第2章80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086課件

第2章

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086第2章

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與80861

本章講述2.180x86系列微處理器是8086的延伸2.28086的功能結(jié)構(gòu)2.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境本章講述22.180x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器是以8086處理器為基礎(chǔ)，是一個(gè)兼容的微處理器系列，是8086在功能上和性能上的延伸。

2.180x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與808683從16位擴(kuò)展為32位從實(shí)模式至保護(hù)模式片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU浮點(diǎn)支持MMX技術(shù)流SIMD擴(kuò)展（SSE）2.1.18086功能的擴(kuò)展從16位擴(kuò)展為32位2.1.18086功能的擴(kuò)展4

1.從16位擴(kuò)展為32位8086是16位微處理器。但依賴分段機(jī)制，基地址+偏移量形成了20位的地址，以尋址1MB的物理地址。1985年，Intel公司推出了第一個(gè)32位的微處理器—80386，目前主流仍是32位機(jī)。32位地址能尋址4GB物理地址。 1.從16位擴(kuò)展為32位5

2.

從實(shí)模式至保護(hù)模式1981年，IBM公司剛推出IBM-PC時(shí)，采用的是MS-DOS系統(tǒng)，操作系統(tǒng)本身沒(méi)有程序隔離、沒(méi)有保護(hù)，易遭受病毒。從80286開(kāi)始，在80386中真正完善保護(hù)模式。在保護(hù)模式下，可以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)核心程序與應(yīng)用程序的嚴(yán)格的隔離，多任務(wù)之間完全隔離。 2.從實(shí)模式至保護(hù)模式6

3.片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU 32位地址，可尋址4GB物理地址。但大多數(shù)PC機(jī)的物理內(nèi)存配置遠(yuǎn)小于4GB。但應(yīng)用程序卻需要龐大的地址空間。因此，在操作系統(tǒng)中提供了虛擬存儲(chǔ)器管理機(jī)制，而這要求硬件支持。因而，在80386中提供了片內(nèi)的MMU。提供了4K頁(yè)、頁(yè)表等支持。

3.片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU7

4.

浮點(diǎn)支持

工程應(yīng)用、圖形處理、科學(xué)計(jì)算等要求浮點(diǎn)支持。因此，自80486芯片開(kāi)始，在80x86系列微處理器中集成了80x87（及其增強(qiáng)）浮點(diǎn)單元。 4.浮點(diǎn)支持8

5.MMX技術(shù)

為支持多媒體技術(shù)的應(yīng)用，如音樂(lè)合成、語(yǔ)音合成。語(yǔ)音識(shí)別、音頻和視頻壓縮（編碼）和解壓縮（譯碼）、2D和3D圖形（包括3D結(jié)構(gòu)映像）和流視頻等等。80x86系列處理器中增加MMX技術(shù)及相應(yīng)的指令。 5.MMX技術(shù)9

6.流SIMD擴(kuò)展（SSE）

自PentiumIII處理器開(kāi)始，在x86系列微處理器中引進(jìn)了流SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）擴(kuò)展（SSE）技術(shù)。

Pentium4處理器又進(jìn)一步擴(kuò)展為流SIMD擴(kuò)展2（SSE2）。 6.流SIMD擴(kuò)展（SSE）102.1.28086性能的提高1.利用流水線技術(shù)提高操作的并行性

提高性能的兩個(gè)方面：（1）利用超大規(guī)模集成電路的工藝與制造技術(shù)提高芯片的主頻。即減少一個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間。（2）縮短執(zhí)行指令的時(shí)鐘周期數(shù)。

2.1.28086性能的提高1.利用流水線技術(shù)提高操11執(zhí)行指令時(shí)鐘周期的縮短：8086，流水線技術(shù)，一條指令占用4個(gè)時(shí)鐘周期。80386，并行處理，執(zhí)行一條指令縮短為2個(gè)時(shí)鐘周期。80486，擴(kuò)展成五級(jí)流水線，最快能夠在每個(gè)CPU時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。奔騰處理器，增加了第二個(gè)執(zhí)行流水線，實(shí)現(xiàn)每個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行兩條指令。IntelPentium4處理器，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期中可以執(zhí)行多條指令。執(zhí)行指令時(shí)鐘周期的縮短：8086，流水線技術(shù)，一條指令占用412

2.引入片內(nèi)緩存（CACHE）

為了減少取指令與數(shù)據(jù)的時(shí)間，把近期可能要用到的指令與數(shù)據(jù)放在工作速度比主存儲(chǔ)器更高的緩存中，在處理器芯片中實(shí)現(xiàn)了緩存。

目前，通常在處理器芯片上有指令和數(shù)據(jù)分開(kāi)的一級(jí)緩存與指令與數(shù)據(jù)混合的二級(jí)緩存。且緩存的容量越來(lái)越大。從而進(jìn)一步提高了處理器的性能。 2.引入片內(nèi)緩存（CACHE）132.28086的功能結(jié)構(gòu)2.28086的功能結(jié)構(gòu)14圖：8086的功能結(jié)構(gòu)圖BIU負(fù)責(zé)CPU與存儲(chǔ)器之間的信息傳送。即BIU負(fù)責(zé)從內(nèi)存的指定單元取出指令，送至指令流隊(duì)列中排隊(duì)；在執(zhí)行指令時(shí)所需的操作數(shù)，也由BIU從內(nèi)存的指定區(qū)域取出，傳送給EU部分去執(zhí)行。EU部分負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。主要由數(shù)據(jù)寄存器、指針寄存器與算術(shù)邏輯單元（ALU）組成。圖：8086的功能結(jié)構(gòu)圖BIU負(fù)責(zé)CPU與存儲(chǔ)器之間的信息傳15 8086CPU從功能上來(lái)說(shuō)分成兩大部分：總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）和執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit）。BIU負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)從內(nèi)存的指定單元取出指令和執(zhí)行指令時(shí)所需的操作數(shù)。EU負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。

取指部分與執(zhí)行指令部分是分開(kāi)的，于是在一條指令的執(zhí)行過(guò)程中，就可以取出下一條或多條指令，在指令流隊(duì)列中排隊(duì)。在一條指令執(zhí)行完以后就可以立即執(zhí)行下一條指令，減少了CPU為取指令而等待的時(shí)間，提高了CPU的利用率，提高了整個(gè)運(yùn)行速度。 8086CPU從功能上來(lái)說(shuō)分成兩大部分：總線接口單元16

在8080與8085以及標(biāo)準(zhǔn)的8位微處理器中，程序的執(zhí)行是由取指和執(zhí)行指令的循環(huán)來(lái)完成的。CPU必須等待到下一條指令取出來(lái)以后才能執(zhí)行。如圖所示。圖：8位微處理器俄執(zhí)行順序 在8080與8085以及標(biāo)準(zhǔn)的8位微處理器中，程序的執(zhí)行17

但在8086中，由于BIU和EU是分開(kāi)的，所以，取指和執(zhí)行可以重疊進(jìn)行。執(zhí)行順序如圖所示。這種重疊的操作技術(shù)，稱為流水線。

圖：8086的執(zhí)行順序 但在8086中，由于BIU和EU是分開(kāi)的，所以，取指和執(zhí)182.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境

執(zhí)行環(huán)境描述處理器如何執(zhí)行指令及如何存儲(chǔ)和操作數(shù)據(jù)。包括內(nèi)存（地址空間）、通用數(shù)據(jù)寄存器、段寄存器、標(biāo)志寄存器（FLAGES）和指令指針寄存器等。2.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境 執(zhí)行環(huán)境描述處理器如192.3.1

基本執(zhí)行環(huán)境概要

地址空間1MB的線性地址空間。基本程序執(zhí)行寄存器

8個(gè)通用寄存器、4個(gè)段寄存器、標(biāo)志寄存器FLAGS和IP（指令指針）寄存器。堆棧（stack）

中斷或調(diào)用程序I/O端口

2.3.1基本執(zhí)行環(huán)境概要 20圖：8086基本執(zhí)行環(huán)境圖：8086基本執(zhí)行環(huán)境212.3.2

基本的程序執(zhí)行寄存器通用寄存器：8個(gè)，用于存放操作數(shù)和指針。段寄存器：4個(gè)，保存段選擇子。標(biāo)志寄存器（FLAGS）：1個(gè)，執(zhí)行程序的狀態(tài)。指令指針寄存器（IP）：1個(gè)，下一條執(zhí)行指令的16位指針。8086中有14個(gè)基本程序執(zhí)行寄存器。2.3.2基本的程序執(zhí)行寄存器通用寄存器：8個(gè)，用于存放221．通用寄存器

八個(gè)16位通用寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP和SP用于處理以下項(xiàng)：

邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù)； 用于地址計(jì)算的操作數(shù)； 內(nèi)存指針。所有這些寄存器都可用于存放操作數(shù)、結(jié)果和指針，但SP寄存器通常保持堆棧指針。1．通用寄存器 八個(gè)16位通用寄存器AX、BX、CX、DX23

AX、BX、CX、DX通常稱為數(shù)據(jù)寄存器，用以存放操作數(shù)；SI、DI、BP、SP通常稱為指針寄存器，雖然它們也可以存放操作數(shù)，但主要用作地址指針。數(shù)據(jù)寄存器AX、BX、CX和DX又可以分別作為AH、BH、CH和DH（高字節(jié)）以及AL、BL、CL和DL（低字節(jié)）8位寄存器引用，如下圖。 AX、BX、CX、DX通常稱為數(shù)據(jù)寄存器，用以存放操作數(shù)24圖：8086通用寄存器圖：8086通用寄存器252．段寄存器

4個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ES，保存16位段選擇子。段選擇子是標(biāo)志內(nèi)存中一個(gè)段的特殊指針，指向該段的基地址。

存儲(chǔ)器分段管理2．段寄存器 4個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ES，保存126存儲(chǔ)器的分段管理

8086有20條地址引線，它的直接尋址能力為220＝1M字節(jié)，從00000H到FFFFFH。但是，在8086內(nèi)部數(shù)據(jù)和指針寄存器都是16位的，數(shù)據(jù)總線也是16位，對(duì)于8086的各種尋址方式，尋找操作數(shù)的范圍最多只能是216=64K字節(jié)，那20位地址是如何形成的？存儲(chǔ)器的分段管理 8086有20條地址引線，它的直接尋址27解決方法：

整個(gè)1M字節(jié)存儲(chǔ)器以64K為范圍分為若干段，然后在每個(gè)段中尋址（16位足以訪問(wèn)64K的地址）。8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如下圖

解決方法： 整個(gè)1M字節(jié)存儲(chǔ)器以64K為范圍分為若干段，然28

段的起始單元地址叫做段的基地址（段地址），以段地址為基準(zhǔn)，字節(jié)在該段中的相對(duì)位置就是偏移地址。

段地址左移4位，與16位的偏移量相加，形成20位物理地址。

處理器在它的總線上尋址的存儲(chǔ)器稱為物理存儲(chǔ)器。物理存儲(chǔ)器按字節(jié)序列組織。每個(gè)字節(jié)賦予一個(gè)唯一的地址，稱為物理地址。 段的起始單元地址叫做段的基地址（段地址），以段地址為基準(zhǔn)29圖：8086物理地址的形成圖：8086物理地址的形成30段寄存器CS,DS,SS和ES，分別用于指令、數(shù)據(jù)、堆棧和其他。

1、取指令操作，CS+IP2、堆棧操作，SS+SP3、操作數(shù)，DS（ES）+16位偏移量段寄存器CS,DS,SS和ES，分別用于指31圖：在分段存儲(chǔ)模式中的段寄存器圖：在分段存儲(chǔ)模式中的段寄存器323．FLAGS寄存器

16位FLAGS寄存器包含一組狀態(tài)標(biāo)志、一個(gè)控制標(biāo)志一個(gè)系統(tǒng)標(biāo)志。下圖定義了此寄存器中的標(biāo)志。圖：FLAGS寄存器3．FLAGS寄存器 16位FLAGS寄存器包含33

①進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag） 當(dāng)結(jié)果的最高位產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位或借位，則C＝1，否則為0。②輔助進(jìn)位標(biāo)志AF（AuxitiaryCarryFlag） 在字節(jié)操作時(shí)，則由低半字節(jié)向高半字節(jié)有進(jìn)位或借位，則AF＝1，否則為0。用于十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算。（1）狀態(tài)標(biāo)志 ①進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag）（1）狀態(tài)標(biāo)志34 ③溢出標(biāo)志OF（OverflowFlag）

在算術(shù)運(yùn)算中，帶符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果超出了8位、16位帶符號(hào)數(shù)能表達(dá)的范圍，即在字節(jié)運(yùn)算時(shí)＞+127或＜－128，在字運(yùn)算時(shí)＞+32767或＜－32768，OF=1，否則OF=0。 ③溢出標(biāo)志OF（OverflowFlag）35

例題：MOVAL，64H

ADDAL，64H例題：MOVAL，64H

36 ④符號(hào)標(biāo)志SF（SignFlag）

它的值與運(yùn)算結(jié)果的最高位相同。即結(jié)果的最高位（字操作時(shí)為D15）為1，則SF＝1；否則，SF＝0。

由于在80X86系列結(jié)構(gòu)微處理器中，符號(hào)數(shù)是用補(bǔ)碼表示的，所以S表示了結(jié)果的符號(hào)，SF=0為正，SF=1為負(fù)。 ④符號(hào)標(biāo)志SF（SignFlag）37 ⑤奇偶標(biāo)志PF（ParityFlag）

若操作結(jié)果中“1”的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則PF＝1，否則PF＝0。這個(gè)標(biāo)志可用于檢查在數(shù)據(jù)傳送過(guò)程中是否發(fā)生錯(cuò)誤。⑥零標(biāo)志ZF（ZeroFlag）

若運(yùn)算的結(jié)果為0，則ZF＝1，否則ZF＝0。

⑤奇偶標(biāo)志PF（ParityFlag）38（2）控制標(biāo)志

①方向標(biāo)志DF（DirectionFlag）

若用指令置DF＝1，則引起串操作指令為自動(dòng)減量指令，也就是從高地址到低地址；若使DF＝0，則串操作指令就為自動(dòng)增量指令。（2）控制標(biāo)志 39 ②中斷允許標(biāo)志IF（Interrupt-enableFlag）

若置IF＝1，則允許CPU接收外部的中斷請(qǐng)求；若使IF＝0，則屏蔽中斷請(qǐng)求。 ③追蹤標(biāo)志TF（TraceFlag）

置IF標(biāo)志，進(jìn)入單步方式。在這個(gè)方式下，CPU在每條指令執(zhí)行以后，產(chǎn)生一個(gè)內(nèi)部的中斷，允許程序在每條指令執(zhí)行完以后進(jìn)行檢查。（程序調(diào)試） ②中斷允許標(biāo)志IF（Interrupt-enable404．指令指針

指令指針（IP）寄存器包含下一條要執(zhí)行的指令在當(dāng)前碼段中的偏移。

通常，它是順序增加的，但在執(zhí)行JMP、Jcc、CALL、RET和IRET等指令時(shí)，它可以向前或向后移動(dòng)若干條指令。4．指令指針 41總結(jié)1、了解80x86系列微處理器功能的擴(kuò)展和性能的提高。2、熟悉8086的功能結(jié)構(gòu)，理解并掌握8086微處理器的執(zhí)行環(huán)境。（1）地址空間及存儲(chǔ)器的段式管理。（2）8個(gè)通用寄存器及4個(gè)段寄存器的功能及運(yùn)用。（3）FLAGS寄存器各標(biāo)志位。（4）IP指令指針寄存器（CS）。總結(jié)1、了解80x86系列微處理器功能的擴(kuò)展和性能的提高42第2章

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086第2章

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與808643

本章講述2.180x86系列微處理器是8086的延伸2.28086的功能結(jié)構(gòu)2.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境本章講述442.180x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086

80x86系列結(jié)構(gòu)微處理器是以8086處理器為基礎(chǔ)，是一個(gè)兼容的微處理器系列，是8086在功能上和性能上的延伸。

2.180x86系列結(jié)構(gòu)微處理器與8086845從16位擴(kuò)展為32位從實(shí)模式至保護(hù)模式片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU浮點(diǎn)支持MMX技術(shù)流SIMD擴(kuò)展（SSE）2.1.18086功能的擴(kuò)展從16位擴(kuò)展為32位2.1.18086功能的擴(kuò)展46

1.從16位擴(kuò)展為32位8086是16位微處理器。但依賴分段機(jī)制，基地址+偏移量形成了20位的地址，以尋址1MB的物理地址。1985年，Intel公司推出了第一個(gè)32位的微處理器—80386，目前主流仍是32位機(jī)。32位地址能尋址4GB物理地址。 1.從16位擴(kuò)展為32位47

2.

從實(shí)模式至保護(hù)模式1981年，IBM公司剛推出IBM-PC時(shí)，采用的是MS-DOS系統(tǒng)，操作系統(tǒng)本身沒(méi)有程序隔離、沒(méi)有保護(hù)，易遭受病毒。從80286開(kāi)始，在80386中真正完善保護(hù)模式。在保護(hù)模式下，可以實(shí)現(xiàn)操作系統(tǒng)核心程序與應(yīng)用程序的嚴(yán)格的隔離，多任務(wù)之間完全隔離。 2.從實(shí)模式至保護(hù)模式48

3.片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU 32位地址，可尋址4GB物理地址。但大多數(shù)PC機(jī)的物理內(nèi)存配置遠(yuǎn)小于4GB。但應(yīng)用程序卻需要龐大的地址空間。因此，在操作系統(tǒng)中提供了虛擬存儲(chǔ)器管理機(jī)制，而這要求硬件支持。因而，在80386中提供了片內(nèi)的MMU。提供了4K頁(yè)、頁(yè)表等支持。

3.片內(nèi)存儲(chǔ)管理單元–MMU49

4.

浮點(diǎn)支持

工程應(yīng)用、圖形處理、科學(xué)計(jì)算等要求浮點(diǎn)支持。因此，自80486芯片開(kāi)始，在80x86系列微處理器中集成了80x87（及其增強(qiáng)）浮點(diǎn)單元。 4.浮點(diǎn)支持50

5.MMX技術(shù)

為支持多媒體技術(shù)的應(yīng)用，如音樂(lè)合成、語(yǔ)音合成。語(yǔ)音識(shí)別、音頻和視頻壓縮（編碼）和解壓縮（譯碼）、2D和3D圖形（包括3D結(jié)構(gòu)映像）和流視頻等等。80x86系列處理器中增加MMX技術(shù)及相應(yīng)的指令。 5.MMX技術(shù)51

6.流SIMD擴(kuò)展（SSE）

自PentiumIII處理器開(kāi)始，在x86系列微處理器中引進(jìn)了流SIMD（單指令多數(shù)據(jù)）擴(kuò)展（SSE）技術(shù)。

Pentium4處理器又進(jìn)一步擴(kuò)展為流SIMD擴(kuò)展2（SSE2）。 6.流SIMD擴(kuò)展（SSE）522.1.28086性能的提高1.利用流水線技術(shù)提高操作的并行性

提高性能的兩個(gè)方面：（1）利用超大規(guī)模集成電路的工藝與制造技術(shù)提高芯片的主頻。即減少一個(gè)時(shí)鐘周期的時(shí)間。（2）縮短執(zhí)行指令的時(shí)鐘周期數(shù)。

2.1.28086性能的提高1.利用流水線技術(shù)提高操53執(zhí)行指令時(shí)鐘周期的縮短：8086，流水線技術(shù)，一條指令占用4個(gè)時(shí)鐘周期。80386，并行處理，執(zhí)行一條指令縮短為2個(gè)時(shí)鐘周期。80486，擴(kuò)展成五級(jí)流水線，最快能夠在每個(gè)CPU時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。奔騰處理器，增加了第二個(gè)執(zhí)行流水線，實(shí)現(xiàn)每個(gè)時(shí)鐘執(zhí)行兩條指令。IntelPentium4處理器，可以在一個(gè)時(shí)鐘周期中可以執(zhí)行多條指令。執(zhí)行指令時(shí)鐘周期的縮短：8086，流水線技術(shù)，一條指令占用454

2.引入片內(nèi)緩存（CACHE）

為了減少取指令與數(shù)據(jù)的時(shí)間，把近期可能要用到的指令與數(shù)據(jù)放在工作速度比主存儲(chǔ)器更高的緩存中，在處理器芯片中實(shí)現(xiàn)了緩存。

目前，通常在處理器芯片上有指令和數(shù)據(jù)分開(kāi)的一級(jí)緩存與指令與數(shù)據(jù)混合的二級(jí)緩存。且緩存的容量越來(lái)越大。從而進(jìn)一步提高了處理器的性能。 2.引入片內(nèi)緩存（CACHE）552.28086的功能結(jié)構(gòu)2.28086的功能結(jié)構(gòu)56圖：8086的功能結(jié)構(gòu)圖BIU負(fù)責(zé)CPU與存儲(chǔ)器之間的信息傳送。即BIU負(fù)責(zé)從內(nèi)存的指定單元取出指令，送至指令流隊(duì)列中排隊(duì)；在執(zhí)行指令時(shí)所需的操作數(shù)，也由BIU從內(nèi)存的指定區(qū)域取出，傳送給EU部分去執(zhí)行。EU部分負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。主要由數(shù)據(jù)寄存器、指針寄存器與算術(shù)邏輯單元（ALU）組成。圖：8086的功能結(jié)構(gòu)圖BIU負(fù)責(zé)CPU與存儲(chǔ)器之間的信息傳57 8086CPU從功能上來(lái)說(shuō)分成兩大部分：總線接口單元BIU（BusInterfaceUnit）和執(zhí)行單元EU（ExecutionUnit）。BIU負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)從內(nèi)存的指定單元取出指令和執(zhí)行指令時(shí)所需的操作數(shù)。EU負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。

取指部分與執(zhí)行指令部分是分開(kāi)的，于是在一條指令的執(zhí)行過(guò)程中，就可以取出下一條或多條指令，在指令流隊(duì)列中排隊(duì)。在一條指令執(zhí)行完以后就可以立即執(zhí)行下一條指令，減少了CPU為取指令而等待的時(shí)間，提高了CPU的利用率，提高了整個(gè)運(yùn)行速度。 8086CPU從功能上來(lái)說(shuō)分成兩大部分：總線接口單元58

在8080與8085以及標(biāo)準(zhǔn)的8位微處理器中，程序的執(zhí)行是由取指和執(zhí)行指令的循環(huán)來(lái)完成的。CPU必須等待到下一條指令取出來(lái)以后才能執(zhí)行。如圖所示。圖：8位微處理器俄執(zhí)行順序 在8080與8085以及標(biāo)準(zhǔn)的8位微處理器中，程序的執(zhí)行59

但在8086中，由于BIU和EU是分開(kāi)的，所以，取指和執(zhí)行可以重疊進(jìn)行。執(zhí)行順序如圖所示。這種重疊的操作技術(shù)，稱為流水線。

圖：8086的執(zhí)行順序 但在8086中，由于BIU和EU是分開(kāi)的，所以，取指和執(zhí)602.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境

執(zhí)行環(huán)境描述處理器如何執(zhí)行指令及如何存儲(chǔ)和操作數(shù)據(jù)。包括內(nèi)存（地址空間）、通用數(shù)據(jù)寄存器、段寄存器、標(biāo)志寄存器（FLAGES）和指令指針寄存器等。2.38086微處理器的執(zhí)行環(huán)境 執(zhí)行環(huán)境描述處理器如612.3.1

基本執(zhí)行環(huán)境概要

地址空間1MB的線性地址空間?；境绦驁?zhí)行寄存器

8個(gè)通用寄存器、4個(gè)段寄存器、標(biāo)志寄存器FLAGS和IP（指令指針）寄存器。堆棧（stack）

中斷或調(diào)用程序I/O端口

2.3.1基本執(zhí)行環(huán)境概要 62圖：8086基本執(zhí)行環(huán)境圖：8086基本執(zhí)行環(huán)境632.3.2

基本的程序執(zhí)行寄存器通用寄存器：8個(gè)，用于存放操作數(shù)和指針。段寄存器：4個(gè)，保存段選擇子。標(biāo)志寄存器（FLAGS）：1個(gè)，執(zhí)行程序的狀態(tài)。指令指針寄存器（IP）：1個(gè)，下一條執(zhí)行指令的16位指針。8086中有14個(gè)基本程序執(zhí)行寄存器。2.3.2基本的程序執(zhí)行寄存器通用寄存器：8個(gè)，用于存放641．通用寄存器

八個(gè)16位通用寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP和SP用于處理以下項(xiàng)：

邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù)； 用于地址計(jì)算的操作數(shù)； 內(nèi)存指針。所有這些寄存器都可用于存放操作數(shù)、結(jié)果和指針，但SP寄存器通常保持堆棧指針。1．通用寄存器 八個(gè)16位通用寄存器AX、BX、CX、DX65

AX、BX、CX、DX通常稱為數(shù)據(jù)寄存器，用以存放操作數(shù)；SI、DI、BP、SP通常稱為指針寄存器，雖然它們也可以存放操作數(shù)，但主要用作地址指針。數(shù)據(jù)寄存器AX、BX、CX和DX又可以分別作為AH、BH、CH和DH（高字節(jié)）以及AL、BL、CL和DL（低字節(jié)）8位寄存器引用，如下圖。 AX、BX、CX、DX通常稱為數(shù)據(jù)寄存器，用以存放操作數(shù)66圖：8086通用寄存器圖：8086通用寄存器672．段寄存器

4個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ES，保存16位段選擇子。段選擇子是標(biāo)志內(nèi)存中一個(gè)段的特殊指針，指向該段的基地址。

存儲(chǔ)器分段管理2．段寄存器 4個(gè)段寄存器：CS、DS、SS、ES，保存168存儲(chǔ)器的分段管理

8086有20條地址引線，它的直接尋址能力為220＝1M字節(jié)，從00000H到FFFFFH。但是，在8086內(nèi)部數(shù)據(jù)和指針寄存器都是16位的，數(shù)據(jù)總線也是16位，對(duì)于8086的各種尋址方式，尋找操作數(shù)的范圍最多只能是216=64K字節(jié)，那20位地址是如何形成的？存儲(chǔ)器的分段管理 8086有20條地址引線，它的直接尋址69解決方法：

整個(gè)1M字節(jié)存儲(chǔ)器以64K為范圍分為若干段，然后在每個(gè)段中尋址（16位足以訪問(wèn)64K的地址）。8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)如下圖

解決方法： 整個(gè)1M字節(jié)存儲(chǔ)器以64K為范圍分為若干段，然70

段的起始單元地址叫做段的基地址（段地址），以段地址為基準(zhǔn)，字節(jié)在該段中的相對(duì)位置就是偏移地址。

段地址左移4位，與16位的偏移量相加，形成20位物理地址。

處理器在它的總線上尋址的存儲(chǔ)器稱為物理存儲(chǔ)器。物理存儲(chǔ)器按字節(jié)序列組織。每個(gè)字節(jié)賦予一個(gè)唯一的地址，稱為物理地址。 段的起始單元地址叫做段的基地址（段地址），以段地址為基準(zhǔn)71圖：8086物理地址的形成圖：8086物理地址的形成72段寄存器CS,DS,SS和ES，分別用于指令、數(shù)據(jù)、堆棧和其他。

1、取指令操作，CS+IP2、堆棧操作，SS+SP3、操作數(shù)，DS（ES）+16位偏移量段寄存器CS,DS,SS和ES，分別用于指73圖：在分段存儲(chǔ)模式中的段寄存器圖：在分段存儲(chǔ)模式中的段寄存器743．FLAGS寄存器

16位FLAGS寄存器包含一組狀態(tài)標(biāo)志、一個(gè)控制標(biāo)志一個(gè)系統(tǒng)標(biāo)志。下圖定義了此寄存器中的標(biāo)志。圖：FLAGS寄存器3．FLAGS寄存器 16位FLAGS寄存器包含75

①進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag） 當(dāng)結(jié)果的最高位產(chǎn)生一個(gè)進(jìn)位或借位，則C＝1，否則為0。②輔助進(jìn)位標(biāo)志AF（AuxitiaryCarryFlag） 在字節(jié)操作時(shí)，則由低半字節(jié)向高半字節(jié)有進(jìn)位或借位，則AF＝1，否則為0。用于十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算。（1）狀態(tài)標(biāo)志 ①進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag）（1）狀態(tài)標(biāo)志76 ③溢出標(biāo)志OF（OverflowFlag）

在算術(shù)運(yùn)算中，帶符號(hào)數(shù)的