東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)課件

1、東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1 微處理器的結(jié)構(gòu)(8086/8088)3.2 存儲器(組織)3.3 尋址方式3.4 指令系統(tǒng)(概括)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)3.1.1 8086/8088 CPU的結(jié)構(gòu)3.1.2 8086/8088的寄存器東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)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控制邏輯指令隊列總線接口單元(BIU)執(zhí)行單元(EU)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 從內(nèi)存取指令執(zhí)行指令從內(nèi)存取

2、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)行指令的過程現(xiàn)代CPU執(zhí)行指令的過程東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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)志寄存器東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l標(biāo)志寄存器長度為16位，其中9個位有定義。東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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 0001

3、1000 00000000 0001+11000 00001000 00011111 11111東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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 00011111 1111東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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 100

4、1 01111000 0101 1000 0100AND結(jié)果: PF=1東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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=1東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)SF, Sign Flag, 符號標(biāo)志, 操作結(jié)果的符號位(即最高位的狀態(tài)). 舉例:1000 0101 1010 11001001 1101 1001 01111000 0101 1000 0100AND結(jié)果: SF=1東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)OF, Overflow

5、Flag, 溢出標(biāo)志, 算術(shù)操作,結(jié)果超過目標(biāo)所能容納的范圍. 舉例:0111 1110 (+126)0000 0011 (+3)1000 0001 (-127)+東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 還有三個標(biāo)志位: IF, DF, TF暫時不講,等用到時再講. 標(biāo)志位在匯編語言程序設(shè)計中非常重要,必須掌握好.東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)3.2.1 存儲器的分段結(jié)構(gòu)3.2.2 實際地址的產(chǎn)生東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(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

6、(16位)數(shù)據(jù)段：0000BES(16位)附加段：0000BCS(16位)代碼段：0000B東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)舉例:CS=9482, IP=2350, 實際地址為:1001 0100 1000 0010 0010 0011 0101 00001001 0110 1011 0111 0000一個實際地址可以對應(yīng)多個邏輯地址.東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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 有效地址的計算時間東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) (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,10

7、H ;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(nèi)存)中, MOV AL,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.東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)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,基變址尋址)5. 數(shù)據(jù)串尋址(暫不講)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 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: M

8、UL BL ; AL*BL=AX 在該指令中, AL和AX并未給出.東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l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. 東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l在指令(碼)給出的寄存器的名字(編號), 要操作的數(shù)據(jù)在該寄存中.lINC CX ; 指令碼 41lINC DX ; 指令碼 42lINC BX ; 指令碼 43lINC SP ; 指令碼 44lINC BP ; 指令碼 45東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 在存儲器尋址方式中, 要尋址的數(shù)據(jù)位于存儲器(內(nèi)存)中, 在指令中是直接或間接的給出的存

9、儲器操作數(shù)的地址.l 存儲器尋址包括: 存儲器直接尋址 寄存器間接尋址 基址尋址 變址尋址 基變址尋址 東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 在存儲器直接尋址中, 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: A00010lMOV BX,1000H; 指令碼: 8B1E0010l執(zhí)行結(jié)果?東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 在存儲器直接尋址中, 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: A00010MOV BX,1000H; 指令碼: 8B1E0010執(zhí)行結(jié)果?AL=34HBX=1234H

10、存儲器直接尋址存儲器直接尋址(2)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 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)的地址位于某個寄存器中, 在指令(碼)中給出的是該寄存器的名字(編號). 舉例:lMOV AL,BX ;指令碼:8A07lMOV AX,SI ;指令碼:8B04l假定 BX=1001H, SI=1000Hl則: 結(jié)果, AL=12H, AX=1234H 東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l可以用于寄存器間接尋址的寄存器有:l BX BXl SI SIl DI DI東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l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

11、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(編號)及位移量. 舉例:lMOV AL,BX+1234H ;指令碼:8A873412l假定 BX=1000Hl則: 結(jié)果, AL=78H基址尋址基址尋址(1)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l基址尋址的格式:lBX+位移量lBP+位移量l位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位l(-32768+32767)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l 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(編號)及位移量. 舉例:

12、MOV AL,SI+1234H ;指令碼:8A843412假定 SI=1000H則: 結(jié)果, AL=78H 變址尋址變址尋址(1)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l變址尋址的格式:lSI+位移量lDI+位移量l位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位l(-32768+32767)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l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(編號)及位移量. 舉例:lMOV AL,BX+SI+1234H ;l指令碼:8A803412l假定:BX=1000H,S

13、I=2000Hl則: 結(jié)果, AL=78H東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l基變址尋址的格式:lBX+SI+位移量 BX+DI+位移量lBP+SI+位移量 BP+DI+位移量lBX+SI BX+DI BP+SI BP+DIl錯誤的寫法: BX+BP SI+DIl位移量的范圍: 補(bǔ)碼表示的16位l(-32768+32767)東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l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.l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.l請看下面的例子:東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)

14、 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東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu)l當(dāng)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.l MOV AX,2000Hl MOV DS,AX l MOV BX,0100Hl MOV AL,BX東北大學(xué)匯編語言第03章微型計算機(jī)的結(jié)構(gòu) 當(dāng)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