《《汇编语言》3》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《汇编语言》3（57页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、汇编语言课件-3第3章 寄存器(CPU工作原理)n3.1 通用寄存器n3.2 字在寄存器中的存储n3.3 几条汇编指令n3.4 物理地址n3.5 16位结构的CPUn3.6 8086CPU给出物理地址 的方法n3.7 “段地址16+偏移地址=物理地址”的本质含义n3.8 段的概念n3.9 段寄存器n3.10 CS和IPn3.12 代码段CPU概述n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。n内部总线实现CPU内部各个器件之间的 联系。n外部总线实现CPU和主板上其它器件的 联系。寄存器概述n含14个16位寄存器，按功能可分为三类8个通用寄存器4个段寄存器2
2、个控制寄存器n它们的名称为：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。5通用寄存器数据寄存器（AX，BX，CX，DX）地址指针寄存器（SP，BP）变址寄存器（SI，DI）3.1 通用寄存器n8086CPU所有的寄存器都是16位的， 可以存放两个字节。nAX、BX、CX、DX 通常用来存放一般 性数据被称为通用寄存器。n下面以AX为例，我们看一下寄存器的 逻辑结构。n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）n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。3.1 通用寄存器16位数据在寄存器中的存放情况n数据：1
3、8n二进制表示：10010n在寄存器AX中的存储：16位数据在寄存器中的存放情况n数据：20000n二进制表示：0100111000100000n在寄存器AX中的存储：3.1 通用寄存器n8086上一代CPU中的寄存器都是8位的；n为保证兼容性，这四个寄存器 (AX,BX,CX,DX)都可以分为两个独立的8 位寄存器使用。nAX可以分为AH和AL；nBX可以分为BH和BL；nCX可以分为CH和CL；nDX可以分为DH和DL。n8086CPU的8位寄存器存储逻辑3.1 通用寄存器n以AX为例，8086CPU的16位寄存器分 为两个8位寄存器的情况：3.1 通用寄存器nAX的低8位（0位7位）构成
4、了AL寄存 器，高8位（8位15位）构成了AH寄 存器。nAH和AL寄存器是可以独立使用的8位寄 存器。n8086CPU的8位寄存器数据存储情况n一个8位寄存器所能存储的数据的最大 值是多少？答案：28-1。3.1 通用寄存器3.2 字在寄存器中的存储n一个字可以存在一个16位寄存器中 ，这个字的高位字节和低位字节自 然就存在这个寄存器的高8位寄存 器和低8位寄存器中。关于数制的讨论n由于一个内存单元可以存放 8位数据， CPU中的寄存器又可存放 n 个 8位数据 。也就是说，计算机中的数据大多是由1N个8位数据构成的。n用十六进制来表示数据可以直观的看出这个数据是由哪些8位数据构成的。3.3
5、 几条汇编指令汇编指令不区分大小写13.3 几条汇编指令nCPU执行下表中的程序段的每条指令后 ，对寄存器中的数据进行的改变。3.3 几条汇编指令地址寄存器 n包括指针和变址寄存器SI、DI、SP、 BP四个16位寄存器。顾名思义，它们 可用来存放存储器的偏移地址。另外 ，它们也可以作为通用寄存器用。严 格地说，用来存放存储器偏移地址的 寄存器都应该叫地址寄存器，如BX基 址寄存器、IP指令指针寄存器等。nSI 源变址寄存器，可用于存放源缓 冲区的偏移地址。nDI 目的变址寄存器，可用于存放目 的缓冲区的偏移地址。SP 堆栈指针寄存器，用于指出堆栈区的栈顶的偏移地址。BP 基址指针寄存器，用于
6、指出堆栈区的某个单元的偏移地址。nCS 代码段寄存器，用于指出存放程 序的代码段的段地址。nDS 数据段寄存器，用于指出存放数 据的数据段的段地址。nES 附加段寄存器，用于指出存放附 加数据的附加段的段地址。nSS 堆栈段寄存器，用于指出堆栈区 的堆栈段的段地址。段寄存器 控制寄存器 溢出标志 方 向 标 志 中断标志 跟踪标志 符号标志 零标志 辅助进位标志 奇偶标志 进位标志 IP 指令指针寄存器：用来存放代码段中的偏移地址 ，指出当前正在执行指令的下一条指令所在单元的 偏移地址。nFLAGS标志寄存器：其中的某位代表CPU的一个标 志，最低位为D0，最高位为D15。8086CPU的标
7、志寄存器共有9个标志，分别为6个条件码标志和3 控制标志。其含义如下： n例1 两个二进制数相加运算，有关标志 位自动发生变化。1 0 0 1 1 0 1 0 + 0 1 0 0 1 0 1 11 1 1 0 0 1 0 1nCPU会自动地把标志位设为：CF=0， SF=1，ZF=0，OF=0，即无进位，结 果为负数，结果不为0，没有溢出。 标志名标志值为1值为0进位标志CFCYNC符号标志SFNGPL零标志ZFZRNZ溢出标志OFOVNV辅助进位 标志AFACNA奇偶标志PFPEPO方向标志DFDNUP中断标志IFEIDI3.4 16位结构的CPUn概括的讲，16位结构描述了一个CPU具有
8、以下几个方面特征：n1、运算器一次最多可以处理16位的数据。n2、寄存器的最大宽度为16位。n3、寄存器和运算器之间的通路是16位的。3.5 物理地址nCPU访问内存单元时要给出内存单元 的地址。所有的内存单元构成的存储 空间是一个一维的线性空间。每一个内存单元在这个空间中都有唯 一的地址，这个唯一的地址称为物理 地址。3.6 8086CPU给出物理地址的方法n8086有20位地址总线，可传送20 位地址，寻址能力为1M。n8086内部为16位结构，它只能传送 16位的地址，表现出的寻址能力却 只有64K。3.6 8086CPU给出物理地址的方法n8086CPU采用一种在内部用两个16位 地址
9、合成的方法来形成一个20位的物 理地址。n8086CPU相关部件的逻辑结构在8086CPU内部用两个16位地址合成的方 法来形成一个20位的物理地址地址加法器n地址加法器合成物理地址的方法：物理地址=段地址16+偏移地址物理地址=段地址10H+偏移地址n例如：8086CPU访问地址为123C8H的内存单元由段地址16引发的讨论n观察移位次数和各种形式数据的关系：n（1）一个数据的二进制形式左移1位，相当于该数据乘以2；n（2）一个数据的二进制形式左移N位，相当于该数据乘以2的 N次方；n（3）地址加法器如何完成段地址16的运算？以二进制形式存放的段地址左移4位。由段地址16引发的讨论3.7 “
10、段地址16+偏移地址=物理地址” 的本质含义n两个比喻说明：n说明“基础地址+偏移地址 = 物理地址” 的思想：第一个比喻n说明“段地址16+偏移地址=物理地址”的 思想：第二个比喻8086CPU就是这样一个只能提供两张3位 数据纸条的CPU。“基础地址+偏移地址 = 物理地址”n比如说，学校、体育馆同在一条笔直 的单行路上（学校位于路的起点0米处 ）。n读者在学校，要去图书馆，问我那里 的地址，我可以用几种方式描述这个 地址？“基础地址+偏移地址 = 物理地址”n（1）从学校走2826m到图书馆。这2826可 以认为是图书馆的物理地址。n（2）从学校走2000m到体育馆，从体育馆 再走826
11、m到图书馆。n第一个距离2000m是相对于起点的基础地址；n第二个距离826m是将对于基础地址的偏移地址 。“段地址16+偏移地址=物理地址”n比如我们只能通过纸条来通信，读者 问我图书馆的地址，我只能将它写在 纸上告诉读者。n显然我必须有一张可以容纳 4 位数据 的纸条才能写下2826这个数据：“段地址16+偏移地址=物理地址”n不巧的是，没有能容纳4位数据的纸条， 仅有两张可以容纳3位数据的纸条。n这样我只能以这种方式告诉读者2826这 个数据：3.8 段的概念n错误认识：n内存被划分成了一个一个的段，每一个 段有一个段地址。n其实：n内存并没有分段，段的划分来自于CPU，由于 8086C
12、PU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。3.8 段的概念n我们可以认为：地址10000H100FFH的内 存单元组成一个段，该段的起始地址（ 基 础地址）为10000H，段地址为1000H，大 小为100H。3.8 段的概念n我们也可以认为地址10000H1007FH、 10080H100FFH 的内存单元组成两个段 ，它们的起始地址（ 基础地址 ）为 10000H和10080H，段地址为：1000H 和1008H，大小都为80H。3.8 段的概念n以后，在编程时可以根据需要，将若 干地址连续的内存单元看作一个段， 用段
13、地址16定位段的起始地址（基 础地址），用偏移地址定位段中的内 存单元。n两点需要注意n内存单元地址小结两点需要注意n（1）段地址16 必然是 16的倍数， 所以一个段的起始地址也一定是16的 倍数；n（2）偏移地址为16位，16 位地址的 寻址能力为 64K，所以一个段的长度 最大为64K。内存单元地址小结nCPU访问内存单元时，必须向内存提 供内存单元的物理地址。n8086CPU在内部用段地址和偏移地址 移位相加的方法形成最终的物理地址 。n思考两个问题n（1）观察下面的地址，读者有什么 发现？n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。内存单元地址小结内存单元地址小结
14、n（2）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？n结论：偏移地址16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。n比如：给定段地址1000H，用偏移地址寻址 ，CPU的寻址范围为：10000H1FFFFH。内存单元地址小结n在8086PC机中，存储单元的地址用两个元素 来描述。即段地址和偏移地址。n“数据在21F60H内存单元中。”对于8086PC机 的两种描述：n（a）数据存在内存2000:1F60单元中；n（b）数据存在内存的2000段中的1F60H单元中。n可根据需要，将地址连续、起始地址为16的 倍数的一组内存单元
15、定义为一个段。3.9 段寄存器n段寄存器就是提供段地址的。8086CPU有4个段寄存器： CS、DS、SS、ESn当8086CPU要访问内存时，由这4个 段寄存器提供内存单元的段地址。本课件由汇编网（）制作提供段的类型8086汇编语言中把逻辑段分为四种类型 ，分别是代码段、数据段、附加段和堆栈 段。 各段的逻辑地址对应表： 段名段寄存器偏移地址代码码段CSIP数据段DSBX、SI、DI等地址 寄存器 附加段ESBX、SI、DI等地址 寄存器 堆栈栈段SSSP或BP例1段寄存器与其偏移地址如下，写出其相应 的物理地址及含义。nCS=1896H，IP=1655H 当前要执行的指令的物理地址 =18
16、960H+1655H=19FB5H DS=2896H，EA=1655H 当前要访问的数据的物理地址 =28960H+1655H=29FB5HES=1896H，EA=2655H 当前要访问的数据的物理地址 =18960H+2655H=1AFB5HSS=1896H，SP=3655H 当前要访问的堆栈的物理地址 =18960H+3655H=1BFB5H例2 段寄存器与内存的分段情况如图。观察各 段的大小及分布，判断其地址范围，标出每个 段首地址和末地址。 n代码段共64KB单元，它 的地址范围应该是 210E0H310DFH。n附加段只有2KB，地址范 围在34600H34CFFH 之间。n数据段为16KB，其地址 范围为34D00H 38CFFH。n堆栈段只有512个字节单 元，它的地址范围是 84180H8437FH。 你懂了吗 ？本课件由汇编网（）制作提供因为是重点所以再重复一次：地址加法器的工作原理可表示为：物理地
