一、语言
1. 机器语言
- 目前主流的电子计算机，只认识 0 和 1，计算机是基于基本 二进制 的方式进行计算。
- 机器语言，指的是 二进制指令，是 输入给计算机 使用的。
# 目前主流的电子计算机 状态：0 和 1 # 最早的程序员：穿孔卡带 加 0100 0000 减 0100 1000 乘 0100 1000 0100 1000 除 0100 1000 1100 1000
2. 汇编语言
- 用 助记符 的方式，来 代替二进制 指令。
- 加减乘除：INC、DEC、MUL、DIV
-
编译器：把人能够理解的 汇编助记符，转换成机器能够理解的 二进制指令。
加 INC -编译器-> 0100 0000 减 DEC 0100 1000 乘 MUL 0100 1000 0100 1000 除 DIV 0100 1000 1100 1000
3. C 语言
加 A+B -编译器-> 0100 0000
减 A-B 0100 1000
乘 A*B 0100 1000 0100 1000
除 A/B 0100 1000 1100 1000 1234
二、进制
1. 进制：
- 1 进制：一进一，结绳记事。1 1
- 2 进制：二进一，计算机
- 8 进制：八进一。8 个符号组成：0 1 2 3 4 5 6 7
- 10 进制：十进一。10 个符号组成：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
- 16 进制：16 进一。16 个符号组成：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f
- 进制，远远没有大家想的那么复杂。查数
- 测试
# 一进制 1~20 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 ..... # 三进制 1~20 十进制: 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 三进制: 0 1 2 10 11 12 20 21 22 100 101 102 100 101 102 110 111 112 120 121 122 # 二进制 0 1 10 11 100 101 110 111 1000 # 七进制 1~20 0 1 2 3 4 5 6 10 11 12 13 14 15 16 20 21 22 23 24 25 26 # 一组符合：逢几进几 - 问题：1 + 1 = 3 对吗？可以使用进制角度来解答这个问题。
- 十进制：0 1 2 3 4 5 6 7 8 9
- 自定义的十进制：0 2 4 7 8 a b r d f ， 可以自己随便定义。
- 加密解密：进制的加密
2. 进制怎么运算
- 运算的本质就是 查数
# 八进制计算下面的结果
2+3=5
2*3=6
4+5=11
4*5=24
# 运算的本质就是查数
0 1 2 3 4 5 6 7 10 11 12 13 14 15 16 17 20 21 22 23 24 25 26 27
# 八进制计算下面的结果 参照下图乘法表，加法表
277+333 =
276*54 =
237-54 =
234/4 =
- 八进制的乘法表
- 八进制的加法表：
# 八进制计算
# 运算的本质就是查数
277
333 +
--------
632
276
54 *
--------
1370
1666 +
--------
20250
# 减法的本质其实就是加法！ 237-54 = 237 + (-54)
--------
# 除法的本质，除数乘以那个数最接近结果即可！
234
4
----
47
结论：无论是什么进制，本身都是有一套完美的运算体系的，我们都可以通过列表的方式，将它计算出来！
3. 二进制
- 计算机使用二进制 0、1（电子状态） ，物理极限：摩尔定律，硬操作； 追求语言的极限，并发语言，软操作。
量子计算机：可以实现量子计算的机器。
- 传统的计算机：集成电路 0、1 ，硅晶片。
- 量子计算机的单位：昆比特（量子比特），量子的两态来表示。
- 光子：正交偏振方向。
- 磁场：电子的自旋方向。
扩展
- 21世纪，计算力快到尽头了，量子计算机，提高计算机的计算力。
- 量子比特、量子叠加态、量子纠缠、量子并行原理…
- 2019 年，Google 研究人员展示其最新 54 比特量子计算机，该计算机只用 200 秒，便可计算完毕当前世界最大的超级计算机，需 1 万年进行的运算。
- 2020 .6.18，量子体积 64 的量子计算机，霍尼韦尔还表示，将在一年之内，得到至少 10 个有效量子比特，相当于 1024 个量子体积。量产！
- 电子计算机 -> 量子计算机
电子计算机，二进制计算（0、1）
- 二进制：0 写到 1111
0 1 10 11 100 101 110 111 1000 1001 1010 1011 1100 1101 1110 1111 - 二进制这么写很麻烦！二进制能否简写？可以简写：16 进制
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 a b c d e f - 错误方式：2 进制转换为 10 进制，然后再计算！
-
为什么要学习理解二进制？
- 寄存器、内存、位，底层的每一个位，都是有含义的；
- 汇编入门理解的基础；
- 汇编高级：了解程序的深层，操作系统的内核。
三、数据宽度
- 计算机是有内存限制的，不可能无穷大，所以，被迫给数据定义宽度。
- C、C++、Java 都需要定于数据的类型，因为计算机底层，需要给这些数据定义宽度。
位：0 1 字节：0~0xFF 字：0~0xFFFF 双字：0~0xFFFFFFF - 在计算机中，每一个数据都需要给它定义类型，即定义宽度（在内存中的宽度）。
四、有符号数无符号数
- 数据都是有宽度的，每个数据代表什么意思呢？二进制
0 1 0 1 0 1 0 1
1. 规则：二进制解码增加一个规则
-
无符号数规则：数字是什么，就是什么。
1 0 0 1 1 0 1 0 十六进制：0x9A 十进制 154 -
有符号数规则：最高位是符号位：1 (负数) 0（正数）
1 0 0 1 1 0 1 0 如何转换？
2. 原码反码补码（之后要用它来计算）
编码规则
-
有符号数的编码规则
- 原码： 最高位符号位，其它的位，取本身绝对值即可。
- 反码：
- 正数：反码和原码相同；
- 负数：符号位一定是 1，其余位，对原码取反。
- 补码：
- 正数：补码和原码相同；
- 负数：符号位一定是 1，反码 +1
- 测试
# 按 8 位计算
# 正数：都是一样的。
1
#原码 0 0 0 0 0 0 0 1
#反码 0 0 0 0 0 0 0 1
#补码 0 0 0 0 0 0 0 1
# 按 8 位计算
# 负数
-1
#原码 1 0 0 0 0 0 0 1
#反码 1 1 1 1 1 1 1 0
#补码 1 1 1 1 1 1 1 1
-7
#原码 1 0 0 0 0 1 1 1
#反码 1 1 1 1 1 0 0 0
#补码 1 1 1 1 1 0 0 1
3+5=8
0 1 2 3 4 5
0 1 10 11 100 101
二进制的标志位
2 10
4 100
8 1000
结论：
- 正数的原码、反码、补码相同；
- 负数的反码，符号位为 1，其余位，对原码取反；
- 负数的补码，是负数的反码 +1；
- 如果看到一个二进制数，一定要了解它是一个有符号数，还是无符号数。
3. 寄存器：
八个寄存器地址：EAX、ECX、EDX、EBX、ESP、EBP、ESI、EDI；
寄存器（寄存器中存值的指令）：mov 寄存器名称，值；
-
正数 存入寄存器，则存入寄存器的，是该正数的二进制的 原码；
负数 存入寄存器，则存入寄存器的，是该负数的二进制的 补码。
五、位运算
- 计算机现在可以存储所有的数字(整数，浮点数，字符)，通过位进行运算。
位运算
- 例如：2*8 最高效计算方式（2<<3）；
- 很多底层的调试器。需要通过 位 来判断 CPU 的状态。
1. 与运算 (and &)
- 两个都为 1，结果为 1，否则为 0。
1011 0001
1101 1000
----------- 与运算
1001 0000
2. 或运算（or |）
- 只要有一个 1，结果为 1，两个都不是 1 时，为 0。
1011 0001
1101 1000
----------- 或运算
1111 1001
3. 异或运算（xor ^）
- 不相同，则为 1。
1011 0001
1101 1000
----------- 异或运算
0110 1001
4. 非运算（单目运算符 not ~）
- 0 的非运算是 1，1 的非运算是 0，即取反。
1101 1000
---------- 非运算
0010 0111
通过位运算，实现加、减、乘、除
5. 位运算（移动位）
- 十进制：左移一位（*2），右移一位（/2）
0000 0001 1 0000 0010 2 0000 0100 4 0000 1000 8 - 左移：(shl <<)
0000 0001 # 所有二进制位全部左移若干位，高位丢弃，低位补 0 0000 0010 - 右移：(shr >>)
0000 0001 # 所有二进制位全部右移若干位，低位丢弃，高位补 0 或 1（符号位决定） 0000 0000 int a = 10; printf("%d\n",a>>2); - 二进制、位运算=> 加、减、乘、除
6. 位运算的加减乘除
- 计算机只认识 0、1；
- 基本数学是建立在加、减、乘、除（都可以转换为加法）
- 测试 1：用二进制计算 4+5
0000 0100
0000 0101
---------（加法：计算机是不会相加的）
0000 1001
# 计算机的实现过程
# 第1步：异或：如果不考虑进位，异或就可以直接出结果。
0000 0100
0000 0101
------------
0000 0001
# 第2步：与运算（判断进位，如果与运算结果为0，没有进位）
0000 0100
0000 0101
-------------
0000 0100
# 第3步：将与运算的结果，左移一位，0000 1000 得到进位的结果
# 第4步：异或（将第一步异或得到的结果和进位的结果进行异或，得到4+5的结果）
0000 0001
0000 1000
-----------
0000 1001
# 第5步：（计算机确认结果，判断是否还有进位）与运算（判断进位，将第一步异或得到的结果和进位的结果进行与运算）
0000 0001
0000 1000
----------
0000 0000 （与运算结果为0，没有进位）
# 所以最终的结果，就是与运算为0的结果的上一个异或运算
- 测试 2：用二进制计算 4-5
# 计算机是怎么操作的！
4+(-5)
0000 0100
1111 1011
---------- （4+(-5)：计算机是不会直接减的）
1111 1111
# 计算机的实现过程
0000 0100
1111 1011
----------- 1.异或(如果不考虑进位，异或就可以直接出结果。)
1111 1111
0000 0100
1111 1011
----------- 2.与（判断进位，如果与运算结果为0，没有进位。）
0000 0000
最终结果 1111 1111 16进制：ff 10进制：-1
- 乘法：x*y，就是 y 个 x 相加，还是加法；
- 除法：x/y，本质就是减法，就是 x 能减去多少个 y。
计算机只会做加法！
- 机器语言就是位运算，都是电路来实现的，这就是计算机的最底层的本质；
- 通过机器语言，来实现加法计算器，设计电路。
六、汇编语言环境说明
- 通过指令，来代替二进制编码。
- 通过汇编指令，可以给计算机发一些操作，让计算机执行；
- 编译器的发展，底层的大佬，几乎都是最原始的 IDE；
- 在学习汇编之前，需要先掌握环境的配置（1、Vc6（程序到汇编的理解），2、OD！3、抓包工具、4、加密解密工具）
- 学汇编不是为了写代码，是理解程序的本质。
- 《汇编语言》 16 位的汇编，32 位 64位（本质架构区别不大，寻址能力增加。）
- 建议直接学习 32 位汇编！
- 汇编入门：了解汇编和程序的对应关系，程序的本质即可。
- 汇编：寄存器，内存，汇编指令。
1. 通用寄存器
- 寄存器：
- 存储数据：CPU > 内存 > 硬盘
- 32 位：CPU 8 位、16 位、32 位
- 64 位：CPU 8 位、16 位、32 位、64 位
-
通用寄存器：可以存储任意的东西
# 32 位的通用寄存器只有 8 个（存值的范围：0~FFFF FFFF） EAX ECX EDX EBX ESP EBP ESI EDI - 存值的范围 0 ~ FFFFFFFF
- 对于二进制来说，直接修改值
-
计算机向寄存器存值。
# mov 指令 mov 存的地址,存的数 mov 存的地址1,存的地址2 （把地址2的值，写入到地址1） # 可以将数字写入到寄存器，也可以将寄存器中的值，写到另一个寄存器。
- 可以将数字写入到寄存器，也可以将寄存器中的值，写到另一个寄存器。
- 计算机本质：计算力！
-
不同的寄存器
#8个F FFFF FF 32位 16位 8位 EAX AX AL ECX CX CL EDX DX DL EBX BX BL ESP SP AH ENP NP CH ESI SI DH EDI DI BH - 8 位：L（低 8 位），H（高 8 位）
- 除了通用寄存器，其他的寄存器，每一位都有自己特定的功能。
2. 内存
- 寄存器很小，不够用，数据需要放到内存（内存条）；
- 每个应用程序进程，都有 4 GB 的内存空间（虚拟内存）。
- 程序真正运行的时候，才会用到物理内存。
1B = 8bit 1KB = 1024B 1MB = 1024KB 1GB = 1024MB - 4 G 的内存，4096 MB => 需要换算成 位，就是可以存储的最大容量。
- 计算机中内存地址很多，空间很大。
3. 内存地址
- 存一个数：占用的大小，数据宽度 ！存到哪里？
- 计算机中内存地址很多，空间很大， 每个空间分配一个地址，名字。
- 给内存起的编号，就是内存地址。 32 位： 8 个 16进制的值（FFFFFFFF）。
- 32 位：寻址能力（4 GB），FFFFFFFF+1 = 100000000，最大的值；
- 位是怎么限制内存大小的：
- 100000000 内存地址 * 8 = 位：800000000；
- 转换为 10 进制/8：4,294,967,296，字节按照规则/1024, 最终发现就是 4 GB。
- 64 位，寻址能力绰绰有余！
- 所以每个内存地址都有一个编号，通过这些编号向里面存值。
内存如何存值？
- 数据宽度：byte word dword
- 地址的位置：0xFFFFFFFF
-
不是任意的地址都可以写东西的，需申请使用，只有程序申请过的内存地址，才可以使用。
# 汇编如何向内存中写值 mov 数据宽度 内存地址，1 mov byte ptr ds:[0x19FF70],1 # 传递的值的大小一定要和数据宽度相等。
内存地址的多种写法
- 汇编向内存中写值
ds:[0x19FF70+4] # 内存地址偏移 ds:[eax] # 寄存器 ds:[eax+4] # 寄存器偏移 # 数组 [] ds:[reg+reg*{1,2,4,8}] # 数组 ds:[reg+reg*{1,2,4,8}+4] # 数组偏移
