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1、第2章 80x86计算机组织, 计算机系统 存储器 中央处理机 外部设备,1. 基于微处理器的计算机系统,硬件：,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,. . .,. . .,软件：系统软件 用户软件,2. 存储器,存储单元的地址和内容：,存储器以字节（8 bit）为编址单位 每个字节单元都有唯一的地址编码 地址用无符号整数来表示（编程用十六进制表示） 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 字单元地址用它的低地址来表示 机器以偶地址访问（读 / 写）存储器,存储器的逻辑地址与物理地址,100
2、11111,00100110,01001000,逻辑地址,段地址 : 偏移地址,1000 : 0000H,1000 : 0001H,1000 : 0002H,1000 : 0003H,1000 : 0004H,1000 : 0005H,物理地址,10000H,10001H,10002H,10003H,10004H,10005H,10000011,01011100,10100010,字节内容（10000H）9FH；（10001H）26H 字内容 （10000H）269FH；（10001H）4826H,访问两次内存,存储器的分段：,20 根地址线： 地址范围 00000H FFFFFH （1MB）
3、 机器字长16位：仅能表示地址范围 0000H FFFFH （64KB) 小段：每16个字节为一小段，共有64K个小段 小段的首地址 00000 H 0000F H 00010 H 0001F H 00020 H 0002F H FFFF0 H FFFFF H 段起始地址：小段首地址 段的大小： 64K 范围内的任意字节,存储器的逻辑分段：,存储器,64KB代码,01500H,42000H,1CD00H,段寄存器,CS DS SS ES,64KB堆栈,64KB数据,64KB附加数据,B0000H,B000H,存储器,8KB代码,2KB数据,256堆栈,02000H,04800H,04000H,
4、0200H,0400H,0480H,CS DS SS,优点: 允许程序在存储器内重定位； 可实现更大范围的寻址空间;(如8086 16位的系统实现20位的寻址空间) 允许实模式程序在保护模式下运行； 有利于程序和数据的分离。,物理地址 = 16 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,例：(DS) = 2100H, (BX) = 0500H (PA) = 21000H+0500H = 21500H,3. 中央处理器,8086/8088寄存器组： 数据寄存器： 指针及变址寄存器：SP、BP、SI、DI 段寄存器： CS、DS、
5、SS、ES 控制寄存器： IP、FLAGS,CPU组成：算术逻辑部件ALU、 控制器、寄存器,AX,BX,CX,DX,高8位 低8位,3.1、通用寄存器组（数据寄存器组）： AX,BX,CX,DX。用来暂时存放计算过程中所用到的操作数，结果或信息。它们都可以字（16位）或字节（8位）形式访问，比如：AX,AH,AL,BX,CX,DX,DH,DL。这些都是通用寄存器又可用于各自的专用寄存器。,AX: 累加器，算术运算的主要寄存器:所有的I/O指令都参与外设传送信息。 BX: 在计算存储器地址时，经常用作基址寄存器。 CX: 在循环（Loop)和串处理指令中用作隐含的计数器。 DX: 一般在做双子
6、长运算时把DX和AX组合在一起存放一个双字长数，DX放高16位：对某些I/O操作，DX可用来存放I/O的端口地址。,3.2、堆栈指针寄存器和变址寄存器： SP,BP,SI,DI四个16位寄存器。存放16位的操作数；更经常的用途是在段内寻址时提供偏移地址。,BP,SP: 堆栈指针寄存器，SP+SS在RAM中建立堆栈，并通过栈顶来存取站中的数据。而BP+SS是指堆栈内某一单元的地址，不通过栈顶存取堆栈中某单元的信息。,SI,DI为变址寄存器：它们有自动增量，自动减量的功能，与DS联用，确定数据段中某一存储单元的地址，在串处理中，SI,DI作为隐含源变址、目的变址寄存器。此时SI与DS联用，DI与E
7、S联用，达到在不同段寻址的目的。,3.3、段寄存器： CS:代码段寄存器 DS:数据段寄存器 SS:堆栈段寄存器 ES:附加段寄存器 16位寄存器,用来标识当前代码段,数据段,堆栈段和附加段。 功能：主要是使8088CPU对IBM PC内存的不同段进行读写。,3.4、控制寄存器IP和PSW IP指令指针寄存器（存放代码段中的偏移地址），在程序执行过程中，它始终指向下一条指令的首地址，它与CS寄存器联用取得确定的下一条指令在存储器中的物理地址，控制器可取得下一条执行指令，控制器一旦取得这条指令。就马上修改IP的内容，是之指向下一条指令的首地址。,标志寄存器 ( FLAGS / PSW ）,15
8、14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0,条件码标志： 控制标志：,OF 溢出标志 DF 方向标志 SF 符号标志 IF 中断标志 ZF 零标志 TF 陷阱标志 CF 进位标志 AF 辅助进位标志 PF 奇偶标志,OF DF IF TF SF ZF AF PF CF,OF 溢出标志 OF=0: -128=B=127 -32768=W=+32767； 否则 OF=1 SF 符号标志 与运算结果的最高位相同 ZF 零标志 ZF=1：结果为0；否则ZF=0 AF 辅助进位标志 中间位向高位进位或借位 时，AF=1；否则 AF=0 PF 奇偶标志 操作数中1的个数为偶 PF
9、=1 CF 进位标志 CF=1：最高有效位有进位,80x86的寄存器结构,80x86的程序可见寄存器组 通用寄存器 专用寄存器 段寄存器,寄存器与存储器的比较： 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,4. 外部设备,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 FFFFH,第2章作业,Page 33 2.1 2.5,
