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1、微處理器的指令系統(tǒng)微處理器的指令系統(tǒng) 第三章第三章第第3章章 微處理器的指令系統(tǒng)微處理器的指令系統(tǒng)本章主要教學(xué)內(nèi)容 1、8086指令的基本格式 2、8086指令系統(tǒng)的尋址方式 3、8086各種指令的應(yīng)用本章教學(xué)目的 使學(xué)生掌握指令的尋址方式過程,掌握指令的應(yīng)用。 教學(xué)重點(diǎn):指令系統(tǒng)的尋址方式和指令的應(yīng)用 教學(xué)難點(diǎn):指令的尋址方式引言:計(jì)算機(jī)的編程結(jié)構(gòu)引言:計(jì)算機(jī)的編程結(jié)構(gòu)標(biāo)標(biāo) 志志寄存器寄存器地址總線地址總線 AB程程序序數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線 DB控制總線控制總線 CB地地址址譯譯碼碼器器、指令指令2指令指令3指令指令4、數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)1數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)2數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)3、指令寄存器指令寄存器數(shù)據(jù)暫存器數(shù)據(jù)暫

2、存器控制電路控制電路指令譯碼器指令譯碼器地地址址寄寄存存器器指指 令令指指 針針寄存器寄存器R1R2R3R4寄存器組寄存器組運(yùn)運(yùn)算算器器IP第第3 3章章 微處理器的指令系統(tǒng)微處理器的指令系統(tǒng)3.1 指令格式和操作數(shù)類型3.2 指令的尋址方式3.1 指令格式和操作數(shù)類型指令格式和操作數(shù)類型指揮計(jì)算機(jī)完成某種操作的命令。指令格式如下: 操作符 OPD OPS OPD:目的操作數(shù) OPS:源操作數(shù) 3.2 指令尋址方式指令尋址方式3.2.1 尋址方式的基本概念3.2.2 與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式3.2.3 I/O端口尋址方式3.2.1 尋址、尋址方式的概念尋址、尋址方式的概念 指令中操作數(shù)字段實(shí)質(zhì)上是

3、指出操作數(shù)存放于何處。一般來說,操作數(shù)可以跟隨在指令操作碼之后,稱為立即數(shù);操作數(shù)也可以存放在CPU內(nèi)部的寄存器中,稱為寄存器操作數(shù)。絕大多數(shù)的操作數(shù)存放在內(nèi)存儲(chǔ)器中,稱為存儲(chǔ)器操作數(shù)。指令指定操作數(shù)的位置,即給出地址信息,在執(zhí)行時(shí)需要根據(jù)這個(gè)地址信息找到需要的操作數(shù)。這種尋找操作數(shù)的過程稱為尋址,而尋找操作數(shù)的方法尋找操作數(shù)的方法稱為尋址尋址方式。方式。 3.2.2 與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式 例例: :與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式( (以以 MOV 指令為例指令為例 )立即數(shù)尋址立即數(shù)尋址 MOV AX , 3069H寄存器尋址寄存器尋址 MOV AL , BH直

4、接尋址直接尋址 MOV AX , 0003H 寄存器間接尋址寄存器間接尋址 MOV AX , BX 寄存器相對(duì)尋址寄存器相對(duì)尋址 MOV AX , COUNT SI 基址變址尋址基址變址尋址 MOV AX , BP DI 相對(duì)基址變址尋址相對(duì)基址變址尋址 MOV AX , MASK BX SI 3.2.2 與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式 1. 立即尋址 立即尋址方式中,指令操作碼和操作數(shù)都在存儲(chǔ)器代碼段中。特點(diǎn):操作數(shù)存放在指令中,緊跟在操作碼之后操作數(shù)存放在指令中,緊跟在操作碼之后指令下一單元的內(nèi)容為立即操作數(shù)指令下一單元的內(nèi)容為立即操作數(shù)n n。圖形表示如右:【例【例3.1】 M

5、OV AX, 3412H執(zhí)行后(執(zhí)行后(AX)=?該例中源操作數(shù)為立即尋址方式,立即數(shù)為該例中源操作數(shù)為立即尋址方式,立即數(shù)為3412H,存放在指存放在指令的下一單元。令的下一單元。圖形表示圖形表示:MOV AX, 3412H使用立即尋址的指令主要用來給寄存器賦初值使用立即尋址的指令主要用來給寄存器賦初值只能用于源操作數(shù)字段,不能用于目的操作數(shù)字段只能用于源操作數(shù)字段,不能用于目的操作數(shù)字段執(zhí)行:執(zhí)行:3412HAX執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=3412H2. 寄存器尋址寄存器尋址 寄存器尋址方式的操作數(shù)在指令指明的寄存器中。特點(diǎn):圖形表示: R 指令操作數(shù)寄存器尋址方式寄存器尋址方式 操作數(shù)包

6、含在CPU的內(nèi)部寄存器中,如寄存器AX、BX、CX、DX等,由指令指定寄存器號(hào)。MOV AX,BX寄存器尋址方式寄存器尋址方式 對(duì)于對(duì)于16位操作數(shù),寄存器可以是位操作數(shù),寄存器可以是AX,BX,CX,DX,SI,DI,SP或或BP; 而對(duì)而對(duì)8位操作數(shù),寄存器可以是位操作數(shù),寄存器可以是AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH或或DL。特點(diǎn):特點(diǎn):操作數(shù)在操作數(shù)在CPU內(nèi),不用通過總線讀寫,速度快;內(nèi),不用通過總線讀寫,速度快;目的和源操作數(shù)均可采用此尋址方式。目的和源操作數(shù)均可采用此尋址方式。MOV AX, BX; (BX)(AX)MOV CL, DL; (DL)(CL)INC CX; (

7、CX)-1(CX)ROL AH, 1; 1(AH)【例【例3.23.2】 下列程序執(zhí)行后,下列程序執(zhí)行后,(AX)=?,(BX)=? MOV AX,1234H MOV BX,5678H ADD AX,BX 該程序中該程序中MOV指令為數(shù)據(jù)傳送指令操作符,指令為數(shù)據(jù)傳送指令操作符,ADD指令指令為加法指令操作符,三條指令皆為雙操作數(shù)指令。第一、為加法指令操作符,三條指令皆為雙操作數(shù)指令。第一、二條指令二條指令A(yù)X、BX皆為目的操作數(shù)地址,為寄存器尋址方式。皆為目的操作數(shù)地址,為寄存器尋址方式。第三條指令中,第三條指令中,AX為目的操作數(shù)地址,為目的操作數(shù)地址,BX為源操作數(shù)地址。為源操作數(shù)地址。

8、源地址和目的地址皆為寄存器尋址方式。源地址和目的地址皆為寄存器尋址方式。圖形表示:圖形表示:執(zhí)行:執(zhí)行:1234HAX 5678HBX (AX)+(BX)AX執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=68ACH,(,(BX)=5678H3. 存儲(chǔ)器尋址存儲(chǔ)器尋址 如果操作碼所需如果操作碼所需操作數(shù)存放在內(nèi)存儲(chǔ)器操作數(shù)存放在內(nèi)存儲(chǔ)器中,則指令中中,則指令中需要給出操作數(shù)的地址信息。為了提高程序的靈活性,需要給出操作數(shù)的地址信息。為了提高程序的靈活性,8086指令系統(tǒng)提供了多種存儲(chǔ)器尋址方式指令系統(tǒng)提供了多種存儲(chǔ)器尋址方式(1)直接尋址)直接尋址(2)寄存器間接尋址)寄存器間接尋址(3)寄存器相對(duì)尋址)寄存器相

9、對(duì)尋址(4)基址變址尋址)基址變址尋址(5)相對(duì)基址變址尋址)相對(duì)基址變址尋址 關(guān)于段跨躍前綴關(guān)于段跨躍前綴(1) 直接尋址直接尋址匯編格式:含有變量的地址表達(dá)式。 段寄存器名:EA 。功能:圖形表示: 指令中給出指令中給出操作數(shù)的偏操作數(shù)的偏移量;操作移量;操作數(shù)的段址默數(shù)的段址默認(rèn)為(認(rèn)為(DSDS)13H25H7FH6AH.56H14H34H55H.00H11H34H89H55H1DH79H.23H05H99H87H45H5AH37H65H73H.11H13H27H00H10H17H14H88H75HDATA SEGMENT起始地址起始地址:4000HCODE SEGMENT起始地址起始

10、地址:8000HSTACK SEGMENT起始地址起始地址:A000HEXTRA SEGMENT起始地址起始地址:C000H0000H0001H0002H0003H0004H2000H2001H2002H2003H2004H例如例如:MOV AL, 2000H【例【例3.33.3】 執(zhí)行指令前執(zhí)行指令前: (DS)=2000H執(zhí)行指令:執(zhí)行指令:MOV AX ,0002H執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=?圖形表示:圖形表示:執(zhí)行:(執(zhí)行:(20002H)AX執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=5630H12H23H30H56H0AH3EH20000H20001H20004H20002H20003H2000

11、5H數(shù)據(jù)段操作碼02H00H.代碼段【思考題】【思考題】 寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容為:(寄存器和存儲(chǔ)器內(nèi)容為:(AX)=1212H,BUF為數(shù)據(jù)段為數(shù)據(jù)段定義的變量,其偏移地址是定義的變量,其偏移地址是2000H, (DS)=3000H,(30000H)=6325H,(32000H)=4545H, (34000H)=267FH 執(zhí)行指令:執(zhí)行指令:MOV AX ,BUF 執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=? 圖形表示:圖形表示: 執(zhí)行:(執(zhí)行:(32000H)AX 執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=4545H(2) 寄存器間接尋址寄存器間接尋址 寄存器間接尋址方式中,寄存器的內(nèi)容為操作數(shù)的偏移地址EA,操作數(shù)在

12、存儲(chǔ)器中。 匯編格式:R 功能:。寄存器間接尋址寄存器間接尋址MOV AX,BX被尋址數(shù)據(jù)被尋址數(shù)據(jù)的有效地址的有效地址(偏移量)(偏移量)存放在存放在BXBX中中偏移地址偏移地址EA計(jì)算方法如下:計(jì)算方法如下:EA=SISI作間址寄存器作間址寄存器 MOV AX,SIDI DI作間址寄存器作間址寄存器 MOV AX,DI BX BX作間址寄存器作間址寄存器 MOV AX,BX BP BP作間址寄存器作間址寄存器 MOV AX,BP 執(zhí)行指令:執(zhí)行指令:MOV AX MOV AX ,BP BP 執(zhí)行后執(zhí)行后:(AX:(AX)=?=?圖形表示如下:圖形表示如下: 【例【例3.43.4】寄存器內(nèi)容

13、為寄存器內(nèi)容為: :(AXAX)=0,=0,(BPBP)=0030H,=0030H,(DSDS)=3000H,=3000H,(SSSS)=2000H ,=2000H ,存儲(chǔ)存儲(chǔ)器內(nèi)容見右圖器內(nèi)容見右圖: :00H34H12H78H56H0AH0BH0DH0EH2002FH20030H20031H20032H20033H30030H30031H30032H30033H寄存器間接尋址方式寄存器間接尋址方式:說明:說明:(1 1)與直接尋址相同,如果沒有前綴說明,則默認(rèn)尋址的)與直接尋址相同,如果沒有前綴說明,則默認(rèn)尋址的 段寄存器位段寄存器位DSDS。(2 2)如果寄存器為)如果寄存器為BPBP時(shí)

14、,對(duì)應(yīng)段寄存器指定為時(shí),對(duì)應(yīng)段寄存器指定為SSSS。MOV AL, BXMOV AL, BX;(DSDS* *10H+BX10H+BX)送)送ALAL設(shè)設(shè)DS=3000HDS=3000H,BX=2000HBX=2000H,該指令功能:,該指令功能:(32000H)(32000H)ALAL。MOV AL, BPMOV AL, BP;(SSSS* *10H+BP10H+BP)送)送ALAL設(shè)設(shè) SS=1000HSS=1000H, BP=0100HBP=0100H,該指令功能:,該指令功能:(10100H)(10100H)ALAL。MOV AX, ES:BXMOV AX, ES:BX;ESES* *

15、10H+BX10H+BX)送)送ALAL,ESES* *10H+BX+110H+BX+1送送AHAH設(shè)設(shè) ES=4000HES=4000H, BX=2000HBX=2000H,該指令功能:,該指令功能:(42000H)(42000H)ALAL; (42001H)(42001H)AHAH 。(3) 寄存器相對(duì)尋址寄存器相對(duì)尋址 寄存器相對(duì)尋址方式是在寄存器相對(duì)尋址方式是在指令中給定一個(gè)基指令中給定一個(gè)基址寄存器(或變址寄存器)名和一個(gè)址寄存器(或變址寄存器)名和一個(gè)8 8位或位或1616位的位的相對(duì)偏移量,兩者之和作為操作數(shù)的有效地址相對(duì)偏移量,兩者之和作為操作數(shù)的有效地址。對(duì)對(duì)BXBX、SIS

16、I、DIDI這三個(gè)間址寄存器,指示的是數(shù)據(jù)這三個(gè)間址寄存器,指示的是數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù),而用段中的數(shù)據(jù),而用BPBP作間址寄存器,則指示的是作間址寄存器,則指示的是堆棧段中的數(shù)據(jù)。堆棧段中的數(shù)據(jù)。 匯編格式:匯編格式:XRXR(X X表示位移量,是表示位移量,是8 8位或位或1616位二位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù))。進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù))。 功能:功能:。寄存器相對(duì)尋址方式寄存器相對(duì)尋址方式lMOV AL, 5BXMOV AL, 5BXlMOV AL, BX+5MOV AL, BX+5lCOUNT EQU 5 COUNT EQU 5 l MOV AL, COUNTBX MOV AL, COUNT

17、BX以上三個(gè)例子是等價(jià)的,它執(zhí)行的操作是:以上三個(gè)例子是等價(jià)的,它執(zhí)行的操作是: (DS(DS* *10H+BX+5)10H+BX+5)送送ALAL 這里,這里,5 5稱為位移量稱為位移量, ,它可以是它可以是8 8位或位或1616位的二進(jìn)制數(shù)。位的二進(jìn)制數(shù)。偏移地址偏移地址EA計(jì)算方法如下:計(jì)算方法如下: MOV Al, BX+5【例【例3.5】 設(shè)執(zhí)行前:設(shè)執(zhí)行前: (AX)=0040H,(,(BX)=0030H,(DS)=2000H,(SS)=3000H,(20036H)=0050H (30036H)=0033H。執(zhí)行指執(zhí)行指令:令:ADD 6BX,AX執(zhí)行后:執(zhí)行后:(AX)=?,(,

18、(BX)=?,(,(DS)=?,(SS)=?,(,(20036H)=?,(,(30036H)=?執(zhí)行:(執(zhí)行:(20036H)+(AX) 20036H執(zhí)行后:(執(zhí)行后:(AX)=0040H,(,(BX)=0030H,(,(DS)=2000H,(,(SS)=3000H(20036H)=0090H,(,(30036H)=0033H。圖形表示如下:圖形表示如下: (4) 基址變址尋址基址變址尋址操作數(shù)偏移地址操作數(shù)偏移地址EA計(jì)算方法如下計(jì)算方法如下:MOV AX, BX+SI 【例【例3.6】 例如例如: MOV AL,BXSI (或或MOV AL,BXSI)若指令執(zhí)行前,(若指令執(zhí)行前,(DS)

19、1000H,(SS)=2000H(BX)0010H,(,(SI)0002H,(,(10012H)45H則則 EA(BX)()(SI)0012H, PA(DS)10HEA10012H指令執(zhí)行后(指令執(zhí)行后(AL)45H。(5) 相對(duì)基址變址尋址相對(duì)基址變址尋址 相對(duì)基址變址尋址方式是在指令中給出一個(gè)基址寄相對(duì)基址變址尋址方式是在指令中給出一個(gè)基址寄存器名、一個(gè)變址寄存器名和存器名、一個(gè)變址寄存器名和8 8位或位或1616位的偏移量,三者位的偏移量,三者內(nèi)容之和作為操作數(shù)的有效地址?;芳拇嫫鳛閮?nèi)容之和作為操作數(shù)的有效地址?;芳拇嫫鳛锽XBX或或BPBP,變址寄存器為變址寄存器為SISI或或DI

20、DI,同樣指令中不能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)基同樣指令中不能同時(shí)出現(xiàn)兩個(gè)基址寄存器或兩個(gè)變址寄存器。如果基址寄存器為址寄存器或兩個(gè)變址寄存器。如果基址寄存器為BXBX,則則段寄存器使用段寄存器使用DSDS;如果基址寄存器用如果基址寄存器用BPBP,則段寄存器用則段寄存器用SSSS。 匯編格式:匯編格式: XBR+IR(X XBR+IR(X表示位移量,是表示位移量,是8 8位或位或1616位二位二進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù))進(jìn)制補(bǔ)碼表示的有符號(hào)數(shù)) 功能:功能:操作數(shù)偏移地址操作數(shù)偏移地址EA計(jì)算方法如下:計(jì)算方法如下: BX+SI+X BXBX+SI+X BX作基址寄存器作基址寄存器,SI,SI作變址寄存器作

21、變址寄存器EA= BX+DI+X BXEA= BX+DI+X BX作基址寄存器作基址寄存器,DI,DI作變址寄存器作變址寄存器 BP+SI+X BP BP+SI+X BP作基址寄存器作基址寄存器,SI,SI作變址寄存器作變址寄存器 BP+DI+X BP BP+DI+X BP作基址寄存器作基址寄存器,DI,DI作變址寄存器作變址寄存器例如:例如:MOV AX, COUNTBXSI MOV AX, COUNTBX+SI MOV AX, BX+SI+COUNT 以上三者等價(jià)以上三者等價(jià)若若(DS)=3000H,(BX)=2000H,(SI)=1000H,COUNT=0250H(DS)=3000H,(

22、BX)=2000H,(SI)=1000H,COUNT=0250H,則物理地址則物理地址=10H=10H* *(DS)+(BX)+(SI)+COUNT (DS)+(BX)+(SI)+COUNT =30000+2000+1000+0250=33250H =30000+2000+1000+0250=33250H 設(shè)設(shè)BXBX0158H0158H,DIDI10A5H10A5H,位移量,位移量MASKMASK1B57H1B57H,DSDS2100H2100H,假定把,假定把DSDS作為操作數(shù)對(duì)應(yīng)的段寄存器。在各種尋址作為操作數(shù)對(duì)應(yīng)的段寄存器。在各種尋址方式下,這些寄存器和位移量所產(chǎn)生的有效地址方式下,這

23、些寄存器和位移量所產(chǎn)生的有效地址EAEA和物理和物理地址地址PAPA為:為:MOV AX,1B57HMOV AX,1B57HMOV AX,BXMOV AX,BXMOV AX,MASKBXMOV AX,MASKBXMOV AX,DIMOV AX,DIMOV AX,MASK+DIMOV AX,MASK+DIMOV AX,BXDIMOV AX,BXDIMOV AX,MASKBXDIMOV AX,MASKBXDI【例【例3.7】 綜合示例綜合示例解答解答: :MOV AX,1B57HMOV AX,1B57H EAEA1B57H1B57H PAPA21000H+1B57H21000H+1B57H22B5

24、7H22B57HMOV AX,BXMOV AX,BX EAEA0158H0158H PAPA21000H+0158H21000H+0158H21158H21158HMOV AX,MASKBXMOV AX,MASKBX 有效地址有效地址0158H+1B57H0158H+1B57H1CAFH1CAFH 物理地址物理地址21000H+1CAFH21000H+1CAFH22CAFH22CAFHMOV AX,DIMOV AX,DI 有效地址有效地址10A5H10A5H 物理地址物理地址21000H+10A5H21000H+10A5H220A5H220A5HMOV AX,MASK+DIMOV AX,MAS

25、K+DI EAEA10A5H+1B57H10A5H+1B57H2BFCH2BFCH PAPA21000H+2BFCH21000H+2BFCH23BFCH23BFCHMOV AX,BXDIMOV AX,BXDI EAEA0158H+10A5H0158H+10A5H11FDH11FDH PAPA21000H+11FDH21000H+11FDH221FDH221FDHMOV AX,MASKBXDIMOV AX,MASKBXDI EAEA0158H+10A5H+1B57H0158H+10A5H+1B57H2D54H2D54H PAPA21000H+2D54H21000H+2D54H23D54H23D5

26、4H 按前述規(guī)定:若選用按前述規(guī)定:若選用BP作間址基址寄存器、作間址基址寄存器、變址寄存器或基址寄存器,則操作數(shù)在變址寄存器或基址寄存器,則操作數(shù)在堆棧段堆棧段,操作數(shù)的物理地址操作數(shù)的物理地址PA由堆棧段寄存器由堆棧段寄存器SS的內(nèi)容的內(nèi)容左移左移4位與偏移地址位與偏移地址EA相加后形成;否則,操作相加后形成;否則,操作數(shù)在數(shù)在數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段,操作數(shù)的物理地址,操作數(shù)的物理地址PA由數(shù)據(jù)段寄存由數(shù)據(jù)段寄存器器DS的內(nèi)容左移的內(nèi)容左移4位與偏移位與偏移EA相加后形成。該規(guī)相加后形成。該規(guī)定為系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)。當(dāng)要否定默認(rèn)狀態(tài),到非約定為系統(tǒng)默認(rèn)狀態(tài)。當(dāng)要否定默認(rèn)狀態(tài),到非約定段尋找操作數(shù)時(shí),必須用

27、跨段前綴指明操作數(shù)定段尋找操作數(shù)時(shí),必須用跨段前綴指明操作數(shù)的段寄存器名。的段寄存器名。 跨段問題跨段問題【例【例3.8】跨段前綴示例??缍吻熬Y示例。 MOVMOVAXAX,DSDS:BP BP MOVMOVCXCX,SSSS:SI SI 該例中,該例中,DSDS:,:,SSSS:均為跨段前綴,此時(shí)默認(rèn)狀態(tài)均為跨段前綴,此時(shí)默認(rèn)狀態(tài)無效,操作數(shù)的物理地址無效,操作數(shù)的物理地址PAPA由段寄存器內(nèi)容左移由段寄存器內(nèi)容左移4 4位加偏移位加偏移EAEA形成。上述形成。上述2 2條指令的源操作數(shù)物理地條指令的源操作數(shù)物理地址分別為:址分別為: PA1= PA1=(DSDS)左移左移4 4位位+BPB

28、P PA2= PA2=(SSSS)左移左移4 4位位+SISI(b)(c)3.2.3 I/O端口尋址方式端口尋址方式 端口端口是指是指I/O接口電路接口電路中供中供CPU直接存取訪問的哪些直接存取訪問的哪些寄存器或某些特定電路寄存器或某些特定電路,一個(gè)端口通常為一個(gè)端口通常為I/O接口電路內(nèi)部接口電路內(nèi)部的一個(gè)寄存器和一組寄存器的一個(gè)寄存器和一組寄存器,一個(gè)一個(gè)I/O接口總要包括若干個(gè)接口總要包括若干個(gè)端口端口,如如數(shù)據(jù)端口數(shù)據(jù)端口、命令端口命令端口、狀態(tài)端口狀態(tài)端口、方式端口方式端口等,微等,微機(jī)系統(tǒng)要為每一個(gè)端口分配一個(gè)地址號(hào),稱為端口地址或機(jī)系統(tǒng)要為每一個(gè)端口分配一個(gè)地址號(hào),稱為端口地址或者端口號(hào)。者端口號(hào)。 8086用地址總線的低用地

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