Visão Geral

Neste primeiro capitulo vamos falar sobre as vantagens da linguagem Assembly, as funções básicas do Hardware, sistemas numéricos, aritmética binária e por fim de endereçamento.

Vantagens da linguagem Assembly

O entendimento da linguagem assembly fornece o conhecimento de:

• Interfaces entre o programa e o SO (Sistema Operativo), processador e BIOS;
• Representação dos dados em memória e em outros dispositivos externos;
• Como o processador acede e executa instruções;
• Como instruções acedem e processão os dados;
• Como o programa acede a dispositivos externos.

Outras vantagens do usar a linguagem Assembly são:

• Requer menos memória e tempo de execução.
• Permite executar um trabalho complexo a nível de hardware de uma forma fácil.
• É ideal para trabalhos que requerem o menor tempo possível.
• É extremamente util para a escrita de serviços de interrupções ou outras programas residentes em memória.

Funções básicas do Hardware

Os principais componentes de um PC são o processador, memória e os registers (registos). Os registers são componentes do processador que guardam dados e endereços. Para executar um programa, o sistema copia-o do dispositivo externo para a memória interna. O processador executa instrução a instrução do programa.

A unidade fundamental de armazenamento é o bit, este pode ser ligado (1) ou desligado (0). Um grupo de nove bits relacionados fazem um byte. Os primeiro oito bits são usados para dados e o nono bit é usado para paridade, como uma forma de detecção de erros. De acordo com as regras da paridade, o numero de bits que são 1's em cada byte deve ser sempre par.

Então, a paridade é usada para fazer o numero de bits num byte par. Se a a paridade for impar, o sistema assume que houve um erro de paridade (extremamente raro), que pode ser causado por falhas no hardware ou uma interferência elétrica.

Os processadores suportam os seguintes tamanhos de dados:

• Word: um dado composto por 2 bytes
• Doubleword: um dado composto por 4 bytes (32 bits)
• Quadword: um dado composto por 8 bytes (64 bits)
• Paragraph: um dado composto por 16 bytes (128) bits
• Kilobyte: 1024 bits
• Megabyte: 1 048 576 bytes

Sistema de numeração binário

Cada posição é uma potência de base 2 que começa em 0 e é aumentada em 1.

A tabela a baixo mostra o valor da posição de um numero de 8-bit, e cada bit está definido para 1.

O valor do numero em binário e dado com base nos 1's e no seu valor posicional. Então, o valor para o numero binário a cima é: 1 + 2 + 4 + 8 + 16 + 64 + 128 = 255, que é o mesmo que 2^8 - 1.

Sistema numérico hexadecimal

O sistema hexadecimal usa uma base 16. Os valores vão de 0 até 15. Por convenção, as letras de A até F é usada para representar os dígitos correspondentes aos valores de decimal 10 até 15.

O uso principal do sistema hexadecimal na computação é essencialmente para abreviar a comprimento da representação do binário. Basicamente, o sistema numérico hexadecimal representa os dados em binário dividindo cada byte ao meio e expressão o valor de cada meio byte. A tabela a baixo fornece uma representação do equivalente em decimal, binário e hexadecimal.

Para converter de binário para hexadecimal, divide-se o numero em grupos de 4, começando a direita para a esquerda, e escreve-se esses grupos no seu correspondente em hexadecimal.

Exemplo: Numero binario 1000 1100 1101 0001 é equivalente a 8CD1.

Para converter de hexadecimal para binário, basta escrever cada numero num grupo de 4 dígitos do seu correspondente em binário.

Exemplo: O numero hexadecimal FAD8 é equivalente ao binário 111 1010 1101 1000.

Aritmética binária

A tabela a baixo mostra quatro simples regras na adição binária:

A regra (III) e (IV) mostram um transporte de 1-bit na próxima posição à esquerda.

Exemplo

A forma como se representa um numero negativo em binário é expresso em uma notação de complementos de dois. De acordo com esta regra, para converter um numero binário para o seu negativo tem que reverter a ordem dos bits e adicionar 1.

Exemplo

Para subtrair um valor a outro, convertemos o numero que vai ser subtraído para um formato de complementos de dois e adicionamos os números.

Exemplo: Subtrair 42 a 53

O excesso do ultimo bit 1 é perdido.

Endereçamento de dados na memoria

O processo que através do processador controla a execução das instruções é referente ao ciclo fetch-decode-execute (procurar-descodificar-executar) ou ciclo de execução. Este consistem em três etapas continuas:

• Procurar pela instrução em memória
• Descodificar ou identificar a instrução
• Executar a instrução

O processador deve aceder a um ou mais bytes de memória de cada vez. Vamos considerar o numero hexadecimal 0725H. Este numero vai necessitar de dois bytes de memória. O bytes de maior ordem ou o byte mais significativo é 07 e o de menor ordem é o 25.

O processador guarda os dados na ordem reversa dos bytes, como por exemplo, os bytes de menor ordem são guardados em endereços de memória mais baixos e os bytes de maior ordem em endereços de memória mais altos. Então, se o processador precisar de trazer o valor 0725H do registo para a memória, isto vai transferir o 25 para o endereço mais baixo e o 07 para o endereço seguinte de memória.

x: endereço de memoria

Quando um processador obtém os dados numéricos da memória para o registo, ele reverto novamente os bytes. Existem dois tipos de endereços de memória:

• Endereço absoluto: Referencia direta para uma localização especifica.
• Endereço do segmento (ou offset): Endereço inicial de um segmento de memória com o valor de deslocamento.