1、1,汇编语言程序设计,9月19日,2,80x86是Intel公司生产的微处理器系列。 Intel公司成立于1968年，1969年设计出了4位微处理器4004，73年开发出8位微处理器8080。 1978年正式推出16位微处理器8086，开始了Intel公司的80x86微处理器系列的生产历史。 尤其值得指出的是，在推出8086后，Intel推出了与8086内部结构基本相同，但外部接口为8位的8088CPU，并得到了“蓝色巨人”IBM的采用，从此，开创了Intel的新天地。,第二章 80x86计算机组织,3,计算机是由：运算器、控制器、存储器和输入输出设备构成。20世纪70年代初开始，随着大规模集
2、成电路技术的发展，已经开始将运算器、控制器集成到一个芯片上，构成了中央处理器（或称中央处理单元，即CPU）。80x86微处理器的发展参见 表2.1 (P15) 。协处理器：浮点运算处理器。工作方式：从286开始，有：实模式和保护模式，在保护模式下，机器可以提供虚拟存储管理和多任务管理机制。从80386开始，增加了虚86工作模式，一台机器可以模拟多个8086处理器工作，进一步提高了处理器的可用性。,2.180x86微处理器,4,2.2计算机系统构成,计算机硬件组成及功能运算器控制器存储器输入、输出设备总线（BUS）数据总线地址总线控制总线,5,由运算器、存储器、控制器、输入设备和输出设备五大基本
3、部件组成计算机系统,计算机的基本组成框图：,6,计算机系统包括硬件和软件两大部分。 硬件：三个主要组成部分，用系统总线连接。,中央处理机 CPU,总线控制 逻辑,接 口,接 口,存储器,大容量存储器,I/O设备,I/O子系统,系统总线,2.2计算机系统构成,7,软件： 系统软件（核心是操作系统OS） MASM.EXE TASM.EXE LINK.EXE TLINK.EXE DEBUG.EXE 用户软件,CPU采用芯片8086，机器字长16位， 数据线16根，地址线20根， 1M RAM， 40K ROM,IBM PC,8,2.3 中央处理机,偏移地址寄存器,9,80x86 CPU组成,算术逻辑
4、部件（ALU）：进行算术与逻辑运算。控制逻辑：负责全机的控制，包括：取指令、指令译码、取操作数、发出执行指令的命令、存结果和对总线和I/O的传送控制。工作寄存器：用来存放计算过程中所需的或所得到的各种信息，包括：操作数地址、操作数及运算的中间结果等。,算术逻辑部件ALU控制逻辑工作寄存器（14个）,10,80x86寄存器组,图2.3(参见P21)中，除阴影区外的寄存器是8086/8088和80286所具有的寄存器，它们都是16位寄存器。分为三大类：通用寄存器专用寄存器段寄存器,11,通用寄存器示意图,12,数据寄存器,AX、BX、CX、DX被称为数据寄存器，暂存计算过程中所用到的操作数、结果或
5、其它信息；它们既可以用字（16位）的形式访问，也可以用字节（8位）的形式访问。此外，AX可以作“累加器”；CX可以作“计数器”；DX作I/O操作时存放端口地址。参照下图,AX,BX,CX,DX,高8位 低8位,13,SP 堆栈指针寄存器（存放栈顶的偏移地址） BP 基址指针寄存器 SI 源变址寄存器 DI 目的变址寄存器 这四个16位寄存器可以像数据寄存器一样在运算过程中存放操作数，但它们只能以字（16位）为单位使用。此外，它们多用于访问存储器时，提供偏移地址。通常，BP和SP与段寄存器SS用来确定堆栈的某一存储单元；SI和DI与数据段寄存器DS结合，用来分别指向数据段中的源操作数和目标操作数
6、。,指针及变址寄存器,14,对于80386及其后续的机型，相应的寄存器则应加上图2.3(P21)中的阴影部分，它们是32位的通用寄存器。这些寄存器包括：EAX, EBX, ECX, EDX, ESP, EBP, EDI和ESI。这8个通用寄存器既可以按照32位访问，也可以按照16位或8位来访问，如果按照较少位访问，则高位内容不受影响。8个32位寄存器既可以存放数据，也可以存放地址。每个寄存器的专用特性与8086/8088时对应的寄存器相同。,关于通用寄存器的说明,15,IP 指令指针寄存器（存放代码段中的偏移地址，始终指向 下一条即将执行的指令的首地址，解释程序的顺序执行特点） SP 堆栈指针
7、寄存器（存放栈顶的偏移地址，解释堆栈的引入及其作用）PSW 程序状态字寄存器（具体结构如下）,条件码标志flag（记录程序中运行结果的状态信息）,OF 溢出标志 SF 符号标志ZF 零标志CF 进位标志AF 辅助进位标志PF 奇偶标志,控制标志,DF 方向标志 IF 中断标志TF 陷阱标志,专用寄存器,16,80386及其以后的机型也有三个32位的对应专用寄存器，它们分别是：EIP、ESP和EFLAGS，它们的作用和对应的16位寄存器相同，只是增加了一些特定的标识位（参见图2.4，P23）。这些信息位不太常用，就不一一介绍了。在DEBUG中，可以测试和查看这些标志位。常用标志位的符号表示参见表
8、2.2(P24)。,关于专用寄存器的说明,17,例： MOV AX, 1 MOV BX, 2 ADD AX, BX 指令执行后，(AX)=3, OF=0, CF=0, ZF=0, SF=0例： MOV AX, 0FFFFH MOV BX, 1 ADD AX, BX 指令执行后，(AX)=0, OF=0, CF=1, ZF=1, SF=0,寄存器、标志位示例,18,CS：代码段地址寄存器，不能在用户程序中直接修改DS：数据段地址寄存器ES：扩展段地址寄存器SS：堆栈段地址寄存器,段寄存器,19,段的概念,汇编程序数据段datarea segmentdatarea ends堆栈段stacksegm
9、entstackens代码段codesegmentcodeends,20,2.4 存储器,存储器是用来存放程序、数据、中间结果和最终结果的记忆装置。,21,寄 存 器 存 储 器 在CPU内部 在CPU外部 访问速度快 访问速度慢 容量小，成本高 容量大，成本低 用名字表示 用地址表示 没有地址 地址可用各种方式形成,寄存器与存储器的比较,22,存储器的数据存放方式,23,存储器的数据存放方式,BC4AH,24,1 0 0 1 1 1 1 1,0 0 1 0 0 1 1 0,7 6 5 4 3 2 1 0,1 0 0 1 1 1 1 1 0000H (0000H)=9FH,0 0 1 0 0
10、1 1 0 0001H (0001H)=26H,0 0 0 1 1 1 1 0 0002H (0002H)=1EH,1 1 0 1 0 1 1 1 0003H (0003H)=0D7H,15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,字,高位字节 低位字节,(0000H)=269FH(0002H)=0D71EH(0001H)=1E26H 访问两次存储器,字节,访问字节和字,25,存储单元的地址和内容,存储器以字节（8bit）为单位存储信息 每个字节单元有一个地址，从0编号，顺序加1 地址也用二进制数表示（无符号整数，写成十六进制） 16位二进制数可表示216=655
11、36=64K个地址 0000H 0FFFFH字长16位，一个字要占用相继的两个字节低位字节存入低地址，高位字节存入高地址机器以偶地址访问（读/写）存储器字单元地址用它的低地址来表示,地址,26,物理地址：每一个字节单元给以一个唯一的存储器地址，称为物理地址存储器寻址：确定要读写的字节单元物理地址的过程为什么需要寻址？16位机器的字长是16位，只能产生16位的数。16位二进制数可以表示216个字节单元，64K20位的地址总线可访问的字节单元地址有220个，范围从00000H0FFFFFH,实模式存储器寻址,27,意义：解决一个矛盾机器的字长是16位地址总线的宽度是20位方法分段用一个16位的段地
12、址和一个16位的偏移地址来构成一个20位的地址,实模式存储器寻址,存储器地址的分段 20根地址线 220=1024K=1M=1048576 地址范围 00000H 0FFFFFH 小段：每16个字节为一小段，共有64K个小段 小段的首地址 00000H 0000FH 00010H 0001FH 00020H 0002FH 0FFFF0H 0FFFFFH 存储器分段：段起始地址必须是某一小段的首地址， 段的大小可以是64K范围内的任意字节,28,实模式存储器寻址,29,物理地址：每个存储单元的唯一的20位地址 段地址：段起始地址的高16位 偏移地址：段内相对于段起始地址的偏移值（16位） (有效
13、地址EA) 物理地址 = 16d 段地址 + 偏移地址,16 位 段 地 址,16 位 偏 移 地 址,0000,+,20 位 物 理 地 址,段地址寄存器,30,代码段 段寄存器 CS数据段 段寄存器 DS堆栈段 段寄存器 SS附加段 段寄存器 ES,例：(DS)=3000H, EA=1234H, 物理地址=16d (DS) + EA =31234H,存储器,8K代码,2K数据,256堆栈,02000H,04800H,04000H,0200H,0400H,0480H,逻辑段,1M 存储空间分配:,保护模式存储器寻址,33,原因： （1）实模式最大寻址只能达到1M； （2）多任务的要求。逻辑地
14、址：程序中给出的地址形式，实模式为： （段地址：偏移地址），保护模式为： （选择器：偏移地址）。保护模式下，存储器寻址方法参见P31 图2.11所示。描述符：用来描述段的大小、段在存储器中的位置及其控制和状态信息，它由基地址、界限、访问权和附加字段四部分组成。基地址指定段的起始地址；界限为段的长度；访问权指出该段的功能以及控制信息；附加字段用来说明该段的一些属性（在386及其后续机型中存在）。,一条指令的执行,34,一条指令的执行,35,2.5 外部设备,36,外部设备与主机（CPU和存储器）的通信是通过外设接口（Interface）进行的，每个接口包括一组寄存器。 数据寄存器：存放外设和主机间传送的数据。 状态寄存器：保存外设或接口的状态信息。 命令寄存器：保存CPU发给外设或接口的控制命令。 外设中每个寄存器有一个端口（Port）地址，构成一个独立于内存的I/O地址空间：0000H 0FFFFH。 专用的I/O指令： IN和OUT。 BIOS和DOS功能调用。,I/O设备与处理器的连接,37,39,第二章作业,Page 33 2.1 2.3,
