1、汇编语言程序设计,第三章 微型计算机的结构,理论：4 学时,汇编语言,第三章 微型计算机的结构,3.1,微型处理机的结构,3.2,存储器,寻址方式,3.3,3.1.1 8086/8088微处理机的结构,3.1,微型处理机的结构,第三章 微型计算机的结构,数据线：16位 地址线：20位 二者的区别： （1）8086内、外部均为16位，8088为准16位； （2）8086指令队列为6字节， 8088为4字节。,3.1.1 8086/8088微处理机的结构,3.1,微型处理机的结构,第三章 微型计算机的结构,1、执行部件EU 算术逻辑部件 寄存器组 标志寄存器 执行部件控制电路,2、总线接口部件BI
2、U 段寄存器组 指令指针 地址加法器 指令队列缓冲器 输入输出控制电路,3.1.1 8086/8088微处理机的结构,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,BIU,EU,EU和BIU的功能： 1、执行部件EU完成指令的译码、运算及其他操作的执行；2、总线接口部件BIU负责CPU与存储器、I/O接口电路连接，形成片外的地址总线和数据总线，完成数据的传送；,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,执行部件EU由4部分组成：算术逻辑部件、寄存器组、标志寄存器、执行部件控制电路。 算术逻辑运算部件（ALU）：完成算术运算、逻辑运算。 寄存器组：由8个16位寄存器组成。 AX、
3、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP其中AXDX可分为两个8位寄存器，分别命名为AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH SI、DI 、BP、SP、不能分成8位寄存器使用,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,寄存器组一般情况下，这8个16位寄存器(AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP) 可互换地使用，称其为通用寄存器； ALDH这8个8位寄存器也可互换地使用。如：ADD AX，BP 与 ADD BP，AX相同AND BX，CX 与 SUB CX，BX相同 每个寄存器又有特殊用法。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,寄存器的特殊用法,第三章
4、微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,寄存器的特殊用法（续）,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,标志寄存器 标志寄存器长度为16位，其中9个位有定义。,控制标志：3 个标志位，用于控制CPU的运行方式。,状态标志：6 个标志位，用于表示运算结果的状态。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,CF： Carry Flag, 进位标志, 两数相加,最高位向前的进位或两数相减最高位向前的借位。注：CPU总是把参加运算的操作数当作无符号数置CF标志。 AF： Auxiliary Carry Flag, 辅助进位标志, 两数相加,第3位向前的进位; 或两数相减第3位
5、向前的借位。（该标志仅供CPU执行BCD码运算调整指令时用，编程人员不能直接测试）。,第三章 微型计算机的结构,状态标志（6位）,3.1 微型处理机的结构,状态标志（续）,PF：Parity Flag, 奇偶标志, 两数操作(算术或逻辑),结果的低8位中含有1的位数是偶还是奇。 ZF：Zero Flag, 零标志, 操作结果为0则ZF为1。 SF：Sign Flag, 符号标志, 操作结果的符号位(即最高位的状态)。 OF：Overflow Flag, 溢出标志, 算术操作,结果超过目标所能容纳的范围。 注： CPU总是把参加运算的操作数当作带符号数 置OF标志。,第三章 微型计算机的结构,3
6、.1 微型处理机的结构,控制标志（3位）,DF：Direction Flag，方向标志，用于控制数据串操作指令访问存储器时，存储单元地址变化的方向（SI、DI增量还是减量）。 TF：Tape Flag，陷阱标志，用来控制单步中断。当TF=1时，8086CPU每执行一条指令后，产生内部单步中断，转去执行单步中断服务程序。 IF：Interrupt，中断标志，用来控制CPU是否可以执行中断。当IF=1时，CPU可以中断现行程序执行，转去执行中断服务程序。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,执行部件控制电路 从指令队列中取得一条指令代码 指令译码 产生指令功能所要求的各种控制信号
7、通过上述3种操作周而复始的进行，使得计算机能够完成程序所要完成的功能。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,总线接口部件BIU 总线接口部件由5部分组成： 段寄存器组、指令指针、地址加法器、指令队列缓冲器、输入输出控制电路。 段寄存器组：共有4个16位的段寄存器。段寄存器用于指令寻址内存单元时，指出段基地址（简称段地址）。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,段寄存器组 CS：Code Segment，代码段寄存器，存放当前被执行程序的段地址。 DS：Data Segment，数据段寄存器，当前运行程序使用操作数的段地址。 SS：Stack Segment，堆栈
8、段寄存器，当前运行程序使用堆栈的段地址。 ES：Extra Segment，附加段寄存器，当前运行程序使用操作数的段地址。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,指令指针寄存器IP（Instruction Pointer) 16寄存器，用于存放将要执行的指令地址的偏移量。它与CS联合形成将要执行指令的物理地址。 地址加法器 用于计算指令访问内存单元的物理地址。 计算方法：将段寄存器的值送入加法器并左移4位，然后再与16位的偏移地址相加，形成20位的物理地址。如：CS 0001 0010 0011 0100 0000IP + 0001 0010 0011 01000001 0011
9、 0101 0111 010020位物理地址,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,指令队列缓冲器 是一个6个字节的先进先出缓冲器。当BIU与存储器或I/O设备不进行数据交换时，BIU就从存储器中取指令填充指令队列。 输入输出控制电路 把形成的20位物理地址经地址总线送到片外地址总线，然后经数据总线进行数据或指令代码的传输。 请看8088微处理机工作过程演示。,第三章 微型计算机的结构,3.1 微型处理机的结构,8088的指令执行示例,课间休息,第三章 微型计算机的结构,3.1,微型处理机的结构,3.2,存储器,寻址方式,3.3,3.2.1 8086/8088存储器存储器容量 8
10、086系统内存最大容量为1MB。 物理地址范围：00000HFFFFFH 物理地址与逻辑地址 物理地址：每个存储单元都有一个唯一的编号，这个编号我们称之为这个单元的物理地址。 逻辑地址：在编写程序时，使用16位的段地址和16位的偏移地址来表示数据或指令在内存的地址，这个地址成为逻辑地址。,第三章 微型计算机的结构,3.2,存储器,存储器的分段结构,存储器容量是1MB，要寻址每一个存储单元必须用20位信息来表示单元地址。而8086CPU是一个16位结构，用户编程所用的地址指示器都是16位的，无法形成寻址所需的20位的地址空间，所以采用存储器分段结构。 每段的最大容量为64KB。 每段的起始地址必
11、须能被16整除。这个地址的高16位通常称为段地址。 段与段可以互相独立、相连、重叠或部分重叠。,第三章 微型计算机的结构,3.2 存储器,存储器的分段结构,00000H,FFFFFH,SS (16位),堆栈段：,0000B,DS (16位),数据段：,0000B,ES (16位),附加段：,0000B,CS (16位),代码段：,0000B,第三章 微型计算机的结构,3.2 存储器,存储器的分段结构,第三章 微型计算机的结构,3.2 存储器,物理地址与逻辑地址的转换 物理地址对于每个存储单元来说是唯一的。而用逻辑地址来表示这个物理地址时，就可以有多种形式。 如：物理地址 0001 0010 0
12、011 0100 0101 12345H用逻辑地址可表示为如下多种形式：0001 0010 0011 0100 : 0000 0000 0000 0101 1234:0005H0001 0010 0011 0000 : 0000 0000 0100 0101 1230:0045H0001 0000 0000 0000 : 0010 0011 0100 0101 1000:2345H.,第三章 微型计算机的结构,3.2 存储器,物理地址形成,设：CS=9482H, IP=2350H，则实际地址为:1001 0100 1000 0010 + 0010 0011 0101 00001001 0110
13、 1011 0111 0000,段基地址,偏移地址,段基地址,0000,20位物理地址,15 0,15 0,19 0,15 0,3 0,左移4位,左移4位,地址加法器,（逻辑地址到物理地址转换）,第三章 微型计算机的结构,3.2 存储器,逻辑地址转换为物理地址,作业,1. 8086/8088 CPU由哪两个部件组成，各完成什么功能？ 2. 8086/8088 CPU由哪些寄存器组成，各有什么功能？ 3. IBM PC内存容量最大为多少KB？要寻址这样大的空间，需要多少根地址线？ 4. IBM PC的存储为什么采用分段结构？ 5. CS、DS、ES和SS段是否都可以存放数据？ 6. 试述实际地址（物理地址）和逻辑地址的关系，举例说明。,课间休息,
