第2講 第3章 微型計算機的結構1

第三章微型計算機的結構3.1微型處理機的結構(8086/8088)3.2存儲器(組織)3.3尋址方式3.48086/8088指令系統(tǒng)(概括)第三章微型計算機的結構13.1微型處理機的結構（8086/8088）1、8086/8088CPU的內部結構2、8086/8088的寄存器和標志21、8086/8088CPU的內部結構3內部寄存器

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SSDSCS總線控制8086總線EU控制邏輯∑ALU標志寄存器（F）AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令隊列執(zhí)行單元（EU)總線接口單元（BIU)16位20位16位8位CPU內部總線4CPU執(zhí)行程序的過程從內存取指令執(zhí)行指令從內存取指令執(zhí)行指令從內存取指令執(zhí)行指令傳統(tǒng)CPU執(zhí)行指令的過程現(xiàn)代CPU執(zhí)行指令的過程52、8086/8088的寄存器和標志8086/8088的寄存器分為4種類型：（1）通用寄存器（2）指針和變址寄存器（3）段寄存器（4）標志寄存器6（1）通用寄存器通用寄存器的主要功能：保存CPU分析和執(zhí)行時產生的中間結果。訪問內存速度遠遠低于CPU的運算速度。7（2）指針與變址寄存器8（3）段寄存器9（4）標志寄存器標志寄存器長度為16位，其中9個位有定義。10CF,CarryFlag,進位標志,兩數(shù)相加,最高位向前的進位;或兩數(shù)相減最高位向前的借位,舉例:100000011000000000000001+1100000001000000111111111－111AF,AuxiliaryCarryFlag,輔助進位標志,兩數(shù)相加,第3位向前的進位;或兩數(shù)相減第3位向前的借位,舉例:000010010001100000010001+000000000000000111111111－注意：CF是最高位向前的進位或借位，具體第幾位由參與運算的數(shù)據(jù)長度決定；而AF固定是第3位向第4位。12PF,ParityFlag,奇偶標志,兩數(shù)操作(算術或邏輯),結果的低8位中含有1的位數(shù)是偶還是奇.舉例:100001011010110010011101100101111000010110000100AND結果:PF=113ZF,ZeroFlag,零標志,操作結果的為0則ZF為1.舉例:111111110000000100000000+進位1操作結果為0,ZF=114SF,SignFlag,符號標志,操作結果的符號位(即最高位的狀態(tài)).舉例:100001011010110010011101100101111000010110000100AND結果:SF=115OF,OverflowFlag,溢出標志,算術操作,結果超過目標所能容納的范圍.舉例:01111110(+126)00000011(+3)10000001(-127)+如何判斷運算結果是否溢出？001111110(+126)000000011(+3)010000001(-127)+采用雙符號位16

還有三個標志位:IF,DF,TF暫時不講,等用到時再講.標志位在匯編語言程序設計中非常重要,必須掌握好.173.2存儲器1、存儲器的分段結構2、實際地址的產生181、存儲器的分段結構為何采用分段結構？19邏輯地址：由段基址和段內偏移地址組成的地址，

段基址和段內偏移地址都是16位的無符號二進制數(shù)，在程序設計時使用。如CS=9482H，IP=2350H，可以表示為9482:2350。實際地址（物理地址）：存儲器的絕對地址（20位的實際地址），范圍從00000H～FFFFFH,是由CPU訪問存儲器時由地址總線發(fā)出的地址。實際地址=段基址×10H（16）＋偏移地址2、實際地址的產生20舉例:CS=9482H,IP=2350H,實際地址為:1001010010000010001000110101000010010110101101110000一個實際地址可以對應多個邏輯地址.21內部寄存器

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SSDSCS總線控制8086總線EU控制邏輯∑ALU標志寄存器（F）AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令隊列執(zhí)行單元（EU)總線接口單元（BIU)16位20位16位8位CPU內部總線22操作類型正常使用（隱含）段基址可替換段地址偏移地址物理地址計算取指令CS無IP(CS)16d+(IP)堆棧操作SS無SP(SS)16d+(SP)BP間址SSCS,DS,ES有效地址EA(SS)16d+EA存取變量DSCS,ES,SS有效地址EA(DS)16d+EA源字符串DSCS,ES,SSSI(DS)16d+(SI)目標字符串ES無DI(ES)16d+(DI)233.3尋址方式3.3.1操作數(shù)的種類3.3.2尋址方式3.3.4段更換和段跨越3.3.5有效地址的計算時間指令中提供操作數(shù)或操作數(shù)地址的方式。243.3.1操作數(shù)的種類(1)立即操作數(shù):指令要操作的數(shù)據(jù)在指令代碼中,MOVAL,10H;指令碼B010.(2)存儲器操作數(shù):指令要操作的數(shù)據(jù)在存儲器(內存)中,MOVAL,[1234H];指令碼A03412.(3)寄存器操作數(shù):指令要操作的數(shù)據(jù)在CPU的寄存器中,MOVAL,BL;指令碼88D8.(4)I/O端口操作數(shù),INAL,20H;指令碼E420.253.3.2尋址方式1.固定尋址2.立即尋址3.寄存器直接尋址4.存儲器尋址(存儲器直接尋址,寄存器間接尋址,基址尋址,變址尋址,基址變址尋址)5.數(shù)據(jù)串尋址(暫不講)261.固定尋址指令要操作的數(shù)據(jù)在指令中并沒有明確給出,但隱含在指令中.例:

MULBL;AL*BL=>AX在該指令中,AL和AX并未給出.272.立即尋址指令要操作的數(shù)據(jù)包含在指令碼中.例:MOVAX,1234H其指令碼為B83412.283.寄存器直接尋址在指令(碼)給出寄存器的名字(編碼),要操作的數(shù)據(jù)在該寄存器中.INCCX;指令碼41INCDX;指令碼42INCBX;指令碼43INCSP;指令碼44INCBP;指令碼45294.存儲器尋址在存儲器尋址方式中,要尋址的數(shù)據(jù)位于存儲器(內存)中,指令中直接或間接地給出存儲器操作數(shù)的地址.存儲器尋址包括:

①存儲器直接尋址②寄存器間接尋址③基址尋址④變址尋址⑤基址變址尋址30①存儲器直接尋址指令中直接給出操作數(shù)所處的存儲單元的偏移地址.這個地址即有效地址。例如:MOVAL,[1000H];指令碼:A00010MOVBX,[1000H];指令碼:8B1E0010

執(zhí)行結果?AL=34HBX=1234H31②寄存器間接尋址(1)操作數(shù)位于位于內存中,操作數(shù)的有效地址位于某個寄存器中,在指令(碼)中給出的是該寄存器的名字(編碼).舉例:MOVAL,[BX];指令碼:8A07MOVAX,[SI];指令碼:8B04假定BX=1001H,SI=1000H

則:結果,AL=12H,AX=1234H32②寄存器間接尋址(2)可以用于寄存器間接尋址的寄存器有:BX[BX]SI[SI]DI[DI]33

在基址尋址中,操作數(shù)位于位于內存中,操作數(shù)的有效地址由基址寄存器BX或BP與一個位移量相加給出,在指令(碼)中給出的是該基址寄存器的名字(編碼)及位移量.舉例:MOVAL,[BX+1234H];指令碼:8A873412假定BX=1000H

則:結果,AL=78H③基址尋址(1)34③基址尋址(2)基址尋址的格式:[BX+位移量][BP+位移量]位移量的范圍:補碼表示的8位或16位(-128~+127，-32768~+32767)35

④變址尋址(1)在變址尋址中,操作數(shù)位于位于內存中,操作數(shù)的有效地址由變址寄存器SI或DI與一個位移量相加給出,在指令(碼)中給出的是該變址寄存器的名字(編碼)及位移量.舉例:MOVAL,[SI+1234H];指令碼:8A843412假定SI=1000H則:結果,AL=78H36④變址尋址(2)變址尋址的格式:[SI+位移量][DI+位移量]位移量的范圍:補碼表示的8位或16位(-128~+127，-32768~+32767)37⑤基址變址尋址(1)在基址變址尋址中,操作數(shù)位于位于內存中,操作數(shù)的有效地址由基址寄存器BX或BP與變址寄存器SI或DI及一個位移量相加給出,在指令(碼)中給出的是寄存器的名字(編碼)及位移量.舉例:MOVAL,[BX+SI+1234H];指令碼:8A803412假定:BX=1000H,SI=2000H則:結果,AL=78H38⑤基址變址尋址(2)基址變址尋址的格式:[BX+SI+位移量][BX+DI+位移量][BP+SI+位移量][BP+DI+位移量][BX+SI][BX+DI][BP+SI][BP+DI]錯誤的寫法:[BX+BP][SI+DI]位移量的范圍:補碼表示的8位或16位(-128~+127，-32768~+32767)39需要注意的問題存儲器尋址方式中的段地址尋址方式中不能出現(xiàn)的情況40存儲器尋址方式中的段地址在存儲器尋址方式中只給出了偏移地址,其段地址是隱含的,一般情況下,是DS,只有特殊情況下是SS.特殊情況:在基址尋址和基址變址尋址方式下,基址寄存器是BP.請看下面的例子:41假定DS=1000H,SS=2000H,BP=0100H,BX=0100H,如下指令在執(zhí)行完后的結果分別是什么?①MOVAX,[BX+100H]②MOVAX,[BP+100H]42尋址方式中不能出現(xiàn)的情況立即數(shù)只能用于源操作數(shù)尋址除源操作數(shù)為立即尋址方式外，其中一個操作數(shù)的尋址方式必須是寄存器直接尋址，即兩個操作數(shù)不能同時為存儲器操作數(shù)例如MOVdata1，12hMOVdata1，data2錯

433.3.4段更換和段跨越(1)當要操作的數(shù)據(jù)不在隱含段中時,就需要段更換或段跨越.要尋址的數(shù)據(jù)在2000H段的0100H單元,而目前沒有一個段寄存的值是2000H,就需要將2000H裝入某個段寄存器,如DS,這就是段更換.

MOVAX,2000HMOVDS,AXMOVBX,0100HMOVAL,[BX]44當要操作的數(shù)據(jù)不在隱含段中時,就需要段更換或段跨越.要尋址的數(shù)據(jù)在2000H段的0100H單元,而目前CS段寄存的值是2000H,可在尋址操作數(shù)加一段跨越前綴,如CS:,這就是段跨越.MOVBX,0100HMOVAL,CS:[BX]3.3.4段更換和段跨越(2)453.3.5有效地址的計算時間存儲器操作數(shù)的偏移地址。463.4指令系統(tǒng)共分為14類92種指令.(1)數(shù)據(jù)傳送(8)循環(huán)控制(2)算術運算(9)調用與返回(3)邏輯運算(10)BCD調整(4)移位(11)輸入輸出(5)標志位操作

(12)中斷處理(6)轉移(13)外同步(7)數(shù)據(jù)串