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1、第二章 IBM PC 微型计算机,8086/8088CPU的基本结构8086/8088CPU的寄存器组存贮器的分段结构8086/8088CPU堆栈的组织,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,1.微型计算机硬件组成,地址总线AB,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,2.CPU对存储器的操作,存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元从0开始顺序编号。例如：一个存储器有128个存储单元，编号从0127。,对于大容量的存储器一般还用以下单位来计量容量（用B来代表Byte）。1KB=
2、1024B1MB=1024KB1GB=1024MB1TB=1024GB,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,2.CPU对存储器的操作,在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称为总线。物理上：一根根导线的集合；逻辑上划分为：地址总线数据总线控制总线,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,2.CPU对存储器的操作,CPU在内存中读或写的数据演示：读演示写演示,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,一、微型计算机系统,2.CPU对存储器的操作,CPU在内存中读或写的数据演示：读演示写演示,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构
3、,一、微型计算机系统,微型计算机系统组成,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,二、8086/8088微处理器的功能结构,负责与M、I/O端口传送数据,负责指令的执行,第一节 IBM PC 微型计算机的基本结构,二、8086/8088微处理器的功能结构,一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成，这些器件靠内部总线相连。内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。,第二节 8086/8088寄存器组,AX寄存器称为累加器。使用频度最高。BX寄存器称为基址寄存器。常用于存放存储器地址。CX寄存器称为计数器。一般作为循环或串操作等指令中的隐含计
4、数器。DX寄存器称为数据寄存器。常用来存放双字数据的高16位，或存放外设端口地址。,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,1、数据寄存器,AX、BX、CX、DX，用来保存操作数或运算结果等信息。,一个16位寄存器可以存储一个16位的数据。（数据的存放情况？）一个16位寄存器所能存储的数据的最大值为多少？答案：216-1。,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,1、数据寄存器,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,1、数据寄存器,8086上一代CPU中的寄存器都是8位的；为保证兼容性，这四个寄存器都可以分为两个独立的8位寄存器使用。AX可以分为AH和AL
5、；BX可以分为BH和BL；CX可以分为CH和CL；DX可以分为DH和DL。,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,1、数据寄存器,以AX为例，8086CPU的16位寄存器分为两个8位寄存器的情况：,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,1、数据寄存器,第二节 8086/8088寄存器组,一、通用寄存器,2、变址和指针寄存器,SI是源变址寄存器，DI是目的变址寄存器，在字符串操作中，SI和DI都具有自动增量或减量的功能。SP为堆栈指针寄存器，用于存放当前堆栈段中栈顶的偏移地址。BP为基址指针寄存器，用于存放堆栈段中某一存储单元的偏移地址。,变址和指针寄存器包括SI、D
6、I、SP、BP 等个16位寄存器，主要用于存放某个存储单元的偏移地址。,第二节 8086/8088寄存器组,二、段寄存器,8086CPU的个16位的段寄存器 代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，堆栈段寄存器SS，附加数据段寄存器ES。段寄存器用来确定该段在内存中的起始地址。代码段用来存放程序的指令序列。CS存放代码段的段首址，指令指针寄存器IP指示代码段中指令的偏移地址。,第二节 8086/8088寄存器组,三、指令指针寄存器,8086CPU中的指令指针IP，它总是保存下一次将要从主存中取出指令的偏移地址，偏移地址的值为该指令到所在段段首址的字节距离。在目标程序运行时，IP的内容由微处理器硬件
7、自动设置，程序不能直接访问IP，但一些指令却可改变IP的值，如转移指令、子程序调用指令等。,第二节 8086/8088寄存器组,四、标志寄存器FLAGS,控制标志,状态标志,CF（cy/nc）进位标志，运算结果最高位是否发生进(借)位。CF=1（cy）进（借）位；CF=0（nc）无进（借）位。AF（ac/na）辅助进位标志，低4位向前有进(借)位。AF=1（ac）进（借）位；AF=0（na）无进（借）位。ZF（zr/nz）零标志，指出当前运算结果是否为0。ZF=1（zr）当前运算结果为0；否则为非0（nz）。SF（ng/pl）符号标志，表示补码运算结果的正负号。SF=1（ng）负值；SF=0（
8、pl）正值。OF（ov/nv）溢出标志，运算结果是否溢出。OF=1（oc）结果超出运算长度的补码表示范围；OF=0（nv）无溢出。PF（pe/po）奇/偶标志，运算结果低8位中1的个数的奇偶数。PF=1（pe）运算结果低8位中1的个数为偶数；否则为奇数（po）。,状态标志,第二节 8086/8088寄存器组,DF(dn/up)方向标志位，DF=1（dn）使串操作指令的变址寄存器自动减1，DF=1（up）使串操作指令的变址寄存器自动加1IF(ei/di)允许中断标志位，IF=1（ei），开中断，可响应可屏蔽中断，IF=0（di），关中断。,状态标志,第二节 8086/8088寄存器组,第二节 8
9、086/8088寄存器组,四、标志寄存器FLAGS,FLAGS应用举例,2345H+3219H=?,0101 0101 0101 1110,SF=0PF=0CF=0AF=0ZF=0OF=0,34F5H+95EBH=?,1100 1010 1110 0000,SF=1PF=0CF=0AF=1ZF=0OF=0,第三节 存储器,一、存储器的组成,在存储器中以字节为单位存储信息。为了正确地存放或取得信息，每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址，称为物理地址。8086、8088的地址总线为20位，那么它们可访问的字节单元地址范围为：00000HFFFFFH。一个存储单元中存放的信息称为该存储单元的内容。
10、,第三节 存储器,一、存储器的组成,存储器,第三节 存储器,一、存储器的组成,一个字存入存储器要占有相继的两个字节，存放时低位字节存入低地址，高位字节存入高地址。,一个字怎样存入存储器呢？,机器以偶地址访问（读/写）存储器。字单元地址用它的低地址来表示。,第三节 存储器,一、存储器的组成,存储器,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,字,1 0 0 1 1 1 1 1,0 0 1 0 0 1 1 0,高位字节 低位字节,(0000H)=269FH(0002H)=D71EH(0001H)=1E26H 访问两次存储器,问题：（1）0地址单元中存放的字节型数据是
11、多少？（2）0地址字单元中存放的字型数据是多少？（3）2地址字单元中存放的字节型数据是多少？（4）2地址单元中存放的字型数据是多少？（5）1地址字单元中存放的字型数据是多少？,第三节 存储器,一、存储器的组成,第三节 存储器,二、存储器的分段,16位的寄存器如何寻址1MB的地址空间？,可把 1M字节地址空间划成若干逻辑段。每个逻辑段必须满足两个条件：一是逻辑段的起始地址必须是16的倍数；二是逻辑段的最大长度为64K。,1M字节地址空间最多可划分成64K个逻辑段，最少也要划分成16个逻辑段。逻辑段与逻辑段可以相连，也可以不连，还可以重叠。,第三节 存储器,二、存储器的分段,相连的段：C和D段不相
12、连的段：A和B段相互重叠的段：B和C段,第三节 存储器,三、物理地址的形成,20位物理地址由16位段地址和16位偏移地址组成。,物理地址：每个存储单元的唯一的20位地址 段基值：段起始地址的高16位 偏移量：段内相对于段起始地址的偏移值（16位）(有效地址 EA),物理地址=16 段基值+偏移量,第三节 存储器,三、物理地址的形成,20位物理地址由16位段地址和16位偏移地址组成。,第三节 存储器,三、物理地址的形成,第三节 存储器,三、物理地址的形成,第三节 存储器,三、物理地址的形成,物理地址：C21A0H。,第三节 存储器,三、物理地址的形成,例：给定一个存放数据的内存单元的偏移地址是2
13、0C0H，（DS）=0C00EH，求出该内存单元的物理地址。,错误认识：内存被划分成了一个一个的段，每一个段有一个段地址。其实：内存并没有分段，段的划分来自于CPU，由于8086CPU用“（段地址16）+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址，使得我们可以用分段的方式来管理内存。,第三节 存储器,三、物理地址的形成,第三节 存储器,三、物理地址的形成,问题一：观察下面的地址，有什么发现？结论：CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址。,第三节 存储器,三、物理地址的形成,问题二：如果给定一个段地址，仅通过变化偏移地址来进行寻址，最多可以定位多少内存单元？结论：偏移地址16
14、位，变化范围为0FFFFH，仅用偏移地址来寻址最多可寻64K个内存单元。比如：给定段地址1000H，用偏移地址寻址，CPU的寻址范围为：10000H1FFFFH。,第四节 堆栈,一、堆栈的组织,堆栈指针SP始终指向堆栈的顶部。,堆栈中存取数据的原则先进后出。,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,1、设置堆栈,STACK1 SEGMENT PARA STACKDB 100 DUP(?)STACK1 ENDS,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、进栈,过程：SP（SP）2 SP 数据,PUSH AXPUSH DX,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、进栈,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、进栈,问题：如果我们将10000H1000FH 这段空间当作栈，初始状态栈是空的，此时，SS=1000H，SP=？,SP=0010H,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、进栈,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、出栈,过程：R/M(SP)SP(SP)+2,POP AXPOP DX,第四节 堆栈,二、8086/8088的堆栈操作,2、出栈,
