Вся информация в ЭВМ кодируется совокупностью чисел. В свою очередь числа представ-ляются в двоичной системе счисления (используются всего две цифры: 0 и 1) и физически реали-зуются электрическим сигналами с двумя состояниями какой-либо характеристики.
Следует отметить, что в цифровых устройствах сигналы изменяются не непрерывно, а в дискретные моменты времени, обозначаемые целыми числами (t = 0, 1, … n). Временной интервал между соседними моментами дискретного времени называется тактом.
На физическом уровне сигналы представляются одним из 2-х основных способов: 1)потенциальным и 2) импульсным.
При потенциальном способе 0 соответствует низкий уровень напряжения, а 1 – высокий (положительная логика) или наоборот (отрицательная). Потенциальный сигнал характеризуется амплитудами низкого (U0) и высокого (U1) уровней напряжения.
При импульсном способе 0 и 1 соответствуют импульсы различной полярности, либо 0 соответствует отсутствие, а 1 – наличие импульса. Импульсный сигнал характеризуется амплитудой импульса Um и шириной (продолжительностью импульса по основанию) tи. Импульс также характеризуется передним и задним фронтами.

Физическое кодирование цифрового сигнала
Тактовые интервалы в ЭВМ формирует генератор тактовых импульсов (сигнал С). Изменение цифрового сигнала происходит только на границе такта.
В электронных схемах и устройствах, входящих в состав ЭВМ, применяется потенциальный способ представления информации, а для передачи информации между ЭВМ и при работе с маг-нитными носителями информации применяются импульсный способ.

Цифровые устройства

Наиболее общей моделью любой схемы, узла или устройства ЭВМ является многополюсный черный ящик с l входами и m выходами. На входы модели поступают, а на выходах появляются двоичные сигналы.

черный ящик

где xi (i = 1, 2, …, l) – входные сигналы,
yj (j = 1, 2, …, m) – выходные сигналы.
Множество значений, которые может принимать переменная xi, называют алфавитом перемен-ной xi. В современных ЭВМ алфавит входных и выходных сигналов состоит из двух букв: 0 и 1.
На входы модели поступают в каждый тактовый момент упорядоченные наборы букв, называемые словами. Множество всех допустимых наборов слов называется входным алфавитом X данной схемы. Аналогично множество всех допустимых комбинаций, образуемых выходными сигналами, называется выходным алфавитом Y.
Математические модели отражают зависимость между входными и выходными переменны-ми схемы посредством системы уравнений:
yj(t) = f{x1(t),x2(t)…,xl(t), q1(t),q2(t),,…,qs(t)} (I)
где j = 1,2,…,m, а переменные q1,q2,…,qs отражают внутренние состояния схемы.
Функции такого вида могут принимать только конечное число значений, и зависят от аргу-ментов, также принимающих конечное число значений. Такие функции называются переключа-тельными.
Булевыми функциями называются переключательные функ¬ции, которые могут принимать только два значения – 0 и 1, и аргу¬менты которых также могут принимать только одно из этих двух зна¬чений.
Если переменные yi не зависят от внутреннего состояния схе¬мы, то одинаковым наборам входных переменных соответствует один и тот же набор выходных переменных. Такие схемы на-зываются комбина¬ционными.
При этом система уравнений может быть записана в виде:
yj(t) = f{x1(t),x2(t)…,xl(t)}, где j = 1,2,…,m.(II)
Если выходные переменные yi(t) зависят не только от входных переменных, но и от внутрен-него состояния схемы, то для полного ее описания необходимо указать еще одну систему уравне-ний:
qn(t+1) = f{x1(t),x2(t)…,xl(t), q1(t),q2(t),,…,qs(t)}, (III)
где n = 1,2,…,s.
Эта система отражает зависимость внутреннего состояния схемы в (t+1) такте от ее состоя-ния и входных сигналов в такте t.
Схемы, описываемые уравнениями I и III, получили название цифровых автоматов.

Оператор asm

Используется для помещения в программу на языке Паскаль фрагментов на языке ассемблер.
Формат команды
asm
Команды ассемблера
end;

совместимость операндов

Операнды совместимы, если они имеют одинаковую длину.
Рассмотрим случай для целочисленных типов.

Пример программы:
вычислить значение выражения:

 z=x+y+5
var x,y,z:longword;// :integer;  -для чисел со знаком
begin
readln(x,y);
asm
mov eax, x {переслать в eax x}
add eax, y {прибавить к eax y}
add eax, 5 {прибавить в eax 5}
mov z,eax {сохранить результат в z}
end;
writeln(z);
readln
end.

Во встроенном ассемблере используются комментарии Паскаля, а не чистого ассемблера.

Описание переменных

Ячейки основной памяти ассемблера описываются как переменные Паскаля. При этом имя пе-ременной(ячейки) в ассемблере означает ее символический адрес, а в Паскале- содержимое ячей-ки. Возможно описание как знаковых, так и беззнаковых чисел.

Использование регистров

При программировании на языке ассемблера следует стараться максимально задействовать регистры микропроцессора. Это необходимо делать по двум причинам:

1. Команды, использующие регистры выполняются максимально быстро(так как регистры тесно вписаны в архитектуру процессора).
2. Нет команд, которые выполняли бы операции над двумя ячейками памяти (например, нет add x, y)-поэтому один из двух операндов (как минимум) должен быть в регистре.

Команды процессора выполняют некоторые операции над данными. Данные при этом называют операндами. Количество операндов ограничено и закреплено жестко за каждой командой. В команде может быть явно указано 3, 2, 1, 0 операндов. Операндом может быть регистр (reg), ячей-ка памяти (mem), непосредственное значение (константа) (con).

Структура команды:

Мнемокод [dst [,src]] //[]-необязательный параметр

• Мнемокод- символическое имя команды
• Src-операнд источник
• Dst- операнд приемник (место назначения ).

Результат выполнения операции помещается как правило в операнд приемник.

Команда пересылки данных

Mov dst,src {dst:= src}
Содержимое src пересылается (копируется ) в dst.

Правило №1 (Для арифметических и логических команд)
Если в команде 2 операнда, то:
1) они не могут быть оба ячейками основной памяти
Возможные сочетания операндов:
reg, con
mem, con
reg, reg
reg,mem
mem,reg
2) Они должны иметь одинаковую длину
Пример
Mov y, ax {y:=ax}
y-ячейка памяти –должна иметь размер-2байта(как и ax),
ax- регистр.

mov eax,5 {eax:=5}
5- непосредственное значение.

mov x, 9 { x:= 9}
mov x, y {неправильно}

Операции над целыми числами

Арифметические команды:
1) сложение(здесь и далее операции над целыми числами)
Add dst, src { dst:= dst+ src}

Содержимые источника и приемника складываются и результат помещается в приемник.
Пример add bx,7 {bx:= bx+7}
add y,bx {y:= y+bx}
2) Вычитание
Sub dst, src {dst:= dst-src}
Пример sub y, 7 {y:=y-7}
3) Инкремент ( Увеличение на 1)
Inc dst {dst:=dst+1}

Правило №2 (Для арифметических и логических команд)
Если в команде 1 операнд, то он может быть либо ячейкой памяти, либо регистром.
Операнды: mem или reg
Пример inc eax {eax:=eax+1}

4) Декремент ( Уменьшение на 1)
Dec dst { dst:= dst-1}
dec y {y:=y-1}

Компьютером называют совокупность двух фундаментальных частей – аппаратного и программного обеспечения.
Архитектуру ЭВМ можно представить в виде двух моделей – аппаратной и программной. Первая модель рассматриваем ЭВМ как совокупность цифровых устройств, представленную на различных уровнях: структурном, функциональном, электрическом и т.д.
Вторая модель рассматривает ЭВМ с точки зрения программиста и позволяет создавать эффективные программы, не зная подробностей аппаратной организации ЭВМ.
Наиболее близкой к аппаратуре является программная модель функционирования ЭВМ на уровне инструкций процессора (машинных команд).

Описание микропроцессоров Intel 8086-Pentium

Основные понятия.
Работа компьютера заключается в выполнение микропроцессором инструкций, находящихся в основной памяти компьютера. Для своей работы микропроцессор использует внутренние ячейки памяти, которые называются регистрами.
Каждый регистр МП имеет имя, назначение и способен хранить данные определенной длины, измеряемой в байтах или битах (разрядах).
Обычно в машинных кодах (машинных командах) программы не пишут, а используют язык программирования ассемблер, в котором каждая машинная команда имеет символическое имя. Например, машинная команда 40h имеет символическое имя inc ax.
Для преобразования программы на языке ассемблер в исполняемую программу используется программа ассемблер. При преобразовании одна команда ассемблера заменяется одной машинной командой. Ассемблер также предоставляет дополнительные средства для упрощения программирования.

Регистры.

Регистрами называют внутренние ячейки памяти микропроцессора. Они активно задействуются при организации вычислений.
Каждый регистр имеет фиксированную длину. Для получения содержимого регистра используется его имя, которое закреплено жестко за конкретной ячейкой памяти процессора.