微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)課件

1、第三章 微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1 微處理器的結(jié)構(gòu)(8086/8088)3.2 存儲(chǔ)器(組織)3.3 尋址方式3.4 指令系統(tǒng)(概括)第三章 微型計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1 微處理器的結(jié)構(gòu)(8086/83.1微處理器的結(jié)構(gòu)3.1.1 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu)3.1.2 8086/8088的寄存器3.1微處理器的結(jié)構(gòu)3.1.1 8086/8088 CPU的3.1.1 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu)AHALBHBLCHCLDHDLBPSPSIDICSSSDSESIP內(nèi)部通信寄存器地址形成與總線控制8086/8088總線ALU總線暫存寄存器暫存寄存器暫存寄存器EU控制邏輯指令隊(duì)列總線接口單元(BIU)

2、執(zhí)行單元(EU)3.1.1 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu)AHALBHBLCPU執(zhí)行程序的過(guò)程 從內(nèi)存取指令執(zhí)行指令從內(nèi)存取指令執(zhí)行指令從內(nèi)存取指令執(zhí)行指令傳統(tǒng)CPU執(zhí)行指令的過(guò)程現(xiàn)代CPU執(zhí)行指令的過(guò)程CPU執(zhí)行程序的過(guò)程 從內(nèi)存取指令執(zhí)行指令從內(nèi)存取指令執(zhí)行指3.1.2 8086/8088CPU的寄存器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(biāo)志寄存器3.1.2 8086/8088CPU的寄存器8086/808（1）通用寄存器（1）通用寄存器（2）指針與變址寄存器（2）指針與變址寄存器（3）段寄存器（3）段寄存器（4）標(biāo)志寄存器標(biāo)

3、志寄存器長(zhǎng)度為16位，其中9個(gè)位有定義。（4）標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器長(zhǎng)度為16位，其中9個(gè)位有定義。CF, Carry Flag, 進(jìn)位標(biāo)志, 兩數(shù)相加,最高位向前的進(jìn)位; 或兩數(shù)相減最高位向前的借位, 舉例:1000 00011000 00000000 0001+11000 00001000 00011111 11111CF, Carry Flag, 進(jìn)位標(biāo)志, 兩數(shù)相加,最高位AF, Auxiliary Carry Flag, 輔助進(jìn)位標(biāo)志, 兩數(shù)相加,第3位向前的進(jìn)位; 或兩數(shù)相減第3位向前的借位, 舉例:0000 10010001 10000001 0001+0000 00000000

4、00011111 1111AF, Auxiliary Carry Flag, 輔助進(jìn)位PF, Parity Flag, 奇偶標(biāo)志, 兩數(shù)操作(算術(shù)或邏輯),結(jié)果的低8位中含有1的位數(shù)是偶還是奇. 舉例:1000 0101 1010 11001001 1101 1001 01111000 0101 1000 0100AND結(jié)果: PF=1PF, Parity Flag, 奇偶標(biāo)志, 兩數(shù)操作(算術(shù)ZF, Zero Flag, 零標(biāo)志, 操作結(jié)果的為0則ZF為1. 舉例:1111 11110000 00010000 0000+進(jìn)位1操作結(jié)果為0, ZF=1ZF, Zero Flag, 零標(biāo)志, 操

5、作結(jié)果的為0則ZFSF, Sign Flag, 符號(hào)標(biāo)志, 操作結(jié)果的符號(hào)位(即最高位的狀態(tài)). 舉例:1000 0101 1010 11001001 1101 1001 01111000 0101 1000 0100AND結(jié)果: SF=1SF, Sign Flag, 符號(hào)標(biāo)志, 操作結(jié)果的符號(hào)位(OF, Overflow Flag, 溢出標(biāo)志, 算術(shù)操作,結(jié)果超過(guò)目標(biāo)所能容納的范圍. 舉例:0111 1110 (+126)0000 0011 (+3)1000 0001 (-127)+OF, Overflow Flag, 溢出標(biāo)志, 算術(shù)操作, 還有三個(gè)標(biāo)志位: IF, DF, TF暫時(shí)不講,

6、等用到時(shí)再講. 標(biāo)志位在匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)中非常重要,必須掌握好. 還有三個(gè)標(biāo)志位: IF, DF, TF暫時(shí)不3.2存儲(chǔ)器組織3.2.1 存儲(chǔ)器的分段結(jié)構(gòu)3.2.2 實(shí)際地址的產(chǎn)生3.2存儲(chǔ)器組織3.2.1 存儲(chǔ)器的分段結(jié)構(gòu)3.2.1 存儲(chǔ)器的分段結(jié)構(gòu)堆棧段(2 字節(jié))16數(shù)據(jù)段(2 字節(jié))16附加段(2 字節(jié))16代碼段(2 字節(jié))1600000HFFFFFHSS(16位)堆棧段：0000BDS(16位)數(shù)據(jù)段：0000BES(16位)附加段：0000BCS(16位)代碼段：0000B3.2.1 存儲(chǔ)器的分段結(jié)構(gòu)堆棧段(2 字節(jié))16數(shù)據(jù)段3.2.2 實(shí)際地址的產(chǎn)生舉例:CS=9482, I

7、P=2350, 實(shí)際地址為:1001 0100 1000 0010 0010 0011 0101 00001001 0110 1011 0111 0000一個(gè)實(shí)際地址可以對(duì)應(yīng)多個(gè)邏輯地址.3.2.2 實(shí)際地址的產(chǎn)生舉例:CS=9482, IP=233.3 尋址方式3.3.1 操作數(shù)的種類3.3.2 尋址方式3.3.3 段跨越與段更換3.3.4 有效地址的計(jì)算時(shí)間3.3 尋址方式3.3.1 操作數(shù)的種類3.3.1 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, MOV AL,10H ;指令碼B010. (2) 存儲(chǔ)器操作數(shù):指令要操作的數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器(內(nèi)存)中, MOV AL,

8、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, MOV AL,BL; 指令碼88D8. (4)I/O端口操作數(shù), IN AL,20H; 指令碼E420.3.3.1 操作數(shù)的種類 (1) 立即操作數(shù): 指令要操3.3.2 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(chǔ)器尋址(存儲(chǔ)器直接尋址,寄存器間接尋址,基址尋址,變址尋址,基變址尋址)5. 數(shù)據(jù)串尋址(暫不講)3.3.2 尋址方式1. 固定尋址1. 固定尋址 指令要操作的數(shù)據(jù)在指令中并沒(méi)有明確給出,但隱含在指令中. 例: MUL BL ; AL*BL=AX 在該指令中, AL和

9、AX并未給出.1. 固定尋址 指令要操作的數(shù)據(jù)在指令中2.立即尋址指令要操作的數(shù)據(jù)包含在指令碼中。例: MOV AX,1234H 其指令碼為B83412. 2.立即尋址指令要操作的數(shù)據(jù)包含在指令碼中。例: MOV 3.寄存器直接尋址在指令(碼)給出的寄存器的名字(編號(hào)), 要操作的數(shù)據(jù)在該寄存中. INC CX ; 指令碼 41 INC DX ; 指令碼 42 INC BX ; 指令碼 43 INC SP ; 指令碼 44 INC BP ; 指令碼 453.寄存器直接尋址在指令(碼)給出的寄存器的名字(編號(hào)), 4. 存儲(chǔ)器尋址在存儲(chǔ)器尋址方式中, 要尋址的數(shù)據(jù)位于存儲(chǔ)器(內(nèi)存)中, 在指令中

10、是直接或間接的給出的存儲(chǔ)器操作數(shù)的地址.存儲(chǔ)器尋址包括: 存儲(chǔ)器直接尋址 寄存器間接尋址 基址尋址 變址尋址 基變址尋址 4. 存儲(chǔ)器尋址在存儲(chǔ)器尋址方式中, 要尋址的數(shù)據(jù)位于存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器直接尋址(1)在存儲(chǔ)器直接尋址中, 指令直接給出的是操作數(shù)在內(nèi)存中存放的地址. 例如: MOV AL,1000H; 指令碼: A00010 MOV BX,1000H; 指令碼: 8B1E0010執(zhí)行結(jié)果?存儲(chǔ)器直接尋址(1)在存儲(chǔ)器直接尋址中, 指令直接給出的是 在存儲(chǔ)器直接尋址中, 指令直接給出的是操作數(shù)在內(nèi)存中存放的地址. 例如: MOV AL,1000H; 指令碼: A00010 MOV BX,1000

11、H; 指令碼: 8B1E0010執(zhí)行結(jié)果? AL=34H BX=1234H存儲(chǔ)器直接尋址(2) 在存儲(chǔ)器直接尋址中, 指令直接給出的是操作數(shù)在內(nèi)存中存放的寄存器間接尋址(1)在寄存器間接尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址位于某個(gè)寄存器中, 在指令(碼)中給出的是該寄存器的名字(編號(hào)). 舉例: MOV AL,BX ;指令碼:8A07 MOV AX,SI ;指令碼:8B04 假定 BX=1001H, SI=1000H 則: 結(jié)果, AL=12H, AX=1234H 寄存器間接尋址(1)在寄存器間接尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)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

12、BX SI SI DI DI寄存器間接尋址(2)可以用于寄存器間接尋址的寄存器有: 在基址尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址由基址寄存器BX或BP與一個(gè)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(編號(hào))及位移量. 舉例: MOV AL,BX+1234H ;指令碼:8A873412 假定 BX=1000H 則: 結(jié)果, AL=78H基址尋址(1) 在基址尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址由基址基址尋址(2)基址尋址的格式: BX+位移量 BP+位移量位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位 (-32768+32767)基址尋址(2)基址尋址的格式: 在變址尋址中,

13、 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址由變址寄存器SI或DI與一個(gè)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(編號(hào))及位移量. 舉例: MOV AL,SI+1234H ;指令碼:8A843412 假定 SI=1000H 則: 結(jié)果, AL=78H 變址尋址(1) 在變址尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址由變變址尋址(2)變址尋址的格式: SI+位移量 DI+位移量位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位 (-32768+32767)變址尋址(2)變址尋址的格式:基變址尋址(1)在基變址尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 操作數(shù)的地址由基址寄存器BX或BP與變址寄存器SI或DI

14、及一個(gè)位移量相加給出, 在指令(碼)中給出的是寄存器的名字(編號(hào))及位移量. 舉例: MOV AL,BX+SI+1234H ; 指令碼:8A803412 假定:BX=1000H,SI=2000H 則: 結(jié)果, AL=78H基變址尋址(1)在基變址尋址中, 操作數(shù)位于位于內(nèi)存中, 基變址尋址(2)基變址尋址的格式: 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(cuò)誤的寫(xiě)法: BX+BP SI+DI位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位 (-32768+32767)基變址尋址(2)基變址尋址的格式:存儲(chǔ)器尋址方式中的段地址在

15、存儲(chǔ)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: 在基址尋址和基變址尋址方式下, 基址寄存器是BP.請(qǐng)看下面的例子:存儲(chǔ)器尋址方式中的段地址在存儲(chǔ)器尋址方式中只給出了偏移地址, 假定 DS=1000H, SS=2000H, BP=0100H, BX=0100H, 如下指令在執(zhí)行完后的結(jié)果分別是什么? MOV AX,BX+100H MOV AX,BP+100H 假定 DS=1000H, SS=2000H, 3.3.3 段更換與段跨越(1)當(dāng)要操作的數(shù)據(jù)不在隱含段中時(shí), 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(méi)有一個(gè)段寄存的值是2000H, 就需要將2000H裝入某個(gè)段寄存器,如DS,這就是段更換。 MOV AX,2000H MOV DS,AX MOV BX,0100H MOV AL,BX3.3.3 段更換與段跨越(1)當(dāng)要操作的數(shù)據(jù)不在隱含段中時(shí) 當(dāng)要操作的數(shù)據(jù)不在隱含段中時(shí), 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