微型計(jì)算機(jī)匯編語言設(shè)計(jì) 第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.180x86微處理器概述

2.2基于微處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

2.3微處理器

2?4存儲(chǔ)器

習(xí)題2

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2.180x86微處理器概述

2.1.1微處理器發(fā)展簡介

80x86是美國Intel公司生產(chǎn)的微處理器系列。該公司

成立于1968年，1969年就設(shè)計(jì)了4位的4004芯片，1973

年開發(fā)出8位的8080芯片，1978年正式推出16位的8086

微處理器芯片，由此開始了Intel公司的80x86微處理器

系列的生產(chǎn)和使用歷史。

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計(jì)算機(jī)主要由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器和輸入/輸

出設(shè)備構(gòu)成。20世紀(jì)70年代初期，由于大規(guī)模集成電

路技術(shù)的發(fā)展，已經(jīng)開始把運(yùn)算器和控制器集成在一

個(gè)芯片上，構(gòu)成中央處理機(jī)(CentralProcessingUnit,

簡稱CPU),80x86就是這樣一組微處理器系列產(chǎn)品。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

很多計(jì)算機(jī)廠商把微處理器芯片作為中央處理機(jī)，

再配上存儲(chǔ)器、輸入/輸出接口設(shè)備和系統(tǒng)軟件等構(gòu)成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。例如，由80386微處理器芯片構(gòu)成的

微機(jī)稱為386微機(jī)；由80486微處理器芯片構(gòu)成的微機(jī)

稱為486微機(jī)等。

表2-1給出Intel公司生產(chǎn)的80x86微處理器系列的一

些主要技術(shù)數(shù)據(jù)。從表2-1中可以看出這一芯片系列的

發(fā)展概況。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.1.2與微處理器相關(guān)的概念

1.芯片集成度

集成電路芯片中所包含的晶體管數(shù)目稱為芯片集成

度。集成度的高低表明微處理器集成規(guī)模的程度，如

小規(guī)模、大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路。

2.微處理器主頻

主頻是指芯片的主時(shí)鐘頻率，它直接影響計(jì)算機(jī)的

運(yùn)行速度。由于處理器體系結(jié)構(gòu)的差別，同樣的主頻

可能產(chǎn)生不同的計(jì)算速度，但主頻仍然是反映計(jì)算機(jī)

速度的一個(gè)重要

指標(biāo)。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

表2-180x86微處理器概況

字長晶體管數(shù)

型號(hào)發(fā)布年份

/位/萬個(gè)

80861978162.9

80881979162.9

8028619821613.4

8038619863227.5

80486198932120?160

Pentium

199332310?330

(586)

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地址總尋址

主頻數(shù)據(jù)總線外部總線

線寬度空間高速緩存

/MHz寬度/位寬度/位

/位/B

4.771616201M無

4.77168201M無

6-2016162416M無

12.5—333232324G有

25~1003232324G8KB

8KB數(shù)據(jù)

60~1666464324G

8KB指令

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8KB數(shù)

據(jù)

Pent8KB指

ium令

199532550+1550150—20064643664G

Pro(256KB

P6)二級(jí)

高速緩

存

32KB

512KB

二級(jí)

Pent

高速緩

rumII199732750233?33364643664G

存

有獨(dú)立

封裝和獨(dú)立

總線

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3.系統(tǒng)總線

總線(簡稱Bus)是指微處理器外部連接各器件的一組

公共信息通道。一般分為三類：

(1)數(shù)據(jù)總線(DataBus,DB)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)中數(shù)據(jù)在

各組成部分之間的傳送。數(shù)據(jù)總線寬度是指在芯片內(nèi)

部數(shù)據(jù)傳送的二進(jìn)制數(shù)位數(shù)，外部數(shù)據(jù)總線寬度則是

指芯片內(nèi)和芯片外交換數(shù)據(jù)的寬度。

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(2)地址總線(AddressBus,AB)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)中地

址數(shù)據(jù)在各組成部分之間的傳送。地址總線寬度是指

專用于傳送地址數(shù)據(jù)的位數(shù)，根據(jù)這一數(shù)值可確定處

理機(jī)可以訪問的存儲(chǔ)器的最大范圍(尋址空間)，如20位

地址總線可訪問22。=1048576個(gè)存儲(chǔ)單元。在計(jì)算機(jī)

中，為方便起見，在討論存儲(chǔ)器容量時(shí)，以21。=1024為

基本單位，稱為1K,1024K就稱為1M。所以20位地

址總線可訪問1M個(gè)存儲(chǔ)單元，24位地址總線可訪問

16M個(gè)存儲(chǔ)單元，1024M稱為1G,32位地址總線可

訪問4G個(gè)存儲(chǔ)單元。

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在計(jì)算機(jī)里，8個(gè)二進(jìn)制位組成一個(gè)字節(jié)(Byte),一般存

儲(chǔ)器以字節(jié)為存儲(chǔ)信息的基本單位，用符號(hào)B來表示。

這樣，上述存儲(chǔ)容量又可稱為1MB、16MB和4GB等。

(3)控制總線(ControlBus,CB)：負(fù)責(zé)計(jì)算機(jī)中控制

信息在各組成部分之間的傳送和產(chǎn)生控制動(dòng)作。

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4.程序存儲(chǔ)及存儲(chǔ)器組織

我們知道，要在計(jì)算機(jī)上計(jì)算一個(gè)題目，首先必

須用計(jì)算機(jī)語言把所要計(jì)算的題目編制成程序，然后

把這一程序（由指令序列組成）連同所要使用的數(shù)據(jù)一起

存入計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)器中。在計(jì)算機(jī)算題時(shí)，要把程序

和所用的數(shù)據(jù)從存儲(chǔ)器中取到運(yùn)算器中進(jìn)行計(jì)算。因

此，在計(jì)算過程中，為保證運(yùn)算器能快速運(yùn)行，存儲(chǔ)

器也必須源源不斷地提供計(jì)算所需的指令和數(shù)據(jù)，并

且有與其相應(yīng)的足夠快的速度。為適應(yīng)這種速度要

求，建立了層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器組織，其中間層次通常

稱為主存儲(chǔ)器；

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

比其速度更高、但容量較小的一層稱為高速緩沖存儲(chǔ)

器(Cache)；比其速度慢、但容量很大的一層稱為外存

儲(chǔ)器，如磁帶、磁盤、光盤等。高速緩沖存儲(chǔ)器(以下

簡稱高速緩存)對(duì)提高計(jì)算機(jī)的計(jì)算速度起很重要的作

用。高速緩存早期是做在芯片之外，隨著半導(dǎo)體集成

電路技術(shù)的發(fā)展，從80386開始在芯片中已加入少量的

高速緩存，在80486的芯片中，集成了8KB高速緩存。

PentiumCPU中有8KB的指令高速緩存和8KB的數(shù)據(jù)

高速緩存；PentiumPro中除兩個(gè)8KB的高速緩存外，

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

還增加了256KB的二級(jí)高速緩存，晶體管中增加的1550

萬個(gè)晶體管就是用于二級(jí)高速緩存的；PentiumIICPU

中有32KB的高速緩存，它的二級(jí)高速緩存容量為

512KB,且具有獨(dú)立的封裝和獨(dú)立的總線，Pentium4

CPU中集成了容量更大的Cache。上述措施都是為了提

高計(jì)算機(jī)的速度。

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5.處理器運(yùn)算速度

微處理器執(zhí)行一條指令所花費(fèi)的時(shí)間可用來衡量

微型機(jī)的運(yùn)算速度。8086執(zhí)行一條指令的時(shí)間約為400

ns,80286為250ns,80486為25ns,Pentium的速度為

80486的2倍，PentiumPro為80486的3倍，PentiumII比

PentiumPro快10%?25%。提高計(jì)算機(jī)的工作速度可

以說是微處理器芯片發(fā)展的核心問題。從80486開始，

把協(xié)處理器集成到芯片中的目的也是為了提高浮點(diǎn)處

理速度。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

實(shí)際上，在微處理器發(fā)展過程中，有很多體系結(jié)

構(gòu)方面的措施是無法從表2-1的簡單描述中看得出來

的，但是從總體上已可看出微處理器芯片的發(fā)展速度

是非?？斓?。值得一提的是，從80286開始，在機(jī)器的

工作方式上，除8086提供的實(shí)模式外，還增加了保護(hù)

模式的工作方式。在保護(hù)模式下，機(jī)器可提供虛擬存

儲(chǔ)的管理和多任務(wù)的管理機(jī)制。虛擬存儲(chǔ)的實(shí)現(xiàn)，使

計(jì)算機(jī)可以運(yùn)行程序空間大于主存儲(chǔ)器空間的用戶程

序。

百二第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)_______________________

多任務(wù)管理的實(shí)現(xiàn)，允許多個(gè)用戶可以同時(shí)在機(jī)器上工

作。從80386起，除支持實(shí)模式和保護(hù)模式外，又增加

了一種虛擬86的工作模式。在這種工作模式下，一臺(tái)

機(jī)器可同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器的工作。所有這些措

施都是為了提高微型計(jì)算機(jī)的可用性而開發(fā)的，使得

微型計(jì)算機(jī)的應(yīng)用領(lǐng)域更加廣泛，促進(jìn)了微機(jī)技術(shù)本

身的飛速發(fā)展。

J

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2基于微處理器的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)構(gòu)成

微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包括硬件和軟件兩部分。硬件是

由電子、機(jī)械、磁性材料、光電元件等元部件和設(shè)備

依照計(jì)算機(jī)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的要求構(gòu)成的有機(jī)的整體；軟件

則是為了運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序

的集合。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2.1硬件系統(tǒng)

微型計(jì)算機(jī)是以微處理器芯片為核心，配以存儲(chǔ)

器、I/O接口、基本輸入/輸出設(shè)備以及相應(yīng)的輔助電路

構(gòu)成的，簡稱微型機(jī)或微機(jī)。從結(jié)構(gòu)上講，它以微處

理器為中心，通過系統(tǒng)總線把I/O設(shè)備、存儲(chǔ)器和外部

設(shè)備等連接成一個(gè)整體。圖2.1給出了微型計(jì)算機(jī)硬件

系統(tǒng)組成框圖。

1）運(yùn)算器

運(yùn)算器是對(duì)數(shù)據(jù)信息進(jìn)行加工處理的部件，它主

要由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元（ALU）組成，在控制器的指

揮下可以完成各種算術(shù)運(yùn)算、邏輯運(yùn)算和其他操作。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

存儲(chǔ)器

輸

接接輸

入

口口出

設(shè)

設(shè)

備

備

主機(jī)

輸入/輸出芯片

圖2.1微型計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)組成

一即第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2）控制器

控制器是指揮和控制計(jì)算機(jī)各部件協(xié)調(diào)工作的關(guān)

鍵部件，它從存儲(chǔ)器中逐條地取出指令，分析指令，

并向各部件發(fā)出相應(yīng)的控制信號(hào)，使它們一步步地執(zhí)

行指令所規(guī)定的操作。另外，它又接收運(yùn)算器、存儲(chǔ)

器以及輸入/輸出設(shè)備的反饋信息，以確定程序的執(zhí)行

順序。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

3）存儲(chǔ)器

存儲(chǔ)器是存放程序和數(shù)據(jù)的部件，它是一個(gè)記憶

裝置，是計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)程序工作原理的基礎(chǔ)。存儲(chǔ)

器分兩類：一類是設(shè)置在主機(jī)內(nèi)的半導(dǎo)體存儲(chǔ)器，稱

為主存，也稱為內(nèi)存；另一類是通過接口連接的磁盤

或光盤存儲(chǔ)器，稱為輔存，也稱為外存。有關(guān)存儲(chǔ)器

的操作，經(jīng)常使用下面兩個(gè)術(shù)語：

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(1)''讀操作〃：是指CPU將存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)的某一部

分信息取出來進(jìn)行處理的操作。

(2)'、寫操作〃：是指CPU用新的信息刷新存儲(chǔ)器原

來存儲(chǔ)的某一部分內(nèi)容的操作。

存儲(chǔ)器的讀/寫操作是以字節(jié)為單位按存儲(chǔ)器存儲(chǔ)

單元地址進(jìn)行的。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

主存儲(chǔ)器可由CPU直接訪問，存取速度較快，但

容量不大，一般用來存放當(dāng)前運(yùn)行的程序和數(shù)據(jù)。

CPU和主存儲(chǔ)器是信息加工處理的主要部件，通常把

這兩個(gè)部分合稱為主機(jī)。整個(gè)主存被劃分成許多個(gè)存

儲(chǔ)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元編排一個(gè)惟一對(duì)應(yīng)的編號(hào)，稱

為存儲(chǔ)單元地址，這類似于一個(gè)大樓內(nèi)每個(gè)房間有一

個(gè)房間號(hào)。地址與存儲(chǔ)單元一一對(duì)應(yīng)。存儲(chǔ)器所具有

的存儲(chǔ)空間大小，即所包含的存儲(chǔ)單元總數(shù)稱為該主

存的存儲(chǔ)容量。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

4)輸入/輸出設(shè)備

輸入/輸出設(shè)備又稱外設(shè)，一般通過I/O接口與CPU

相連接，它是計(jì)算機(jī)與外部世界聯(lián)系與交換信息的實(shí)體。

(1)輸入設(shè)備用于把數(shù)字、字符、圖形、圖像和聲

音等轉(zhuǎn)換成計(jì)算機(jī)能識(shí)別和接受的信息表示方式，如電

信號(hào)、二進(jìn)制編碼等，然后把它們放入存儲(chǔ)器中。典型

的輸入設(shè)備有鍵盤、鼠標(biāo)、掃描儀、光學(xué)字符識(shí)別設(shè)備

(OCR)、模/數(shù)轉(zhuǎn)換裝置(A/D)以及其他聲像輸入設(shè)

備等。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

（2）輸出設(shè)備把計(jì)算機(jī)處理信息的結(jié)果轉(zhuǎn)換成人們

習(xí)慣接受的形式（如字符、曲線、圖像、表格和聲音

等）送出，或變換成與其他設(shè)備相匹配的信號(hào)形式輸

出。常見的輸出設(shè)備有顯示器、打印機(jī)、繪圖儀和數(shù)/

模轉(zhuǎn)換裝置（D/A）等。

把運(yùn)算器、控制器、主存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口稱

為組成計(jì)算機(jī)硬件系統(tǒng)的五大部件。計(jì)算機(jī)硬件的五

大部件是通過總線連接起來的，構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的基本

硬件系統(tǒng)。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)總線把CPU、存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備連接起來，用

來傳送各部分之間的信息。系統(tǒng)總線包括數(shù)據(jù)總線、

地址總線和控制總線三種。數(shù)據(jù)總線傳送信息，地址

總線指出信息的來源和目的地，控制線則規(guī)定總線的

動(dòng)作等。系統(tǒng)總線的工作由總線控制邏輯負(fù)責(zé)指揮。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.2.2軟件系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)軟件是計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的重要組成部分，它可

以分成系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件是由計(jì)

算機(jī)生產(chǎn)廠家提供給用戶的一組程序，這些程序是用

戶使用機(jī)器及產(chǎn)生、準(zhǔn)備和執(zhí)行用戶程序所必需的。

應(yīng)用軟件則是為用戶應(yīng)用編制的各種程序。圖2.2表示

了計(jì)算機(jī)軟件的層次。

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,單用戶操作系統(tǒng)

多用戶操作系統(tǒng)

操作系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)操作系統(tǒng)

r匯編程序

語言處理程序<解釋程序

1系統(tǒng)軟件4〔編譯程序

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

「診斷與維護(hù)程序

軟件《調(diào)試程序

工具軟件

編輯程序

（裝配鏈接程序

應(yīng)用軟件｛軟件包

用戶程序

圖2.2軟件系統(tǒng)的層次

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1.系統(tǒng)軟件

系統(tǒng)軟件是指管理、控制和維護(hù)計(jì)算機(jī)的各種資

源，以及擴(kuò)大計(jì)算機(jī)功能和方便用戶使用計(jì)算機(jī)的各

類程序與數(shù)據(jù)的集合。系統(tǒng)軟件是構(gòu)成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)必

備的軟件，通常又分為操作系統(tǒng)、語言處理程序、工

具軟件和數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)四類。

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1)操作系統(tǒng)(OperatingSystem,OS)

系統(tǒng)軟件的核心稱為操作系統(tǒng)。操作系統(tǒng)是系統(tǒng)

程序的集合，它的主要作用是對(duì)系統(tǒng)的硬、軟件資源

進(jìn)行合理的管理，為用戶創(chuàng)造方便、有效和可靠的計(jì)

算機(jī)工作環(huán)境。

操作系統(tǒng)的主要部分是常駐監(jiān)督程序(Monitor),

只要一開機(jī)常駐監(jiān)督程序就進(jìn)入并保留在內(nèi)存中，它

可以從用戶接收命令，并使操作系統(tǒng)執(zhí)行相應(yīng)的動(dòng)作。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(1)裝入程序(Loader)：用來把程序從外存儲(chǔ)器傳

送到內(nèi)存儲(chǔ)器，以便機(jī)器執(zhí)行。例如，計(jì)算機(jī)開機(jī)后

就需要立即啟動(dòng)裝入程序把常駐監(jiān)督程序裝入存儲(chǔ)

器，使機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)起來。又如，用戶程序經(jīng)翻譯和連接

后，由連接程序直接調(diào)用裝入程序，把可執(zhí)行的用戶

程序裝入內(nèi)存以便執(zhí)行。

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(2)I/O驅(qū)動(dòng)程序(I/ODriver)：用來對(duì)I/O設(shè)備進(jìn)行

控制或管理的程序。當(dāng)系統(tǒng)程序或用戶程序需要使用

I/O設(shè)備時(shí)，就調(diào)用I/O驅(qū)動(dòng)程序來對(duì)設(shè)備發(fā)出命令，完

成CPU和I/O設(shè)備之間的信息傳送。

(3)文件管理程序(FileManagement)：用來處理存

儲(chǔ)在外存儲(chǔ)器中大量信息的程序。它可以和外存儲(chǔ)器

的設(shè)備驅(qū)動(dòng)程序相連接，對(duì)存儲(chǔ)在其中的信息以文件

(File)的形式進(jìn)行存取、復(fù)制及其他管理操作。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2)語言處理程序

(1)翻譯程序(Translator)：計(jì)算機(jī)是通過逐條地執(zhí)

行組成程序的指令來完成人們所給予的任務(wù)的，所以

指令就是計(jì)算機(jī)所能識(shí)別并能直接加以執(zhí)行的語名，

當(dāng)然它是由二進(jìn)制代碼組成的。這種語言稱為機(jī)器語

言，它對(duì)于人們顯然是很不方便的。既然計(jì)算機(jī)能識(shí)

別的惟一語言是機(jī)器語言，而用這種語言編寫程序又

很不方便，所以，在計(jì)算機(jī)語言的發(fā)展過程中就出現(xiàn)

了匯編語言和高級(jí)語言。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

匯編語言是一種符號(hào)語言，它和機(jī)器語言幾乎一一對(duì)

應(yīng)，但在書寫時(shí)卻使用由字符串組成的助記符。例

如，加法在匯編語言中一般是用助記符ADD表示的，

而機(jī)器語言則用二進(jìn)制代碼來表示。顯然，相對(duì)于機(jī)

器語言來說，匯編語言是易于為人們所理解的，但計(jì)

算機(jī)卻不能直接識(shí)別匯編語言。匯編程序就是用來把

由用戶編制的匯編語言程序翻譯成機(jī)器語言程序的一

種系統(tǒng)程序。微機(jī)的匯編程序有多種版本，如MASM、

TASM等。MASM為Micros。仕公司開發(fā)的匯編程序，

TASM(TurboAssembler)則為Borland公司開發(fā)的匯編程

序，它們都具有較強(qiáng)的功能和宏匯編能力。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

高級(jí)語言編程不同于機(jī)器指令編程，它使用人們

容易理解的形式來編寫程序，當(dāng)然高級(jí)語言程序也要

翻譯成機(jī)器語言才能在機(jī)器上執(zhí)行。高級(jí)語言的翻譯

程序有兩種方式：一種是先把高級(jí)語言程序翻譯成機(jī)

器語言(或先翻譯成匯編語言，然后由匯編程序再次翻

譯成機(jī)器語言)程序，然后才能在機(jī)器上執(zhí)行，這種翻

譯程序稱為編譯程序(Compiler),多數(shù)高級(jí)語言如

PASCAL>FORTRAN等都采用這種方式；另一種是直

接把高級(jí)語言程序在機(jī)器上運(yùn)行，一邊解釋一邊執(zhí)

行，這種翻譯程序稱為解釋程序。nterpreter),如

BASIC就經(jīng)常采用這種方式。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)程序中的翻譯程序包括匯編程序、解釋程序

和編譯程序。

(2)連接程序(Linker)：用來把要執(zhí)行的程序與庫文

件或其他已經(jīng)翻譯好的子程序(能完成一種獨(dú)立功能的

程序模塊)連接在一起，形成機(jī)器能執(zhí)行的程序。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

3)工具軟件

(1)文本編輯程序(TextEditor)o該程序用來建立、

輸入或修改文本，并使文本存入內(nèi)存儲(chǔ)器或大容量存

儲(chǔ)器中的程序。文本是指由字母、數(shù)字、符號(hào)等組成

的信息，它可以是一個(gè)用匯編語言或高級(jí)語言編寫的

程序，也可以是一組數(shù)據(jù)或一份報(bào)告。

(2)調(diào)試程序(DEBUG)。它是系統(tǒng)提供給用戶的能

監(jiān)督和控制用戶程序的一種工具，可以裝入、修改、

顯示或逐條執(zhí)行一個(gè)程序。微機(jī)上的匯編語言程序可

以通過DEBUG來調(diào)試，完成建立、修改和執(zhí)行等工作。

當(dāng)然還有許多工具軟件，此處不再贅述。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

4)數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)

計(jì)算機(jī)在信息處理、情報(bào)檢索以及管理信息系統(tǒng)

(ManagementInformationSystem,MIS)等的應(yīng)用中,需

要處理大量數(shù)據(jù)，要建立、檢索、顯示、保存和打印

各種表格，這些數(shù)據(jù)和表格是按照一定規(guī)律組織的，

管理這些數(shù)據(jù)格式和內(nèi)容的系統(tǒng)軟件就是數(shù)據(jù)庫管理

系統(tǒng)(DataBaseManagementSystem,DBMS)。例如,

Foxpro>DB2等。

百二第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)_______________________

2.應(yīng)用軟件

應(yīng)用軟件則是為了解決各種實(shí)際問題而設(shè)計(jì)的計(jì)

算機(jī)程序，通常由專門的軟件公司開發(fā)，交付用戶使

用。計(jì)算機(jī)用戶也可自己開發(fā)。

J

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.3微處理器

2.3.1微處理器的結(jié)構(gòu)

1.微處理器的概念

微處理器（CPU）的任務(wù)是執(zhí)行存放在存儲(chǔ)器里

的指令序列。為此，除要完成算術(shù)邏輯操作外，還需

要擔(dān)負(fù)CPU和存儲(chǔ)器以及I/O之間的數(shù)據(jù)傳送任務(wù)。早

期的CPU芯片只包括運(yùn)算器和控制器兩大部分。從

80386開始，為使存儲(chǔ)器速度能更好地與運(yùn)算器的速度

相匹配，已在芯片中引入高速緩沖存儲(chǔ)器。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

其后生產(chǎn)的芯片隨著半導(dǎo)體器件集成度的提高，

片內(nèi)高速緩沖存儲(chǔ)器的容量也逐步擴(kuò)大，但這部分器

件就其功能而言還是屬于存儲(chǔ)器的。本節(jié)要說明的是

CPU芯片中除高速緩沖存儲(chǔ)器之外的部件。它們主要

由以下三部分組成。

1)算術(shù)邏輯部件

算術(shù)邏輯部件(ArithmeticLogicUnit,ALU)用來進(jìn)

行算術(shù)和邏輯運(yùn)算及其相應(yīng)操作。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2）控制邏輯部件

控制邏輯部件負(fù)責(zé)對(duì)全機(jī)的控制工作，包括從存

儲(chǔ)器取出指令，對(duì)指令進(jìn)行譯碼分析，從存儲(chǔ)器取得

操作數(shù)，發(fā)出執(zhí)行指令的所有命令，把結(jié)果存入存儲(chǔ)

器以及對(duì)總線及I/O的傳送控制等。

3）工作寄存器

工作寄存器在計(jì)算機(jī)中起著重要的作用，每一個(gè)

寄存器相當(dāng)于運(yùn)算器中的一個(gè)存儲(chǔ)單元，但它的存取

速度比存儲(chǔ)器要快得多。它用來存放計(jì)算過程中所需

要的或所得到的各種信息，包括操作數(shù)地址、操作數(shù)

及運(yùn)算的中間結(jié)果等。下面專門介紹這些寄存器。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.Intel8086/8088微處理器結(jié)構(gòu)

8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖2.3所示。按功能可分為兩

部分：總線接口單元BIU(BusInterfaceUnit)和執(zhí)行單元

EU(ExecutionUnit)o

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

AHAL

通

用BHBL

寄CHCL

存

器DHDL

組SI

IP

DI

CS

SP

DS

BP

SS

16位內(nèi)部總線ES

內(nèi)部暫存器

運(yùn)算暫存器

123456

標(biāo)志寄存器

執(zhí)行單元總線接口單元

EUBIU

圖2.38086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1）總線接口單元BIU

總線接口單元BIU是8086CPU在存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備

之間的接口部件，負(fù)責(zé)對(duì)全部引腳的操作，即8086對(duì)

存儲(chǔ)器和I/O設(shè)備的所有操作都是由BIU完成的。所有

對(duì)外部總線的操作都必須有正確的地址和適當(dāng)?shù)目刂?/p>

信號(hào)，BIU中的各部件主要是圍繞這個(gè)目標(biāo)設(shè)計(jì)的。它

提供了16位雙向數(shù)據(jù)總線、20位地址總線和若干條控

制總線。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

其具體任務(wù)是：負(fù)責(zé)從內(nèi)存單元中預(yù)取指令，并將它

們送到指令隊(duì)列緩沖器暫存。CPU執(zhí)行指令時(shí)，總線

接口單元要配合執(zhí)行單元，從指定的內(nèi)存單元或I/O端

口中取出數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行單元，或者把執(zhí)行單元的處

理結(jié)果傳送到指定的內(nèi)存單元或I/O端口中。

總線接口單元BIU由20位地址加法器、4個(gè)段寄存

器、16位指令指針I(yè)P、指令隊(duì)列緩沖器和總線控制邏

輯電路等組成。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

（1）地址加法器和段寄存器。8086CPU的20位地址

線，可直接尋址1MB存儲(chǔ)器物理空間。但CPU內(nèi)部寄

存器均為16位的寄存器。那么，16位的寄存器如何實(shí)

現(xiàn)20位地址尋址呢？CPU是將有關(guān)段寄存器內(nèi)容左移4

位（段的起始地址）后由專門地址加法器，與16位偏

移地址相加，形成了20位的物理地址，以便找到存儲(chǔ)

單元，對(duì)它的內(nèi)容進(jìn)行讀寫操作。例如，在取指令

時(shí)，由代碼段寄存器（CS）的內(nèi)容左移4位，在地址加

法器中和16位指令指針（IP）提供的有效地址（偏移

地址）內(nèi)容相加，形成實(shí)際的20位物理地址，送到地

址總線上實(shí)現(xiàn)取指令的尋址。詳見2.4節(jié)。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(2)16位指令指針I(yè)P(InstructionPointer)o該指針用

來存放下一條要執(zhí)行指令在代碼段中的偏移地址。它

只有和CS相結(jié)合，才能形成指向指令存放單元的物理

地址。在程序運(yùn)行中，IP的內(nèi)容由BIU自動(dòng)修改，使它

總是指向下一條要取的指令在現(xiàn)行代碼段中的偏移地

址。程序中沒有直接訪問IP的指令，但通過某些指令

可以修改IP的內(nèi)容。例如，轉(zhuǎn)移指令可將轉(zhuǎn)移目標(biāo)的

偏移地址送入IP來實(shí)現(xiàn)程序的轉(zhuǎn)移。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(3)指令隊(duì)列緩沖器。當(dāng)EU正在執(zhí)行指令中，且不

需占用總線時(shí)，BIU會(huì)自動(dòng)地進(jìn)行預(yù)取指令操作，將所

取得的指令按先后次序存入1?6字節(jié)的指令隊(duì)列寄存

器，該隊(duì)列寄存器按''先進(jìn)先出〃的方式工作，并按順

序取到EU中執(zhí)行。其操作遵循下列原則：

每當(dāng)指令隊(duì)列緩沖器中存滿一條指令后，EU就立

即開始執(zhí)行。

每當(dāng)BIU發(fā)現(xiàn)隊(duì)列中空了兩個(gè)字節(jié)時(shí)，就會(huì)自動(dòng)

地尋找空閑的總線周期進(jìn)行預(yù)取指令操作，直到填滿

為止。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

每當(dāng)EU執(zhí)行一條轉(zhuǎn)移、調(diào)用或返回指令后，則要清

除指令隊(duì)列緩沖器，并要求BIU從新的地址開始取指

令，新取的第一條指令將直接經(jīng)指令隊(duì)列緩沖器送到

EU去執(zhí)行，并在新地址基礎(chǔ)上再作預(yù)取指令操作，實(shí)

現(xiàn)程序段的轉(zhuǎn)移。

由于BIU和EU是各自獨(dú)立并行工作的，在EU執(zhí)行指

令的同時(shí)，BIU可預(yù)取下面一條或幾條指令。因此，在

一般情況下，CPU執(zhí)行完一條指令后，就可立即執(zhí)行存

放在指令隊(duì)列中的下一條指令，而不需要像以往的8位

CPU那樣，采取先取指令，后執(zhí)行指令的串行操作方式。

這種并行操作方式大大提高了CPU的工作效率。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(4)總線控制邏輯電路。該電路將8086CPU的內(nèi)部

總線和外部總線相連，是8086CPU與內(nèi)存單元或I/O端

口進(jìn)行數(shù)據(jù)交換的必經(jīng)之路。它包括16位數(shù)據(jù)總線、

20位地址總線和若干條控制總線，CPU通過這些總線

與外部取得聯(lián)系，從而構(gòu)成各種規(guī)模的8086微型計(jì)算

機(jī)系統(tǒng)。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2)執(zhí)行單元EU

執(zhí)行單元EU中包含1個(gè)16位的運(yùn)算器ALU、8個(gè)16位

的寄存器、1個(gè)16位標(biāo)志寄存器FR、1個(gè)運(yùn)算暫存器和執(zhí)

行單元的控制電路。這個(gè)單元進(jìn)行所有指令的解釋和執(zhí)

行，同時(shí)管理上述有關(guān)的寄存器。

(1)算術(shù)邏輯運(yùn)算單元。該單元是1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位地址偏移量。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(2)標(biāo)志寄存器。該寄存器是1個(gè)16位的寄存器，用

來反映CPU運(yùn)算過程的狀態(tài)特征和存放某些控制標(biāo)志。

(3)運(yùn)算暫存器。該寄存器協(xié)助ALU完成運(yùn)算，暫存

參加運(yùn)算的數(shù)據(jù)。

(4)通用寄存器組。該寄存器組包括4個(gè)16位的數(shù)據(jù)

寄存器AX、BX、CX、DX和4個(gè)16位指針與變址寄存器

SP、BP、SI和DI。

(5)EU控制電路。該電路負(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。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

執(zhí)行單元中的各部件通過16位的ALU總線連接在

一起，在內(nèi)部實(shí)現(xiàn)快速數(shù)據(jù)傳輸。值得注意的是，這

個(gè)內(nèi)部總線與CPU外接的總線之間是隔離的，即這兩

個(gè)總線可以同時(shí)工作而互不干擾。EU對(duì)指令的執(zhí)行是

從取指令操作碼開始的，它從總線接口單元的指令隊(duì)

列緩沖器中每次取一個(gè)字節(jié)。如果指令隊(duì)列緩沖器中

是空的，那么EU就要等待BIU通過外部總線從存儲(chǔ)器

中取得指令并送到EU,通過譯碼電路分析，發(fā)出相應(yīng)

控制命令，控制ALU數(shù)據(jù)總線中數(shù)據(jù)的流向。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

如果是運(yùn)算操作，操作數(shù)據(jù)經(jīng)過運(yùn)算暫存器送入

ALU,運(yùn)算結(jié)果經(jīng)過ALU數(shù)據(jù)總線送到相應(yīng)寄存器，

同時(shí)標(biāo)志寄存器FR根據(jù)運(yùn)算結(jié)果改變狀態(tài)。在指令執(zhí)

行過程中常會(huì)發(fā)生從存儲(chǔ)器中讀或?qū)憯?shù)據(jù)的事件，這

時(shí)就由EU單元提供尋址用的16位有效地址，在BIU單

元中經(jīng)運(yùn)算形成一個(gè)20位的物理地址，送到外部總線

進(jìn)行尋址。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

3)8086與8088的主要區(qū)別

在此之前，我們所描述的都是8086。它的外部數(shù)

據(jù)總線和內(nèi)部數(shù)據(jù)總線都是16位的，是真正的16位機(jī)。

8088的內(nèi)部數(shù)據(jù)總線是16位的，而外部數(shù)據(jù)總線是8位

的，所以稱為準(zhǔn)16位機(jī)或超級(jí)8位機(jī)。兩者有著相同的

內(nèi)部寄存器和指令系統(tǒng)，在軟件上是完全兼容的。它

們的主要區(qū)別表現(xiàn)在：

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(1)8086的指令預(yù)取隊(duì)列為6個(gè)字節(jié)，而8088只有

4個(gè)字節(jié)。

(2)8086的AD15?AD0為地址、數(shù)據(jù)雙向分時(shí)復(fù)

用的；而8088只有AD7?AD0為地址、數(shù)據(jù)雙向分時(shí)復(fù)

用的，A15?A&僅用于輸出地址信號(hào)。在進(jìn)行16位數(shù)據(jù)

操作時(shí)，8086只需一個(gè)總線周期就可完成，而8088則

需要兩個(gè)總線周期來完成，因此8088的速度較8086要

慢些。

(3)8086上的BH聆號(hào)在8088上變?yōu)镾SO。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

(4)8086的引腳28為M/10，即CPU訪問內(nèi)存時(shí)

該引腳輸出高電平，訪問接口時(shí)則輸出低電平。對(duì)于

8088而言，該引腳的狀態(tài)正好相反，變?yōu)镮O/M。

8086/8088后繼機(jī)型也包括準(zhǔn)32位和標(biāo)準(zhǔn)32位機(jī)，

如80386的SX和DX類型。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.3.280x86寄存器組

寄存器可以分為程序可見的寄存器和程序不可見

的寄存器兩大類。所謂程序可見的寄存器，是指在匯

編語言程序設(shè)計(jì)中用到的寄存器，它們可以由指令來

指定。而程序不可見的寄存器則是指一般應(yīng)用程序設(shè)

計(jì)中不用而由系統(tǒng)所用的寄存器。本節(jié)將主要介紹

80x86中程序可見的那部分寄存器，而程序不可見的寄

存器就不加以說明了。

程序可見寄存器可以分為通用寄存器、專用寄存

器和段寄存器3類。圖2.4表示了80x86的程序可見寄存

器組。下面分別加以說明。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1.通用寄存器

圖2.4中除陰影區(qū)以外的寄存器是8086/8088和

80286所具有的寄存器，它們都是16位寄存器。其中

AX、BX、CX、DX可稱為數(shù)據(jù)寄存器，用來暫時(shí)存放

計(jì)算過程中所用到的操作數(shù)、結(jié)果或其他信息。它們

都可以字（16位）的形式訪問，或者以字節(jié)（8位）的形式

訪問。例如，對(duì)AX可以分別訪問高位字節(jié)AH或低位

字節(jié)AL。這4個(gè)寄存器都是通用寄存器，但它們又可

以用于各自的專用目的。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

AX(Accumulator)作為累力口器用，所以它是算術(shù)運(yùn)

算的主要寄存器。在乘、除等指令中指定用來存放操

作數(shù)。另外，所有的I/O指令都使用這一寄存器與外部

設(shè)備傳送信息。

BX(Base)可以作為通用寄存器使用，此外，在計(jì)

算存儲(chǔ)器地址時(shí)，它經(jīng)常用作基址寄存器。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

32位名稱16位名稱通用名稱

EAXAXAX（累加器）

EBXBX基址變址

ECXCX計(jì)數(shù)

EDXDX數(shù)據(jù)

ESPSP堆棧指針

EBPBP基址指針

EDIDI目的變址

ESISI源變址

______________QO后_______________

<F1。<似》A

EIPIP指令指針

EFLAGJFLAGS標(biāo)志

注：1.對(duì)于8086/8088或80286CPU,

中陰影區(qū)寄存器是不存在的。

2.FS和GS寄存器無專用名稱。

圖2.480x86的程序可見寄存器組

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

CX(Count)可以作為通用寄存器使用，此外，常用

來保存計(jì)數(shù)值，如在移位指令、循環(huán)(Loop)和串處理

指令中用作隱含的計(jì)數(shù)器。

DX(Data)可以作為通用寄存器使用。一般在作

雙字長運(yùn)算時(shí)把DX和AX組合在一起存放一個(gè)雙字長

數(shù)，DX用來存放高位字。此外，對(duì)某些I/O操作，DX

可用來存放I/O端口地址。

SP、BP、SI、DI四個(gè)16位寄存器可以像數(shù)據(jù)寄存

器一樣在運(yùn)算過程中存放操作數(shù)，但它們只能以字(16

位)為單位使用。此外，它們更經(jīng)常的用途是在存儲(chǔ)器

尋址時(shí)，提供偏移地址。因此，它們可稱為指針和變

址寄存器。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

SP(StackPointer)稱為堆棧指針寄存器，用來指示

段頂?shù)钠频刂贰?/p>

BP(BasePointer)稱為基址指針寄存器，它可以與

堆棧段寄存器SS聯(lián)用來確定堆棧段中的某一存儲(chǔ)單元

的地址。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

SI(SourceIndex)源變址寄存器和DI(Destination

Index)目的變址寄存器一般與數(shù)據(jù)段寄存器DS聯(lián)用，

用來確定數(shù)據(jù)段中某一存儲(chǔ)單元的地址。這兩個(gè)變址

寄存器有自動(dòng)增量和自動(dòng)減量的功能，所以用于變址

是很方便的。在串處理指令中，SI和DI作為隱含的源

變址和目的變址寄存器，此時(shí)SI和DS聯(lián)用，DI和附加

段寄存器ES聯(lián)用，分別達(dá)到在數(shù)據(jù)段和附加段中尋址

的目的。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

對(duì)于80386及其后繼機(jī)型的程序可見寄存器則是圖

2.4中所示的完整的寄存器，它們是32位的通用寄存

器，包括EAX,EBX,ECX,EDX,ESP,EBP,EDI

和ESI。在這些機(jī)型中，它們可以用來保存不同寬度的

數(shù)據(jù)，如可以用EAX保存32位數(shù)據(jù)，用AX保存16位數(shù)

據(jù)，用AH或AL保存8位數(shù)據(jù)。在計(jì)算機(jī)中，8位二進(jìn)

制數(shù)可組成一個(gè)字節(jié)，8086/8088和80286的字長為16

位。因此把2個(gè)字節(jié)組成的16位數(shù)稱為字。這樣，

80386及其后繼的32位機(jī)就把32位數(shù)據(jù)稱為雙字，64位

數(shù)據(jù)稱為4字。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

上述8個(gè)通用寄存器可以雙字的形式或?qū)ζ涞?6位以字

的形式被訪問，其中EAX,EBX,ECX和EDX的低16

位還可以字節(jié)的形式被訪問，這在圖2.4的表示中已經(jīng)

可以看得很清楚了。當(dāng)這些寄存器以字或字節(jié)形式被

訪問時(shí)，不被訪問的其他部分不受影響，如訪問AX

時(shí)，EAX的高16位不受影響。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

此外，這8個(gè)通用寄存器還可用于其他目的。在

8086/8088和80286中只有4個(gè)指針和變址寄存器以及BX

寄存器可以存放偏移地址，用于存儲(chǔ)器尋址。在80386

及其后繼機(jī)型中，所有32位通用寄存器既可以存放數(shù)

據(jù)，也可以存放地址。也就是說，這些寄存器都可以

用于存儲(chǔ)器尋址。在這8個(gè)通用寄存器中，每個(gè)寄存器

的專用特性與8086/8088和80286的AX,BX,CX,

DX,SP,BP,DLSI是——對(duì)應(yīng)的。如EAX專用于

乘、除法和I/O指令，ECX用于計(jì)數(shù)特性，EDI和ESI作

為串處理指令專用的地址寄存器等。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.專用寄存器

8086/8088和80286的專用寄存器包括IP和FR兩個(gè)

16位寄存器。

IP(InstructionPointer)為指令指針寄存器，它用來

存放代碼段中的偏移地址。在程序運(yùn)行的過程中，它

始終指向下一條指令的首地址，它與段寄存器CS聯(lián)用

確定下一條指令的物理地址。當(dāng)這一地址送到存儲(chǔ)器

后，控制器可以取得下一條要執(zhí)行的指令，而控制器

一旦取得這條指令就馬上修改IP的內(nèi)容，使它指向下

一條指令的首地址。可見，計(jì)算機(jī)就是用IP寄存器來

控制指令序列的執(zhí)行流程的，因此IP寄存器是計(jì)算機(jī)

中很重要的一個(gè)控制寄存器。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

FR為標(biāo)志寄存器，又稱程序狀態(tài)寄存器(Program

StatusWord,PSW)。這是一個(gè)存放條件碼標(biāo)志、控制

標(biāo)志和系統(tǒng)標(biāo)志的寄存器。

80386及其后繼機(jī)型也有兩個(gè)32位專用寄存器，它

們是EIP和EFLAGS。它們的作用和相應(yīng)的16位寄存器

相同。

下面介紹標(biāo)志寄存器。圖2.5說明了80x86中標(biāo)志

寄存器的內(nèi)容，圖中未標(biāo)明的位暫時(shí)不用。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

■11OFDfIFTFSFZF修AFPFCF8086/8088

■N1IOPLOfDfIFTFSFZFARCF80286

2

ISF

VNRFN1IOPLOfDFIFTFZFAFfPF;CF80386

111怒||

ACVNRf■N1IOPLorDFIFTFSFZFAFPFCF80486

%

ACVNRf1N1IOPLorDFIFTFSFZF|AF多PFCFPentium

11111111WK1

3130222120191817161514131211109876543210位編號(hào)

圖2.580x86的標(biāo)志寄存器

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

1)條件碼標(biāo)志

條件碼標(biāo)志用來記錄程序中運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信

息，它們是根據(jù)有關(guān)指令的運(yùn)行結(jié)果由CPU自動(dòng)設(shè)置

的。由于這些狀態(tài)信息往往作為后續(xù)條件轉(zhuǎn)移指令的

轉(zhuǎn)移控制條件，所以稱為條件碼。它包括以下6位：

溢出標(biāo)志(OverflowFlag,OF)：在運(yùn)算過程中，如

操作數(shù)超出了機(jī)器能表示的數(shù)據(jù)范圍稱為溢出。此時(shí)

OF位置1,否則置0。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

符號(hào)標(biāo)志(SignFlag,SF)：記錄運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)，

結(jié)果為負(fù)時(shí)置1,否則置0。

零標(biāo)志(ZeroFlag,ZF)：運(yùn)算結(jié)果為0時(shí)ZF位置

L否則置0。

進(jìn)位標(biāo)志(CarryFlag,CF)：記錄運(yùn)算時(shí)從最高有

效位產(chǎn)生的進(jìn)位/借位值。例如，執(zhí)行加法指令時(shí)，最

高有效位有進(jìn)位時(shí)置1，否則置0。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

輔助進(jìn)位標(biāo)志(AuxiliaryCarryFlag,AF)：記錄運(yùn)

算時(shí)第3位(半個(gè)字節(jié))產(chǎn)生的進(jìn)位值。例如，執(zhí)行加法

指令第3位有進(jìn)位時(shí)置1,否則置0。

奇偶標(biāo)志(ParityFlag,PF)：用來為機(jī)器中傳送信

息時(shí)可能產(chǎn)生的代碼出錯(cuò)情況提供檢驗(yàn)條件。當(dāng)結(jié)果

操作數(shù)中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)時(shí)置1,否則置0。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2)控制標(biāo)志位

方向標(biāo)志(DirectionFlag,DF),用于在串處理指令

中控制處理信息的方向。當(dāng)DF位為1時(shí)，每次操作后

使變址寄存器SI和DI減小，這樣就使串處理從高地址

向低地址方向處理。當(dāng)DF位為0時(shí)，則使SI和DI增大，

使串處理從低地址向高地址方向處理。

陷阱標(biāo)志(TrapFlag,TF),又稱單步跟蹤標(biāo)志，用

于調(diào)試時(shí)的單步方式操作。當(dāng)TF位為1時(shí)，每條指令執(zhí)

行完后產(chǎn)生陷阱，由系統(tǒng)控制計(jì)算機(jī)；當(dāng)TF位為0時(shí)，

CPU正常工作，不產(chǎn)生陷阱。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

中斷標(biāo)志(InterruptFlag,IF),當(dāng)IF位為1時(shí)，允許

CPU響應(yīng)可屏蔽中斷請(qǐng)求，否則關(guān)閉中斷。有關(guān)內(nèi)容

將于后續(xù)章節(jié)說明。

I/O特權(quán)級(jí)(I/OPrivilegeLevel,IOPL),在保護(hù)模

式下，用于控制對(duì)I/O地址空間的訪問。有關(guān)內(nèi)容將于

后續(xù)章節(jié)說明。

第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

以上就是EFLAGS中主要標(biāo)志位的含義。機(jī)器提供

了設(shè)置某些狀態(tài)信息的指令。必要時(shí)，程序員可使用

這些指令來建立狀態(tài)信息。

在調(diào)試程序DEBUG中提供了測(cè)試標(biāo)志位的手段，

它用符號(hào)表示某些標(biāo)志位的值。表2-2說明這些標(biāo)志位

的符號(hào)表示。

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

表2-2標(biāo)志位的符號(hào)表示

標(biāo)志名標(biāo)志為1標(biāo)志為0

OF溢出（是/否）OVNV

DF方向（減量/增量）DNUP

IF中斷（允許/關(guān)閉）EIDI

SF符號(hào)（負(fù)/正）NGPL

ZF零（是/否）ZRNZ

AF輔助進(jìn)位（是/否）ACNA

PF奇偶（偶/奇）PEPO

CF進(jìn)位（是/否）CYNC

百二第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)_______________________

3.段寄存器

段寄存器也是一種專用寄存器，它們專用于存儲(chǔ)

器尋址，用來直接或間接地存放段地址。段寄存器的

長度為16位，在80286以前的處理器中，只有代碼段

(CodeSegment,CS)、數(shù)據(jù)段(DataSegment,DS)、

堆棧段(StackSegment,SS)和附力口段(ExtraSegment,

ES)4個(gè)寄存器。從80386起，增加了FS和GS兩個(gè)段寄

存器，它們也屬于附加的數(shù)據(jù)段。有關(guān)段寄存器的使

用將在2.4.2中專門說明。

J

，東第2章微型計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)

2.4存儲(chǔ)器

2.4.1存儲(chǔ)單元的地址和內(nèi)容

計(jì)算機(jī)存儲(chǔ)信息的基本單位是一個(gè)二進(jìn)制位，一

位可存儲(chǔ)一個(gè)二進(jìn)制數(shù)：0或1。每8位組成一個(gè)字節(jié)，

位編號(hào)如圖2.6(a)所示。8086、80286的字長為16位，

由兩個(gè)字節(jié)組成，位編號(hào)如圖2.6(b)所示。80386到

Pentiumll機(jī)的字長為32位，由兩個(gè)字即4個(gè)字節(jié)組

成，在80x86系列中稱其為雙字，位編號(hào)如圖2.6(c)所

示。此外，還有一種由8個(gè)字節(jié)即字長為64位組成的4

字，位編號(hào)如圖2.6(d)所不。

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N地址