ISRPO/Лекции/Ассемблер/Ассемблер_Кудинов.md

# Ассемблер

Введение

Ассемблер — это низкоуровневый язык программирования, который непосредственно отражает архитектуру конкретного компьютера. Он предназначен для написания программ, которые могут напрямую управлять аппаратным обеспечением.

История Ассемблера

Первая версия Ассемблера создана в 1949 году. Ассемблер был создан для первых ЭВМ на электронных лампах, программы для которых писали на машинном языке. А так как памяти у компьютеров было мало, то команды вводили, переключая тумблеры и нажимая кнопки. Даже несложные вычисления занимали много времени.

Проблему решили, когда ЭВМ научились хранить программы в памяти. Уже в 1950 году была разработана первая программа-транслятор, которая переводила в машинный код программы, написанные на понятном человеку языке. Эту программу назвали программой-сборщиком, а язык — языком ассемблера (от англ. assembler — сборщик).

Появление ассемблера сильно облегчило жизнь программистов. Они смогли вместо двоичных кодов использовать команды, состоящие из близких к обычному языку условных обозначений. Кроме того, ассемблер позволил уменьшить размеры программ — для машин того времени это было важно.

Устройство языка ассемблера

Ассемблер можно считать языком второго поколения, если за первый принять машинный язык. Он работает непосредственно с процессором, и каждая его команда — это инструкция процессора, а не операционной или файловой системы. Перевод языка ассемблера в машинный код называется ассемблированием.

Команды ассемблера состоят из кодов операций и операндов. Операнды — это адреса, из которых процессор будет брать данные для вычислений и в которые будет помещать результат. Адресами могут быть ячейки оперативной памяти и регистры — память внутри процессора. Процессор работает с регистрами гораздо быстрее, чем с оперативной памятью.

Коды операций в языке ассемблера мнемонические, то есть удобные для запоминания.

Не думайте, что ассемблер — всего лишь набор инструкций процессора с удобной для программиста записью. Это полноценный язык программирования, на котором можно организовать циклы, условные переходы, процедуры и функции.

Пример программы «Hello World» на Ассесмблере

.MODEL SMALL
.STACK 100h
.DATA
HelloMessage DB 'Hello, World!',13,10,'$'
.CODE
START:
mov ax,@data
mov ds,ax
mov ah,9
mov dx,OFFSET HelloMessage
int 21h
mov ah,4ch
int 21h
END START

Преимущества и недостатки

Преимущества	Недостатки
Ассемблер потребляет малое количество ресурсов компьютера.	Программы на ассемблере частенько сложны для чтения и понимания, чем программы, написанные на высокоуровневом языке.
Программы, написанные на языке ассемблера, работают быстрее программ, написанных на языках более высокого уровня, потому что они ближе к машинному коду, который понимает компьютер.	На ассемблере тяжело создавать более серьезные проекты.
Программы на ассемблере по размеру меньше, чем программы, написанные на яызках более высокого уровня, поскольку они не требуют использования библиотек и других вспомогательных оболочек.	Программы на ассемблере зависят от компьютера, то есть их можно запускать только на компьютере определенного типа.

Заключение

Даже из нашего примера «Hello, World!» видно, что ассемблер не так удобен в разработке, как языки высокого уровня. Больших программ на этом языке сейчас никто не пишет, но есть области, где он незаменим:

На ассемблере разрабатывают встроенные программы для микроконтроллеров. Этоминиатюрные компьютеры, установленные в системах сигнализации, пультах управления, датчиках, бытовой технике, модемах и во многих других устройствах. Микроконтроллеры используются даже в робототехнике и спутниковых навигационных системах. Объём памяти у этих мини-компьютеров ограничен, а ассемблер удобен для их программирования тем, что одна его команда транслируется в одну команду в двоичном коде. По исходному тексту программы можно определить время её исполнения и объём памяти для её хранения.

На ассемблере пишут драйверы устройств и некоторые компоненты операционных систем — например, ядро или загрузчик. Любительские операционные системы MenuetOS и KolibriOS полностью написаны на ассемблере. Ассемблерный код есть в программах для игровых приставок и мультимедийных кодеков.

Ассемблер применяется в реверс-инжиниринге — обратной разработке программ. Реверс-инжиниринг используют, чтобы понять, как работают программы, какой у них алгоритм. Это нужно в тех случаях, когда создатель по каким-то причинам не хочет публиковать исходный код. Обратной разработкой занимаются антивирусные компании, исследующие вирусы и трояны, создатели драйверов и операционных систем, а также просто любопытные. Ещё её активно применяют компьютерные злоумышленники всех мастей: взламывают программы, ищут уязвимости, пишут вирусы, генераторы ключей и тому подобное.

Если вы хотите разрабатывать новые микропроцессоры или стать реверс-инженером, то есть смысл серьёзно заняться изучением языка ассемблера.