微機(jī)原理與接口技術(shù)課件錢曉捷3版02-1

1、第第2 2章章第第2章：微處理器指令系統(tǒng)章：微處理器指令系統(tǒng)教學(xué)重點(diǎn)8088/8086的尋址方式的尋址方式8088/8086的基本指令的基本指令數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù)傳送加減運(yùn)算加減運(yùn)算邏輯運(yùn)算、移位邏輯運(yùn)算、移位控制轉(zhuǎn)移、功能調(diào)用控制轉(zhuǎn)移、功能調(diào)用匯編語(yǔ)言程序段匯編語(yǔ)言程序段2.1 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)從應(yīng)用角度（不是從內(nèi)部工作原理）展開(kāi)從應(yīng)用角度（不是從內(nèi)部工作原理）展開(kāi)典型典型8位微處理器的基本結(jié)構(gòu)位微處理器的基本結(jié)構(gòu)8088/8086的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)8088/8086的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu)8088/8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)為學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)打好基礎(chǔ)為學(xué)習(xí)指令系統(tǒng)打好基礎(chǔ)

2、例如：例如：關(guān)心用戶關(guān)心用戶“可編程可編程”寄存器，寄存器，不關(guān)心無(wú)法操縱的不關(guān)心無(wú)法操縱的“透明透明”寄存器寄存器內(nèi)部數(shù)據(jù)總線內(nèi)部數(shù)據(jù)總線控制總線控制總線數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線地址總線地址總線暫存器暫存器累加器累加器ALU標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器指指令令寄寄存存指指令令譯譯碼碼時(shí)序時(shí)序和和控制控制邏輯邏輯通通 用用寄存器組寄存器組地地 址址寄存器組寄存器組地址地址總線總線控制控制數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)總線總線控制控制2.1.1 微處理器的基本結(jié)構(gòu)微處理器的基本結(jié)構(gòu)1.算術(shù)邏輯單元（運(yùn)算器）算術(shù)邏輯單元（運(yùn)算器）2.寄存器組寄存器組3.指令處理單元（控制器）指令處理單元（控制器）2.1.2 8088/8086的功能結(jié)

3、構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)8088的的內(nèi)部結(jié)構(gòu)內(nèi)部結(jié)構(gòu)從功能上分成兩個(gè)單元從功能上分成兩個(gè)單元1. 總線接口單元總線接口單元BIU管理管理8088與系統(tǒng)總線的接口與系統(tǒng)總線的接口負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)CPU對(duì)存儲(chǔ)器和外設(shè)進(jìn)行訪問(wèn)對(duì)存儲(chǔ)器和外設(shè)進(jìn)行訪問(wèn)2. 執(zhí)行單元執(zhí)行單元EU負(fù)責(zé)指令的譯碼、執(zhí)行和數(shù)據(jù)的運(yùn)算負(fù)責(zé)指令的譯碼、執(zhí)行和數(shù)據(jù)的運(yùn)算兩個(gè)單元相互獨(dú)立，分別完成各自操作，兩個(gè)單元相互獨(dú)立，分別完成各自操作，還可以還可以并行執(zhí)行并行執(zhí)行，實(shí)現(xiàn)指令預(yù)?。ǎ瑢?shí)現(xiàn)指令預(yù)?。ㄖ噶钭x取指令讀取和執(zhí)行的流水線操作和執(zhí)行的流水線操作）2.1.3 8088/8086的寄存器結(jié)構(gòu)的寄存器結(jié)構(gòu)8088/8086的寄存器組有的寄存器組有8個(gè)通

4、用寄存器個(gè)通用寄存器4個(gè)段寄存器個(gè)段寄存器1個(gè)標(biāo)志寄存器個(gè)標(biāo)志寄存器1個(gè)指令指針寄存器個(gè)指令指針寄存器它們均為它們均為1616位位! !圖示圖示 匯編語(yǔ)言程序員看到的處理器，就是寄存器匯編語(yǔ)言程序員看到的處理器，就是寄存器 所以，一定要熟悉這些寄存器的名稱和作用所以，一定要熟悉這些寄存器的名稱和作用1. 通用寄存器通用寄存器8088有有8個(gè)通用的個(gè)通用的16位寄存器位寄存器（1）數(shù)據(jù)寄存器）數(shù)據(jù)寄存器: AX BX CX DX（2）變址寄存器）變址寄存器: SI DI（3）指針寄存器）指針寄存器: BP SP4個(gè)數(shù)據(jù)寄存器還可以分成高個(gè)數(shù)據(jù)寄存器還可以分成高8位和低位和低8位兩位兩個(gè)獨(dú)立的寄存

5、器，這樣又形成個(gè)獨(dú)立的寄存器，這樣又形成8個(gè)通用的個(gè)通用的8位寄存器位寄存器AX： AH ALBX： BH BLCX： CH CLDX： DH DL（1）數(shù)據(jù)寄存器）數(shù)據(jù)寄存器AX稱為稱為累加器累加器（Accumulator）使用頻度最高。用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及與外設(shè)傳送信使用頻度最高。用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及與外設(shè)傳送信息等息等BX稱為稱為基址寄存器基址寄存器（Base address Register）常用做存放存儲(chǔ)器地址常用做存放存儲(chǔ)器地址CX稱為稱為計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)器（Counter）作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器DX稱為稱為數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器（Da

6、ta register）常用來(lái)存放雙字長(zhǎng)數(shù)據(jù)的高常用來(lái)存放雙字長(zhǎng)數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址位，或存放外設(shè)端口地址（2）變址寄存器）變址寄存器16位變址寄存器位變址寄存器SI和和DI常用于存儲(chǔ)器變址尋址方式時(shí)提供地址常用于存儲(chǔ)器變址尋址方式時(shí)提供地址SI是源地址寄存器（是源地址寄存器（Source Index）DI是目的地址寄存器（是目的地址寄存器（Destination Index）在串操作類指令中，在串操作類指令中，SI、DI還有較特殊的還有較特殊的用法用法 現(xiàn)在不必完全理解，以后會(huì)詳細(xì)展開(kāi)現(xiàn)在不必完全理解，以后會(huì)詳細(xì)展開(kāi)（3）指針寄存器）指針寄存器指針寄存器用于尋址內(nèi)存指針寄存器用

7、于尋址內(nèi)存堆棧堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)內(nèi)的數(shù)據(jù)SPSP為堆棧指針寄存器（為堆棧指針寄存器（Stack Pointer）, ,指示指示堆棧段棧頂?shù)奈恢茫ㄆ频刂罚┒褩６螚ｍ數(shù)奈恢茫ㄆ频刂罚〣PBP為基址指針寄存器（為基址指針寄存器（Base Pointer），表示），表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址SPSP和和BPBP寄存器與寄存器與SSSS段寄存器聯(lián)合使用以確段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲(chǔ)單元地址定堆棧段中的存儲(chǔ)單元地址堆棧堆棧（Stack）是主存中一個(gè)特殊的區(qū)域，）是主存中一個(gè)特殊的區(qū)域，采用采用“先進(jìn)后出先進(jìn)后出”或或“后進(jìn)先出后進(jìn)先出”存取操作方式存取操作方式、而不是隨機(jī)存取

8、方式。、而不是隨機(jī)存取方式。用用8088/8086形成的微機(jī)系統(tǒng)中，堆棧區(qū)域形成的微機(jī)系統(tǒng)中，堆棧區(qū)域被稱為堆棧段被稱為堆棧段2. 指令指針寄存器指令指針寄存器IP（Instruction Pointer）為指令指針寄存）為指令指針寄存器，指示主存儲(chǔ)器指令的位置器，指示主存儲(chǔ)器指令的位置隨著指令的執(zhí)行，隨著指令的執(zhí)行，IP將自動(dòng)修改以指示下將自動(dòng)修改以指示下一條指令所在的存儲(chǔ)器位置一條指令所在的存儲(chǔ)器位置IP寄存器是一個(gè)寄存器是一個(gè)專用專用寄存器寄存器IPIP寄存器與寄存器與CSCS段寄存器聯(lián)合使用以確定下段寄存器聯(lián)合使用以確定下一條指令的存儲(chǔ)單元地址一條指令的存儲(chǔ)單元地址3. 標(biāo)志寄存器標(biāo)志

9、寄存器標(biāo)志標(biāo)志（Flag）用于反映指令執(zhí)行結(jié)果）用于反映指令執(zhí)行結(jié)果或控制指令執(zhí)行形式或控制指令執(zhí)行形式8088處理器的各種標(biāo)志形成了一個(gè)處理器的各種標(biāo)志形成了一個(gè)16位的標(biāo)志寄存器位的標(biāo)志寄存器FLAGS（程序狀態(tài)字（程序狀態(tài)字PSW寄存器寄存器） 程序設(shè)計(jì)需要利用標(biāo)志的狀態(tài)程序設(shè)計(jì)需要利用標(biāo)志的狀態(tài)標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器-分類分類狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志用來(lái)記錄程序運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)用來(lái)記錄程序運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息，許多指令的執(zhí)行都將相應(yīng)地設(shè)置它信息，許多指令的執(zhí)行都將相應(yīng)地設(shè)置它CF ZF SF PF OF AF控制標(biāo)志控制標(biāo)志可由程序根據(jù)需要用指令設(shè)置，可由程序根據(jù)需要用指令設(shè)置，用于控制處理器執(zhí)行指

10、令的方式用于控制處理器執(zhí)行指令的方式DF IF TFOF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器FLAGS進(jìn)位標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志CF（Carry Flag）當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)位（加法）或借當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)位（加法）或借位（減法）時(shí)，進(jìn)位標(biāo)志置位（減法）時(shí)，進(jìn)位標(biāo)志置1，即，即CF1； 否則否則CF03AH + 7CHB6H，沒(méi)有進(jìn)位：，沒(méi)有進(jìn)位：CF = 0AAH + 7CH（1）26H，有進(jìn)位：，有進(jìn)位：CF = 1零標(biāo)志零標(biāo)志ZF（Zero Flag）若運(yùn)算結(jié)果為若運(yùn)算結(jié)果為0，則，則ZF1；否則否則ZF03AH7CHB6H，結(jié)

11、果不是零：，結(jié)果不是零：ZF084H7CH（1）00H，結(jié)果是零：，結(jié)果是零：ZF1 注意：注意：ZF為為1表示的結(jié)果是表示的結(jié)果是0符號(hào)標(biāo)志符號(hào)標(biāo)志SF（Sign Flag）運(yùn)算結(jié)果最高位為運(yùn)算結(jié)果最高位為1，則，則SF1； 否則否則SF03AH7CHB6H，最高位，最高位D71：SF184H7CH（1）00H，最高位，最高位D70：SF0 有符號(hào)數(shù)據(jù)用最高有效位表示數(shù)據(jù)的符號(hào)有符號(hào)數(shù)據(jù)用最高有效位表示數(shù)據(jù)的符號(hào)所以，最高有效位就是符號(hào)標(biāo)志的狀態(tài)所以，最高有效位就是符號(hào)標(biāo)志的狀態(tài)奇偶標(biāo)志奇偶標(biāo)志PF（Parity Flag）當(dāng)運(yùn)算結(jié)果最低字節(jié)中當(dāng)運(yùn)算結(jié)果最低字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為的個(gè)數(shù)為零或偶

12、數(shù)時(shí)，零或偶數(shù)時(shí)，PF1；否則；否則PF03AH7CHB6H10110110B結(jié)果中有結(jié)果中有5個(gè)個(gè)“1”，是奇數(shù)：是奇數(shù)：PF0 PF標(biāo)志僅反映最低標(biāo)志僅反映最低8位中位中“1”的個(gè)數(shù)是的個(gè)數(shù)是偶或奇，即使是進(jìn)行偶或奇，即使是進(jìn)行16位字操作位字操作溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OF（Overflow Flag）若算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果有溢出，則若算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果有溢出，則OF1； 否則否則 OF03AH + 7CHB6H，產(chǎn)生溢出：，產(chǎn)生溢出：OF1AAH + 7CH（1）26H，沒(méi)有溢出：，沒(méi)有溢出：OF0什么是溢出什么是溢出處理器內(nèi)部以補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù)處理器內(nèi)部以補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù)8位表達(dá)的整數(shù)范圍是：位表達(dá)的

13、整數(shù)范圍是：127 12816位表達(dá)的范圍是：位表達(dá)的范圍是：32767 32768如果運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，就產(chǎn)生了溢出如果運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，就產(chǎn)生了溢出有溢出，說(shuō)明有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果不正確有溢出，說(shuō)明有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果不正確3AH7CHB6H，就是，就是58124182，已經(jīng)超出已經(jīng)超出128127范圍，產(chǎn)生溢出，故范圍，產(chǎn)生溢出，故OF1；補(bǔ)碼補(bǔ)碼B6H表達(dá)真值是表達(dá)真值是74，顯然運(yùn)算結(jié)果也不正確，顯然運(yùn)算結(jié)果也不正確 B6H10110110B，最高位為，最高位為1，作為有符號(hào)數(shù)是負(fù)數(shù)作為有符號(hào)數(shù)是負(fù)數(shù) 對(duì)對(duì)B6H求反加求反加1等于：等于：01001001B101001010B4A

14、H74 所以，所以，B6H表達(dá)有符號(hào)數(shù)的真值為表達(dá)有符號(hào)數(shù)的真值為74溢出和進(jìn)位的區(qū)別溢出和進(jìn)位的區(qū)別溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OF和進(jìn)位標(biāo)志和進(jìn)位標(biāo)志CF是兩個(gè)意義是兩個(gè)意義不同的標(biāo)志不同的標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志表示無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否進(jìn)位標(biāo)志表示無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果仍然正確超出范圍，運(yùn)算結(jié)果仍然正確溢出標(biāo)志表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否溢出標(biāo)志表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果已經(jīng)不正確超出范圍，運(yùn)算結(jié)果已經(jīng)不正確溢出和進(jìn)位的對(duì)比溢出和進(jìn)位的對(duì)比例例1：3AH7CHB6H無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算：無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算： 58124182范圍內(nèi)，無(wú)進(jìn)位范圍內(nèi)，無(wú)進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算：有符號(hào)數(shù)運(yùn)算： 58124182

15、范圍外，有溢出范圍外，有溢出例例2：AAH7CH（1）26H無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算：無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算： 170124294范圍外，有進(jìn)位范圍外，有進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算：有符號(hào)數(shù)運(yùn)算： 8612428范圍內(nèi)，無(wú)溢出范圍內(nèi)，無(wú)溢出溢出和進(jìn)位的應(yīng)用場(chǎng)合溢出和進(jìn)位的應(yīng)用場(chǎng)合處理器對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，按照無(wú)處理器對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，按照無(wú)符號(hào)數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志符號(hào)數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志CF；同時(shí)，根據(jù)是否超出有符號(hào)數(shù)的范圍設(shè)置同時(shí)，根據(jù)是否超出有符號(hào)數(shù)的范圍設(shè)置溢出標(biāo)志溢出標(biāo)志OF應(yīng)該利用哪個(gè)標(biāo)志，則由程序員來(lái)決定。應(yīng)該利用哪個(gè)標(biāo)志，則由程序員來(lái)決定。也就是說(shuō)，如果將參加運(yùn)算的操作數(shù)認(rèn)為也就是

16、說(shuō)，如果將參加運(yùn)算的操作數(shù)認(rèn)為是無(wú)符號(hào)數(shù)，就應(yīng)該關(guān)心進(jìn)位；認(rèn)為是有是無(wú)符號(hào)數(shù)，就應(yīng)該關(guān)心進(jìn)位；認(rèn)為是有符號(hào)數(shù)，則要注意是否溢出符號(hào)數(shù)，則要注意是否溢出溢出的判斷溢出的判斷判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：只有當(dāng)兩個(gè)相同符號(hào)數(shù)相加（包括不同符號(hào)數(shù)相只有當(dāng)兩個(gè)相同符號(hào)數(shù)相加（包括不同符號(hào)數(shù)相減），而運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)與原數(shù)據(jù)符號(hào)相反時(shí)，減），而運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)與原數(shù)據(jù)符號(hào)相反時(shí)，產(chǎn)生溢出；因?yàn)?，此時(shí)的運(yùn)算結(jié)果顯然不正確產(chǎn)生溢出；因?yàn)?，此時(shí)的運(yùn)算結(jié)果顯然不正確其他情況下，則不會(huì)產(chǎn)生溢出其他情況下，則不會(huì)產(chǎn)生溢出例例1：3AH7CHB6H溢出溢出例例2：AAH7CH

17、無(wú)溢出無(wú)溢出例例3：3AH7CH無(wú)溢出無(wú)溢出例例4：AAH7CH2DH溢出溢出輔助進(jìn)位標(biāo)志輔助進(jìn)位標(biāo)志AF（Auxiliary Carry Flag）3AH7CHB6H，D3有進(jìn)位：有進(jìn)位：AF1運(yùn)算時(shí)運(yùn)算時(shí)D D3 3位（低半字節(jié)）有進(jìn)位或位（低半字節(jié)）有進(jìn)位或借位時(shí)，借位時(shí)，AFAF1 1；否則；否則AFAF0 0方向標(biāo)志方向標(biāo)志DF（Direction Flag）用于串操作指令中，控制地址的變化方向：用于串操作指令中，控制地址的變化方向：設(shè)置設(shè)置DF0，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)增加；，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)增加；設(shè)置設(shè)置DF1，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)減少，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)減少CLDCLD指令復(fù)位方向標(biāo)志：指令復(fù)位方

18、向標(biāo)志：DFDF0 0STDSTD指令置位方向標(biāo)志：指令置位方向標(biāo)志：DFDF1 1中斷允許標(biāo)志中斷允許標(biāo)志IF（Interrupt-enable Flag）控制可屏蔽中斷是否可以被處理器響應(yīng)：控制可屏蔽中斷是否可以被處理器響應(yīng)：設(shè)置設(shè)置IF1，則允許中斷；，則允許中斷；設(shè)置設(shè)置IF0，則禁止中斷，則禁止中斷CLICLI指令復(fù)位中斷標(biāo)志：指令復(fù)位中斷標(biāo)志：IFIF0 0STISTI指令置位中斷標(biāo)志：指令置位中斷標(biāo)志：IFIF1 1陷阱標(biāo)志陷阱標(biāo)志TF（Trap Flag）用于控制處理器進(jìn)入單步操作方式：用于控制處理器進(jìn)入單步操作方式：設(shè)置設(shè)置TF0，處理器正常工作；，處理器正常工作；設(shè)置設(shè)置T

19、F1，處理器，處理器單步執(zhí)行指令單步執(zhí)行指令單步執(zhí)行指令單步執(zhí)行指令處理器在每條指令執(zhí)行結(jié)處理器在每條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)編號(hào)為束時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)編號(hào)為1 1的內(nèi)部中斷的內(nèi)部中斷這種內(nèi)部中斷稱為這種內(nèi)部中斷稱為單步中斷單步中斷所以所以TFTF也稱為也稱為單步標(biāo)志單步標(biāo)志n利用單步中斷可對(duì)程序進(jìn)行逐條指令的調(diào)試?yán)脝尾街袛嗫蓪?duì)程序進(jìn)行逐條指令的調(diào)試n這種逐條指令調(diào)試程序的方法就是這種逐條指令調(diào)試程序的方法就是單步調(diào)試單步調(diào)試2.1.4 8088/8086的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的地方。掌握數(shù)是計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的地方。掌握數(shù)據(jù)據(jù)存儲(chǔ)格式存儲(chǔ)格式，以及存儲(chǔ)器的，以及存儲(chǔ)

20、器的分段管理分段管理對(duì)以對(duì)以后的匯編程序設(shè)計(jì)非常重要后的匯編程序設(shè)計(jì)非常重要你能區(qū)別你能區(qū)別寄存器寄存器、存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器(主存主存)、外存外存(包包括硬盤、光盤、磁帶等存儲(chǔ)介質(zhì)括硬盤、光盤、磁帶等存儲(chǔ)介質(zhì))嗎？嗎？答案答案寄存器、存儲(chǔ)器和外存的區(qū)別寄存器、存儲(chǔ)器和外存的區(qū)別寄存器寄存器是處理器（是處理器（CPU）內(nèi)部）內(nèi)部暫存數(shù)據(jù)暫存數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)單的存儲(chǔ)單元，以名稱表示，例如：元，以名稱表示，例如：AX，BX.等等存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器也就是平時(shí)所說(shuō)的也就是平時(shí)所說(shuō)的主存主存，也叫，也叫內(nèi)存內(nèi)存，可直，可直接與接與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主存利用地址區(qū)別進(jìn)行數(shù)據(jù)交換。主存利用地址區(qū)別外存外存主要指用來(lái)長(zhǎng)久保存數(shù)

21、據(jù)的外部存儲(chǔ)介質(zhì)，主要指用來(lái)長(zhǎng)久保存數(shù)據(jù)的外部存儲(chǔ)介質(zhì)，常見(jiàn)的有硬盤、光盤、磁帶、常見(jiàn)的有硬盤、光盤、磁帶、U盤等。外存的數(shù)據(jù)盤等。外存的數(shù)據(jù)只能通過(guò)主存間接地與只能通過(guò)主存間接地與CPU交換數(shù)據(jù)交換數(shù)據(jù)程序及其數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)久存放在外存，在運(yùn)行需要程序及其數(shù)據(jù)可以長(zhǎng)久存放在外存，在運(yùn)行需要時(shí)才進(jìn)入主存時(shí)才進(jìn)入主存1. 數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)格式計(jì)算機(jī)中信息的單位計(jì)算機(jī)中信息的單位二進(jìn)制位二進(jìn)制位BitBit：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)：存儲(chǔ)一位二進(jìn)制數(shù)：0 0或或1 1字節(jié)字節(jié)ByteByte：8 8個(gè)二進(jìn)制位個(gè)二進(jìn)制位，D D7 7D D0 0字字WordWord：1616位，位，2 2個(gè)字節(jié)，個(gè)字節(jié)

22、，D D1515D D0 0雙字雙字DWordDWord：3232位，位，4 4個(gè)字節(jié)個(gè)字節(jié)，D D3131D D0 0最低有效位最低有效位LSBLSB：數(shù)據(jù)的最低位，：數(shù)據(jù)的最低位，D D0 0位位最高有效位最高有效位MSBMSB：數(shù)據(jù)的最高位，對(duì)應(yīng)字節(jié)、：數(shù)據(jù)的最高位，對(duì)應(yīng)字節(jié)、字、雙字分別指字、雙字分別指D D7 7、D D1515、D D3131位位存儲(chǔ)單元及其存儲(chǔ)內(nèi)容存儲(chǔ)單元及其存儲(chǔ)內(nèi)容每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)；被稱每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)；被稱為為存儲(chǔ)器地址存儲(chǔ)器地址每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容0002H0002H單元存放有一個(gè)數(shù)據(jù)單元存放有一個(gè)數(shù)據(jù)

23、34H34H表達(dá)為表達(dá)為0002H0002H34H34H多字節(jié)數(shù)據(jù)存放方式多字節(jié)數(shù)據(jù)存放方式多字節(jié)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中占連續(xù)的多個(gè)多字節(jié)數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中占連續(xù)的多個(gè)存儲(chǔ)單元：存儲(chǔ)單元：存放時(shí)，低字節(jié)存入低地址，高字節(jié)存存放時(shí)，低字節(jié)存入低地址，高字節(jié)存入高地址；入高地址；表達(dá)時(shí)，用它的低地址表示多字節(jié)數(shù)據(jù)表達(dá)時(shí)，用它的低地址表示多字節(jié)數(shù)據(jù)占據(jù)的地址空間。占據(jù)的地址空間。圖圖2-52-5中中0002H0002H“字字”單元的內(nèi)容為：?jiǎn)卧膬?nèi)容為：0002H = 1234H0002H = 1234H0002H0002H號(hào)號(hào)“雙字雙字”單元的內(nèi)容為：?jiǎn)卧膬?nèi)容為：0002H = 78561234H0002H

24、 = 78561234H 80 x86處理器采用處理器采用“低對(duì)低、高對(duì)高低對(duì)低、高對(duì)高”的存儲(chǔ)形式，被稱為的存儲(chǔ)形式，被稱為“小端方式小端方式Little Endian”。 相對(duì)應(yīng)還存在相對(duì)應(yīng)還存在“大端方式大端方式Big Endian”。數(shù)據(jù)的地址對(duì)齊數(shù)據(jù)的地址對(duì)齊同一個(gè)存儲(chǔ)器地址可以是字節(jié)單元地址、字單元同一個(gè)存儲(chǔ)器地址可以是字節(jié)單元地址、字單元地址、雙字單元地址等等地址、雙字單元地址等等字單元安排在字單元安排在偶地址偶地址（xxx0B）、雙字單元安排）、雙字單元安排在在模模4地址地址（xx00B）等，為）等，為“地址對(duì)齊（地址對(duì)齊（Align）”（N字節(jié)數(shù)據(jù)安排的起始地址能夠被字節(jié)數(shù)據(jù)

25、安排的起始地址能夠被N整除）整除）對(duì)于不對(duì)齊地址的數(shù)據(jù)，處理器訪問(wèn)時(shí)，需要額對(duì)于不對(duì)齊地址的數(shù)據(jù)，處理器訪問(wèn)時(shí)，需要額外的訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)間外的訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)間應(yīng)該將數(shù)據(jù)的地址對(duì)齊，以取得較高的存取速度應(yīng)該將數(shù)據(jù)的地址對(duì)齊，以取得較高的存取速度2. 存儲(chǔ)器的分段管理存儲(chǔ)器的分段管理8088CPU8088CPU有有2020條地址線條地址線最大可尋址空間為最大可尋址空間為2 220201MB1MB物理地址范圍從物理地址范圍從00000H00000HFFFFFHFFFFFH8 0 8 8 C P U8 0 8 8 C P U 將將 1 M B1 M B 空 間 分 成 許 多空 間 分 成 許 多 邏 輯

26、 段邏 輯 段（SegmentSegment）每個(gè)段最大限制為每個(gè)段最大限制為64KB64KB段地址的低段地址的低4 4位為位為0000B0000B這樣，一個(gè)存儲(chǔ)單元除具有一個(gè)唯一的物這樣，一個(gè)存儲(chǔ)單元除具有一個(gè)唯一的物理地址外，還具有多個(gè)邏輯地址理地址外，還具有多個(gè)邏輯地址物理地址和邏輯地址物理地址和邏輯地址8088CPU存儲(chǔ)系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)每個(gè)物理存存儲(chǔ)系統(tǒng)中，對(duì)應(yīng)每個(gè)物理存儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的20位編號(hào)，就是物位編號(hào)，就是物理地址，從理地址，從00000H FFFFFH分段后在用戶編程時(shí)，采用邏輯地址，分段后在用戶編程時(shí)，采用邏輯地址，形式為形式為段基地址段基地址 : :

27、 段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址分隔符分隔符物理地址物理地址 14700H邏輯地址邏輯地址 1460H:100H邏輯地址邏輯地址段地址段地址說(shuō)明邏輯段在主存中的起始位置說(shuō)明邏輯段在主存中的起始位置8088規(guī)定段地址必須是模規(guī)定段地址必須是模16地址：地址：xxxx0H省略低省略低4位位0000B，段地址就可以用，段地址就可以用16位數(shù)位數(shù)據(jù)表示，就能用據(jù)表示，就能用16位位段寄存器段寄存器表達(dá)段地址表達(dá)段地址偏移地址偏移地址說(shuō)明主存單元距離段起始位置的說(shuō)明主存單元距離段起始位置的偏移量偏移量每段不超過(guò)每段不超過(guò)64KB，偏移地址也可用，偏移地址也可用16位位數(shù)數(shù)據(jù)表示據(jù)表示物理地址和邏輯地址的轉(zhuǎn)換物

28、理地址和邏輯地址的轉(zhuǎn)換將邏輯地址中的段地址左移將邏輯地址中的段地址左移4位，加上位，加上偏移地址就得到偏移地址就得到20位物理地址位物理地址一個(gè)物理地址可以有多個(gè)邏輯地址一個(gè)物理地址可以有多個(gè)邏輯地址邏輯地址邏輯地址 1460:1001460:100、1380:F001380:F00物理地址物理地址 14700H 14700H14700H 14700H146014600 0H H 100H100H14700H14700H138013800 0H H F00HF00H14700H14700H段地址左移段地址左移4 4位位加上偏移地址加上偏移地址得到物理地址得到物理地址3. 段寄存器段寄存器808

29、8有有4個(gè)個(gè)16位段寄存器位段寄存器CS指明指明代碼段代碼段的起始地址的起始地址SS指明指明堆棧段堆棧段的起始地址的起始地址DS指明指明數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段的起始地址的起始地址ES指明指明附加段附加段的起始地址的起始地址每個(gè)段寄存器用來(lái)確定一個(gè)邏輯段的起每個(gè)段寄存器用來(lái)確定一個(gè)邏輯段的起始地址，每種邏輯段均有各自的用途始地址，每種邏輯段均有各自的用途代碼段寄存器代碼段寄存器CS（Code Segment）代碼段用來(lái)存放程序的指令序列代碼段用來(lái)存放程序的指令序列代碼段寄存器代碼段寄存器CS存放代碼段的段地址存放代碼段的段地址指令指針寄存器指令指針寄存器IP指示下條指令的偏移地址指示下條指令的偏移地址處理

30、器利用處理器利用CS:IP取得下一條要執(zhí)行的指令取得下一條要執(zhí)行的指令堆棧段寄存器堆棧段寄存器SS（Stack Segment）堆棧段確定堆棧所在的主存區(qū)域堆棧段確定堆棧所在的主存區(qū)域堆棧段寄存器堆棧段寄存器SS存放堆棧段的段地址存放堆棧段的段地址堆棧指針寄存器堆棧指針寄存器SP指示堆棧棧頂?shù)钠频刂分甘径褩ｍ數(shù)钠频刂诽幚砥骼锰幚砥骼肧S:SP操作堆棧頂?shù)臄?shù)據(jù)操作堆棧頂?shù)臄?shù)據(jù)數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器DS（Data Segment）數(shù)據(jù)段存放運(yùn)行程序所用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段存放運(yùn)行程序所用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段寄存器數(shù)據(jù)段寄存器DS存放數(shù)據(jù)段的段地址存放數(shù)據(jù)段的段地址各種主存尋址方式（有效地址各種主存尋址

31、方式（有效地址EA）得到存儲(chǔ)器）得到存儲(chǔ)器中操作數(shù)的偏移地址中操作數(shù)的偏移地址處理器利用處理器利用DS:EA存取數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)存取數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)附加段寄存器附加段寄存器ES（Extra Segment）附加段是附加的數(shù)據(jù)段，也保存數(shù)據(jù)：附加段是附加的數(shù)據(jù)段，也保存數(shù)據(jù)：附加段寄存器附加段寄存器ES存放附加段的段地址存放附加段的段地址各種主存尋址方式（有效地址各種主存尋址方式（有效地址EA）得到存儲(chǔ)器）得到存儲(chǔ)器中操作數(shù)的偏移地址中操作數(shù)的偏移地址處理器利用處理器利用ES:EA存取附加段中的數(shù)據(jù)存取附加段中的數(shù)據(jù)串操作指令將附加段作為其目的操作數(shù)的串操作指令將附加段作為其目的操作數(shù)的存放區(qū)域存放

32、區(qū)域如何分配各個(gè)邏輯段如何分配各個(gè)邏輯段程序的程序的指令指令序列必須安排在代碼段序列必須安排在代碼段程序使用的程序使用的堆棧堆棧一定在堆棧段一定在堆棧段程序中的程序中的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)默認(rèn)默認(rèn)是安排在數(shù)據(jù)段，是安排在數(shù)據(jù)段，也經(jīng)常安排在附加段，尤其是串操作也經(jīng)常安排在附加段，尤其是串操作的目的區(qū)必須是附加段的目的區(qū)必須是附加段數(shù)據(jù)的存放比較靈活，實(shí)際上可以存數(shù)據(jù)的存放比較靈活，實(shí)際上可以存放在任何一種邏輯段中放在任何一種邏輯段中段超越前綴指令段超越前綴指令沒(méi)有指明時(shí)，一般的數(shù)據(jù)訪問(wèn)在沒(méi)有指明時(shí)，一般的數(shù)據(jù)訪問(wèn)在DS段；段；使用使用BP訪問(wèn)主存，則在訪問(wèn)主存，則在SS段段默認(rèn)的情況允許改變，需要使用段超默認(rèn)的情況允許改變，需要使用段超越前綴指令；越前綴指令；8088指令系統(tǒng)中有指令系統(tǒng)中有4個(gè)：個(gè)：CS:；代碼段超越，使用代碼段的數(shù)據(jù)；代碼段超越，使用代碼段的數(shù)據(jù)SS: