《微机原理、汇编语言与接口技术 教学课件 ppt 作者 韩晓茹 ch02 汇编语言基础》由会员分享，可在线阅读，更多相关《微机原理、汇编语言与接口技术 教学课件 ppt 作者 韩晓茹 ch02 汇编语言基础（287页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、,第二章 汇编语言基础,机器语言,BASIC C/C+ JAVA .,2.1 汇编语言概述,计算机程序设计语言,机器语言（Machine Language） A01020 02061120 A21220 汇编语言（Assembly Language） MOV AL,2010H ADD AL,2011H MOV 2012H,AL 高级语言（High-level Language）,什么是汇编语言,以助记符形式表示计算机指令 助记符是便于人们记忆、并能描述指令功能和指令操作数的符号 助记符是表明指令功能的英语单词或其缩写 汇编格式指令以及使用它们编写程序的规则就形成汇编语言（Assembly La
2、nguage） 汇编语言程序：用汇编语言书写的程序 汇编程序：将汇编语言程序“汇编”成机器代码目标模块的程序,汇编语言程序与汇编程序是两个概念,汇编语言和高级语言的比较,汇编语言与处理器密切相关，高级语言与具体计算机无关 汇编语言程序的通用性、可移植性较差 高级语言程序是标准化语言，可在多种计算机上编译后执行,汇编语言本质上就是机器语言；高级语言不针对具体计算机系统 汇编语言可以直接、有效地控制计算机硬件 汇编语言易于产生速度快、容量小的高效率目标程序 高级语言不易直接控制计算机的各种操作 高级语言目标程序比较庞大、运行速度较慢,汇编语言功能有限、涉及硬件细节；高级语言提供了强大的功能，不必关
3、心琐碎问题 汇编语言程序编写比较繁琐，调试比较困难 高级语言类似自然语言的语法，易于掌握和应用,汇编语言的特点,汇编语言的优点： 直接控制计算机硬件部件 编写“时间”和“空间”两方面最有效程序 汇编语言的缺点： 与处理器密切有关 需要熟悉计算机硬件系统、考虑许多细节 编写繁琐，调试、维护、交流和移植困难,汇编语言和高级语言的混合编程,汇编语言的优点使得它在程序设计中占有重要的位置，不可被取代 汇编语言的缺点使得人们主要采用高级语言进行程序开发工作 有时需要采用高级语言和汇编语言混合编程，互相取长补短，更好地解决实际问题,汇编语言的应用场合,（1）对软件的执行时间或存储容量有较高要求的场合。 例
4、如， 操作系统核心程序，智能化仪器仪表的控制系统, 实时控制系统等。 （2）需要提高大型软件性能的场合。 通常把大型软件中执行频率高的子程序(过程)用汇编语言编写, 然后把它们与其他程序一起连接。 （3）软件与硬件关系密切, 软件需要直接和有效控制硬件的场合。 如设备驱动程序，I/O接口电路的初始化程序段等。 （4）没有合适的高级语言的场合或只能采用汇编语言的时候。 例如，开发最新的处理器程序时，暂时没有支持新指令的编译程序。 （5）其它，如系统的底层软件、加密解密软件、分析和防治计算机病毒软件等。,2.2 8086/8088微处理器编程结构,编程结构：是指从程序员和使用者的角度看到的结构，与
5、芯片内部的物理结构和实际布局有区别。 功能结构 存储器组织 寄存器结构,2.2.1 8086/8088功能结构,8086的内部结构从功能上分成两个部件 1. 总线接口部件BIU 2. 执行部件EU 两个部件相互独立，分别完成各自操作，还可以并行执行，实现指令预取（指令读取和执行的流水线操作）。,8086微处理器内部结构,总线,总线接口部件 BIU,构成部分 4个16位段寄存器：CS，DS，ES，SS 16位IP指令指针寄存器 20位地址加法器 4字节的指令队列( 8088的指令队列为4字节 ) 总线控制电路 主要功能 负责与存储器、I/O接口传递数据 具体完成： (1)物理地址的形成 (2)从
6、内存取指令，送到指令队列; (3)读/写操作数 (4)总线控制,执行部件EU,构成部分 8个16位寄存器： AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI 1个标志寄存器PSW 1个算术逻辑运算部件ALU 数据暂存器 EU控制器 主要功能 负责指令的译码、执行。(包括算术、逻辑运算，控制命令等),BIU与EU的操作协调（1）,(1) 执行单元EU并不直接与外部发生联系，而是从总线接口单元BIU 的指令队列中源源不断地获取指令并执行。每当指令队列中存满一条指令后，EU就立即开始执行。 (2) 每当指令队列中有2 个空字节时，BIU就会自动地寻找空闲的总线周期进行预取指令操作，直至填满为止。其取指
7、的顺序是按指令在程序中出现的先后顺序。 (3) 每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者IO端口，那么EU就会请求BIU进入总线周期，并形成有效地址EA送给BIU ，由BIU的地址加法器形成物理地址PA 从存储器或I/O端口取回操作数送给EU，完成访问内存或者IO端口的操作。如果此时BIU正好处于空闲状态，会立即响应EU的总线请求；如果BIU正将某个指令字取到指令队列中，则BIU将首先完成这个取指令的总线周期，然后再去响应EU发出的访问总线的请求。,BIU与EU的操作协调（2）,(4)每当
8、EU执行一条转移、调用或返回指令后，BIU 清除指令队列缓冲器，并从新的目标地址开始预取指令送入指令队列，此时EU才能继续执行指令，实现程序执行的转移。这时EU和BIU 的并行操作显然要受到一定的影响，但只要转移、调用指令出现的概率不是很高，EU 和BIU 间相互独立又相互配合的工作方式仍将大大提高CPU 的工作效率。 (5)当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。,8086 CPU与 8088 CPU的区别,（1）8088与外部交换数据的数据总线宽度是8位，内部总线和寄存器仍是16位，所以8088称为准16位微处理器。 8086外部数据总线和内部总线均为16位。 （
9、2） 8088指令对列为4字节，若出现1字节空闲，则预取指令； 8086指令对列为6字节，若出现2字节空闲，则预取指令。,2.2.2 8086的存储器组织,存储器：用来存放程序、数据。 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，通常写成十六进制形式） 多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元： 存放时，高字节存入高地址，低字节存入低地址； 表达时，用它的低地址表示多字节数据占据的地址空间。,80x86系统采用“高高低低”原则存储，称为“小端方式Little Endian”。 相对应还存在“大端方式Big Endian
10、”。,存储器地址,例如：1234H以不同方式存储时的情况。,2FFFH 3000H 3001H 3002H 3003H,34 12,小端方式,12 34,大端方式,2FFFH 3000H 3001H 3002H 3003H,（00002H）= 12H ，或 00002H = 12H （00003H）= 34H ，或 00003H = 34H （00002H）= 3412H。 （00002H）= 78563412H。,存储器的分段管理,8086CPU有20条地址线 可寻址空间从00000HFFFFFH，即2201MB 存储系统中，对应每个物理存储单元的一个唯一的20位编号，就是物理地址 8086
11、机器字长16位 仅能表示地址范围 0000H FFFFH（64KB) 存储器的逻辑分段 每个段最大限制为64KB，段地址的低4位为0000B 分段后编程时采用逻辑地址，形式为 段地址 : 段内偏移地址,逻辑地址,段地址说明逻辑段在主存中的起始位置 8086/8088规定段地址必须是模16地址：xxxx0H 省略低4位0000B，段地址就可以用16位数据表示，就能用16位段寄存器表达段地址 偏移地址说明主存单元距离段起始位置的偏移量 每段不超过64KB，偏移地址也可用16位数据表示,逻辑地址和物理地址的转换,物理地址 = 16 段地址 + 偏移地址 段地址左移4位，加上偏移地址即得到20位物理地
12、址,一个存储单元具有一个唯一的物理地址，一个物理地址可对应多个逻辑地址,逻辑地址 2012:3042、2002:3142 物理地址 23162H 23162H,图 26 逻辑地址与物理地址,8086的逻辑分段,8086有4个16位段寄存器，可同时使用4种逻辑段 CS（代码段寄存器）指明当前代码段的起始地址 CPU利用CS:IP取得将要执行的指令。 SS（堆栈段寄存器）指明当前堆栈段的起始地址 PUSH 和POP 指令，利用SS:SP寻址栈顶单元数据。 DS（数据段寄存器）指明当前数据段的起始地址 CPU利用DS:EA读写内存数据段数据 ES（附加段寄存器）指明当前附加段的起始地址 CPU利用E
13、S:EA读写内存附加段数据 每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻辑段均有各自的用途,段和段寄存器的引用,如何分配各个逻辑段,程序的指令序列必须安排在代码段 程序使用的堆栈一定在堆栈段 程序中的数据默认是安排在数据段，也经常安排在附加段，尤其是串操作的目的区必须是附加段 数据的存放比较灵活，实际上可以存放在任何一种逻辑段中,段寄存器的使用规定,2.2.3 8086/8088的寄存器结构 共14个16位寄存器,通用寄存器,8086有8个通用的16位寄存器 （1）数据寄存器: AX BX CX DX （2）变址寄存器: SI DI （3）指针寄存器: BP SP 4个数据寄存器还可以分成
14、高8位和低8位两个独立的寄存器，这样又形成8个通用的8位寄存器， 8位寄存器只能存放数据。 AX： AH AL BX： BH BL CX： CH CL DX： DH DL,（1）数据寄存器,AX称为累加器（Accumulator） 使用频度最高。用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息等 BX称为基址寄存器（Base address Register） 常用做存放存储器地址 CX称为计数器（Counter） 作为循环和串操作等指令中的隐含计数器 DX称为数据寄存器（Data register） 常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址,（2）变址寄存器,16位变址寄存器SI和DI 常用于
15、存储器变址寻址方式时提供地址 SI是源变址寄存器（Source Index） DI是目的变址寄存器（Destination Index）,（3）指针寄存器,指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据 SP为堆栈指针寄存器（Stack Pointer）,指示堆栈段栈顶的位置（偏移地址） BP为基址指针寄存器（Base Pointer），表示数据在堆栈段中的基地址 SP和BP寄存器与SS段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址,堆栈（Stack）是主存中一个特殊的区域，采用“先进后出”或“后进先出”存取操作方式、而不是随机存取方式。 用8088/8086形成的微机系统中，堆栈区域被称为堆栈段,指令指针
16、寄存器 IP,IP（Instruction Pointer）为指令指针寄存器，存放即将执行指令的偏移地址（有效地址EA）。 IP寄存器是一个专用寄存器，在程序执行过程中，自动修改。 IP寄存器与CS段寄存器联合使用以确定下一条指令的存储单元地址（CS:IP） 注意：不能用指令直接读取或设定IP的值，但是可以通过某些指令的执行而自动修改IP值。（例如转移控制类指令）,标志寄存器 ( FLAGS / PSW ）,（1）状态标志 （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,（2）控制标志 用于控制处理器执行指令的方式,DF 方向标志 IF 中断标志 TF 陷阱标志,CF：进位/借位标志位 当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1，即CF1； 否则CF0,ZF：零标志位 若运算结果为0，则ZF1；否则ZF0,符号标志SF（Sign Flag）,运算结果最高位为1，则SF1； 否
