A2-18086CPU內(nèi)部各寄存器課件

思考從內(nèi)存取指令，送到CPU執(zhí)行。需要數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。

執(zhí)行指令4.把執(zhí)行結(jié)果寫入到內(nèi)存18086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU（ExecutionUnit）執(zhí)行部件1.功能：負責指令執(zhí)行。執(zhí)行部件不與外部打交通，它從總線接口部件的指令隊列中取指令，這樣省去了訪問內(nèi)存取指令的所需的時間。28086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU（ExecutionUnit）執(zhí)行部件2.組成：通用寄存器，ALU（算術(shù)邏輯運算單），標志寄存器等。38086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU控制單元：負責從BIU指令隊列中取指令，分析指令，然后分析指令的結(jié)果向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令。58086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)功能：負責與M(存儲器)/IO端口之間傳送數(shù)據(jù)。具體講：1.總線接口部件要從內(nèi)存取指令送到指令隊列；2.CPU執(zhí)行指令時，要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)端口中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件EU；3.或把執(zhí)行部件的操作結(jié)果傳給指定的M或I/O端口。68086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)2.組成：段寄存器(CS,DS,ES,SS)，16位指令指針寄存器，地址加法器(產(chǎn)生20位地址)，6B指令隊列緩沖器71.通用寄存器91)數(shù)據(jù)寄存器DLDHCLCHBLBHALAH數(shù)據(jù)寄存器計數(shù)寄存器基址寄存器累加器DXCXBXAX10數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器用來存放計算的結(jié)果和操作數(shù)，也可以存放地址每個寄存器又有它們各自的專用目的AX－－累加器，使用頻度最高，用于算術(shù)、邏輯運算以及與外設(shè)傳送信息等；BX－－基址寄存器，常用做存放存儲器地址；CX－－計數(shù)器，作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計數(shù)器；DX－－數(shù)據(jù)寄存器，常用來存放雙字長數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址。113)指針寄存器指針寄存器用于尋址內(nèi)存堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)

SP為堆棧指針寄存器，指示棧頂?shù)钠频刂?/p>

SP不能再用于其他目的，具有專用目的

BP為基址指針寄存器，表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址SP和BP寄存器與SS段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲單元地址SI,DI,SP,BP，只能按16位進行存取操作132.段寄存器8086有4個16位段寄存器CS（代碼段）指明代碼段的起始地址SS（堆棧段）指明堆棧段的起始地址DS（數(shù)據(jù)段）指明數(shù)據(jù)段的起始地址ES（附加段）指明附加段的起始地址每個段寄存器用來確定一個邏輯段的起始地址，每種邏輯段均有各自的用途14代碼段（CodeSegment）代碼段用來存放程序的指令序列代碼段寄存器CS存放代碼段的段地址指令指針寄存器IP指示下條指令的偏移地址處理器利用CS:IP取得下一條要執(zhí)行的指令15數(shù)據(jù)段（DataSegment）數(shù)據(jù)段存放運行程序所用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段寄存器DS存放數(shù)據(jù)段的段地址各種主存尋址方式（有效地址EA）得到存儲器中操作數(shù)的偏移地址處理器利用DS:EA存取數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)17附加段（ExtraSegment）附加段是附加的數(shù)據(jù)段，也用于數(shù)據(jù)的保存：附加段寄存器ES存放附加段的段地址各種主存尋址方式（有效地址EA）得到存儲器中操作數(shù)的偏移地址處理器利用ES:EA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)的存放區(qū)域183.標志寄存器標志（Flag）用于反映指令執(zhí)行結(jié)果或控制指令執(zhí)行形式8086處理器的各種標志形成了一個16位的標志寄存器FR（標志寄存器的內(nèi)容稱為程序狀態(tài)字PSW）程序設(shè)計需要利用標志的狀態(tài)0123456789101112131415CFPFAFZFSFTFIFDFOF19標志寄存器的設(shè)置標志名稱設(shè)置未設(shè)置OFOV(溢出)NV(未溢出)ZFZRNZ(不等于0)AFACNA(無進位)PFPE(偶)PO(奇)SFNG(負)PL(正)CFCYNC(無進位)DFDN(減少)UP(增加)IFEI(許可)DI(禁止)21進位標志CF（CarryFlag）當運算結(jié)果的最高有效位有進位（加法）或借位（減法）時,進位標志置1，即CF=1;否則CF=0。3AH+7CH＝0B6H＋01111100

0011101010110110結(jié)果：沒有進位：CF=0例：字節(jié)22進位標志CF（CarryFlag）當運算結(jié)果的最高有效位有進位（加法）或借位（減法）時,進位標志置1，即CF=1;否則CF=0。例：字AA01H+7C80H＝(1)2681H＋0111110010000000

1010101000000001

10010011010000001結(jié)果：有進位：CF=123符號標志SF（SignFlag）運算結(jié)果最高位為1,則SF=1;否則SF=03AH+7CH＝0B6H，最高位D7＝1：SF=184H+7CH＝（1）00H，最高位D7＝0：SF=0有符號數(shù)據(jù)用最高有效位表示數(shù)據(jù)的符號，所以，最高有效位就是符號標志的狀態(tài)。25奇偶標志PF（ParityFlag）當運算結(jié)果最低字節(jié)中“1”的個數(shù)為零或偶數(shù)時，PF=1；否則PF=03AH+7CH＝0B6H＝10110110B結(jié)果中有5個1，是奇數(shù)：PF=0

PF標志僅反映最低8位中“1”的個數(shù)是

偶或奇，即使是進行16位字操作26溢出標志OF（OverflowFlag）若算術(shù)運算的結(jié)果有溢出，則OF＝1；否則OF＝03AH+7CH＝0B6H，產(chǎn)生溢出：OF=10AAH+7CH＝（1）26H，沒有溢出：OF=027問題1.什么是溢出？2.溢出和進位有什么區(qū)別？3.處理器怎么處理，程序員如何運用？4.如何判斷是否溢出？291.什么是溢出處理器內(nèi)部以補碼表示有符號數(shù)8位表達的整數(shù)范圍是：＋127～－12816位表達的范圍是：＋32767～－32768如果運算結(jié)果超出這個范圍，就產(chǎn)生了溢出有溢出，說明有符號數(shù)的運算結(jié)果不正確3AH＋7CH＝0B6H，就是58＋124＝182，已經(jīng)超出－128～＋127范圍，產(chǎn)生溢出，故OF＝1；另一方面，補碼0B6H表達真值是-74，顯然運算結(jié)果也不正確302.溢出和進位溢出標志OF和進位標志CF是兩個意義不同的標志進位標志表示無符號數(shù)運算結(jié)果是否超出范圍，運算結(jié)果仍然正確；溢出標志表示有符號數(shù)運算結(jié)果是否超出范圍，運算結(jié)果已經(jīng)不正確。請看例子31溢出和進位的對比例1：3AH+7CH＝0B6H無符號數(shù)運算：58＋124＝182 范圍內(nèi)，無進位有符號數(shù)運算：58＋124＝182 范圍外，有溢出例2：0AAH+7CH＝（1）26H無符號數(shù)運算： 170＋124＝294 范圍外，有進位有符號數(shù)運算： －86＋124＝28 范圍內(nèi)，無溢出323.如何運用溢出和進位處理器對兩個操作數(shù)進行運算時，按照無符號數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進位標志CF；同時，根據(jù)是否超出有符號數(shù)的范圍設(shè)置溢出標志OF。應(yīng)該利用哪個標志，則由程序員來決定。也就是說，如果將參加運算的操作數(shù)認為是無符號數(shù)，就應(yīng)該關(guān)心進位；認為是有符號數(shù)，則要注意是否溢出。334.溢出的判斷判斷運算結(jié)果是否溢出有一個簡單的規(guī)則：只有當兩個相同符號數(shù)相加（包括不同符號數(shù)相減），而運算結(jié)果的符號與原數(shù)據(jù)符號相反時，產(chǎn)生溢出；因為，此時的運算結(jié)果顯然不正確其他情況下，則不會產(chǎn)生溢出34運算時D7,D3位（低半字節(jié)）有進位或借位時，AF=1；否則AF=0。輔助進位標志AF（AuxiliaryCarryFlag）35AF=101110101例1:6DH+08H=75H01101101+00001000AF=1

0001000010001110例2:2110H-1082H=108EH0010000100010000-0001000010000010

這個標志主要由處理器內(nèi)部使用，用于十進制算術(shù)運算調(diào)整指令中，用戶一般不必關(guān)心36方向標志DF（DirectionFlag）用于串操作指令中，控制地址的變化方向：設(shè)置DF＝0，存儲器地址自動增加；設(shè)置DF＝1，存儲器地址自動減少。CLD指令復(fù)位方向標志：DF＝0STD指令置位方向標志：DF＝137中斷允許標志IF（Interrupt-enableFlag）用于控制外部可屏蔽中斷是否可以被處理器響應(yīng)：設(shè)置IF＝1，則允許中斷；設(shè)置IF＝0，則禁止中斷。CLI指令復(fù)位中斷標志：IF＝0STI指令置位中斷標志：IF＝138陷阱標志TF（TrapFlag）用于控制處理器進入單步操作方式：設(shè)置TF＝0，處理器正常工作；設(shè)置TF＝1，處理器單步執(zhí)行指令。單步執(zhí)行指令——處理器在每條指令執(zhí)行結(jié)束時，便產(chǎn)生一個編號為1的內(nèi)部中斷這種內(nèi)部中斷稱為單步中斷所以TF也稱為單步標志利用單步中斷可對程序進行逐條指令的調(diào)試這種逐條指令調(diào)試程序的方法就是單步調(diào)試39例題CFA8＋5623＝？1100111110101000＋0101011000100011