آنچه در این دوره خواهید آموخت

این دوره آموزشی با هدف ارائه یک پایه محکم در برنامه‌نویسی اسمبلی x86 طراحی شده است. پس از اتمام دوره، شما قادر خواهید بود:

• با معماری پردازنده‌های x86 و نحوه عملکرد آن‌ها در سطح ماشین آشنا شوید.
• مفاهیم کلیدی مانند رجیسترها، حافظه، انواع داده‌ها و مد‌های آدرس‌دهی را به طور کامل درک کنید.
• دستورالعمل‌های اصلی اسمبلی (مانند MOV, ADD, SUB, MUL, DIV, AND, OR, XOR) و کاربردهای عملی آن‌ها را فرا بگیرید.
• منطق کنترل جریان برنامه شامل پرش‌ها (JMP)، حلقه‌ها (LOOP) و پرش‌های شرطی (Jcc) را پیاده‌سازی کنید.
• نحوه مدیریت پشته و استفاده از آن برای فراخوانی توابع و ذخیره‌سازی موقت داده‌ها را بیاموزید.
• زیرروال‌ها و توابع را در اسمبلی تعریف کرده و فراخوانی نمایید و با اصول ارسال پارامتر و بازگشت مقادیر آشنا شوید.
• نحوه برقراری ارتباط بین کد اسمبلی و زبان‌های برنامه‌نویسی سطح بالاتر مانند C/C++ را درک کرده و پیاده‌سازی کنید.
• با مفهوم وقفه‌ها و فراخوانی‌های سیستمی (System Calls) آشنا شده و از آن‌ها برای تعامل با سیستم عامل بهره ببرید.
• مهارت‌های دیباگ کردن کدهای اسمبلی را با استفاده از ابزارهای استاندارد توسعه دهید و بتوانید خطاهای موجود در برنامه‌های اسمبلی را شناسایی و رفع کنید.
• توانایی تحلیل و درک کدهای اسمبلی تولید شده توسط کامپایلرها را کسب کنید که این مهارت در مهندسی معکوس و تحلیل امنیتی بسیار کاربردی است.

مزایای شرکت در این دوره

شرکت در این دوره نه تنها دانش فنی شما را ارتقا می‌دهد، بلکه مزایای متعددی برای مسیر شغلی و درک عمیق‌تر شما از علوم کامپیوتر خواهد داشت:

• درک عمیق‌تر از سخت‌افزار: به شما بینشی بی‌نظیر از نحوه تعامل نرم‌افزار با سخت‌افزار در پایین‌ترین لایه می‌دهد.
• افزایش توانایی حل مسئله: توانایی شما را در رفع مشکلات پیچیده در سطح پایین سیستم و بهینه‌سازی عملکرد برنامه‌ها افزایش می‌دهد.
• فرصت‌های شغلی جدید: دریچه‌ای به سوی مشاغل تخصصی مانند توسعه‌دهنده سیستم‌های عامل، مهندس امنیت سایبری، کارشناس مهندسی معکوس و توسعه‌دهنده سیستم‌های نهفته باز می‌کند.
• پایه قوی برای امنیت سایبری: درک اسمبلی برای تحلیل بدافزار، کشف آسیب‌پذیری‌ها و توسعه اکسپلویت‌ها ضروری است.
• بهینه‌سازی عملکرد: به شما کمک می‌کند تا کدهای خود را در زبان‌های سطح بالا با درک بهتری از نحوه کامپایل شدن و اجرای آن‌ها بهینه‌سازی کنید و از منابع سیستمی به نحو احسن استفاده نمایید.
• افزایش اعتماد به نفس فنی: با تسلط بر این زبان بنیادی، اعتماد به نفس شما در مواجهه با چالش‌های فنی پیچیده به طور قابل توجهی افزایش می‌یابد.

پیش‌نیازها

این دوره با رویکرد از پایه طراحی شده است و پیش‌فرض خاصی از دانش قبلی اسمبلی ندارد. با این حال، داشتن موارد زیر می‌تواند به شما در فرایند یادگیری کمک کند:

• آشنایی اولیه با مفاهیم پایه‌ای کامپیوتر و سیستم‌عامل (مانند مدیریت فایل‌ها و پوشه‌ها).
• توانایی استفاده از خط فرمان (Command Line Interface) در سیستم‌عامل مورد نظر.
• اگرچه ضروری نیست، اما آشنایی قبلی با یک زبان برنامه‌نویسی سطح بالا مانند C، C++، یا پایتون می‌تواند در درک مفاهیم برنامه‌نویسی و مقایسه آن‌ها با اسمبلی مفید باشد و به شما دید بهتری از کاربردهای عملی دهد.
• یک کامپیوتر با سیستم‌عامل ویندوز، لینوکس یا macOS برای نصب ابزارهای مورد نیاز (اسمبلر، لینک‌کننده، دیباگر).

سرفصل‌های کلیدی دوره

محتوای دوره به گونه‌ای ساختاربندی شده است که یادگیری را گام به گام و با رویکردی عملی پیش ببرد و تمامی جنبه‌های مهم برنامه‌نویسی اسمبلی را پوشش دهد. سرفصل‌های اصلی دوره عبارتند از:

• مقدمه و تنظیم محیط:

  • آشنایی با تاریخچه و اهمیت زبان اسمبلی x86 در عصر حاضر.
  • معماری پایه پردازنده‌های x86 (IA-32 و x64) و تفاوت‌های آن‌ها.
  • نصب و پیکربندی ابزارهای مورد نیاز: اسمبلر (NASM/MASM)، لینک‌کننده و دیباگر (GDB/OllyDbg/x64dbg).
  • نوشتن و اجرای اولین برنامه اسمبلی “Hello World” در محیط‌های مختلف.

• مفاهیم پایه x86 Assembly:

  • انواع رجیسترها (عمومی، اشاره‌گر، سگمنت، فلگ‌ها) و کاربرد هر یک در عملیات CPU.
  • مفاهیم حافظه: آدرس‌دهی، سگمنت‌بندی، بایت‌ها، کلمات و کلمات دوگانه.
  • انواع داده‌ها در اسمبلی و نحوه تعریف و استفاده از آن‌ها (DB, DW, DD, DQ).
  • مد‌های آدرس‌دهی (مستقیم، غیرمستقیم، پایه‌ای، اندیس‌دار) و مثال‌های کاربردی.

• دستورالعمل‌های اصلی:

  • دستورالعمل‌های انتقال داده (MOV, PUSH, POP, XCHG) و کاربرد آن‌ها در جابجایی اطلاعات.
  • عملیات ریاضی (ADD, SUB, MUL, DIV, INC, DEC, NEG) و نحوه انجام محاسبات در اسمبلی.
  • عملیات منطقی (AND, OR, XOR, NOT, TEST) برای دستکاری بیتی داده‌ها.
  • دستورالعمل‌های شیفت و چرخش (SHL, SHR, ROL, ROR) و کاربردهایشان.
  • مثال‌های عملی از ترکیب دستورالعمل‌ها برای حل مسائل پیچیده‌تر.

• کنترل جریان برنامه:

  • پرش‌های بدون شرط (JMP) و پرش‌های دور و نزدیک.
  • پرش‌های شرطی بر اساس فلگ‌ها (JE, JNE, JG, JL, JA, JB و غیره) و کاربرد آن‌ها در تصمیم‌گیری.
  • حلقه‌ها (LOOP) برای تکرار دستورالعمل‌ها.
  • استفاده از دستورالعمل‌های مقایسه (CMP) برای تغییر مسیر اجرای برنامه.

• مدیریت پشته و زیرروال‌ها:

  • مفهوم پشته (Stack) و عملکرد آن در مدیریت حافظه و فراخوانی توابع.
  • دستورالعمل‌های PUSH و POP و کاربرد آن‌ها در ذخیره و بازیابی داده‌ها.
  • تعریف و فراخوانی زیرروال‌ها (CALL, RET) و سازماندهی کد.
  • استفاده از پشته برای ارسال پارامتر به توابع و بازگرداندن مقادیر.
  • آشنایی با قوانین فراخوانی (Calling Conventions) رایج مانند cdecl و stdcall.

• تعامل با سیستم عامل و کتابخانه‌ها:

  • مفهوم وقفه (Interrupts) و کاربرد آن‌ها در ارتباط با سیستم‌عامل و سخت‌افزار.
  • فراخوانی‌های سیستمی (System Calls) در ویندوز و لینوکس و نحوه استفاده از آن‌ها.
  • نحوه لینک کردن با کتابخانه‌های استاندارد C و استفاده از توابع کتابخانه‌ای در کد اسمبلی.
  • مثال‌های عملی برای ورودی/خروجی (I/O) پایه از جمله نمایش متن بر روی کنسول.

• دیباگینگ و تحلیل کد اسمبلی:

  • معرفی ابزارهای دیباگ (GDB در لینوکس، OllyDbg/x64dbg در ویندوز).
  • گذاشتن نقاط توقف (Breakpoints)، گام به گام اجرا (Stepping) و بررسی اجرای برنامه.
  • بررسی رجیسترها و حافظه در زمان اجرا برای درک وضعیت برنامه.
  • تحلیل دیس‌اسمبلی کدهای کامپایل شده و درک منطق برنامه‌های اجرایی.
  • شناسایی الگوهای رایج در کد اسمبلی تولید شده توسط کامپایلرها.

• موضوعات پیشرفته و کاربردی:

  • مقدمه‌ای بر Floating-Point Operations با استفاده از FPU و دستورالعمل‌های SSE.
  • برنامه‌نویسی 64 بیتی (x64 Assembly) و تفاوت‌های آن با x86.
  • مقدمه‌ای بر بهینه‌سازی کد در سطح اسمبلی برای بهبود عملکرد و سرعت.
  • کاربرد اسمبلی در مهندسی معکوس و تحلیل بدافزار و آسیب‌پذیری‌ها.
  • توسعه یک برنامه کوچک با ترکیب C و اسمبلی برای نشان دادن کاربرد عملی.

مثال‌های عملی و کاربردی

در طول این دوره، شما با مجموعه‌ای غنی از مثال‌های عملی و پروژه‌های کوچک مواجه خواهید شد که به شما در تثبیت آموخته‌هایتان کمک می‌کند. این مثال‌ها طراحی شده‌اند تا مفاهیم نظری را به کاربردهای عملی تبدیل کنند و مهارت‌های حل مسئله شما را تقویت نمایند. برخی از این مثال‌ها شامل:

• پیاده‌سازی توابع ریاضی پایه (جمع، ضرب، تقسیم) و پیچیده‌تر مانند محاسبه فاکتوریل به صورت اسمبلی.
• کار با رشته‌ها و عملیات جستجو، کپی و مقایسه رشته‌ها در اسمبلی.
• تعامل مستقیم با سیستم‌عامل برای خواندن ورودی از کاربر و چاپ خروجی بر روی کنسول.
• ساخت برنامه‌های ساده برای کار با فایل‌ها و انجام عملیات خواندن/نوشتن.
• نوشتن و دیباگ کردن کد اسمبلی برای الگوریتم‌های رایج مانند محاسبه اعداد فیبوناچی یا مرتب‌سازی آرایه‌ها.
• مثال‌هایی از بهینه‌سازی قطعه کدهای حیاتی با اسمبلی برای بهبود عملکرد و کاهش زمان اجرا.
• نمونه‌های کاربرد اسمبلی در زمینه‌های امنیتی و مهندسی معکوس برای درک نحوه عملکرد بدافزارها.

این مثال‌ها به گونه‌ای طراحی شده‌اند که نه تنها جنبه تئوری را پوشش دهند، بلکه شما را برای حل مسائل واقعی در دنیای برنامه‌نویسی و مهندسی سیستم آماده سازند.