Assembler - Maschinensprache

Referat / Aufsatz (Schule) , 2002 , 7 Seiten , Note: 1

Informatik - Software

Enthüllen Sie die verborgenen Kräfte der Maschinen! Tauchen Sie ein in die faszinierende Welt des Assemblers, einer Programmiersprache, die Ihnen die ultimative Kontrolle über Ihren Computer ermöglicht. Dieses Buch ist Ihr Schlüssel zum Verständnis der Low-Level-Programmierung, einer Kunst, die es Ihnen erlaubt, direkt mit der Hardware zu kommunizieren und die Grenzen des Möglichen neu zu definieren. Entdecken Sie, wie Assembler sich von Hochsprachen wie C++ und Java unterscheidet, und lernen Sie, wie Sie komplexe Aufgaben mit einfachen, präzisen Befehlen ausführen. Von den Grundlagen der Assemblerdefinition und den verschiedenen Zahlensystemen (dezimal, binär, hexadezimal) bis hin zu fortgeschrittenen Adressierungstechniken (direkt, indirekt, basisrelativ) und Assemblerbefehlen (Datentransfer, Sprünge, Mathematik, Bitmanipulation) bietet dieses Buch eine umfassende und praxisorientierte Einführung. Erfahren Sie, wie Sie Konstanten definieren, Speicherstellen adressieren und bedingte Sprünge nutzen, um interaktive Programme zu erstellen. Meistern Sie die Kunst der Bitmanipulation und logischen Operationen, und entdecken Sie die Leistungsfähigkeit von Unterprogrammen. Ob Sie ein erfahrener Programmierer sind, der seine Fähigkeiten erweitern möchte, oder ein Neuling, der die Grundlagen der Computerarchitektur verstehen will, dieses Buch ist Ihr unverzichtbarer Leitfaden. Werden Sie zum Architekten Ihrer eigenen digitalen Welt und entfesseln Sie das volle Potenzial Ihrer Hardware mit Assembler Programmierung, Maschinensprache, Low-Level Programmierung, Computerarchitektur, Datentransfer, Sprungbefehle, Bitmanipulation, logische Operationen, Unterprogramme, Adressierungsarten, Zahlensysteme, Programmieren lernen, Softwareentwicklung und Systemprogrammierung. Dieses Buch ist ideal für Studenten der Informatik, Softwareentwickler, Embedded-System-Ingenieure und alle, die ein tiefes Verständnis der Funktionsweise von Computern erlangen möchten. Lassen Sie sich von der Präzision und Effizienz des Assemblers begeistern und entdecken Sie eine neue Dimension der Programmierung. Wagen Sie den Sprung in die Welt der Nullen und Einsen und werden Sie zum Meister Ihrer Maschine! Dieses Buch ist eine Reise in das Herz der Computer, die Ihnen die Werkzeuge gibt, um die digitale Welt nach Ihren Vorstellungen zu gestalten. Es ist mehr als nur ein Lehrbuch; es ist eine Einladung, die Grenzen des Möglichen zu verschieben und die wahre Macht der Programmierung zu entdecken.

Assembler ­ Vortrag

Gliederung:

1.Definition und Erläuterung des Begriffs Assembler

2.Was man mit dem Assembler machen kann und was der Assembler kann

3.Assembler Befehle und Erläuterungen dazu

Assemblerdefinition und Erläuterung

Definition laut Lexikon: engl. Übersetzungsprogramm eines Computers, das ein in

Assemblersprache geschriebenes Programm in

Maschinensprache

Übersetzt.

Assemblersprache: Eine ebenfalls als Assembler bezeichnete, maschinenorientierte

Programmiersprache

Unterschied zwischen Assembler und Maschinensprache ist, das ein Computer nur die

Maschinensprache versteht. Darunter kann man sich lange Folgen von Nullen und

Einsen vorstellen, die intern vom Rechner in Form von Spannungs- und

Magnetisierungsimpulsen. Eine Solche Sprache ist selbst für absolute Computerfreaks

kaum handhabbar, deshalb hat manden Assembler eingeführt. Hierbei werden

diese Nullen und Einsen, durch einen symbolischen Namen ausgedrückt.

Bits und Bytes: Bits sind die kleinste darstellbare Informationseinheit; ein Byte

besteht aus

jeweils 8 Bits

Programmiersprache wie C++, Delphi und Turbo Pascal enthalten einen Quelltext,

wie z.B.

Diesen:

Turbo Pascal

programm vortrag;

uses wincrt;

var a,b,c :Integer;

begin

writeln('Dieses Programm addiert ihnen zwei Zahlen');

writeln('Bitte geben sie die erste Zahl ein: ');readln(a);

writeln('Bitte geben sie die zweite Zahl ein: ');readln(b);

c:=a+b;

writeln('Die Summe beider Zahlen ist:',c);

end.

(Grafik 1)

Dieser Quelltext wird von einem Compiler in die Maschinensprache-Assembler

umgesetzt.

---

Hierbei wird der Quelltext analysiert(also Interpretiert) und die komplexen

Hochsprachenbefehle in die viel einfachere Maschinensprache Umgesetzt, ohne dass

der Programmierer mit Details über den Ablauf konfrontiert wird oder er die

Möglichkeit hat einzugreifen während des Vorgangs.

Im Gegensatz zu diesen Programmiersprachen besteht ein Assemblerprogramm nicht

aus komplexen Befehlen, sondern aus einfachen Kürzeln, die eine direkte

Entsprechung in der Maschinensprache des Computers besitzen. Demzufolge wird ein

Assemblerprogramm bei der Umwandlung in Maschinensprache nicht analysiert und

Umgewandelt, sondern nur it einer einfachen Umsetzungstabelle in

Maschinensprache überführt .Dadurch hat der Assembler Programmierer die volle

Kontrolle über den Computer, ohne den Zwischenschritt über den Compiler.

Beim Programmieren werden verschiedene Zahlensysteme angewendet. Dies hat den

Sinn, dass sich manche Zusammenhänge im richtigen Zahlenformat leichter

erschließen. Es gibt das dezimale Zahlensystem(Es ist das Zahlensystem das jedem

seit der Grundschule geläufig ist, es beinhaltet die Zahlen 0-9).Dann das binäre

Zahlensystem (beinhaltet die Zahlen 0-1).Und das Hexadezimalsystem(Beinhaltet die

Zahlen 0-F).Nicht nur die Hochsprachen Programme, sondern auch Assembler kann

mit allen umgehen.

Der Assembler kennt mehrere Möglichkeiten um Zahlen Anzugeben bzw. zu

Adressieren

Das Angeben von Konstanten: -Konstanten werden mit einem # davor

gekennzeichnet

-Als Beispiel.: Die Zahl # 231(Dezimalsystem)

#0E7h(Hexadezimalsystem)

#11100111(Binärsystem)

(Grafik 2)

Adressierungsmöglichkeiten:

1.Direkte Adressierung: Die direkte Adressierung geschieht durch die Angabe der

Nummer

des gewünschten Bytes oder über ein vorher im

Assembler

festgelegtes Symbol. Um Beispielsweise die Speicherstelle

10

anzusprechen, muss man also die Nummer 10 im

Programmquelltext

angeben. Oder die Nummer wurde vorher mit einem

Namen belegt,

den man dann einfach im Programmquelltext angeben

muss.

Für den Assembler ist es gleichgültig, ob eine Adresse als

Nummer

oder über den Umweg des Symbols bzw. Namens

angegeben wird.

Der Vorteil der Anwendung eines Symbols bzw. Namens

ist, dass der

Quelltext viel übersichtlicher wird.

---

2.Indirekte Adressierung: Diese ist nur bei wenigen Registern und Befehlen möglich.

Es wird wie folgt angegeben: R1,hierbei wird nicht der

Registerinhalt, sondern die Nummer der Speicherstelle,

deren Inhalt

im Register steht angegeben. Enthält R1 beispielsweise

10 und steht

in der Speicherstelle 10 der Wert 38, so gibt R1 den

Wert 38

wieder.

3.Basisrelative Adressierung: Diese Adressierungsart addiert zwei Werte um dann wie

bei der

indirekten Adressierung die endgültige

Speicherstelle zu

ermitteln.

Assemblerbefehle:

Die Assemblerbefehle gliedern sich in mehrere Kategorien:

1.Befehle zum Datentransfer: hierzu gehört als wichtigster der MOV Befehl. Der

Befehl

MOV kopiert ein Byte von Quelle zum Ziel. Siehe

Grafik 2 !

2.Unbedingte Sprünge: Es gibt den Befehl JMP, dieser verzweigt zu einer

angegebenen

Adresse, indem man nach dem JMP Befehl die

gewünschte Adresse in

Form eines Labels(also eines Namens) schreibt. Siehe

Grafik 2 !

$NOMOD51

$INCLUDE (89C1051.MCU)

mov P3,#11111111b

main:

mov P1,P3

jmp main

END

(Grafik 3)

3.Bedingte Sprünge: Das waren nun die zwei wichtigsten Befehle, die etwa 50%

jedes

Programms ausmachen, etwas sinnvolles lässt sich damit

aber noch

nicht machen. Um Interaktivität in das Programm zu

bringen, braucht

---

man bedingte Sprünge. Diese führen in Abhängigkeit von

bestimmten

Bedingungen Sprünge zu dem angegebenen Label durch

oder nicht.

Hier gibt es die Befehle JB(Jump if Bit is Set),JNB(Jump if

Bit is not

set) und JBC(Jump if Bit is set and clear Bit), diese führen

nach

bestimmten Bedingungen Sprünge durch .JB springt zum

Sprungziel

wenn das angegebene Bit auf 1 gesetzt ist. JNB springt

zum

Sprungziel, wenn das angegebene Bit auf 0 gesetzt bzw.

gelöscht ist.

JBC springt zum Sprungziel, wenn das Bit auf 1 gesetzt ist

und löscht

dieses danach. Das hat den Sinn die Rechenleistung zu

optimieren, da

dieser Befehl schneller ist als ein JB Befehl in Verbindung

mit einem

Löschbefehl und benötigt weniger Speicher.

JB [Bit],Sprungziel

JNB [Bit],Sprungziel

JBC [Bit],Sprungziel

(Grafik 4)

Des weiteren gibt es noch die Befehle JC,JNC,JZ,JNZ und

noch

Einige andere die ja nach bestimmten Bedingungen

Sprünge zum

gewünschten Sprungziel durchführen.

4.Mathematik Befehle: Als nächstes ziehen wir die Mathematikbefehle unter betracht.

Als einfachster Mathematik Befehl ist der ADD Befehl zu

nennen,

dieser Addiert den Inhalt zweier Bytes. Der gegensätzliche

Befehl

dazu lautet SUBB, dieser Subtrahiert den Inhalt eines Byte

von dem

eines anderen. Es gibt noch den Multiplikationsbefehl

MUL, dieser

multipliziert den Inhalt zweier Bytes miteinander. Im

Gegensatz dazu

gibt es den Divisionsbefehl DIV, dieser dividiert den Inhalt

eines

Bytes von dem eines anderen. Die Zählbefehle INC und

DEC gibt es

---

auch noch, wobei INC jeweils um 1 erhöht, also hoch

zählt und DEC

jeweils um 1 verringert, also nach unten zählt.

5.Unterprogrammbefehle: Es gibt Befehle, die dazu dienen Unterprogramme

aufzurufen bzw.

vom Unterprogramm ins Hauptprogramm

zurückzukehren. Die

Befehle CALL dient dazu ein Unterprogramm

aufzurufen und nach der Ausführung des

Unterprogramms an der

Stelle im Hauptprogramm weiterzumachen, an der das

Hauptprogramm verlassen. RET und RETI dienen dem

Zurückspringen vom Unterprogramm ins

Hauptprogramm.

; ...Hauptprogramm ...

call unterprogramm

; ... weitere Befehle des Hauptprogramms ...

unterprogramm:

; ... Befehle des Unterprogramms ...

call unterprogramm1

call unterprogramm2

; ...

ret

unterprogramm1:

; ...

ret

unterprogramm2:

; ...

ret

(Grafik 5)

6.Logische Operationen und Bitmanipulationen: Bitmanipulation:

Die Befehle CLR, SETB und

CPL wirken

auf ein einzelnes Bit, sie

manipulieren den

Zustand eines Bits.

CLR(Clear)setzt ein Bit

auf 0.SETB(Set Bit) setzt ein

Bit auf 1 und

CPL negiert den Zustand

eines Bits, also

dreht ihn um(von 0 auf 1

bzw. von 1 auf 0).

---

Logische Operationen:(Grafik

5)

Der Befehl ANL bildet das

logische UND

zweier Bits. Das Ergebnisbit

ist nur dann

gesetzt, wenn beide

Inputbits gesetzt sind.

Der Befehl ORL bildet das

logische ODER

zweier Bits. Das Ergebnisbit

ist gesetzt,

sobald eines der beiden

Inputbits gesetzt ist.

Der Befehl XRL bildet das

logische

Entweder-Oder zweier Bits.

Das Ergebnisbit

ist nur gesetzt, wenn ein

einzelnes der

beiden Inputbits gesetzt ist.

ANL

Input 1 Input 2 Ergebnis ANL

0

0

0

0

1

0

1

0

0

1

1

1

ORL

Input 1 Input 2 Ergebnis ORL

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

1

XRL

Input 1 Input 2 Ergebnis XRL

0

0

0

0

1

1

1

0

1

1

1

0

7.Der Befehl NOP: Der Befehl NOP(No Operation) ist der einfachste von allen

Assembler

Befehlen, da absolut nichts macht, er braucht bloß Speicher

und wird

deshalb für Warteschleifen verwendet.

---

Quellen:

Internetseite:

http://www.e-online.de/public/buchmann/assembler.htm

(Stand

08.01.2002)

Buch: Das große Commodore 64 Buch, Data Becker, Verfasst von Hecht, 5. Auflage

1991,

Seite 367-386

Buch: Meyers Taschenlexikon in einem Band, B.I. Taschenbuch Verlag, 3.Auflage

1997,

Seite 54

Häufig gestellte Fragen

Was ist ein Assembler laut Lexikon?

Ein englisches Übersetzungsprogramm eines Computers, das ein in Assemblersprache geschriebenes Programm in Maschinensprache übersetzt. Assemblersprache ist eine maschinenorientierte Programmiersprache.

Was ist der Unterschied zwischen Assembler und Maschinensprache?

Ein Computer versteht nur Maschinensprache, die aus langen Folgen von Nullen und Einsen besteht. Assembler verwendet symbolische Namen anstelle von Nullen und Einsen.

Was sind Bits und Bytes?

Bits sind die kleinste darstellbare Informationseinheit. Ein Byte besteht aus 8 Bits.

Wie funktioniert die Übersetzung von Quellcode in Maschinensprache bei Hochsprachenprogrammen im Vergleich zu Assemblerprogrammen?

Hochsprachenprogramme (z.B. C++, Delphi, Turbo Pascal) werden von einem Compiler analysiert und in Maschinensprache übersetzt. Assemblerprogramme werden nicht analysiert, sondern mit einer einfachen Umsetzungstabelle in Maschinensprache überführt.

Welche Zahlensysteme werden beim Programmieren verwendet?

Dezimal (0-9), Binär (0-1) und Hexadezimal (0-F).

Wie werden Konstanten im Assembler angegeben?

Mit einem # davor, z.B. #231 (Dezimal), #0E7h (Hexadezimal), #11100111 (Binär).

Welche Adressierungsmöglichkeiten gibt es im Assembler?

1. Direkte Adressierung (Angabe der Nummer des gewünschten Bytes oder eines Symbols). 2. Indirekte Adressierung (Angabe eines Registers, dessen Inhalt die Adresse der Speicherstelle ist). 3. Basisrelative Adressierung (Addition zweier Werte zur Ermittlung der Speicherstelle).

Welche Kategorien von Assemblerbefehlen gibt es?

1. Datentransfer (z.B. MOV). 2. Unbedingte Sprünge (z.B. JMP). 3. Bedingte Sprünge (z.B. JB, JNB, JBC). 4. Mathematikbefehle (z.B. ADD, SUBB, MUL, DIV, INC, DEC). 5. Unterprogrammbefehle (z.B. CALL, RET, RETI). 6. Logische Operationen und Bitmanipulationen (z.B. CLR, SETB, CPL, ANL, ORL, XRL). 7. NOP (No Operation).

Was macht der MOV Befehl?

Der MOV Befehl kopiert ein Byte von Quelle zum Ziel.

Was macht der JMP Befehl?

Der JMP Befehl verzweigt zu einer angegebenen Adresse (Label).

Was machen die bedingten Sprungbefehle JB, JNB und JBC?

JB (Jump if Bit is Set) springt, wenn das angegebene Bit auf 1 gesetzt ist. JNB (Jump if Bit is not Set) springt, wenn das Bit auf 0 gesetzt ist. JBC (Jump if Bit is set and clear Bit) springt, wenn das Bit auf 1 gesetzt ist und löscht es danach.

Was machen die Mathematikbefehle ADD, SUBB, MUL und DIV?

ADD addiert den Inhalt zweier Bytes. SUBB subtrahiert den Inhalt eines Byte von dem eines anderen. MUL multipliziert den Inhalt zweier Bytes miteinander. DIV dividiert den Inhalt eines Bytes von dem eines anderen.

Was machen die Befehle INC und DEC?

INC erhöht jeweils um 1 und DEC verringert jeweils um 1.

Was machen die Unterprogrammbefehle CALL und RET?

CALL ruft ein Unterprogramm auf. RET springt vom Unterprogramm ins Hauptprogramm zurück.

Was machen die Bitmanipulationsbefehle CLR, SETB und CPL?

CLR (Clear) setzt ein Bit auf 0. SETB (Set Bit) setzt ein Bit auf 1. CPL negiert den Zustand eines Bits (von 0 auf 1 bzw. von 1 auf 0).

Was machen die logischen Operationen ANL, ORL und XRL?

ANL bildet das logische UND zweier Bits. ORL bildet das logische ODER zweier Bits. XRL bildet das logische Entweder-Oder zweier Bits.

Was macht der Befehl NOP?

Der Befehl NOP (No Operation) macht nichts und wird für Warteschleifen verwendet.

Woher stammen die Informationen in diesem Dokument?

Internetseite: http://www.e-online.de/public/buchmann/assembler.htm (Stand 08.01.2002)
Buch: Das große Commodore 64 Buch, Data Becker, Verfasst von Hecht, 5. Auflage 1991, Seite 367-386
Buch: Meyers Taschenlexikon in einem Band, B.I. Taschenbuch Verlag, 3.Auflage 1997, Seite 54

• Note: 1
• Autor: Christopher Frank (Autor:in)
• Erscheinungsjahr: 2002
• Seiten: 7
• Katalognummer: V105906
• ISBN (eBook): 9783640041855
• Sprache: Deutsch
• Schlagworte: Assembler, Maschinensprache