[Tutoriel] Initiation à l'assembleur (débutant)

[beddy]

De l’électron aux nombres
 
L’informatique a prit une place cruciale dans notre société et même si elle fait partie du quotidien de chacun d’être nous elle reste pour beaucoup une technologie mystérieuse.
 
Ce que je vais écrire dans la suite ne va pas forcement intéresser ceux qui maitrisent déjà des langages de programmation mais pourra, enfin je l’espère, démystifier ce qu’est l’informatique.
 
Ce que je vais raconter ne demande pas de connaissances particulières. J’essayerai de rester le plus concret et le plus efficace possible dans mes explications.  
 
Le binaire
 
Souvent on vulgarise l’informatique en parlant de 0 et de 1. Il s’agit d’états élémentaires en électronique. On dit souvent qu’on a soit 0 soit 1 (le courant passe ou ne passe pas). On a donc deux états possible : C’est de là que vient le binaire en informatique.
 
L’ordinateur utilise comme source d’énergie l’électricité. L’électricité est un phénomène qui a pour conséquence de provoqué des déplacements d’électrons dans des matériaux dit conducteurs (métaux le plus souvent). Ce mouvement s’appelle un courant électrique.
 
Comment fabriquer des nombres à partir du courant électrique ?
 
Imaginons que nous avons une lampe branchée au courant et contrôlable via un interrupteur. On peut vite vérifier que cette dernière peut avoir 2 états : Eteinte ou allumée.
 
Essayons une expérience avec deux lampes ayant chacune son interrupteur. Ici nous aurons 4 états possibles :
 
-       les deux lampes sont éteintes
-       la première est allumée et la seconde est éteinte
-       on inverse la situation précédente
-       on allume les deux lampes
 
Si nous recommençons cette expérience avec 3 ampoules nous aurons 8 possibilités. Avec 4, 16 possibilités. De façon générale le nombre de possibilités en fonction du nombre de lampe se calcule comme suit :
 
           2^{(Nombre de lampe)}= nombre de possibilités
 
Ici 2 est mit à la puissance du nombre de lampes (bits).
 
Exemple : 2⁴ = 2x2x2x2 soit 16
 
L’électronique des ordinateurs
 
Ce jeu de combinaisons est bien amusant mais comment peut-on concrètement manipuler des nombres avec de l’électronique ?
 
Réaliser des états à l’aide d’interrupteur est assez simple mais pour les manipuler il a fallu fabriquer  des petits outils. L’électronique apporte les ces outils, ce sont les transistors. Ces transistors sont de mini interrupteurs qui combiné entre eux peuvent offrir des caractéristiques étonnantes.
 
Si un interrupteur offre la possibilité d’éteindre une lampe ou de l’allumer, il est possible de combiner plusieurs interrupteurs pour avoir des comportements particuliers.
 
Par exemple il est possible avec des emboitement de transistors de réaliser un jeu de 2 interrupteurs dont les effets sont les suivants :
 

Interrupteur 1	Interrupteur 2	lampe
éteint	éteint	allumée
éteint	allumé	éteinte
allumé	éteint	allumée
allumé	allumé	éteinte

 
Ne chercher à comprendre comment résoudre ce problème au risque de vous décourager. Cet exemple, sert seulement à expliquer qu’il est possible avec des transistorsde réaliser des composants qui permettrons de répondre à ce problème.
 
Les circuits intégrés
 
Un circuit intégré vous en avait tous déjà vu, c’est un petit composant rectangulaire noir avec sur les deux longueurs des petits connecteur argentés. Ces petits boitiers intègrent des circuits de transistors qui permettent d’offrir certaines  caractéristiques.
 
Evidement il n’existe pas tous les cas possibles d’interrupteurs emboités mais juste une petite poignées qui permettent de réaliser n’importe quel cas de figure.
 
Ces combinaisons s’appellent des portes logiques.
 
Les portes logiques de l’électronique numérique
 
Le tableau, vu plus haut, décrivant une combinaison de deux interrupteurs contrôlant une lampe se nomme en électronique une table de vérité.
 
Elle serait en électronique représentée de la manière suivante :
 

E1	E2	S
0	0	1
0	1	0
1	0	1
1	1	0

 
-     L’interrupteur 1 devient l’entrée 1 (E1)
-     L’interrupteur 2 devient l’entrée 2 (E2)
-     L’ampoule devient la sortie (S)
En électronique il existe  des portes de bases qui permettent de réaliser toutes les montages possibles :
 
-       NON (NOT
-       ET (AND)
-       OU (OR)
-       OU Exclisif (XOR) 
 
Chacune de ces portes possèdent leurs tables de vérité et elles sont à connaître par cœur si vous voulez faire de la programmation de microprocesseur. Rassurez-vous il vous sera possible de continuer de lire ce document sans les connaitre par cœur souvenez vous simplement qu’elles existent.
 
La table NOT
 

E	S
0	1
1	0

 
La table AND

E1	E2	S
0	0	0
0	1	0
1	0	0
1	1	1

 
La table OR

E1	E2	S
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	1

 
La table XOR

E1	E2	S
0	0	0
0	1	1
1	0	1
1	1	0

 
N’oubliez pas, pour interpréter le résultat des ces tables, imaginez que les E sont des interrupteurs et que S est une lampe. Ces portes sont les bases de l’électronique des ordinateurs.
 
Nous reviendrons plus loin sur l’utilisation des caractéristiques des ces portes.
 
La mémoire d’un ordinateur
 
Avant de s’enfoncer dans l’arithmétique des ordinateurs, regardons comment s’organise la mémoire d’un ordinateur.
 
Pour s’imaginer comment elle est organisée, visualisez une commode avec n tiroirs. Dans chaque tiroir se trouve toujours le même nombre d’ampoules avec autant d’interrupteurs pour les contrôler indépendamment. Ceci permet de mémoriser des états différents dans chaque tiroir.
 
Prenons un exemple d’une mémoire représenté par une commode de 4 tiroir dont chacun possède 2 ampoules et leurs interrupteurs.  Nous pouvons ainsi inscrire des états  de notre choix :
 
-       premier tiroir : rien d’allumé
-       deuxième tiroir : tout est allumé
-       troisième tiroir : les deux ampoules en partant de la droite son allumées
-       dernier tiroir : les deux ampoules en partant de gauche sont allumées
 
Si nous représentons notre mémoire sous forme d’un tableau avec l’état des ampoules avec des valeurs 0 et 1 nous obtiendrons ceci :
 

Tiroir	Ampoule 1	Ampoule 2	Ampoule 3	Ampoule 4
1	0	0	0	0
2	1	1	1	1
3	0	0	1	1
4	1	1	0	0

 
En informatique la colonne tiroir se nomme l’adressage de la mémoire. Quand nous parlons de l’adresse mémoire 3 nous parlons du tiroir 4 car en informatique le premier adressage d’une mémoire est l’adressage 0. 
 

Adresse mémoire	Tiroir
0	1
1	2
2	3
3	4

 
Les ampoules d’un tiroir se nomme une cellule mémoire et une ampoule s’appelle un bit (entité pouvant prendre la valeur 0 ou 1).
 
Redessinons notre tableau :
 

Adresse mémoire	cellules
0	0000
1	1111
2	0011
3	1100

 
Ici nous disons que notre mémoire possède 4 cellules de 4bits.

[beddy]

Les nombres binaires
 
Nous venons de voir une mémoire de 4bits  mais que signifient ces bits exactement ?
 
Cette combinaison d’état correspond à une valeur numérique binaire ou base de 2.
 
Qu’est qu’une base de deux ?
 
Nous utilisons au quotidien une base appelé base de 10 ou décimal. Elle se compose de 10 nombre et s’organise ainsi : 0, 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9.
 
Pour construire le chiffre suivant on recommence les unités à 0 et on créé une dizaine avec le nombre 1 : 10, 11, 12, etc.
 
Vous connaissez par cœur cette base puisque vous l’utilisez depuis votre enfance. Sachez qu’il en existe d’autres et que celle que nous allons voir est la base de 2. De manière analogue on a : 0, 1, 10, 11, 100, 101, 110, 111, etc.
 
Voici un petit tableau vous permettant de convertir une base de 2 vers la base de 10 pour 4 bits :
 

Base de 2	Base de 10
0000	0
0001	1
0010	2
0011	3
0100	4
0101	5
0110	6
0111	7
1000	8
1001	9
1010	10
1011	11
1100	12
1101	13
1110	14
1111	15

 
Conséquence sur 4 bits nous pouvons coder 16 valeurs possible : 2^{(nombre de bits)}
Pour une mémoire 8 bits nous pouvons coder 256 valeurs (de 0 à 255).
 
Si nous reprenons notre mémoire nous pouvons imaginez les valeurs décimales qu’elle code.
 

Adresse mémoire	cellules	Valeur décimale
0	0000	0
1	1111	15
2	0011	3
3	1100	12

 
 
 
Nous venons de voir comment d’un mouvement d’un électron dan un conducteur nous sommes arrivé à fabriquer des nombres. Evidement ces nombres ne se réduise pas à de l’arithmétique. Dans votre mémoire ces nombre pourrons être des du texte, des sons, des couleurs et biens d’autres choses. Nous verrons ça plus tard.
 
Souvenez vous enfant lorsque vous codiez vos messages par des chiffres :
 

A	B	C	D	E	F	…
1	2	3	4	5	6	…

(chapitre 2) https://www.gamopat-forum.com/t78109-tutoriel-initiation-a-l-assembleur-debutant-part-2#2027067

[Invité]

Excellent,bonne initiative 

[beddy]

Merci Touko, je prépare la suite

[Kristof]

Très sympa.

Dans un temps lointain, j'avais écrit deux texte d'intro à l'assembleur, et particulierement le 68K de l'Amiga.

http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM1.txt
http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM2.txt

[beddy]

Très sympa.

Dans un temps lointain, j'avais écrit deux texte d'intro à l'assembleur, et particulierement le 68K de l'Amiga.

http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM1.txt
http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM2.txt

cool je vais aller voir ça

[Invité]

Très sympa.

Dans un temps lointain, j'avais écrit deux texte d'intro à l'assembleur, et particulierement le 68K de l'Amiga.

http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM1.txt
http://perso.numericable.fr/~ckckck/ASM2.txt

Tu aurais du les mettre en ligne ici, justement y'a des gens comme vetea intéressés par l'ASM 68k ..

[Kristof]

Tu aurais du les mettre en ligne ici

Gamopat n'existait pas quand j'ai écris ça :)
Et c'est dispo en ligne depuis 22 ans, sur ma page internet. :) :)

[beddy]

22 ans yeaaaahhh ! la classe !

[Kristof]

J'ai fais de l'assembleur quand j'ai commencé à programmer, vers mes 16 ans.
Il y a 2 ans, j'ai commencé à mettre tout cela par écrit. Je mets le lien : http://perso.numericable.fr/~ckckck/Amiga2012/Amiga.html comme ça on me dira pas que j'aurai du poster ici :) ... Voila c'est fait.

[Invité]

Gamopat n'existait pas quand j'ai écris ça :)
Et c'est dispo en ligne depuis 22 ans, sur ma page internet. :) :)

Je voulais dire bcp plus tôt que maintenant 

J'ai fais de l'assembleur quand j'ai commencé à programmer, vers mes 16 ans.
Il y a 2 ans, j'ai commencé à mettre tout cela par écrit. Je mets le lien :http://perso.numericable.fr/~ckckck/Amiga2012/Amiga.html comme ça on me dira pas que j'aurai du poster ici :) ... Voila c'est fait.

Non mais c'était pas une critique, juste que ça peut aider pas mal de monde les tutos, et c'est dommage de les avoir et oublier de les mettre à dispo 

[Invité]

Merci à vous tous !

[vingazole]

Belle initiative en effet.  

Par contre je crois avoir trouvé quelques inexactitudes :

Si nous recommençons cette expérience avec 3 ampoules nous aurons 8 possibilités. Avec 4, 16 possibilités. De façon générale le nombre de possibilités en fonction du nombre de lampe se calcule comme suit :
 
            (Nombre de lampe)² = nombre de possibilités
 
Ici ²  signifie le carré.
 
Exemple : 4² = 2x2x2x2 soit 16

Le nombre de possibilités est 2^{nombre de lampes}, et 2⁴ = 2x2x2x2 = 16                    (alors que 4²=4x4)

Conséquence sur 4 bits nous pouvons coder 16 valeurs possible : (nombre de bits)²

16 valeurs possibles : 2 ^{nombre de bits}

[beddy]

Belle initiative en effet.  

Par contre je crois avoir trouvé quelques inexactitudes :

Si nous recommençons cette expérience avec 3 ampoules nous aurons 8 possibilités. Avec 4, 16 possibilités. De façon générale le nombre de possibilités en fonction du nombre de lampe se calcule comme suit :
 
            (Nombre de lampe)² = nombre de possibilités
 
Ici ²  signifie le carré.
 
Exemple : 4² = 2x2x2x2 soit 16

Le nombre de possibilités est 2^{nombre de lampes}, et 2⁴ = 2x2x2x2 = 16                    (alors que 4²=4x4)

Conséquence sur 4 bits nous pouvons coder 16 valeurs possible : (nombre de bits)²

16 valeurs possibles : 2 ^{nombre de bits}

Oulala oulala mais oui quelle belle erreur ; Je corrige ça
Merci

[F.L]

merci beddy pour ces expliquations. je vais essayer de comprendre tout ceci car l'assembleur m'a toujours intrigué.

J'ai fais de l'assembleur quand j'ai commencé à programmer, vers mes 16 ans.
Il y a 2 ans, j'ai commencé à mettre tout cela par écrit. Je mets le lien : http://perso.numericable.fr/~ckckck/Amiga2012/Amiga.html  comme ça on me dira pas que j'aurai du poster ici :) ... Voila c'est fait.

merci aussi Kristof pour le lien, c'est interessant.
je viens de voir la vidéo de Igor and Grichka Bogdanoff .
ouah le choc.... ils etaient .... beaux !

il faudrait montrer cette vidéo aux jeunes qui ne les ont connus que comme ils sont maintenant

[Invité]

ouah le choc.... ils etaient .... beaux humains !

Corrigé 

Mais bon il parait que leur état est du à une maladie 

[Kristof]

eheh oui, ce sont des moments collectors :)
Ca me fait plaisir de partager.

[beddy]

merci beddy pour ces expliquations. je vais essayer de comprendre tout ceci car l'assembleur m'a toujours intrigué.

Pas de soucis on va y aller en douceur
Je fais ça entre deux ! Donc n'hésitez pas si il y a des choses pas claires ou des erreurs de frappe. 

Je suis sur la partie microprocesseur

[Invité]

Pas de soucis on va y aller en douceur 

Eh ,Oh c'est qu'un langage de prog pas une sodo ... 

[beddy]

Pas de soucis on va y aller en douceur 

Eh ,Oh c'est qu'un langage de prog pas une sodo ... 

 ouais mais ça fait peur pareil !

[Ninja_SCX]

Bravo pour ton tutoriel, beddy !

Pour la suite tu comptes développer ton tutoriel sur un type de processeur en particulier ?

[beddy]

Je partirais sur un 6510 car il est simple pour commencer. 
Mais je peux aussi faire du 68000 ou même les deux.

Je vais rester très généraliste jusqu'au chapitre 5 et ensuite on attaquera de vrais langages assembleurs.

[Invité]

ouais mais ça fait peur pareil !

 
C'est pas faux ça  

Je partirais sur un 6510 car il est simple pour commencer. 
Mais je peux aussi faire du 68000 ou même les deux.

Si tu peux faire, je pense que ça pourrait être sympas d'avoir les 2 approches en même temps .

[Urbinou]

Je partirais sur un 6510 car il est simple pour commencer. 

Ca sent le C64 ici...

[beddy]

Je partirais sur un 6510 car il est simple pour commencer. 

Ca sent le C64 ici...

héhé bah je pense essayer de mettre aussi un peu d'Amiga et de PC-Engine. Mais bon on verra c'est une doc que j'écris à la volée