Arquitetura de Computadores: Assembly

ASSEMBLY
Prof.ª Ms. Elaine Cecília Gatto
Disciplina: Arquitetura de Computadores
Curso: Engenharia de Computação

Introdução
● É linguagem de montagem;
● É utilizada para programar um computador de
baixo nível;
● O programa é montado dentro do processador;
● Não é uma linguagem de máquina
● Linguagem de máquina:
● Utilizada por um MICROPROCESSADOR para
controlar funções de um computador digital.

Introdução
● MICROPROCESSADOR:
● É um circuito que possui a capacidade de
executar diversos tipos de funções
distintas;
● É usado em um computador.

Introdução
● Linguagem de máquina:
● Só aceita e manipula informações numéricas
expressas em notação de códigos binários;
● Assembly:
● Linguagem de programação que surgiu entre a
década de 40 e 50;
● Objetivo: facilitar o trabalho de codificação de um
programa de computador;
● É composta por códigos alfabéticos muito mais fáceis
de se utilizar que códigos binários ou hexadecimais;

Introdução
● Mnemônicos:
● São as instruções da linguagem Assembly;
● ASSEMBLER:
● É o nome dado ao programa montador;
● É o programa utilizado para compilar um programa
escrito em linguagem de montagem, tornando-o
executável;
● É o ambiente de programação;
● É responsável por traduzir o programa-fonte para o
programa-objeto;
● PORTANTO: assembler é diferente de assembly!

Introdução
● Compiladores disponíveis para a linguagem
Assembly:
● MASM (microsoft)
● MASM (ibm)
● TASM (borland)
● EMU8086 (http://www.emu8086.com/)

Introdução
● Saber programar em linguagem Assembly significa conhecer
e saber usar melhor os requisitos mais íntimos de um
microprocessador, e por conseguinte, saber controlar melhor
as funções de um computador digital.
● É usada na criação e desenvolvimento de rotinas escritas nas
formas de DLLs, drivers, programas embutidos
(computadores de bordo), etc.
● Algumas linguagens de alto nível possuem algum tipo de
interação com rotinas de programas escritos em Assembly.
● Códigos Assembly são rápidos e pequenos (compilado) mas o
código-fonte é extenso

Introdução
● Assembly é totalmente dependente de hardware
● Um código Assembly para INTEL não é o mesmo que
um para a AMD.
● Portanto, não é portável.
● EMU8086:
● Ambiente de programação;
● Programa de simulação do modo de operação
interna de um microprocessador padrão 8086;
● Modo gráfico;

NIBBLE
● É um conjunto numérico de 4 bits;
● Representa-se até 16 valores diferentes;
● É a menor estrutura numérica manipulada
internamente em um computador digital;
● Usa-se nibble para facilitar a representação
de valores binários em formato hexadecimal;

BYTE
● É um conjunto de oito bits;
● Representa-se numericamente até 256
valores diferentes;
● Um byte é formado pelo conjunto de dois
nibbles;
7 6 5 4 3 2 1 0
Bits mais significativos Bits menos significativos
Nibble 1 Nibble 2

WORD
● Representa um conjunto de 16 bits;
● Representa-se numericamente até 65.356 valores diferentes
(de 0 a 65.356);
● É formado por dois bytes;
● É formado por quatro nibbles;
● Também pode ser representado valores numéricos entre -
32.766 até 32.767;
● Representação de numeros inteiros;
● Representação de deslocamento de segmento;
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Bits mais significativos
Nibble 3 (mais
significativo)
Nibble 2 Nibble 1
Nibble 0 (menos
significativo)

Double Word
● É um conjunto de dois words;
● Um conjunto de 32 bits;
● Formada por um conjunto de quatro bytes ou oito nibbles;
● Representa-se 4.294.967.296 valores numéricos diferentes;
● Representa-se também numeros entre -2.147.483.648 e
2.147.483.647;
● Utilizado para representar:
● Valores inteiros de 32 bits
● Valores de ponto flutuante de 32 bits;
● Endereços segmentados;

Quad Word
● É um conjunto de dois double words;
● É um conjunto de 64 bits;
● É formado por dois double words, ou quatro words, ou oito
bytes ou ainda dezesseis nibbles;
● Representa-se 18.446.744.073.709.551.616 valores
numéricos diferentes;
● Representa-se -9.223.372.036.854.7756.808 à -
9.223.372.036.854.7756.808
● Usado em microprocessadores de 64 bits;

Registradores
 Utilizados para armazenar os valores que serão manipulados
por um programa;
 A arquitetura X86 da Intel é formada por 14 registradores
 Cada um manipula 16 bits
 São divididos em quatro grupos funcionais:
 Registradores gerais: AX, BX, CX, DX;
 Registradores de segmento: CS, DS, ES, SS
 Registradores de ponteiros: SI, DI, SP, BP, IP
 Registradores de estado: F

Registradores
● AX: accumulator extended
● BX: base extended
● CX: counter extended
● DC: data extended
● Cada registrador tem 16 bits de dados
● Cada registrador pode ser dividido em 2 duas
partes com 8 bits cada um

Registradores
REGISTRADORES DE USO GERAL
AX AH AL
BX BH BL
CX CH CL
DX DH DL
Registradores de Segmento
CS (Code Segment)
DS (Data Segment)
ES (Extra Data Segment)
SS (Stack Segment)
Registradores Ponteiros
SI (Source Index)
DI (Destination Index)
SP (Stack Pointer)
BP (Base Pointer)
IP (Instruction Pointer)

Registradores
REGISTRADORES DE ESTADO
F O D I T S Z A P C flags
1 1 1 1 1
5 4 3 2 1 0 9 8 7 6 5 4 3 2 1

Registradores
● Esquema da estrutura interna de cada registrador geral

AX
● AX (AH – AL) pode ser utilizado em:
● operações aritméticas
● Acessos de portas de entrada e saída;
● Chamadas de interrupções
● Transferência de dados
● Etc

BX
● BX: BH-BL
● Pode ser utilizado como ponteiro para
acessar a memória no sentido de obter
algum valor de retorno ou mesmo definir
valores que serão usados para auxiliar
operações aritméticas efetuadas com o
registrador ah

CX
● CX (CH-CL):
● Usado para receber alguns valores de
interrupções
● Principal finalidade:
● servir como contador de laços de
repetição e operações de deslocamento
registradas em CL

DX
● DX (DH-DL):
● Operações aritméticas
● Acessos de portas de entrada e saída
● Algumas chamadas de interrupções

Registradores de Segmento
● Tem 16 bits
● Usados para acessar uma determinada área
de memória (OFFSET)
● São utilizados para auxiliar o
microprocessador a encontrar o caminho
pela memória do computador
● Não podem ser divididos em grupos de 8 bits

CS
● Usado para apontar para uma área de
memória que contém o segmento de código
de programa que se encontra em execução
● Obs.: a mudança do valor existente nesse
registrador pode resultar em travamento do
computador

DS
● usado para apontar para a área de memória
que estiver sendo utilizada no
armazenamento dos dados do programa em
execução
● A mudança no valor existente nesse
registrador de segmento pode ocasionar a
obtenção de dados incorretos

ES
● Usado para determinar um segmento extra
de endereço de dados distante da área em
que se está operando
● Por exemplo: necessário quando é preciso
acessar a memória do vídeo

SS
● Usado para identificar a área de memória
que será usada como pilha, com o objetivo
de armazenar dados temporários para a
execução de um determinado programa
● Algumas vezes pode conter o mesmo valor
encontrado no registrador de segmento DS
● A mudança do valor pode trazer resultados
imprevisíveis relacionados aos dados

Registradores de
Deslocamento
● Registradores de apontamento
● Registradores de deslocamento
● Registradores de índice
● Associados ao acesso de uma determinada
posição de memória previamente conhecida
● Não podem ser divididos em grupos de 8 bits
● Quatro registradores são manipuláveis,
apenas o IP não é

IP
● Apontador da próxima instrução
● Possui o valor de deslocamento do código da
próxima instrução a ser executada
● É de uso interno do microprocessador
● Guarda o deslocamento da próxima
instrução de um programa
● O valor só pode ser lido

SI e DI
● Utilizados para manipular índices de uma tabela
● SI:
● usado para a leitura dos dados de tipo string de
uma tabela
● DI:
● usado para a escrita de dados do tipo string em
uma tabela
● Usado na definição de endereçamento distante
associado ao registrador de segmento ES

SP e BP
● Permitem acesso à pilha de programa
● Pilha de programa:
● memória para armazenamento de dados
● Possibilita armazenar dados em memória,
sem utilizar registradores gerais
● É um mecanismo que armazena dados de
cima para baixo
● BP: armazena o endereço da base da pilha
● SP: armazena o endereço do topo da pilha

Registrador de Estado
● Meio para sinalização de efetivação de
operações lógicas, aritméticas, manipulação
de blocos e interrupções
● Indicam o estado de comportamento do
microprocessador quando da execução de
alguma instrução Assembly
● Tem 16 bits
● Cada flag define ou sinaliza um estado de
comportamento particular

● O flag está vinculado ao fato de uma ação ser
ou não executada
● 1: indica que o flag está setado (habilitado).
Quando uma ação é executada, indica que a
ação ocorreu
● 0: indica que o flag não está setado
(desabilitado). A ação em questão não sofreu
nenhum tipo de alteração.

● C = Carry (vai um / empresta um)
● P = Parity
● A = Auxiliary Carry
● Z = Zero
● S = Sign
● T = Trap
● I = Interrupt Enable
● D = Direction
● O = Overflow

● Flags utilizadas para indicar os resultados obtidos em
operações aritméticas ou lógicas:
● CF = Carry Flag
● PF = Paity Flag
● AF = Auxiliar Flag
● ZF = Zero Flag
● SF = Signal Flag
● OF = Overflow Flag

● Flags utilizados para as tarefas de controle:
● TF = Trap Flag
● IF = Interrput Flag
● DF = Direction Flag

CF (bit 0)
● Passa para o valor 1 quando a operação
aritmética ultrapassar a capacidade de
armazenamento daquele valor (quando
precisar do VAI UM ou EMPRESTA UM)
● Se não ocorrer nenhuma movimentação de
VAI UM ou EMPRESTA UM, então o valor será
0.
● Exemplo: 255 + 1 = 256. Se a faixa de valores
é de 0 a 255, então o resultado está fora, e o
flag CF sofre a mudança para 1.

PF (bit 2)
● Indica se a paridade do byte inferior do
resultado é par ou ímpar após a execução de
uma operação aritmética ou lógica resultar
ou não um par de bits 1
● 1: paridade par
● 0: paridade ímpar

AF (bit 4)
● Indica a sinalização de carry do bit 3 para o bit 4
de uma adição com valores decimais (vai um)
● Indica a sinalização de carry do bit 4 para o bit 3
de uma subtração com valores decimais
(empresta um)
● Ambos são representados por sequencias
numericas escritas em formato BINARY CODE
DECIMAL (BCD)
● 1: ocorreu a operação de vai um
● 0: não ocorreu a operação de vai um

ZF (bit 6)
● 1: indica se o resultado após uma operação
aritmética ou lógica é igual a zero
● 0: indica se o resultado após uma operação
aritmética ou lógica é diferente de zero
● Usado também para obtenção de resultado
de comparação após uma ação lógica
● Se os valores comparados forem iguais é
sinalizado com o valor 1

SF (bit 7)
● Mostra a obtenção de um resultado negativo
ou positivo após uma operação aritmética de
complemento 2, não ocorrendo o estouro
(overflow)
● 0: resultado positivo
● 1: resultado negativo

TF (bit 8)
● Possibilita uma interrupção especial após
executar uma única instrução, com a finalidade
de acompanhar passo a passo a execução
individual das instruções de um determinado
programa em operações de debug
● 1: indica a execução da ação passo a passo da
própria instrução em foco. Após essa ação
ocorre uma interrupção e seu valor torna-se
zero.
● 0: se estiver em zero ocorre o contrário

IF (bit 9)
● Habilita ou desabilita o reconhecimento à
chamada de interrupções por meio da
instrução INT.
● 1: se estiver uma ocorrência de interrupção
habilitada
● 0: se não estiver uma ocorrência de
interrupção habilitada

DF (bit 10)
● Aponta a direção das operações de
manipulação de blocos da direita para a
esquerda ou vice-versa em string.
● 0: indica que os registradores de índice serão
incrementados
● 1: indica que os registradores de índice serão
decrementados

OF (bit 11)
● Indica a obtenção de um valor muito grande após
uma operação aritmética ou lógica
● Estouro de capacidade quando um número positivo
for muito grande ou um número negativo for muito
pequeno para ser processado
● Estouro da capacidade quando os valores estão fora
da faixa de valores permitida para a operação do
microprocessador
● 0: quando ocorrer o estouro
● 1: quando não ocorrer

INTERRUPÇÕES
● Ação do computador executar suas tarefas e
ter a capacidade de interrompê-las a
quaisquer momento, para realizar outras
tarefas solicitadas, retornando ao que estava
fazendo anteriormente
● Extremamente importante para o
fucionamento ADEQUADO de um
COMPUTADOR

INTERRUPÇÕES
● Interrupções tornam possível controlar
vários dispositivos associados ao
computador
● O funcionamento da interrupção ocorre pela
comunicação entre dispositivos externos e o
microprocessador
● INT:
● instrução utilizada para interrupções

INTERRUPÇÕES
● Faixa de valores de INT:
● 00h – FFh (número hexadecimal)
● Total de 256 interrupções possíveis
● Tabela de interrupções:
● Fica armazenada nos primeiros 1024 bytes da
memória (endereço físico de 0 a 1023)
● É um conjunto de vetores indexados aos
registradores CS e IP
● Cada vetor ocupa 4 bytes (2 bytes para cada
registrador)

INTERRUPÇÕES
● ISR:
● Interrupt Service Routine – outro nome para
a tabela de interrupções
● Possui o endereço das funções de cada uma
das interrupções existentes
● Três categorias:
● Interrupção por hardware
● Interrupção por exceção
● Interrupção por software

INTERRUPÇÃO POR
HARDWARE
● Possibilita acionar periféricos externos
● Faixa de valores:
● 08h a 0Fh
● IRQ:
● Interrupt request
● Linha pela qual a interrupção se conecta com
o microprocessador
● São controladas por rotinas do S.O. ou da
ROM-BIOS

INTERRUPÇÃO POR
HARDWARE
● Máximo de dispositivos externos: oito (se for
um microprocessador intel 8086. processadores
mais atuais manipulam mais dispositivos)
● Este tipo de interrupção é gerenciada pelo
próprio comptuador
● Não é possível mudar seu estado de
comportamento

INTERRUPÇÕES POR
HARDWARE
● 08h: IRQ0. Opera o chip temporizador do
sistema.
● 09h: IRQ1. Opera o teclado.
● 0Ah: IRQ2. Interrupção reservada.
● 0Bh: IRQ3. Opera as portas de comunicação
COM2.
● 0Ch: IRQ4. Opera as portas de comunicação
COM1

INTERRUPÇÕES POR
HARDWARE
● 0Dh: IRQ5. Opera uma unidade de disco.
● 0Eh: IRQ6. Opera unidade de discos flexíveis.
● 0Fh: IRQ7. Opera porta LPT1 para impressora
do tipo paralela

INTERRUPÇÃO POR EXCEÇÃO
● Possibilita fazer o controle condicional interno
do microprocessador, retornando algum tipo de
erro
● Exemplo: divisão por zero
● Faixa de valores: 0 a 7
● Oito tipos de interrupções

INTERRUPÇÃO POR EXCEÇÃO
● 00h: falha de divisão quando o divisor é igual a zero
● 01h: execução passo a passo num processo de debug
quando FLAG TF é setado
● 02h: interrupção reservada para a condição de
operação para NMI (Non Maskable Interrupt)
● 03h: ocorre na definição da execução de um ponto de
parada (Breakpoint) sobre a execução da instrução
INT3
● 04h: ocorre quando há estouro registrado no FLAG OF
quando da execução da instrução INTO

INTERRUPÇÃO POR
SOFTWARE
● Efetua o acionamento de determinadas
interrupções desejas por intermédio de um
programa em execução, podendo interferir
na ação de algum periférico conectado ao
microcomputador
● As interrupções mais utilizadas são as da
ROM-BIOS

INTERRUPÇÃO POR
SOFTWARE
● 10h: escrita de caractere no monitor de
vídeo
● 13h: operações de leitura e escrita em disco
● 14h: comunicação com porta serial
● 16h: leitura de caractere no teclado
● 17h: operações com impressora
● 19h: ação de reset

INTERRUPÇÃO POR
SOFTWARE
● 1Ah: retorna a hora do sistema
● 20h: finaliza a operação do sistema
● 21h: operações de leitura e escrita nos
periféricos padrão conectados ao sistema
● 33h: utilização do mouse

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
● Memória: tabela de dados
● Linhas: segmentos
● Colunas: deslocamentos (OFFSET)
● Capacidade de endereçar uma memória de
até 1MB dividida em 16 blocos com 64KB
● Cada bloco de memória é denominado
segmento de memória
● São numerados de 0 a F em hexadecimal

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
● Os segmentos de memória são endereçados
de 00000h (1º) a FFFFFh (último)
● O endereço físico é formado por cinco digitos
● 0xxxh referencia o segmento 0h
● 1xxxxh referencia o segmento 1h
● Os segmentos são divididos por
deslocamentos
● Deslocamentos variam de 0yyyyh a Fyyyyh

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
● Cada posição de deslocamento tem um total
de 16 bits que são manipulados pelos
registradores de segmentos
● O segmento de memória é dividido em duas
partes:
● 1ª parte: um segmento de 16 bits
● 2ª parte: um deslocamento de 4 bits
● Total do endereço de memória: 20 bits

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
● A posição de memória a ser especificada é
definida pelo valor do segmento e pelo seu
deslocamento em relação ao início do segmento
● REPRESENTAÇÃO:
● xxxzh:yyyyh
● segmento:deslocamento
● Xxxxh: endereço do segmento
● Yyyyyh: posição do deslocamento desejado

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
A Figura apresenta uma memória que está armazenando o seguinte texto:
“Aprender assembly requer atenção e dedicação”
“editora érica ltda”
“Quem descobriu o Brasil foi Pedro Álvares Cabral”
“D. Pedro I proclamou a independencia”

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
O armazenamento de dados na memória ocorre de forma contígua (um dado após o outro)
Cada dado ocupa UMA posição de DESLOCAMENTO em relação à UM posição de SEGMENTO
O que está no endereço 2h:Eh? Até onde se estende?

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
O endereço final será 2Eh. Este é o valor efeitvo. Para se obtê-lo faça 16d (decimal) ou 10h vezes
o valor do segmento e some o valor do deslocamento. Portanto: 2h * 10h + Eh = 2Eh

SEGMENTOS E
DESLOCAMENTOS
EXEMPLO DE MEMÓRIA: TABELA DE DADOS
DESLOCAMENTOS
00000h 00001h 00002h 00003h 00004h 00005h 00006h 00007h 00008h 00009h 0000Ah 0000Bh 0000Ch 0000Dh 0000Eh 0000Fh
0h 1h 2h 3h 4h 5h 6h 7h 8h 9h Ah Bh Ch Dh Eh Fh
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 A B C D E F
4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits 4 bits
TOTALDE64KB
SEGMENTOS
00000h 0h 0 16 bits
00001h 1h 1 16 bits
00002h 2h 2 16 bits
00003h 3h 3 16 bits
00004h 4h 4 16 bits
00005h 5h 5 16 bits
00006h 6h 6 16 bits
00007h 7h 7 16 bits
00008h 8h 8 16 bits
00009h 9h 9 16 bits
0000Ah Ah A 16 bits
0000Bh Bh B 16 bits
0000Ch Ch C 16 bits
0000Dh Dh D 16 bits
0000Eh Eh E 16 bits
0000Fh Fh F 16 bits

Endereçamento de Memória
● Função primária: armazenar dados
● Formada por um grande conjunto de células
de armazenamento
● Cada célula é formada por um conjunto de 8
bits
● Pode assumir 256 significados
● Cada célula tem um endereço absoluto de
posição

● Cada posição é individual, tem um valor
numérico que representa seu endereço
● Em um processador intel 8086 seu
endereçamento máximo está na casa dos
640KB
● A região de memória vai de 0KB a 640KB
● Essa região toda está dividida em várias
partes reservadas

● A área de memória livre para trabalho é
menor que 640KB
● 1,5KB dos 640KB é reservado
● O espaço também é utilizado pelos arquivos
de controle do sistema
● Informações temporárias dos programas
BIOS e vídeo devem ser armazenadas em
memória RAM (mesmo que eles estejam
gravados em memória ROM)

ASSEMBLY
● Denominações semelhantes:
● ASM86
● X86
● ASM8086
● Todos os microprocessadores da família
INTEL possuem basicamente o mesmo
conjunto de instruções existentes no padrão
do microprocessador 8086 e 8088

ASSEMBLY
● Assembly 8086 possui 116 instruções
(mnemonicos) diferentes destinadas ao
controle do microprocessadores
● Os outros microprocessadores INTEL
possuem novas, e mais, instruções a cada
novo lançamento

ASSEMBLY
● Seis grupos funcionais:
● Transferência de dados
● Aritméticas
● Manipulação de bits
● Manipulação de strings
● Controle de programa
● Controle do microprocessadores

TRANSFERENCIA DE DADOS
● Instruções destinadas à movimentação de
dados
● Podem ser movimentados:
● Entre registradores
● Entre registradores e posições de
memória
● Entre registradores e unidades de entrada
e saída

ARITMÉTICAS
● Instruções destinadas aos cálculos
matemáticos básicos:
● Adição
● Subtração
● Multiplicação
● Divisão

MANIPULAÇÃO DE BITS
● Instruções que fazem o deslocamento de bits
em um registrador ou posição de memória
● As funções de operações lógicas de
conjunção (ou), disjunção (e) e negação são
incluídas neste grupo

MANIPULAÇÃO DE STRINGS
● Fazem o controle de grupos de sequencias
de caracteres
● Comparação
● Análise
● Movimentação

CONTROLE DE PROGRAMA
● Instruções que controlam a execução do
código de programa
● Pode ser:
● Execução sequencial
● Com laços
● Sub-rotinas
● Subprogramas

CONTROLE DE PROGRAMA
● Podem manipular as interrupções de um
programa em execução
● A interrupção ocorre por vários motivos.
Exemplo:
● Aceitar uma entrada de dados via teclado.
● É necessário fazer uma interrupção no
programa, para que o dado possa ser
digitado, e após aceitar o dado continua sua
execução

CONTROLE DE
MICROPROCESSADOR
● Instruções que possibilitam o acesso dos
registradores de controle do
microprocessador com o objetivo de mudar
seu estado de comportamento

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