)縮小，但在一些對(duì)性能和硬件控制要求極高的領(lǐng)域，如操作系統(tǒng)內(nèi)核開(kāi)發(fā)、嵌入式系統(tǒng)開(kāi)發(fā)、設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序編寫(xiě)等，匯編語(yǔ)言仍然起著不可替代的作用。

課程目標(biāo)

知識(shí)目標(biāo)：學(xué)生需要掌握匯編語(yǔ)言的基本語(yǔ)法、指令系統(tǒng)，包括數(shù)據(jù)傳送指令、算術(shù)運(yùn)算指令、邏輯運(yùn)算指令、控制轉(zhuǎn)移指令等。同時(shí)，要理解計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)，如寄存器、內(nèi)存單元的概念和操作方式，以及匯編語(yǔ)言程序的結(jié)構(gòu)，包括段定義、過(guò)程定義等內(nèi)容。

能力目標(biāo)：能夠運(yùn)用匯編語(yǔ)言進(jìn)行簡(jiǎn)單的程序設(shè)計(jì)，如編寫(xiě)計(jì)算程序（實(shí)現(xiàn)加、減、乘、除等運(yùn)算）、數(shù)據(jù)處理程序（排序、查找等）、輸入輸出程序（從鍵盤(pán)輸入數(shù)據(jù)、在屏幕上輸出結(jié)果）。并且學(xué)生要學(xué)會(huì)使用匯編語(yǔ)言開(kāi)發(fā)工具，如匯編器、調(diào)試器等，能夠?qū)Τ绦蜻M(jìn)行調(diào)試和優(yōu)化。

素質(zhì)目標(biāo)：培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)木幊趟季S和對(duì)計(jì)算機(jī)底層工作原理的深入理解。通過(guò)匯編語(yǔ)言的學(xué)習(xí)，使學(xué)生能夠更好地理解高級(jí)語(yǔ)言的實(shí)現(xiàn)機(jī)制，增強(qiáng)解決復(fù)雜計(jì)算機(jī)問(wèn)題的能力。

課程內(nèi)容體系

基礎(chǔ)部分：首先介紹匯編語(yǔ)言的基本概念，包括匯編語(yǔ)言的發(fā)展歷程、與高級(jí)語(yǔ)言的區(qū)別。然后講解計(jì)算機(jī)中的數(shù)制和編碼，如二進(jìn)制、十六進(jìn)制，ASCII 碼等，因?yàn)樵趨R編語(yǔ)言中經(jīng)常要和這些數(shù)制和編碼打交道。接著深入學(xué)習(xí) 8086/8088CPU 的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，包括通用寄存器（如 AX、BX、CX、DX 等）、段寄存器（CS、DS、SS、ES）的功能和用途。

指令系統(tǒng)部分：詳細(xì)講解 8086 指令系統(tǒng)的各類指令。以數(shù)據(jù)傳送指令為例，像 MOV 指令可以在寄存器之間、寄存器和內(nèi)存單元之間傳送數(shù)據(jù)。算術(shù)運(yùn)算指令包括加（ADD）、減（SUB）、乘（MUL）、除（DIV）等指令，學(xué)生需要掌握這些指令的操作數(shù)格式、對(duì)標(biāo)志位的影響等。邏輯運(yùn)算指令如 AND、OR、XOR 等用于對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行位操作，控制轉(zhuǎn)移指令（如 JMP、JZ、JC 等）用于改變程序的執(zhí)行順序。

程序設(shè)計(jì)部分：教授匯編語(yǔ)言程序的基本結(jié)構(gòu)，包括順序結(jié)構(gòu)、分支結(jié)構(gòu)和循環(huán)結(jié)構(gòu)。在順序結(jié)構(gòu)中，程序按照指令的順序依次執(zhí)行。分支結(jié)構(gòu)通過(guò)條件判斷指令來(lái)實(shí)現(xiàn)，例如根據(jù)某個(gè)標(biāo)志位或者比較結(jié)果來(lái)決定程序是執(zhí)行某一段代碼還是跳過(guò)。循環(huán)結(jié)構(gòu)可以用 LOOP 指令或者其他條件判斷指令組合來(lái)實(shí)現(xiàn)，用于重復(fù)執(zhí)行一段代碼，如實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單的計(jì)數(shù)循環(huán)或者數(shù)據(jù)遍歷循環(huán)。還會(huì)涉及到一些高級(jí)的程序設(shè)計(jì)技巧，如子程序（過(guò)程）的設(shè)計(jì)和調(diào)用，用于將一個(gè)復(fù)雜的程序分解為多個(gè)相對(duì)獨(dú)立的模塊，提高程序的可讀性和可維護(hù)性。

輸入輸出部分：講解如何在匯編語(yǔ)言中實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的輸入和輸出。例如，通過(guò)中斷調(diào)用的方式從鍵盤(pán)讀取字符數(shù)據(jù)，以及將數(shù)據(jù)顯示在屏幕上。這部分還會(huì)涉及到對(duì)計(jì)算機(jī)外部設(shè)備接口的簡(jiǎn)單理解，因?yàn)檩斎胼敵霾僮鲗?shí)際上是與計(jì)算機(jī)的外部設(shè)備進(jìn)行交互。

二、課程特色

底層性與硬件緊密結(jié)合

匯編語(yǔ)言是最接近計(jì)算機(jī)硬件的編程語(yǔ)言。在這門(mén)課程中，學(xué)生能夠深入了解計(jì)算機(jī)硬件的工作原理。例如，當(dāng)執(zhí)行一條數(shù)據(jù)傳送指令時(shí)，學(xué)生可以清楚地看到數(shù)據(jù)是如何在寄存器和內(nèi)存單元之間移動(dòng)的，這種對(duì)硬件的直接控制能力是其他高級(jí)語(yǔ)言課程所無(wú)法提供的。通過(guò)編寫(xiě)匯編程序，學(xué)生可以直接對(duì) CPU 的寄存器進(jìn)行操作，設(shè)置中斷向量，控制輸入輸出端口等，就好像在直接 “指揮” 計(jì)算機(jī)的硬件組件工作。這對(duì)于理解計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的整體架構(gòu)，從硬件到軟件的協(xié)同工作機(jī)制有很大的幫助。

程序執(zhí)行效率高

匯編語(yǔ)言編寫(xiě)的程序通常具有很高的執(zhí)行效率。因?yàn)閰R編語(yǔ)言程序是直接針對(duì)計(jì)算機(jī)硬件進(jìn)行編程，沒(méi)有高級(jí)語(yǔ)言中諸如編譯器優(yōu)化、運(yùn)行時(shí)環(huán)境等中間環(huán)節(jié)的開(kāi)銷。在一些對(duì)性能要求極高的應(yīng)用場(chǎng)景，如實(shí)時(shí)控制系統(tǒng)、高速數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)等，匯編語(yǔ)言能夠發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。例如，在一個(gè)嵌入式系統(tǒng)中，資源（如內(nèi)存、CPU 處理能力）非常有限，使用匯編語(yǔ)言可以精確地控制代碼的大小和執(zhí)行時(shí)間，使系統(tǒng)能夠高效地運(yùn)行。與高級(jí)語(yǔ)言相比，匯編語(yǔ)言可以通過(guò)精心的指令選擇和程序結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，減少指令執(zhí)行周期，從而提高程序的運(yùn)行速度。

培養(yǎng)深入的編程思維

學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)需要學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)的工作原理有深刻的理解，這有助于培養(yǎng)學(xué)生深入的編程思維。在匯編語(yǔ)言中，沒(méi)有像高級(jí)語(yǔ)言那樣豐富的抽象數(shù)據(jù)類型和高級(jí)控制結(jié)構(gòu)。學(xué)生需要從最基本的指令組合開(kāi)始構(gòu)建程序邏輯，這要求他們對(duì)程序的執(zhí)行過(guò)程有非常清晰的概念。例如，在實(shí)現(xiàn)一個(gè)循環(huán)結(jié)構(gòu)時(shí)，學(xué)生需要考慮如何設(shè)置循環(huán)條件、如何更新循環(huán)變量，并且要清楚地知道每一條指令的執(zhí)行對(duì)寄存器和內(nèi)存單元的影響。這種對(duì)程序細(xì)節(jié)的關(guān)注和深入思考能夠提高學(xué)生的編程能力，使他們?cè)趯W(xué)習(xí)高級(jí)語(yǔ)言或者解決復(fù)雜的編程問(wèn)題時(shí)能夠更好地理解程序的本質(zhì)。

跨學(xué)科知識(shí)融合

匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)課程融合了計(jì)算機(jī)組成原理、操作系統(tǒng)等多學(xué)科的知識(shí)。在學(xué)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生需要結(jié)合計(jì)算機(jī)組成原理中關(guān)于 CPU 結(jié)構(gòu)、存儲(chǔ)系統(tǒng)的知識(shí)來(lái)理解匯編語(yǔ)言指令的執(zhí)行過(guò)程。同時(shí)，與操作系統(tǒng)相關(guān)的中斷處理、輸入輸出管理等知識(shí)也會(huì)在匯編語(yǔ)言的輸入輸出部分有所體現(xiàn)。例如，當(dāng)通過(guò)中斷調(diào)用實(shí)現(xiàn)鍵盤(pán)輸入時(shí)，學(xué)生需要了解操作系統(tǒng)的中斷機(jī)制，包括中斷向量表的設(shè)置、中斷服務(wù)程序的編寫(xiě)等內(nèi)容。這種跨學(xué)科知識(shí)的融合有助于學(xué)生構(gòu)建完整的計(jì)算機(jī)知識(shí)體系，提高他們對(duì)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)各個(gè)領(lǐng)域之間相互關(guān)系的認(rèn)識(shí)。