微機(jī)原理復(fù)雜整理

第1章微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)1.1計(jì)算機(jī)中數(shù)的表示和運(yùn)算1.1.1計(jì)算機(jī)中的數(shù)制及轉(zhuǎn)換在微型計(jì)算機(jī)中，常見和常使用的數(shù)制¨十進(jìn)制¨二進(jìn)制¨八進(jìn)制¨十六進(jìn)制等（會(huì)轉(zhuǎn)換）。1.十進(jìn)制十進(jìn)制計(jì)數(shù)特征如下：¨使用10個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7，8，9¨基數(shù)為10¨每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在數(shù)中所處的位置(即數(shù)位)，按逢十進(jìn)一決定其實(shí)際數(shù)值。任意一個(gè)十進(jìn)制正數(shù)D，可以寫成如下形式：(D)10＝Dn-l×10n-1+Dn-2×10n-2+…+Dl×101+D0×100+D—l×10-1+D-2×10-2+··+D-n×10-n2.二進(jìn)制在二進(jìn)制計(jì)數(shù)制中，基數(shù)是2，計(jì)數(shù)的原則是“逢2進(jìn)1”。特征如下：¨使用兩個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0和l¨基數(shù)為2¨每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在數(shù)中所處的位置(即數(shù)位)，按逢二進(jìn)一決定其實(shí)際數(shù)值。任意一個(gè)二進(jìn)制正數(shù)B，可以寫成如下形式：(B)2＝Bn—l×2n-1+Bn—2×2n-2+…+Bl×21+B0×20+B—l×2-1+B-2×1-2+··+B-n×1-n十進(jìn)制TO二進(jìn)制把十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制整數(shù)通常采用的方法是“除以2取余數(shù)”。把十進(jìn)制小數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制小數(shù)所采用的規(guī)則是“乘2取整”。在計(jì)算機(jī)中，數(shù)的存儲(chǔ)、運(yùn)算、傳輸都使用二進(jìn)制。3．八進(jìn)制在八進(jìn)制計(jì)數(shù)制中，基數(shù)是8，計(jì)數(shù)的原則是“逢8進(jìn)1”。特征如下：¨使用8個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)0，1，2，3，4，5，6，7¨基數(shù)為8¨每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在數(shù)中所處的位置(即數(shù)位)，按逢八進(jìn)一來決定其實(shí)際數(shù)值。任意一個(gè)八進(jìn)制正數(shù)S，可表示為：(S)8＝Sn—l×8n-1+Sn—2×8n-2+··+S1×81+S0×80+S—l×8–1+··+S-m×8-m

轉(zhuǎn)換:將十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制整數(shù)的方法是“除以8取余數(shù)”。將八進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法是：把八進(jìn)制數(shù)中的每一位數(shù)都用相應(yīng)的三位二進(jìn)制數(shù)來代替。[例1-3]將十進(jìn)制數(shù)59轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制數(shù)[例1-4]將十進(jìn)制小數(shù)0.6875轉(zhuǎn)換成八進(jìn)制小數(shù)4。十六進(jìn)制在16進(jìn)制計(jì)數(shù)制中，基數(shù)是16，計(jì)數(shù)的原則是“逢16進(jìn)1”。特征如下：¨使用16個(gè)不同的數(shù)碼符號(hào)，它們是0，l，2，3，4，5，6，7，8，9，A，B，C，D，E，F(xiàn)¨基數(shù)為16¨每一個(gè)數(shù)碼符號(hào)根據(jù)它在數(shù)中的位置(即數(shù)位)，按逢十六進(jìn)一。對(duì)任意一個(gè)十六進(jìn)制正數(shù)H，可表示為：(H)16＝Hn-l×16n-1+Hn—2×16n-2+…+Hl×161+H0l×160+H—l×16–1+…+H-m×16-m

轉(zhuǎn)換將十進(jìn)制整數(shù)轉(zhuǎn)換成十六進(jìn)制整數(shù)的規(guī)則是“除16取余”。十六進(jìn)制數(shù)計(jì)數(shù)的原則是“逢16進(jìn)1”。將十六進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)的方法1.1.2數(shù)的表示1．機(jī)器數(shù)的特點(diǎn)¨機(jī)器數(shù)表示的數(shù)值范圍受計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)的限制。¨機(jī)器數(shù)的符號(hào)位被數(shù)值化?！C(jī)器數(shù)的小數(shù)點(diǎn)處于約定的位置。2．帶符號(hào)數(shù)的表示帶符號(hào)數(shù)有三種表示方法:原碼、反碼、補(bǔ)碼（一定要會(huì)求）。原碼特征如下：¨原碼形式與二進(jìn)制數(shù)的原來表示方法基本一樣?！гa中增加了專門表示數(shù)的正、負(fù)的符號(hào)位，也就是用0表示正號(hào)，用1表示負(fù)號(hào)。

¨最左邊一位的0和1不代表具體數(shù)值，而分別表示“+”和“-”。反碼a正數(shù)的原碼和反碼完全一樣。a負(fù)數(shù)的反碼是由其原碼的數(shù)值部分求反(即由0變?yōu)?，1變?yōu)?)而得到的。補(bǔ)碼補(bǔ)碼是計(jì)算機(jī)中帶符號(hào)數(shù)的實(shí)用表示方法。規(guī)定如下：a

正數(shù)的補(bǔ)碼與原碼和反碼是一樣的。a負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼可由其反碼的末位加1。即負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼是對(duì)其原碼除符號(hào)位外各數(shù)值位求反并在末位加1而得到的1.3微型計(jì)算機(jī)1.3.1電子數(shù)字計(jì)算機(jī)概述（簡(jiǎn)單了解）電子數(shù)字計(jì)算機(jī)是一種能按照事先編好的程序（指令序列）自動(dòng)地、高速地、準(zhǔn)確地進(jìn)行大量運(yùn)算和對(duì)信息進(jìn)行加工處理的電子設(shè)備。第一代：電子管時(shí)代。計(jì)算機(jī)采用電子管作為邏輯元件。第二代：晶體管時(shí)代。第三代：集成電路時(shí)代。第四代：大規(guī)模集成電路時(shí)代。未來的計(jì)算機(jī)將朝巨型化、微型化、網(wǎng)絡(luò)化與智能化的方向發(fā)展。第五代計(jì)算機(jī)將是完全新型的一代計(jì)算機(jī)。電子計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和分類2．計(jì)算機(jī)系統(tǒng)組成（掌握）?任何計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都由硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)兩部分組成。?硬件系統(tǒng)主要包括運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五個(gè)部分。?軟件系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)本身運(yùn)行所需的系統(tǒng)軟件和用戶完成任務(wù)所需的應(yīng)用軟件。?計(jì)算機(jī)是依靠硬件和軟件的協(xié)同工作來執(zhí)行給定任務(wù)的。計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)所有馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)都由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五部分組成,其中運(yùn)算器和控制器又稱為中央處理單元（CPU）。?運(yùn)算器：負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，即數(shù)據(jù)的加工處理部件。?控制器：對(duì)程序規(guī)定的控制信息進(jìn)行分析、控制，并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或內(nèi)存訪問。?存儲(chǔ)器：存儲(chǔ)程序和數(shù)據(jù)，是具有記憶功能的部件。?輸入設(shè)備：把用戶的程序和數(shù)據(jù)輸入到計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器。?輸出設(shè)備：從計(jì)算機(jī)中取出程序執(zhí)行結(jié)果或其它信息。計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)圖4．計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)計(jì)算機(jī)軟件系統(tǒng)由系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件組成。5．計(jì)算機(jī)工作過程（理解）?首先要編制程序。?通過輸入設(shè)備將程序和原始數(shù)據(jù)送入存儲(chǔ)器?在程序運(yùn)行后，計(jì)算機(jī)就從存儲(chǔ)器中取出指令，送到控制器中去分析、識(shí)別。?控制器根據(jù)指令的含義發(fā)出相應(yīng)的命令，控制存儲(chǔ)器和運(yùn)算器的操作；?當(dāng)運(yùn)算器任務(wù)完成后，就可以根據(jù)指令序列將結(jié)果通過輸出設(shè)備輸出。?操作人員還可以通過控制臺(tái)啟動(dòng)或停止機(jī)器的運(yùn)行，或?qū)Τ绦虻膱?zhí)行進(jìn)行某種處理。1.3.2微型計(jì)算機(jī)是以微處理器為核心，配以大規(guī)模集成電路存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口電路及系統(tǒng)總線所組成的計(jì)算機(jī)。1．微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段30多年來，微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了以下幾個(gè)發(fā)展階段：第1階段(1971年~1972年):微型計(jì)算機(jī)采用4位的微處理器是Intel的4004和8008。第2階段(1973年~1977年)：微型計(jì)算機(jī)采用8位微處理器(如Intel的8080)。其流行機(jī)種是TRS-80和AppleII。第3階段（1978年~1984年）：微型計(jì)算機(jī)采用16位微處理器(如Intel的8086和808880286)。其流行機(jī)種是IBMPC和IBMPC/XT。微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展階段第4階段（1985年~1992年）：微型計(jì)算機(jī)采用32位微處理器(如Intel的80386、80486等)。其流行機(jī)種是PC386和PC486。第5階段（1993年至現(xiàn)在）：采用了新一代微處理器，如Pentium。Pentium處理器的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線為32位，外部數(shù)據(jù)總線為64位。目前流行機(jī)種是PIV。近來，出現(xiàn)了采用64位的微處理器作為CPU的微型計(jì)算機(jī)，64位微型計(jì)算機(jī)具有64位運(yùn)算能力、64位尋址空間和64位數(shù)據(jù)通路。2．微處理器、微型計(jì)算機(jī)與微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)微處理器是指采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將具有運(yùn)算器和控制器功能的電路及相關(guān)電路集成在一片芯片上的大規(guī)模集成電路。微處理器是微型計(jì)算機(jī)的核心，又稱為微型計(jì)算機(jī)的中央處理器。微型計(jì)算機(jī)是指以微處理器為核心，配以大規(guī)模集成電路構(gòu)成的主存儲(chǔ)器、輸入輸出接口電路及系統(tǒng)總線所組成的計(jì)算機(jī)。微型計(jì)算機(jī)又稱為個(gè)人計(jì)算機(jī)（PC）、微電腦等。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)是指以微型計(jì)算機(jī)為核心，配以相應(yīng)的外部設(shè)備、電源、輔助電路以及控制微型計(jì)算機(jī)工作的系統(tǒng)軟件所構(gòu)成的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。3．微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)屬于馮諾依曼結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)。但是，微型計(jì)算機(jī)的運(yùn)算器、控制器不再是兩個(gè)獨(dú)立的部件，它集成在一塊微處理器上，稱為微處理器。高檔微機(jī)有的使用兩個(gè)或多個(gè)微處理器。采用一個(gè)微處理器的微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)是由微處理器（CPU）、存儲(chǔ)器、系統(tǒng)總線及輸入輸出設(shè)備組成，如圖1-4所示。微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)圖（1）中央處理單元中央處理單元是一塊微處理器芯片，芯片上集成有控制器、運(yùn)算器、寄存器等功能部件。運(yùn)算器又稱算術(shù)邏輯單元，具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，是計(jì)算機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件?？刂破髦饕芍噶罴拇嫫鳌⒆g碼器、程序計(jì)數(shù)器、操作控制器等組成，負(fù)責(zé)對(duì)程序規(guī)定的控制信息進(jìn)行分析、控制，并協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或內(nèi)存訪問。寄存器是處理器內(nèi)部的暫時(shí)存儲(chǔ)單元。(2)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)器是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)記憶功能的部件。存儲(chǔ)器主要包括主存儲(chǔ)器和輔助存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器RAM和ROM組成，又稱為內(nèi)存；輔助存儲(chǔ)器又稱外存儲(chǔ)器，包括軟盤存儲(chǔ)器、硬盤存儲(chǔ)器和光盤等。（3）輸入輸出設(shè)備

常用的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、數(shù)碼相機(jī)等。常用的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀等。一般而言，外存儲(chǔ)器也屬于輸入、輸出設(shè)備。（4）總線微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)采用總線結(jié)構(gòu)將CPU、存儲(chǔ)器和外部設(shè)備進(jìn)行連接。所謂總線就是在兩個(gè)以上數(shù)字設(shè)備之間提供傳送信息的公用通道?？偩€通常由數(shù)據(jù)總線、控制總線和地址總線三部分組成。其中數(shù)據(jù)總線在CPU與內(nèi)存或輸入輸出接口之間傳送數(shù)據(jù)；控制總線用來傳送各種控制信號(hào)；地址總線用來傳送存儲(chǔ)單元或輸入輸出接口的地址信息。(5)網(wǎng)絡(luò)設(shè)備隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，微型計(jì)算機(jī)適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)的需求，出現(xiàn)了許多網(wǎng)絡(luò)設(shè)備，如路由器、調(diào)制解調(diào)器等。將這些設(shè)備硬說成是輸入輸出設(shè)備有點(diǎn)牽強(qiáng)附會(huì)，因此將這些設(shè)備歸為網(wǎng)絡(luò)設(shè)備。這樣，微計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)又可以說是由微處理器、存儲(chǔ)器、輸入、輸出設(shè)備和網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等部分組成。4．微型計(jì)算機(jī)主要組裝部件組成微型計(jì)算機(jī)的組裝部件主要有主機(jī)系統(tǒng)板、顯示器、鍵盤、軟磁盤驅(qū)動(dòng)器、硬磁盤驅(qū)動(dòng)器及各種適配卡。若要組裝一臺(tái)適合用戶需要的兼容機(jī)，只要選擇合適的一組配套的配件，并按照配件的技術(shù)要求，正確組合安裝，就可以構(gòu)成一臺(tái)微型計(jì)算機(jī)。5．微型計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)通常用微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)表述微型計(jì)算機(jī)的性能。微型計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)有字長(zhǎng)、主存儲(chǔ)器容量、時(shí)鐘頻率和運(yùn)算速度等。⑴字長(zhǎng)字長(zhǎng)是計(jì)算機(jī)中的CPU一次能夠同時(shí)處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)的位數(shù)，它直接影響到計(jì)算機(jī)的計(jì)算精度、功能和速度。一般微型計(jì)算機(jī)字長(zhǎng)有8位，16位，高檔微機(jī)為32位。目前已出現(xiàn)字長(zhǎng)64位的微型計(jì)算機(jī)。根據(jù)字長(zhǎng)分類，微型計(jì)算機(jī)可分為16位機(jī)，32位機(jī)、64位機(jī)等。⑵主存儲(chǔ)器容量主存儲(chǔ)器的容量指的是主存儲(chǔ)器中RAM和ROM的容量總和。主存儲(chǔ)器容量越大，運(yùn)算速度越快，數(shù)據(jù)處理能力越強(qiáng)。微計(jì)算機(jī)主存儲(chǔ)器以字節(jié)為單位存儲(chǔ)信息。通常，將1024個(gè)字節(jié)（Byte）稱為1KB，1024KB稱為1MB，1024MB稱為1GB。目前，Pentium機(jī)容量具有256MB，高端PC使用512MB，已經(jīng)開始向1GB內(nèi)存發(fā)展。微型計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)⑶運(yùn)算速度通常運(yùn)算速度用每秒鐘能執(zhí)行的指令數(shù)來表示，單位一般用MIPS（每百萬條指令/秒）。目前，高檔微機(jī)的運(yùn)算速度可達(dá)幾千萬次/秒。⑷主頻主頻是指計(jì)算機(jī)的時(shí)鐘頻率，單位為兆赫茲（MHz）。時(shí)鐘頻率很大程度上決定了計(jì)算機(jī)的運(yùn)算速度，時(shí)鐘頻率越高，運(yùn)算速度越快。目前，PentiumIV型芯片主頻高達(dá)3000MHz。第2章微處理器2.1微處理器的原理與組成2.1.1微處理器的基本結(jié)構(gòu)微處理器:是一種采用大規(guī)模集成電路技術(shù)，將具有運(yùn)算器和控制器功能的電路及相關(guān)電路集成在一片芯片上的大規(guī)?；虺笠?guī)模集成電路。微處理器的硬件1．

微處理器的硬件組成一般而言，微處理器芯片上集成有控制器、運(yùn)算器、寄存器以及連接它們的內(nèi)部總線等部件。運(yùn)算器具有算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算功能，是對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行加工處理的部件，又稱為算術(shù)邏輯單元。微處理器的硬件控制器主要由指令寄存器、譯碼器、程序計(jì)數(shù)器、操作控制器等組成，負(fù)責(zé)對(duì)程序規(guī)定的控制信息進(jìn)行分析、控制，協(xié)調(diào)輸入、輸出操作或內(nèi)存訪問。寄存器是微處理器內(nèi)部的暫時(shí)存儲(chǔ)單元。各部件之間通過內(nèi)部總線交換信息。2.1.2微處理器的工作原理微處理器的工作過程就是執(zhí)行程序的過程，而執(zhí)行程序就是逐步執(zhí)行一條條指令。微處理器在執(zhí)行一條指令的步驟如下。1.取指令指令預(yù)取部件向指令快存提取一條指令。2.指令譯碼指令譯碼部件將取得的指令翻譯成起控制作用的微指令。3.取操作數(shù)根據(jù)計(jì)算出的該指令所使用的操作數(shù)的物理地址，請(qǐng)求總線接口部件，通過總線從存儲(chǔ)器取得該操作數(shù)。4.執(zhí)行運(yùn)算按照指令操作碼的要求，通過執(zhí)行微指令，對(duì)操作數(shù)完成規(guī)定的運(yùn)算處理。5.回送結(jié)果將指令的執(zhí)行結(jié)果回送內(nèi)存或某寄存器中。微處理器的工作過程是取指令、指令譯碼、取操作數(shù)……，再取指令……，周而復(fù)始地進(jìn)行。2.1.3微處理器特點(diǎn)與分類1．微處理器的特點(diǎn)2．微處理器分類微處理器分類方法很多，主要有兩種。按微處理器位數(shù)分類有：位片、4位、8位、12位、16位、32位、64位等微處理器。2.28086/8088微處理器2.2.18086/8088主要特征8086主要特性8086主要特性是：16位數(shù)據(jù)總線（8088外部數(shù)據(jù)總線為8位）。20位地址總線，其中低16位與數(shù)據(jù)總線復(fù)用。16位端口地址線可尋址64K個(gè)I/O端口?？商幚韮?nèi)部軟件和外部硬件中斷，中斷源多達(dá)256個(gè)。支持單處理器、多處理器系統(tǒng)工作。2.2.28086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)它由兩大部分組成：總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)執(zhí)行部件EU(ExecutionUnit)。和一般的計(jì)算機(jī)中央處理器相比較，8086的EU相當(dāng)于運(yùn)算器，而BIU則類似于控制器。8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)1.執(zhí)行部件EU執(zhí)行部件EU是進(jìn)行數(shù)據(jù)處理、加工和有效地址計(jì)算的部件，即完成指令譯碼和執(zhí)行指令操作。它主要由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元、標(biāo)志寄存器、通用數(shù)據(jù)寄存器組、專用寄存器組和EU控制電路等組成。（1）算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)算術(shù)邏輯運(yùn)算單元是一個(gè)16位的運(yùn)算器，可用于8位、16位二進(jìn)制算術(shù)和邏輯運(yùn)算，也可按指令的尋址方式計(jì)算尋址存儲(chǔ)器所需的16位偏移量。（2）標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器是一個(gè)16位的寄存器，反映CPU運(yùn)算的狀態(tài)特征和存放某些控制標(biāo)志。8086使用了9位。標(biāo)志寄存器如圖2-3所示。其中6個(gè)標(biāo)志位用來反映CPU的運(yùn)行狀態(tài)信息CF進(jìn)位標(biāo)志：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)加法(或減法)運(yùn)算使最高位產(chǎn)生進(jìn)位(或借位)時(shí)，CF為1；否則為0。此外循環(huán)指令影響CF。PF奇偶標(biāo)志：當(dāng)指令執(zhí)行結(jié)果的低8位中含有偶數(shù)個(gè)1時(shí)，PF為1；否則為0。AF輔助進(jìn)位標(biāo)志：當(dāng)執(zhí)行一個(gè)加法(或減法)運(yùn)算使結(jié)果的低4位向高4位有進(jìn)位(或借位)時(shí)，AF為1；否則為0。ZF零標(biāo)志：若當(dāng)前的運(yùn)算結(jié)果為零，ZF為1；否則為0。SF符號(hào)標(biāo)志：它和運(yùn)算結(jié)果的最高位相同。OF溢出標(biāo)志：當(dāng)補(bǔ)碼運(yùn)算有溢出時(shí)，OF為1；否則為0。標(biāo)志寄存器控制標(biāo)志位3個(gè)控制標(biāo)志位用來控制CPU的操作，由程序進(jìn)行置位和復(fù)位。它們是：

TF跟蹤(陷阱)標(biāo)志：為方便程序調(diào)試而設(shè)置。若TF置1，8086處于單步工作方式；否則將正常執(zhí)行程序。

IF中斷允許標(biāo)志：用來控制可屏蔽中斷的響應(yīng)。

DF方向標(biāo)志：用來控制數(shù)據(jù)串操作指令的步進(jìn)方向。若DF置1，則串操作過程中地址會(huì)自動(dòng)遞減；否則自動(dòng)遞增。（3）數(shù)據(jù)寄存器4個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器AX、BX、CX、DX用于暫存計(jì)算過程中所用到的操作數(shù)及結(jié)果。數(shù)據(jù)寄存器既可作為16位，也可作為8位數(shù)據(jù)寄存器使用。4個(gè)16位的數(shù)據(jù)寄存器除用作通用寄存器外，還有各自的專門用途，例如:AX在算術(shù)運(yùn)算中用做累加器；BX在計(jì)算存儲(chǔ)器地址時(shí)常用做基址寄存器；CX在串操作指令及循環(huán)中用做計(jì)數(shù)器等。（4）專用寄存器8086提供了4個(gè)專用寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP、堆棧指針寄存器SP、源變址寄存器SI和目的變址寄存器DI。地址指針和變址寄存器一般用來存放地址的偏移量；SP和BP是用來指示存取位于當(dāng)前堆棧段中的數(shù)據(jù)所在的偏移地址；變址寄存器SI和DI用來存放當(dāng)前數(shù)據(jù)段的偏移地址。（5）EU控制電路EU控制電路負(fù)責(zé)從BIU的指令隊(duì)列緩沖器中取指令，并對(duì)指令譯碼，根據(jù)指令要求向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令，以完成各條指令規(guī)定的功能。2．總線接口部件BIU概述：總線接口部件BIU負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器及外部設(shè)備接口，完成8086/8088CPU與存儲(chǔ)器間的信息傳送。總線接口部件BIU由20位地址加法器、段寄存器、16位指令指針、指令隊(duì)列緩沖器和總線控制電路等組成。地址加法器和段寄存器（1）地址加法器和段寄存器8086的20條地址線，可直接尋址1MB存儲(chǔ)器物理空間。從CPU內(nèi)部看，它均為16位的寄存器，所以CPU不能直接尋址1MB空間。為此，8086用一組段寄存器將這1MB存儲(chǔ)空間分成若干個(gè)邏輯段，每個(gè)邏輯段長(zhǎng)度＜64KB，用4個(gè)16位的段寄存器分別存放各個(gè)段的起始地址(又稱段基址)。用16位的寄存器實(shí)現(xiàn)20位物理地址的形成過程如圖2-4所示。它是由專門的地址加法器將有關(guān)段寄存器內(nèi)容左移4位后，與16位偏移地址相加，形成一個(gè)20位物理地址。20位物理地址的形成過程圖代碼段寄存器CS存放當(dāng)前執(zhí)行程序所在代碼段的段基址。數(shù)據(jù)段寄存器DS存放程序當(dāng)前使用的數(shù)據(jù)段的段基址。堆棧段寄存器SS存放程序當(dāng)前使用的堆棧段的段基址，堆棧操作的數(shù)據(jù)就在這個(gè)段中。附加段寄存器ES存放程序當(dāng)前使用的附加段的段基址。（2）16位指令指針I(yè)P(InstructionPointer)16位指令指針I(yè)P用來存放將要取出的指令在現(xiàn)行代碼段中的偏移地址。它與CS組合使用，才能確定下一條指令存放單元的物理地址。（3）指令隊(duì)列緩沖器

8086的指令隊(duì)列為6個(gè)字節(jié)，在EU執(zhí)行指令的同時(shí)，從內(nèi)存中取下面一條或幾條指令，取來的指令依次存放在指令隊(duì)列中。它們按“先進(jìn)先出”的原則存放，并按順序取到EU中執(zhí)行。（4）總線控制電路總線控制電路將8086的內(nèi)部總線和外部總線相連，是8086與內(nèi)存單元和I／O端口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的必經(jīng)之路。它包括16條數(shù)據(jù)總線、20條地址總線和若干條控制總線，CPU通過這些總線與外部世界取得聯(lián)系，從而形成各種規(guī)模的8086微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。2.380286\80386\80486微處理器2.3.1.80286微處理器1.80286的特征第二代微處理器。是一種高性能的16位微處理器3.80286的工作方式80286微處理器有兩種工作方式：實(shí)地址方式和保護(hù)虛擬地址方式。80286有24根地址線，在實(shí)地址方式下，只使用其中的低20位地址(A0A19)，實(shí)際尋址能力和8086的一樣為1MB。80286在保護(hù)虛擬方式下，同樣利用段選擇器和偏移量組成邏輯地址。其邏輯尋址空間達(dá)230(1000MB)字節(jié)。但由于地址總線只有24根，因而實(shí)際的物理存儲(chǔ)空間最大為16MB(224B)。2.3.280386微處理器80386與80286相比，其主要改進(jìn)是：80386是一種32位微處理器；1.80386的特征

32位結(jié)構(gòu)的微處理器。32位的物理地址，最大可支持4GB字節(jié)的物理內(nèi)存空間。在保護(hù)方式下，其邏輯地址空間可高達(dá)64M字節(jié)。2.564位微處理器（1）Itaniums（安騰）處理器第3章80x86指令系統(tǒng)3.1

指令和指令系統(tǒng)3.1.1概述1.指令指令是計(jì)算機(jī)能夠識(shí)別和執(zhí)行的某種操作命令，每條指令都嚴(yán)格規(guī)定了在機(jī)器運(yùn)行時(shí)必須完成的一種操作。指令主要由操作碼和操作數(shù)地址兩個(gè)部分組成。操作碼是用來指出計(jì)算機(jī)應(yīng)執(zhí)行何種操作的一個(gè)二進(jìn)制代碼。操作數(shù)地址指出該指令所操作(處理)的對(duì)象(稱為操作數(shù))所在的存儲(chǔ)單元的地址。指定操作數(shù)所在位置的方法稱為尋址方式。一條指令的取出和執(zhí)行所必須的時(shí)間，稱為指令周期。指令周期的大小依指令不同而異。指令周期通常用幾個(gè)機(jī)器周期來表示，一個(gè)機(jī)器周期又包含若干個(gè)時(shí)鐘周期（或時(shí)鐘節(jié)拍）。2．指令系統(tǒng) 每一種微處理器有它自己獨(dú)有的一組指令。大體上分類如下。(1)數(shù)據(jù)傳送指令。(2)算術(shù)運(yùn)算指令。(3)邏輯運(yùn)算指令。(4)移位運(yùn)算指令。(5)位與位串操作指令。(6)控制轉(zhuǎn)移指令。(7)輸入／輸出指令。(8)其他指令。包括各種處理器控制指令，它們往往由操作系統(tǒng)專用。3．精簡(jiǎn)指令集(RISC)技術(shù)RISC結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)具有相對(duì)十分簡(jiǎn)單的指令系統(tǒng)，指令長(zhǎng)度固定，指令格式與種類簡(jiǎn)單，尋址的方式也少，在處理器中增設(shè)大量的通用寄存器，采用硬件控制，從而使指令執(zhí)行速度提高，同時(shí)依靠編譯軟件的支持調(diào)度指令的流水線執(zhí)行，這樣RISC系統(tǒng)獲得了較高的性能／價(jià)格比。從80486開始到奔騰系列，均采用了精簡(jiǎn)指令集(RISC)技術(shù)。3.1.2指令格式指令一般由操作碼和一個(gè)或多個(gè)操作數(shù)組成。操作碼指示指令所要完成的操作，例如數(shù)據(jù)傳送、加法、減法等；操作數(shù)指示指令執(zhí)行過程中所需要的數(shù)據(jù)，如加法指令中加數(shù)、被加數(shù)等，這些數(shù)據(jù)可以是操作數(shù)本身，也可以來自某寄存器或存儲(chǔ)器單元。一條指令中可以包含一個(gè)操作數(shù)，也可以包含一個(gè)以上的操作數(shù)。80x86微處理器機(jī)器指令編碼的一般格式:8086指令格式3.1.3指令周期微處理器的工作過程，不外乎取出指令、執(zhí)行指令，再取出指令、執(zhí)行指令,...這樣一個(gè)循環(huán)過程。一條指令的取出和執(zhí)行所必需的時(shí)間，稱為指令周期。指令周期是以一條指令的取出和執(zhí)行所必須的時(shí)間而定義的，其時(shí)間的基準(zhǔn)是微處理器時(shí)鐘周期。3.2尋址方式1．立即尋址

立即尋址又稱立即數(shù)尋址。操作數(shù)緊跟在操作碼之后，直接放在指令中，這種操作數(shù)稱為立即數(shù)。立即數(shù)規(guī)定只能為整數(shù)。立即數(shù)可以是8位或16位，若是16位，則低字節(jié)數(shù)放在低位地址中，高字節(jié)數(shù)放在高位地址中。例如：

MOVAX，2056HMOV指令是一個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令，它的功能是將數(shù)據(jù)2056H送AX寄存器，執(zhí)行后，AL中為56H，AH中為20H。舉例MOVAX，3912H這條語句中，MOV指令是一個(gè)數(shù)據(jù)傳送指令，它的功能是將數(shù)據(jù)3912H送入AX寄存器，執(zhí)行后，AL中為12H，AH中為39H。直接尋址在直接尋址方式下，操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中，該存儲(chǔ)單元的16位段內(nèi)偏移地址（又稱有效地址EA）緊跟在操作碼之后，直接包含在指令中，存放在代碼段區(qū)域內(nèi)。如果指令中未指定段跨越前綴，即未指明操作數(shù)存放在哪一段中，則默認(rèn)操作數(shù)存放在數(shù)據(jù)段中。操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[DS]+指令中16位地址偏移量（即有效地址EA）如果操作數(shù)存放在數(shù)據(jù)段以外的段中，則應(yīng)在指令中指定段跨越前綴。舉例MOVAX，DS：[2000H]；將數(shù)據(jù)段中偏移地址為2000H中的數(shù)送給AL，；2001H中的數(shù)送給AH如果（DS）=1000H，（12000H）=1234H，則EA=2000H，物理地址為12000H。寄存器尋址1．特征操作數(shù)存放在指令指定的寄存器中。對(duì)于8位操作數(shù)，寄存器可以為AL，AH，BL，BH，CL，CH，DL，DH中的任一個(gè)，對(duì)于16位操作數(shù)，寄存器可為AX，BX，CX，DX，SI，DI，SP或BP之一。在寄存器尋址方式下，操作數(shù)從寄存器取得，而無需訪問存儲(chǔ)器來獲取操作數(shù)，因此執(zhí)行速度較快。寄存器尋址舉例MOVDX，AX；將AX中的內(nèi)容送入BX如果指令執(zhí)行前（AX）=5308H，（DX）=1040H則指令執(zhí)行后（DX）=5308H，（AX）保持不變，如圖4-3所示。寄存器間接尋址1．特征在寄存器間接尋址方式下，操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中。操作數(shù)地址的16位段內(nèi)偏移地址包含在寄存器BX、BP、SI和DI之一中，這些寄存器由指令指定。如果指令中未指定段跨越前綴，則尋址時(shí)，對(duì)于BX、SI、DI寄存器，默認(rèn)操作數(shù)在數(shù)據(jù)段中，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[DS]+[BX]/[SI]/[DI]對(duì)于BP寄存器，默認(rèn)的段寄存器為SS，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[SS]+[BP]。舉例MOVAX，[SI]如果（DS）=1000H，（SI）=2000H，（12000H）=1234H，則該指令操作過程如圖所示。寄存器相對(duì)尋址1．特征操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中，其有效地址由一個(gè)基址或變址寄存器的內(nèi)容加上指令中指定的一個(gè)8位或16位偏移地址來得到。即[BX][BP]有效地址EA＝[SI]+（8位或16位偏移量）[DI]如果指令中未指定段跨越前綴，則尋址時(shí)，對(duì)于BX、SI、DI寄存器，段寄存器使用DS，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[DS]+[BX]/[SI]/[DI]+(8/16位偏移量)對(duì)于BP寄存器，段寄存器使用SS，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[SS]+[BP]+(8/16位偏移量)舉例MOVAX，COUNT[SI]或MOVAX，[COUNT+SI]若（DS）=1000H，（SI）=2000H，COUNT=3000H，（15000H）=1234H，其尋址過程則如圖所示?；芳幼冎穼ぶ?．特征操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中，其有效地址為一個(gè)基址寄存器的內(nèi)容加上一個(gè)變址寄存器的內(nèi)容，這兩個(gè)寄存器均由指令指定。即:有效地址EA＝[BX]+[SI][BP][DI]如果無段跨越前綴，對(duì)于基址寄存器使用BX，則默認(rèn)的段寄存器為DS，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[DS]+[BX]+[SI]/[DI]如果基址寄存器使用BP，則默認(rèn)的段寄存器為SS，操作數(shù)的物理地址為：物理地址=16d×[SS]+[BP]+[SI]/[DI]舉例MOVAX，[BX][SI]或MOVAX，[BX+SI]若（DS）=1000H,（BX）=2000H,（SI）=1000H，（13000H）=1234H，其尋址過程如圖所示。相對(duì)的基址加變址尋址1.特征操作數(shù)存放在存儲(chǔ)單元中，其有效地址是一個(gè)基址寄存器的內(nèi)容加上一個(gè)變址寄存器的內(nèi)容，再加一個(gè)8位或l6位的偏移量。基址寄存器、變址寄存器和偏移量由指令指定。當(dāng)基址寄存器為BX時(shí),使用DS為段寄存器；當(dāng)基址寄存器為BP時(shí)，使用SS為段寄存器。物理地址=16d×[DS]+[BX]+[SI]/[DI]+(8/16位偏移量)或物理地址=16d×[SS]+[BP]+[SI]/[DI]+(8/16位偏移量)2．舉例MOVAX，COUNT[BX][SI]或MOVAX，COUNT[BX+DI]或MOVAX，[COUNT+BX+DI]設(shè)（DS）=1000H，（BX）=2000H，（SI）=1000H，COUNT=0300H，（13000H）=1234H，其尋址過程如圖所示。例題已知（DS）=2000H，（BX）=0100H，（SI）=0002H，（20100）=12H，（20101）=34H，（20102）=56H，（20103）=78H，（21200）=2AH，（21201）=4CH，（21102）=B7H，（21203）=65H，內(nèi)存單元的值如圖所示。試給出下列各條指令執(zhí)行完后AX寄存器的值。（1）MOVAX，1200H答：執(zhí)行后，（AX）=1200H（2）MOVAX，BX答：執(zhí)行后，（AX）=0100H（3）MOVAX，[1200H]答：源操作數(shù)的段地址=DS=2000H，有效地址=1200H，源操作數(shù)的物理地址=2000H×16+1200H=21200H，指令執(zhí)行后，（AX）=4C2AH3.380X86指令系統(tǒng)3.3.1數(shù)據(jù)傳送指令數(shù)據(jù)傳送指令用于寄存器、存儲(chǔ)單元、或輸入輸出端口之間傳送數(shù)據(jù)或地址。8086／8088有14種數(shù)據(jù)傳送指令，可分為4類：通用數(shù)據(jù)傳送指令輸入輸出數(shù)據(jù)傳送指令地址傳送指令標(biāo)志傳送指令。通用數(shù)據(jù)傳送指令1.通用數(shù)據(jù)傳送指令(1)傳送指令MOV指令格式：MOVDST,SRC指令執(zhí)行的操作：（DST）（SRC）MOV是指令助記符，DST是目的操作數(shù)，SRC是源操作數(shù)。MOV指令的功能是將字節(jié)或字?jǐn)?shù)據(jù)從源地址傳送到目的地址。源操作數(shù)可以是通用寄存器、段寄存器、存儲(chǔ)器和立即數(shù)，目的操作數(shù)可以是通用寄存器、段寄存器(CS除外)和存儲(chǔ)器。MOV指令用法MOVAL，BL；BL中8位數(shù)據(jù)送ALMOVCX，SI；SI中16位數(shù)據(jù)送CXMOVAX，[BX]；由BX尋址的兩個(gè)內(nèi)存單元的內(nèi)容送AXMOV[DI],AX；累加器內(nèi)容送DI尋址的兩個(gè)內(nèi)存單元MOVCX,[1000H]；將由EA=1000H尋址的兩單元的內(nèi)容送CXMOV指令用法MOV[BX][SI]，DX； 將DX的內(nèi)容送BX+SI 尋址的兩內(nèi)存單元MOVAX，[BP][DI]； 將BP+DI尋址的內(nèi)存 單元的內(nèi)容送AXMOVCL，77H； 立即數(shù)送CLMOVBX,DATA1； 將符號(hào)地址DATA1的 存儲(chǔ)內(nèi)容送BXMOV指令時(shí)應(yīng)注意：MOV指令是傳送8位數(shù)據(jù)還是16位數(shù)據(jù)，取決于指令中所涉及的寄存器是8位還是16位，或者取決于立即數(shù)的形式；MOV指令中的源操作數(shù)或目的操作數(shù)兩者中，至少有一個(gè)是用寄存器指出的；MOV指令不能在兩個(gè)內(nèi)存單元間傳送數(shù)據(jù)；MOV指令的執(zhí)行不影響標(biāo)志寄存器的內(nèi)容。不正確的MOV指令用法MOVCX，AX；不能用MOV指令給代碼段寄存器送數(shù)，但可其他段寄存器送數(shù)。MOVDX，EX；不允許如此送數(shù)。MOVDX，12H；不允許如此送數(shù)。MOV[BX]，12H；未指明[BX]所指定的偏移地址是字節(jié)數(shù)據(jù)地址還是字?jǐn)?shù)據(jù)地址。MOVDX，DH；源操作數(shù)與目的操作數(shù)的位數(shù)不同。MOV[BX+BP]，AX；目的操作數(shù)使用了兩個(gè)基址寄存器。(2)PUSH指令指令格式：PUSHSRC指令操作：將字壓入堆棧。源操作數(shù)可以是任一段寄存器、通用寄存器和存儲(chǔ)器。用法例子如下：PUSHAX；將AX內(nèi)容推入堆棧PUSHDS；將DX內(nèi)容推入堆棧PUSH[BX+DI]；將BX+DI和BX+DI+1兩單元的內(nèi)容推入堆棧。(3)POP指令指令格式：POPDST指令操作：將字從堆棧彈出至目的操作數(shù)。目的操作數(shù)規(guī)定與PUSH相同，只是POP指令不允許使用CS。用法例子如下：POPAX；將棧頂兩單元彈出送AXPOPDS；將棧頂兩單元彈出送DXPOPBUFFER；將棧頂兩單元彈出送BUFFER和BUFFER+1兩單元(4)XCHG指令指令格式：XCHGOP1,OP2指令操作：源、目的操作數(shù)之間交換一個(gè)字節(jié)或字的數(shù)據(jù)。源或目的操作數(shù)只能取通用寄存器或通用寄存器與存儲(chǔ)器。三種用法例子如下：XCHGAX，CX；CX和AX之間進(jìn)行字交換XCHGAL，BL；AL和BL之間進(jìn)行字節(jié)交換XCHGAX,[BP+DI]；AX的內(nèi)容和BP+DI，BP+DI+1兩單元內(nèi)容交換(5)XLAT指令XLAT指令的功能是(AL)[BX+AL]，即將BX寄存器內(nèi)容加上AL寄存器內(nèi)容作為操作數(shù)的偏移地址，從這個(gè)地址取一字節(jié)內(nèi)容送AL寄存器。2.輸入輸出數(shù)據(jù)傳送指令輸入輸出指令可以分為兩大類：一類是直接輸入輸出指令；另一類是間接輸入輸出指令。(1)輸入指令I(lǐng)N指令格式：IN累加器，端口地址指令功能是將數(shù)據(jù)從輸入端口傳送到累加器。用法例子如下：INAL，PORT；將PORT端口的一字節(jié)內(nèi)容送ALINAX，ROPT；將相鄰兩端口地址的內(nèi)容送AX輸入指令I(lǐng)N間接輸入指令的例子如下。假定在執(zhí)行這些指令前，在DX寄存器中已用傳送指令設(shè)置好端口號(hào)。INAL,DX；從DX所指的端口中讀取一個(gè)字節(jié)INAX,DX；從DX和DX+1所指的兩個(gè)端口中讀取一個(gè)字(2).輸出指令OUT指令格式：OUT端口地址，累加器指令功能是將數(shù)據(jù)從累加器傳送到輸出端口中。用法例子如下：OUTPORT，AL；將AL的一字節(jié)內(nèi)容送PORT端口OUTPORT，AX；將AX的內(nèi)容送PORT和PORT+1相鄰兩端口對(duì)于間接輸入指令，假定在執(zhí)行這些指令前，在DX寄存器中已用傳送指令設(shè)置好端口號(hào)。用法例子如下：OUTDX,AL；將AL的一字節(jié)內(nèi)容送DX所指定的端口OUTDX,AX；將AL的內(nèi)容送DX所指定的端口，AH的內(nèi)容送DX+1端口輸出。IN指令注意：IN指令中當(dāng)端口地址處于0～255之間時(shí)，可采用格式：INAL/AX，PORT，將PORT端口內(nèi)容送AL或AX寄存器中；當(dāng)端口地址大于255時(shí)，必須采用格式：INAL/AX，DX，先將端口地址送DX，再將DX所指端口內(nèi)容送AL或AX寄存器中。OUT指令使用與IN指令相同。3.地址傳送指令

(1)

LEA指令指令格式：LEADST,SRCLEA指令的功能是取有效地址。源操作數(shù)必須是一個(gè)內(nèi)存單元地址，目的操作數(shù)必須是16位的通用寄存器。此指令將源操作數(shù)的地址偏移量送目的操作數(shù)。用法例子如下：LEADI，MAXXl；將MAXXl地址偏移量送DILEABX,[BP+SI]；指令執(zhí)行后，BX中的內(nèi)容為BP+SI的值。

3.3.2算術(shù)運(yùn)算指令1．加法指令(1)ADD指令指令格式：ADDDST,SRCADD指令實(shí)現(xiàn)兩個(gè)操作數(shù)相加，結(jié)果送原來存放目的操作數(shù)的地方。目的操作數(shù)可以是累加器、通用寄存器或存儲(chǔ)器操作數(shù)。加法指令可以完成累加器與立即數(shù)、或與任一通用寄存器、或與存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相加，結(jié)果放在累加器中。加法指令可以完成任一通用寄存器與任一通用寄存器、或與立即數(shù)、或與存儲(chǔ)單元的內(nèi)容相加，其“和”放在通用寄存器中。加法指令也可以實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器操作數(shù)與立即數(shù)、或與累加器、或與通用寄存器內(nèi)容相加，其?°和?±放在存儲(chǔ)單元中。應(yīng)注意:存儲(chǔ)器操作數(shù)與立即數(shù)相加時(shí)，必須指明操作數(shù)的類型。ADD指令的執(zhí)行結(jié)果將影響標(biāo)志位CF、AF、PF、ZF、SF和OF。(2)ADC指令指令格式：ADCDST,SRCADC指令與ADD類似，不同之處在于兩個(gè)操作數(shù)相加時(shí)，還要加上進(jìn)位標(biāo)志CF的當(dāng)前值，結(jié)果送原來存放目的操作數(shù)的地方。指令執(zhí)行結(jié)果對(duì)標(biāo)志值的影響與ADD相同(3)INC指令指令格式：INCOP指令完成的工作是操作數(shù)OP加l。操作數(shù)可以是通用寄存器，也可為存儲(chǔ)器操作數(shù)。用法例子如下：INCAL；將AL中的內(nèi)容加1,結(jié)果送ALINCCX；將CX中的內(nèi)容加1,結(jié)果送CX該指令執(zhí)行結(jié)果影響標(biāo)志位SF、ZF、AF、PF和OF，而對(duì)CF無影響。[例]設(shè)指令執(zhí)行前AL寄存器的內(nèi)容為FFH，執(zhí)行INCAL后，AL寄存器的內(nèi)容為00H，而對(duì)CF無影響。2．減法指令(1)

SUB指令指令格式：SUBDST,SRC該指令完成兩個(gè)操作數(shù)相減，結(jié)果放在目的操作數(shù)DST中。其規(guī)則與加法指令相同。用法例子如下：SUBAL，10；（AL）=(AL)-10SUBCX，BX；(CX)=(CX)-(BX)SUB[BP+2]，CL；由BP+2尋址的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容減(CL)，結(jié)果存入該單元SUBAX，[BX+2]；(AX)=(AX)-由BX+2尋址的存儲(chǔ)單元的內(nèi)容。SUB的執(zhí)行結(jié)果影響標(biāo)志位SF、ZF、AF、PF、CF和OF(2)SBB指令指令格式：SBBDST,SRC此指令為帶借位減法指令。該指令與SUB基本相同，不同的是兩個(gè)操作數(shù)相減時(shí)，還要減去借位標(biāo)志位CF的當(dāng)前值。(3)DEC指令指令格式：DECOP該指令完成對(duì)操作數(shù)OP減1運(yùn)算后返回操作數(shù)中。操作數(shù)可以是寄存器或存儲(chǔ)器，例如：DECAX；(AX)=(AX)-1指令執(zhí)行對(duì)標(biāo)志位CF無影響，但影響標(biāo)志位SF、ZF、AF、PF和OF。(4)NEG指令指令格式：NEGOP該指令完成對(duì)操作數(shù)取補(bǔ)，即用零減去操作數(shù)，再把結(jié)果送回操作數(shù)。用法例子如下：NEGAL；操作數(shù)為寄存器NEGMAXX；操作數(shù)為存儲(chǔ)器該指令執(zhí)行結(jié)果影響標(biāo)志位SF、ZF、AF、PF和OF，對(duì)于CF一般總是CF＝1，只有當(dāng)操作數(shù)為O時(shí)CF＝O。

(5)CMP指令指令格式：CMPDST,SRCCMP指令為比較指令。該指令進(jìn)行兩個(gè)操作數(shù)相減，但不回送結(jié)果，結(jié)果只影響狀態(tài)標(biāo)志位。操作數(shù)規(guī)定與加法操作數(shù)相同。CMP指令只比較兩個(gè)數(shù)的大小。如果兩個(gè)數(shù)相等，則ZF＝1，否則ZF為0。若兩個(gè)數(shù)不相等，則其大小的確定可利用CMP指令執(zhí)行后的其它標(biāo)志位來確定。例如，對(duì)于無符號(hào)數(shù)，可利用CF標(biāo)志值來判斷。當(dāng)CF＝1時(shí)，則DST＜SRC；當(dāng)CF＝O時(shí)，則DST＞SRC。對(duì)于有符號(hào)數(shù)，則用標(biāo)志位SF和OF的狀態(tài)一同判定。CMP用法用法例子如下：CMPAX，BXCMPAL，100CMPAX，[SI+2][例]設(shè)SI寄存器的內(nèi)容是01BAH，執(zhí)行指令CMPSI，0200H后，SI寄存器的內(nèi)容仍是01BAH，狀態(tài)位：P=0；AF置1；符號(hào)位CF置1；Z置0。(6)AAS指令該指令完成對(duì)在AL中的兩個(gè)非組合的BCD數(shù)相減的結(jié)果進(jìn)行校正，在AL中產(chǎn)生一個(gè)正確的非組合BCD數(shù)的差。(7)DAS指令該指令完成對(duì)BCD碼減法結(jié)果的調(diào)整。完成對(duì)在AL中兩個(gè)組合的十進(jìn)制數(shù)相減以后的結(jié)果進(jìn)行校正，在AL中產(chǎn)生—個(gè)正確的組合十進(jìn)制數(shù)的差。3．乘法指令(1)MUL指令指令格式：MULSRC該指令完成源操作數(shù)SRC與累加器中的數(shù)相乘，結(jié)果放在累加器中。參與運(yùn)算的操作數(shù)可以是寄存器或存儲(chǔ)器。積為雙字節(jié)長(zhǎng)時(shí)，放在AX中；乘積為雙字長(zhǎng)時(shí)，分別存放在DX(乘積的高l6位)和AX中。[例]執(zhí)行下列指令序列MOVAL，F(xiàn)IRSTMULSECONDMOVTHIRD，AX；將內(nèi)存單元FIRST和SECOND的兩個(gè)字節(jié)的內(nèi)容相乘，乘積放在由THIRD尋址的兩個(gè)內(nèi)存單元內(nèi)。MUL指令運(yùn)行結(jié)果只影響標(biāo)志位CF和OF。(2)IMUL指令指令格式：IMULSRCIMUL指令為帶符號(hào)數(shù)相乘指令，即將源操作數(shù)與累加器中的數(shù)都作為帶符號(hào)數(shù)相乘，其余與MUL指令相同。用法例子如下：eq\o\ac(○,1)字節(jié)乘法：IMULDH；(AL)乘(DH),有符號(hào)數(shù)留在AX中。eq\o\ac(○,2)字乘法：IMULDI；(AX)乘(DI),有符號(hào)數(shù)放在DX和AX中。(3)AAM指令該指令完成對(duì)BCD碼乘法結(jié)果的調(diào)整。AAM對(duì)在AX中兩個(gè)非組合的BCD數(shù)的乘積進(jìn)行調(diào)整，以得到正確的非組合的BCD數(shù)的乘積。調(diào)整方法為，用10(0AH)除AL寄存器，商存AH寄存器,余數(shù)存AL寄存器。[例3]設(shè)AL寄存器為07H，BL寄存器為09H，執(zhí)行指令MULAL,BLAAM后，AX寄存器為0603H。4．除法指令(1)DIV指令指令格式：DIVSRC該指令為無符號(hào)除法指令。用指定的源操作數(shù)SRC去除累加器中的值，所得商和余數(shù)分別放在AL和AH(字節(jié)操作)或AX和DX(字操作)中。除法指令中進(jìn)行字節(jié)操作時(shí)：AX中存放16位被除數(shù)，源操作數(shù)為8位除數(shù)，結(jié)果的8位商存放在AL中，8位余數(shù)存放在AH中；進(jìn)行字操作時(shí)：DX存放32位被除數(shù)的高位字，AX存放被除數(shù)的低位字，源操作數(shù)為16位除數(shù)，結(jié)果的16位商存放在AX中，16位余數(shù)存放在DX中。[例]下列指令序列MOVCL，100DIVCL完成累加器AX中的數(shù)除以100，商在AL中，余數(shù)在AH中。(2)其它除法指令I(lǐng)DIV:完成帶符號(hào)數(shù)的除法運(yùn)算。AAD:BCD碼除法結(jié)果調(diào)整。完成AX中的兩位非組合的BCD數(shù)在兩個(gè)數(shù)相除之前進(jìn)行校正。CBW:字節(jié)轉(zhuǎn)換為字。具體操作是按AL的符號(hào)位擴(kuò)展到整個(gè)AH中。CWD:字轉(zhuǎn)換為雙字。按AX的符號(hào)擴(kuò)展到整個(gè)DX中。3.3.3邏輯運(yùn)算和移位指令

1．邏輯運(yùn)算指令(1)NOT指令指令格式：NOTOP該指令完成對(duì)操作數(shù)求反，然后送回原處。例如：NOTAL此指令對(duì)標(biāo)志位無影響。(2)AND指令指令格式：ANDDST,SRC該指令實(shí)現(xiàn)對(duì)兩操作數(shù)進(jìn)行按位邏輯?°與?±運(yùn)算，結(jié)果送目的操作數(shù)。目的操作數(shù)可為通用寄存器、存儲(chǔ)器，源操作數(shù)可以是立即數(shù)、寄存器、存儲(chǔ)器。用法例子如下：：ANDAL，80HANDAX,BXANDBETA[DI]，SI(3)OR指令

指令格式：ORDST,SRC該指令是對(duì)兩操作數(shù)進(jìn)行按位邏輯?°或?±運(yùn)算，結(jié)果回送目的操作數(shù)。操作數(shù)規(guī)定與AND相同。例如：ORAL，80HORBX，SIORBX，DATA“或”運(yùn)算令標(biāo)志位CF＝O，OF＝0，其”或”操作后的結(jié)果反映在標(biāo)志位PF、SF和ZF上。(4)XOR指令

指令格式：XORDST,SRC該指令完成對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行按位?°異或?±運(yùn)算，結(jié)果回送目的操作數(shù)。例如：XORAL，OFHXORAX，BXXORCX，DATA_WORDXOR執(zhí)行后，標(biāo)志位CF＝0，OF＝0，“異或”操作結(jié)果反映在標(biāo)志位PF、SF和ZF上。(5)TEST指令指令格式：TESTOP1，OP2TEST指令的操作與AND指令完全相同，但結(jié)果不回送目的操作數(shù)，僅反映在狀態(tài)標(biāo)志位上。TEST指令的操作數(shù)規(guī)定與AND相同，對(duì)標(biāo)志位的影響亦與AND相同，即：CF＝0，OF＝0，結(jié)果反映在標(biāo)志位PF、SF和ZF上。例如：TESTAX，DXTESTDATA_WORD，SITESTBETA[BX][SI]，CXTESTAL，MAXX12．移位指令移位指令可將寄存器或存儲(chǔ)單元的8位或16位的內(nèi)容向左或向右移動(dòng)l位或多位。(1)SAL／SHI指令指令格式：SAL/SHIOPmSAL(算術(shù)左移)和SHL(邏輯左移)指令將操作數(shù)OP左移m位，移位后空出的位填零。操作數(shù)可以是寄存器、存儲(chǔ)器。m是移位次數(shù)，為1時(shí)取立即數(shù)，大于l時(shí)先將m賦予CL寄存器。例如：SHLAH，1或MOVCL，4SHLAX，CL(2)SAR指令

指令格式：SAROPm該指令為算術(shù)右移指令。將指定操作數(shù)右移m位，最低位進(jìn)入標(biāo)志位CF，其它位依次右移，但符號(hào)位(最高位)保持不變。m的規(guī)定與SHL相同。例如：．MOVCL，5SARAX，CL(3)SHR指令

指令格式：SHROPm該指令為邏輯右移指令。與SAR類似，最低位進(jìn)入標(biāo)志位CF，但移位后空位的最高位填0。3．循環(huán)移位指令8086／8088有四條循環(huán)移位指令，它們是：ROLOPm；左循環(huán)移位ROROPm；右循環(huán)移位RCLOPm；帶進(jìn)位的左循環(huán)移位RCROPm；帶進(jìn)位的右循環(huán)移位循環(huán)移位指令可對(duì)字節(jié)或字進(jìn)行操作，操作數(shù)可以是寄存器或存儲(chǔ)器。可以移位1次，也可以移位由CL寄存器規(guī)定的次數(shù)，這時(shí)，需先做：MOVCL，mROL和ROR循環(huán)移位指令未把標(biāo)志位CF包含在循環(huán)的環(huán)中。ROL指令每執(zhí)行1次，其最高位一方面進(jìn)入CF，另一方面返回操作數(shù)的最低位；ROR與ROL不同，每執(zhí)行1次，其最低位一方面進(jìn)入CF，另一方面循環(huán)回操作數(shù)的最高位。RCL和RCR的循環(huán)的環(huán)中包括標(biāo)志位CF。RCL每執(zhí)行1次，操作數(shù)的最高位進(jìn)入CF，而原有CF的內(nèi)容送到操作數(shù)的最低位；RCR每執(zhí)行1次，標(biāo)志位的內(nèi)容送操作數(shù)的最高位，而操作數(shù)的最低位送CF。左移一位，只要左移后的數(shù)未超過一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字的表示范圍，則相當(dāng)于原數(shù)乘2，右移一位相當(dāng)于除2。3.3.4串操作指令串可以是字節(jié)串(一組字節(jié))或字串(一組字)。串指令有兩類，每類有5種。一類是串操作命令，一類是控制操作重復(fù)執(zhí)行的前綴命令。串操作時(shí)，下列寄存器及標(biāo)志起著特定的作用，程序應(yīng)根據(jù)操作的具體要求先賦予初值。SI寄存器源串變址用DI寄存器目的串變址用CX寄存器重復(fù)次數(shù)寄存器AL／AX掃描值(關(guān)鍵字)FLAGS中標(biāo)志位:DF0表示重復(fù)操作中DI、SI應(yīng)自動(dòng)增量，1表示自動(dòng)減量。ZF用于控制掃描或比較操作結(jié)果1．基本串操作命令(1)MOVS指令該指令將由SI作為偏移地址的源串中的一個(gè)字節(jié)或字，傳送到由DI作為偏移地址的目的串，且相應(yīng)修改偏移地址，以指向串中下一個(gè)元素。傳送完一個(gè)字節(jié)或字后，則依據(jù)控制標(biāo)志位DF和源、目的操作數(shù)的屬性，修改偏移地址。在使用MOVS指令之前，必須將源、目的操作數(shù)的偏移地址分別送SI、DI，并設(shè)置DF。(2)MOVSB／MOVSW指令字節(jié)串／字串傳送命令，不帶操作數(shù)，地址修改MOVSB命令以±l形式修改偏移地址，MOVSW以±2形式修改偏移地址。其余與MOVS相同。（3）MPS指令指令格式：MPSDST,SRC字節(jié)串或字串比較指令。從由SI作為偏移地址的源串中減去由DI為偏移地址的目標(biāo)串(字或字節(jié))，減的結(jié)果不送至任何操作數(shù)，僅反映到標(biāo)志位上。同時(shí)修改源、目的串的偏移地址，以指向串中的下一個(gè)元素。標(biāo)志位AF、CF、OF、PF、SF和ZF反映兩串元素之間的關(guān)系。(4)CMPSB／CMPSW字節(jié)串／字串比較，無操作數(shù)。(5)LODSOP讀出字節(jié)串或字串。從由SI為偏移地址的源串中讀出一個(gè)字節(jié)或一個(gè)字送AL或AX，同時(shí)修改偏移地址，指向串的下一個(gè)元素。此指令對(duì)標(biāo)志位無影響。(6)LODSB/LODSW字節(jié)或字操作，無操作數(shù)。(7)SCASDST搜索(掃描)串元素命令。從AL(字節(jié)操作)或AX的內(nèi)容中減去由DI作為偏移地址的目標(biāo)串元素。結(jié)果不改變累加器的值，只改變標(biāo)志位。利用SCAS指令可以進(jìn)行搜索，此時(shí)將搜索關(guān)鍵字放在AL(字節(jié))或AX(字)中，用于查找字符串中有無此關(guān)鍵字，并記錄查找次數(shù)。(8)SCASB／SCASW搜索串中字節(jié)或字元素，無操作數(shù)。(9)STOSOP存儲(chǔ)字節(jié)或字串的指令。意義為將AL(字節(jié))或AX(字)中內(nèi)容，存儲(chǔ)到以DI為偏移地址的目的串中，同時(shí)修改偏移地址，指向串的下一個(gè)元素。(10)STOSB／STOSW存儲(chǔ)字節(jié)串／字串，無操作數(shù)。2．重復(fù)前綴(1)REP可作為串傳送、串比較、串存儲(chǔ)、串搜索指令的前綴。最常用的是串傳送指令，使用時(shí)數(shù)據(jù)長(zhǎng)度必須放在CX中。(2)REPE／REPZ用于串傳送、串搜索指令的前綴，使緊隨其后的指令重復(fù)執(zhí)行，直到CX為0或ZF＝0為止。(3)REPNE／REPNZ用于串比較或串搜索指令的前綴，使其重復(fù)執(zhí)行直到CX＝0或ZF＝l為止。3.3.5程序控制指令8086／8088程序中指令的執(zhí)行順序是由代碼寄存器CS和指針I(yè)P來決定的。程序轉(zhuǎn)移指令用來改變這兩個(gè)寄存器的內(nèi)容，從而改變程序的執(zhí)行順序。轉(zhuǎn)移指令分四組：無條件轉(zhuǎn)移指令、條件轉(zhuǎn)移指令、循環(huán)控制指令及有關(guān)中斷指令。1．無條件轉(zhuǎn)移指令(1)JMPOP(標(biāo)號(hào))無條件轉(zhuǎn)移到目的單元，無返回值。段內(nèi)直接轉(zhuǎn)移，范圍為段內(nèi)任何位置(±32K)。若轉(zhuǎn)移范圍在±127B之內(nèi)時(shí)，則稱之為段內(nèi)短轉(zhuǎn)移。例如：JMPSHORTLOOPl；段內(nèi)短轉(zhuǎn)移段間直接轉(zhuǎn)移，可轉(zhuǎn)到程序的任何位置，例如：JMPFARPTRLOOPl此時(shí)需用LOOPl的段地址和偏移地址取代當(dāng)前的CS和IP。段內(nèi)間接轉(zhuǎn)移，可轉(zhuǎn)移到段內(nèi)的任何位置，例如：JMPCX指令執(zhí)行時(shí)用CX的內(nèi)容取代當(dāng)前IP，而CS不變。段間間接轉(zhuǎn)移，可轉(zhuǎn)移到程序的任何位置。例如：JMPSEGOFF指令執(zhí)行時(shí)，在由SEGOFF的段和偏移量所確定的雙字單元中，用較小地址的字單元內(nèi)容取代IP，較大地址字單元內(nèi)容取代CS。(2)CALLOP調(diào)用指令。(3)RET返回指令。2．條件轉(zhuǎn)移指令條件轉(zhuǎn)移指令以將上一條指令的執(zhí)行結(jié)果為測(cè)試條件，各條件轉(zhuǎn)移指令所用測(cè)試條件不同，滿足條件時(shí)則轉(zhuǎn)移到指令規(guī)定的轉(zhuǎn)移地址去執(zhí)行，否則繼續(xù)按原順序執(zhí)行。本類指令的轉(zhuǎn)移的目的地址在土127字節(jié)以內(nèi)，并且都不影響標(biāo)志位。本類指令大體上分三類：(1)單個(gè)標(biāo)志位條件轉(zhuǎn)移指令(2)無符號(hào)數(shù)的條件轉(zhuǎn)移指令(見表3-4)(3)帶符號(hào)數(shù)的條件轉(zhuǎn)移指令(見表3-5)3．循環(huán)指令循環(huán)控制指令用來控制一個(gè)程序段的重復(fù)執(zhí)行。(1)LOOP標(biāo)號(hào)目標(biāo)地址在+1~128字節(jié)以內(nèi)，重復(fù)次數(shù)置CX中且CX10時(shí)循環(huán)。它等效于下述2條指令的組合：DECCXJNEAGAIN4．中斷指令中斷指令允許程序在各需要時(shí)去啟動(dòng)中斷服務(wù)程序。INTn啟動(dòng)由類型碼n所規(guī)定的中斷服務(wù)程序。INTO溢出中斷。IRET中斷返回。第4章匯編語言程序設(shè)計(jì)

4.1匯編語言的基本概念1.機(jī)器語言計(jì)算機(jī)能夠直接識(shí)別并執(zhí)行某種操作的二進(jìn)制代碼串稱為機(jī)器指令，全部機(jī)器指令的集合構(gòu)成計(jì)算機(jī)的指令系統(tǒng)。這個(gè)指令系統(tǒng)能直接為計(jì)算機(jī)識(shí)別和執(zhí)行，稱為機(jī)器語言。2.匯編語言用指令助記符、符號(hào)地址、標(biāo)號(hào)等書寫程序的語言，稱為匯編語言。用匯編語言編寫的程序，稱為匯編語言源程序。匯編語言的基本概念3.匯編語言源程序匯編語言源程序是由一行行匯編語句組成的。每一行是一個(gè)語句，表示一種操作，并在書寫格式和意義上與機(jī)器語言基本一致。匯編語言源程序必須翻譯轉(zhuǎn)換為機(jī)器語言程序后，計(jì)算機(jī)才能識(shí)別和執(zhí)行。4.匯編程序?qū)R編語言源程序翻譯成機(jī)器語言程序的過程叫匯編。實(shí)現(xiàn)這種功能的語言程序稱為匯編程序。將機(jī)器代碼轉(zhuǎn)換成匯編語言語句的過程稱為反匯編。第5章總線學(xué)習(xí)要點(diǎn)：微型機(jī)算機(jī)總線的基礎(chǔ)知識(shí)微機(jī)常用總線的結(jié)構(gòu)和功能5.1總線

5.1.1概述“總線”(BUS):是指計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中各部件所共享的一組連線，是一組公共信息傳輸線路中多個(gè)部件之間公用的數(shù)據(jù)通道。也就是說，微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，各部件之間傳輸信息的通路叫總線，兩個(gè)部件之間的專用連線就不能叫總線。內(nèi)部總線:微處理器是一種能完成計(jì)算機(jī)中央處理部件功能的大規(guī)模集成(LSl)或超大規(guī)模集成(VLSl)芯片，芯片內(nèi)部傳輸信息的通路稱為內(nèi)部總線。芯片總線芯片總線:微型計(jì)算機(jī)是由微處理器(CPU)、存儲(chǔ)器、輸入／輸出(I／Ｏ)電路及譯碼電路、時(shí)鐘電路等支持邏輯電路芯片組成的，這種連接芯片與芯片之間的信息傳輸通路，稱之為芯片總線或元件級(jí)總線。系統(tǒng)總線系統(tǒng)總線:微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)(MCS)是在微型計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)上加上外圍設(shè)備、系統(tǒng)軟件等組成的，為了使系統(tǒng)靈活、簡(jiǎn)便、便于開發(fā)與維修，多數(shù)微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)都采用模塊板結(jié)構(gòu)，每個(gè)模塊板具有獨(dú)立的功能。例如由CPU、時(shí)鐘電路及支持邏輯電路組成的主板、彩色顯示控制板、軟盤驅(qū)動(dòng)板、打印機(jī)接口板等，各電路板之間的信息傳輸通路，稱之為系統(tǒng)總線。1.總線特點(diǎn)（1）共享性，可同時(shí)掛接多個(gè)部件和設(shè)備。（2）每個(gè)設(shè)備和部件通過門電路與總線中的信號(hào)線相連。

2.總線標(biāo)準(zhǔn)的特性（1）物理特性指的是總線物理連接的方式，包括總線的根數(shù)、總線插頭、插座形狀、引腳排列等。（2）功能特性描寫總線中每一根線的功能?？偩€分成3組：地址總線：其寬度表示直接訪問存儲(chǔ)器的地址范圍。數(shù)據(jù)總線：其寬度表示訪問一次存儲(chǔ)器或外部設(shè)備最多能夠交換數(shù)據(jù)的位數(shù)?？刂瓶偩€：控制總線包括CPU與外界聯(lián)系的各種控制命令?？偩€按照總線傳送信息的方向可分為單向總線和雙向總線。根據(jù)總線傳送信息的類別，可以把總線分為數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。3.總線分類按在系統(tǒng)的不同層次、位置，總線可分為如下幾類：（1）片內(nèi)總線：是指在微處理機(jī)芯片內(nèi)部的總線。例如CPU芯片中的內(nèi)部總線。（2）主板局部總線：是指在印刷電路板上連接各插件的公共通路。例如CPU及其支持芯片與其局部資源之間的通道即屬于主板局部總線。目前，PC系列機(jī)使用比較多的總線有ISA、EISA、VESA、PCI以及AGP等標(biāo)準(zhǔn)總線。3.總線分類（3）系統(tǒng)總線：是指模塊式微處理機(jī)機(jī)箱內(nèi)的底板總線，用來連接構(gòu)成微處理機(jī)的各插件板。使用比較多的系統(tǒng)總線有：16位的MULTIBUSI、STDBUS和32位的MULTBUSⅡ、STD32以及VME等。（4）外部總線：是用于微處理機(jī)系統(tǒng)與系統(tǒng)之間、微處理機(jī)系統(tǒng)與外部設(shè)備之間以及微處理機(jī)系統(tǒng)和儀器儀表之間的通信通道。例如，串行通信的EIA-RS232C總線。4.目前微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中使用的系統(tǒng)總線（5）PCI總線：是外設(shè)互連總線的簡(jiǎn)稱，它是一種32／64位標(biāo)準(zhǔn)總線。PCI總線是一種與CPU隔離的總線結(jié)構(gòu)，并能與CPU同時(shí)工作。這種總線數(shù)據(jù)傳輸率為132MB／s，適用于Pentium微型計(jì)算機(jī)。

5.總線的信息傳送方式總線的信息傳送方式有三種：（1）同步傳送：這種方式采用精確穩(wěn)定時(shí)鐘作為各設(shè)備操作的基準(zhǔn)時(shí)間。傳送過程中，主、從設(shè)備都必須按嚴(yán)格的時(shí)間規(guī)定完成相應(yīng)的動(dòng)作。（2）異步傳送：這種方式要求總線上的各主、從設(shè)備操作速度要嚴(yán)格匹配。5.2.2系統(tǒng)總線工作原理在微機(jī)系統(tǒng)中，CPU是在時(shí)鐘信號(hào)控制下，按節(jié)拍有序地執(zhí)行指令序列。從取指令開始，經(jīng)過分析指令、對(duì)操作數(shù)尋址，然后執(zhí)行指令、保存操作結(jié)果，這個(gè)過程稱為指令執(zhí)行周期。在一個(gè)指令執(zhí)行周期中，通過總線進(jìn)行一次對(duì)存儲(chǔ)單元或I/O端口讀或?qū)懙牟僮鬟^程稱為總線周期。8086系統(tǒng)總線周期由四個(gè)時(shí)鐘組成（T1～T4），需要時(shí)還要加入數(shù)量不定的等待周期（Tw）。若在完成一個(gè)總線周期后不發(fā)生任何總線操作，則填入空閑狀態(tài)時(shí)鐘周期（Ti）；若存儲(chǔ)器或I/O端口在數(shù)據(jù)傳送中不能以足夠快的速度作出響應(yīng)，則在T3與T4間插入一個(gè)或若干個(gè)Tw。１.讀周期的時(shí)序讀周期的時(shí)序一個(gè)基本的讀周期一般包含如下幾個(gè)狀態(tài)。T1狀態(tài)：信號(hào)有效，指出讀內(nèi)存還是I/O；地址輸出分高4位和低16位；ALE輸出地址鎖存信號(hào)；信號(hào)表示高8位數(shù)據(jù)總線上信息可用。T2狀態(tài)：地址信號(hào)消失，AD15～AD0進(jìn)入高阻狀態(tài)，為讀入數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。T3狀態(tài)：若存儲(chǔ)器和外設(shè)速度足夠快，此時(shí)CPU接收數(shù)據(jù)。Tw狀態(tài)：在存儲(chǔ)器和外設(shè)速度較慢時(shí)，還要在T3之后插入一個(gè)或幾個(gè)Tw。T4狀態(tài)：CPU對(duì)數(shù)據(jù)總線采樣，獲得數(shù)據(jù)。2.寫周期的時(shí)序?qū)懼芷诘臅r(shí)序一個(gè)基本的寫周期一般包含如下幾個(gè)狀態(tài)。T1狀態(tài)：信號(hào)有效，指出寫內(nèi)存還是I/O；地址輸出分高4位和低16位；ALE輸出地址鎖存信號(hào)；信號(hào)表示高8位數(shù)據(jù)總線上信息可用。T2狀態(tài)：CPU往AD15-AD0發(fā)出數(shù)據(jù)。T3狀態(tài)：CPU繼續(xù)提供狀態(tài)信息和數(shù)據(jù)。Tw狀態(tài)：在存儲(chǔ)器和外設(shè)速度較慢時(shí)，還要在T3之后插入一個(gè)或幾個(gè)Tw。T4狀態(tài)：CPU撤除信息。

5.4外部總線存儲(chǔ)器6.1微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器基礎(chǔ)存儲(chǔ)器是存放數(shù)據(jù)和程序的部件，是一個(gè)具有專用功能的設(shè)備。任何以微型計(jì)算機(jī)為中心組成的微型機(jī)系統(tǒng)都必須配置一定容量的存儲(chǔ)器。1.存儲(chǔ)器的分類(如圖6-1)如圖6-1如圖6-22.微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)微型計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)器系統(tǒng)主要由主存儲(chǔ)器、高速緩沖存儲(chǔ)器、輔助存儲(chǔ)器以及管理這些存儲(chǔ)器的硬件和軟件組成。如圖6-2所示。主存儲(chǔ)器通常安裝在主機(jī)系統(tǒng)板上，存放當(dāng)前正在運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。主存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器RAM和ROM組成，目前裝機(jī)容量一般在1GB2GB。3.存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)（1）存儲(chǔ)容量存儲(chǔ)容量是存儲(chǔ)器所容納的二進(jìn)制位的總?cè)萘?，或存?chǔ)器所包含的存儲(chǔ)單元的總位數(shù)。對(duì)于按字節(jié)編址的存儲(chǔ)器而言，N位地址碼的存儲(chǔ)器最大可編址2N個(gè)存儲(chǔ)單元，其容量為2NB。6.2半導(dǎo)體存儲(chǔ)器(1)微型計(jì)算機(jī)中主存儲(chǔ)器由半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片組成。(2)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器根據(jù)其基本功能的不同分為只讀存儲(chǔ)器(ROM)和隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)。RAM又依存儲(chǔ)單元電路的構(gòu)成原理及是否需要刷新分為靜態(tài)RAM(SRAM)和動(dòng)態(tài)RAM(DRAM)。6.2.1隨機(jī)存儲(chǔ)器RAMRAM是一種既能寫入又能讀出的存儲(chǔ)器。RAM只能在電源電壓正常時(shí)工作，一旦斷電，RAM內(nèi)的信息便完全丟失。1.SRAMRAM是靜態(tài)隨機(jī)訪問存儲(chǔ)器的簡(jiǎn)稱。SRAM存儲(chǔ)機(jī)理是利用雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)電路的某一種穩(wěn)定狀態(tài)表示二進(jìn)制信息的。集成度低。由于RAM的基本存儲(chǔ)單元是雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器，每一個(gè)單元存放一位二進(jìn)制信息，故所存信息不需進(jìn)行刷新。但SRAM的存取速度很高，多用于要求高速存取的場(chǎng)合，例如高速緩沖存儲(chǔ)器。2.動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器DRAMDRAM是一種以電荷形式來存儲(chǔ)信息的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。它具有集成度高、功耗小、存取速度快、價(jià)格低廉的特點(diǎn)。如果電容充有電荷，則稱為存儲(chǔ)“1”；如果電容放電，沒有電荷，則稱為存儲(chǔ)“0”。由于用電容存儲(chǔ)信息，電容上的電荷會(huì)因各種泄漏電流而泄漏掉，導(dǎo)致信息丟失，因此，DRAM需定時(shí)為電容補(bǔ)充電荷，即DRAM單管的DRAM基本存儲(chǔ)電路DRAM集成度高，容量大，每位成本低，各類計(jì)算機(jī)目前都是用大量的DRAM芯片來組成主存儲(chǔ)器。

6.3

Cache存儲(chǔ)器Cache存儲(chǔ)器是介于CPU和主存儲(chǔ)器之間的?a個(gè)容量小、但速度接近于CPU的存儲(chǔ)器，一般裝在CPU內(nèi)部。在微機(jī)運(yùn)行中，從主存儲(chǔ)器讀寫數(shù)據(jù)的速度，遠(yuǎn)遠(yuǎn)跟不上高速CPU的運(yùn)行速度。為此，將一段當(dāng)前使用頻繁的程序段和數(shù)據(jù)段，存放在高速緩沖存儲(chǔ)器中，當(dāng)CPU需要從主存中讀出程序和數(shù)據(jù)時(shí)，可同時(shí)訪問主存和高速緩存。如果所需要的內(nèi)容恰好在高速緩存中，則CPU可很快獲得，稱為?°命中?±；否則再在主存中讀取。當(dāng)CPU發(fā)現(xiàn)高速緩存中已不再是最活躍的信息時(shí)，就將內(nèi)容更換，將主存中另一段當(dāng)前活躍的程序和數(shù)據(jù)調(diào)入高速緩存。這樣，CPU直接訪問的存儲(chǔ)空間，可以有像主存那樣大的容量，而讀寫速度接近于CPU。目前，高檔微機(jī)中已配置高速緩沖存儲(chǔ)器。2.Cache存儲(chǔ)器的結(jié)構(gòu)Cache容量與主存容量相比是很小的，目前高檔微機(jī)主存容量配置大體是1GB到2GB的情況下，Cache的典型值是8KB512KB。現(xiàn)代微型計(jì)算機(jī)中的Cache存儲(chǔ)器一般分成兩部分：一部分直接集成在微處理器芯片上，稱為一級(jí)Cache。一級(jí)Cache由于在芯片內(nèi)部，離CPU近，數(shù)據(jù)位寬，存取速度更快；但由于片內(nèi)集成成本高等原因,其容量不可能做得很大，當(dāng)前Pentium為16KB。為了擴(kuò)充Cache存儲(chǔ)器容量，在片外又設(shè)計(jì)了二級(jí)Cache。二級(jí)Cache容量較大，奔騰機(jī)的二級(jí)Cache容量為256KB或512KB。使用兩個(gè)分離的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache可以克服CPU對(duì)Cache讀取指令和數(shù)據(jù)時(shí)可能產(chǎn)生的沖突，效率更好。第7章輸入輸出與接口技術(shù)學(xué)習(xí)要點(diǎn)：接口的基本概念、功能、分類I/O接口與存儲(chǔ)器編址方式I/O接口地址編碼方法CPU與外設(shè)的數(shù)據(jù)傳送方式7.1接口的基本概念如前所述，微型計(jì)算機(jī)是由CPU、存儲(chǔ)器和許多諸如鍵盤、顯示器、打印機(jī)等輸入、輸出設(shè)備組成的。輸入、輸出設(shè)備通過系統(tǒng)總線與CPU進(jìn)行信息交換，根據(jù)CPU的要求進(jìn)行工作，但是他們往往不能與CPU直接相連，通過一個(gè)連接部件進(jìn)行緩沖和協(xié)調(diào)，完成CPU與外部設(shè)備之間信息的類型和格式的轉(zhuǎn)換。這個(gè)連接部件就是接口電路，又稱為I/O接口。接口的作用和地位如圖7-1所示。7.1.1接口功能及結(jié)構(gòu)1.I/O接口功能I/O接口的基本功能是能夠根據(jù)CPU的要求對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行管理與控制，實(shí)現(xiàn)信號(hào)邏輯及工作時(shí)序的轉(zhuǎn)換，保證CPU與外設(shè)之間能進(jìn)行可靠有效的信息交換。主要功能如下：（1）I/O接口作為微型機(jī)與外設(shè)之間傳送數(shù)據(jù)的寄存、緩沖站，以適應(yīng)兩者速度上的差異。（2）設(shè)置地址譯碼和設(shè)備選擇邏輯，以保證CPU按照特定的路徑訪問選定的I/O設(shè)備。提供CPU與外設(shè)之間交換數(shù)據(jù)所需的控制邏輯和狀態(tài)信號(hào)，以保證接受CPU輸出的命令或參數(shù)，按指定的命令控制設(shè)備完成相應(yīng)的操作，并把指定設(shè)備的工作狀態(tài)返回給CPU。I/O操作通常所謂的I/O操作，是指I/O端口操作，而不是I/O設(shè)備操作，即CPU訪問的是與I/O設(shè)備相連的I/O端口，而不是籠統(tǒng)的I/O外設(shè)，如圖7-2所示。2.I/O接口的基本結(jié)構(gòu)I/O接口電路通常為大規(guī)模集成電路。雖然不同功能的基本接口電路的結(jié)構(gòu)有所不同，但大體上都是由寄存器和控制邏輯兩大部分組成，如圖7-3所示。I/O接口的基本結(jié)構(gòu)（1）寄存器寄存器是接口電路的核心。通常所說的接口，大都是指這些寄存器，主要有：數(shù)據(jù)緩沖寄存器數(shù)據(jù)緩沖寄存器分為輸入鎖存器和輸出緩存器兩種。輸入鎖存器用來暫存外設(shè)送來的數(shù)據(jù)；輸出緩存器用來暫存處理器送往外設(shè)的數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)緩存器實(shí)現(xiàn)高速的CPU與慢速的外設(shè)之間數(shù)據(jù)的傳送。

控制寄存器控制寄存器用于存放CPU發(fā)來的控制命令和其它信息，以確定接口電路的工作方式和功能?？刂萍拇嫫魇侵粚懠拇嫫?，其內(nèi)容只能由CPU寫入，而不能讀出。

狀態(tài)寄存器用于保存外設(shè)現(xiàn)行各種狀態(tài)信息。它的內(nèi)容可以被處理器讀出，從而使CPU了解外設(shè)狀況及數(shù)據(jù)傳送過程中發(fā)生的事情，供CPU作出正確的判斷，使它能安全可靠地與接口完成交換數(shù)據(jù)的各種操作。特別當(dāng)CPU以程序查詢方式同外設(shè)交換數(shù)據(jù)時(shí)，狀態(tài)寄存器更是不可少。CPU通過查詢外設(shè)的忙/閑，正確/錯(cuò)誤，就緒/不就緒等狀態(tài)，才能正確地與之交換信息。7.2.1接口編址方式I/O端口的編址方式要使I