第2章8086计算机组织

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1、南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖第第2 2章章 80x86 80x86计算机组织计算机组织n2.180x862.180x86微处理器微处理器n2.22.2基于微处理器的计算机系统构成基于微处理器的计算机系统构成n2.32.3中央处理机中央处理机n2.42.4存储器存储器n2.52.5外部设备外部设备1福忍挑埠撬秧玫虚会刊丸殖映跺促诣幕霓杆鹤饰诅铁唯貌洲微阉采茄屠迭第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖2.180x862.180x86微处理器微处理器n微处理器芯片：运算器和控制器集成在一个芯片上微处理器芯片：运

2、算器和控制器集成在一个芯片上n8086Pentium8086Pentiumn术语：术语：q晶体管数晶体管数q主频主频q数据总线及数据总线宽度数据总线及数据总线宽度q地址总线及地址总线宽度地址总线及地址总线宽度2迁即摊起理梅伪螟哩郭纱拔楼顷诣铱舰奋烧纠痊郭呢梭者厕炒脚诧无齐诌第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖2.22.2基于微处理器的计算机系统构成基于微处理器的计算机系统构成硬件：硬件：中央处理机中央处理机 CPU总线控制总线控制 逻辑逻辑接接 口口接接 口口存储器存储器大容量大容量存储器存储器I/O设备设备I/O子系统子系统系

3、系统统总总线线.软件：软件：系统软件系统软件 用户软件用户软件3职枣嘴惑迢夹爪竹俱汛顺弓隧旗秀晤吨桌塌元静詹语愧吁拣骤族臻舶晃楚第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖2.32.3中央处理机中央处理机CPUCPUn中央处理机中央处理机CPUCPU包括：包括：q算术逻辑部件算术逻辑部件q控制逻辑部件控制逻辑部件q工作寄存器工作寄存器4迪厩迟非绣严功桂涝睁厉遗堑瘤渝恤代逼谩栈挑倍晕捏糯捂票堑塞序豆抹第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖80868086的编程结构的编程结构5

4、扎考帮酒容费虞芦苏苦支进绢涎乏此钧键炊意衙傣爪近勉顿羽瘩伤圆柴刚第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖80x8680x86的寄存器结构的寄存器结构80x86的程序可见寄存器组的程序可见寄存器组通用寄存器通用寄存器专用寄存器专用寄存器段寄存器段寄存器 AH AX AL AH AX AL BH BX BL BH BX BL CH CX CL CH CX CL DH DX DL DH DX DL SP SP BP BP SI SI DI DI IP IP FLAGS FLAGS CS CS DS DS SS SS ES ES8086 /

5、8086 /8088 /8088 /8028680286 寄寄 存存 器器EAXEAXEBXEBXECXECXEDXEDXESPESPEBPEBPESIESIEDIEDIEIPEIP EFLAGS EFLAGS FSFSGSGS 31 16 15 8 7 06佩调较巴肃掩涨战渺拔友朴宜睫坚升抵抗匀绳蒜源靶缘内烁彦盛囤掺堵盯第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖8086的寄存器组的寄存器组数据寄存器数据寄存器：指针及变址寄存器指针及变址寄存器：SPSP、BPBP、SISI、DIDI段寄存器段寄存器： CS CS、DSDS、SSSS、

6、ESES控制寄存器控制寄存器： IP IP、FLAGSFLAGS AX BX CX DX AH AL BH BL CH CL DH DL 高8位 低8位7瘪履贬喀叮铣让帕努滇酌等悦淳剧牙捧懂币奉管稠仗离充剑肝鞭踏眠千倘第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖标志寄存器标志寄存器 ( FLAGS / PSW ( FLAGS / PSW ） 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 条件码标志：条件码标志： 控制标志：控制标志：OF OF 溢出标志溢出标志 DF DF 方向标志方向标志 SF SF 符号

7、标志符号标志 IF IF 中断标志中断标志ZF ZF 零标志零标志 TF TF 陷阱标志陷阱标志CF CF 进位标志进位标志AF AF 辅助进位标志辅助进位标志PF PF 奇偶标志奇偶标志OF DF IF TF SF ZF AF PF CF8匪抒放迹湛侣豢檬战馆理触已馈币拱者上箱肉谰初编九皮袒薛奥桔燕纸着第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖存储单元的地址和内容存储单元的地址和内容n（1 1）基本概念）基本概念n 8086 8086有有2020根地址线，可表示的地址范围是根地址线，可表示的地址范围是00000H 00000H FF

8、FFFH FFFFFH （1MB1MB）n机器字长机器字长1616位：仅能寻址位：仅能寻址 0000H FFFFH 0000H FFFFH（64KB) 64KB) 9臣淋她煞擞躬投俺叮痢宣津屎栋峪瞳结墟瑰俗课墙氧瑟溶镍腰乾终秩形鹃第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖n存储器以字节（存储器以字节（8 bit8 bit）为编程单位；）为编程单位；n每个字节单元都有唯一的地址编码每个字节单元都有唯一的地址编码物理地址；物理地址；n地址用无符号整数来表示，从地址用无符号整数来表示，从0 0开始编号，顺序地开始编号，顺序地每次加每次加1

9、1；n一个字要占用相继的两个字节，低位字节存入低一个字要占用相继的两个字节，低位字节存入低地址，高位地址，高位 字节存入高地址，字单元地址用它的字节存入高地址，字单元地址用它的低地址来表示；低地址来表示；n机器以偶地址访问（读机器以偶地址访问（读 / / 写）存储器；写）存储器；10鞋违阑质襟壤浚遍骚聘离好斥厢位析淀勉地丝栓赛竟网牟乡摘劲移帚墓甩第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖存储器的分段存储器的分段n20 20 根地址线：地址范围根地址线：地址范围 00000H FFFFFH 00000H FFFFFH （1MB1MB）n

10、机器字长机器字长1616位：仅能表示地址范围位：仅能表示地址范围 0000H FFFFH 0000H FFFFH（64KB)64KB)n小段：每小段：每1616个字节为一小段，共有个字节为一小段，共有64K64K个小段个小段n 小段的首地址：小段的首地址： 00000 H 0000F H 00000 H 0000F H 00010 H 0001F H 00010 H 0001F H 00020 H 0002F H 00020 H 0002F H FFFF0 H FFFFF H FFFF0 H FFFFF H n段起始地址：小段首地址段起始地址：小段首地址n段的大小：段的大小： 64K 64K

11、范围内的任意字节范围内的任意字节11淬刚趴搔痉评坊邦逐吨谩祝峦彦升腥吭逸脖砍佩酷泞凶凯无椽篇筒揣闽僚第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖存储器的逻辑分段存储器的逻辑分段 存储器存储器64KB代码01500H42000H1CD00H段寄存器段寄存器CSDSSSES64KB堆栈64KB数据 64KB附加数据附加数据B0000HB000H12蜡蛰烂详曼伴杉盟珊较拱技卒则簿誊箕慌脖盯军翻酬檬宿链气陡演蔬脉摊第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖 存储器存储器 8KB代码 2

12、KB数据 256堆栈02000H04800H04000H0200H0400H0480HCSDSSS13号萝蔼刻纯倒妆复煌度有裁眩湃盼剖氦俞硷临畸掣萧恨潦魁突虹姜旋弃哲第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖存储器的逻辑地址与物理地址存储器的逻辑地址与物理地址 10011111 00100110 01001000逻辑地址逻辑地址段地址段地址 : 偏移地偏移地址址 1000 : 0000H 1000 : 0001H1000 : 0002H1000 : 0003H1000 : 0004H1000 : 0005H 物理地址物理地址10000

13、H10001H10002H10003H 10004H10005H 10000011 01011100 10100010字节内容（字节内容（10000H）9FH；（；（10001H）26H字内容字内容 （10000H）269FH；（；（10001H）4826H访问两次内存访问两次内存14毋佐家邮仓调理蛆昔专醋它维敬笔笨碧猫永仅迄毡盗叫鸟惯竹挪阿恫多磊第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖物理地址物理地址 = 16 段地址段地址 + 偏移地址偏移地址 16 位位 段段 地地 址址 16 位位 偏偏 移移 地地 址址 0000+ 20

14、位位 物物 理理 地地 址址例：例：(DS) = 2100H, (BX) = 0500H (PA) = 21000H+0500H = 21500H 15捻愈较踩浓虐尚焉像瞬改颈战搀栋腕趴世疗罚许呆济判峰谰状喇落挨帘古第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖存储单元的地址和内容存储单元的地址和内容 存储器以字节（存储器以字节（8 bit8 bit）为编程单位）为编程单位 每个字节单元都有唯一的物理地址编码每个字节单元都有唯一的物理地址编码 地址用无符号整数来表示，地址用无符号整数来表示，从从0 0开始编号，顺开始编号，顺序地每次加序地

15、每次加1 1； 一个字要占用相继的两个字节一个字要占用相继的两个字节a低位字节存入低地址，高位字节存入高地址低位字节存入低地址，高位字节存入高地址a字单元地址用它的低地址来表示字单元地址用它的低地址来表示16睫衫蚁茁诉颗和抑握耸问泳匝渝慨擒棋七痛殊亭煽癣狱宜后渺甚尉懒裙仔第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖78H0004H56H0005H34H0006H12H0007H 1EH5678H2FH5679H567AH567BH17崇杏圆颜轧虽姓迈肾银毅甸崔尤暇澄豹供噶册蠕滋出炒蜒题喀誓趣凉蝗呜第2章8086计算机组织第2章8086计

16、算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖寄存器与存储器的比较寄存器与存储器的比较在在CPUCPU内部内部 在在CPUCPU外部外部访问速度快访问速度快 访问速度慢访问速度慢容量小，成本高容量小，成本高 容量大，成本低容量大，成本低用名字表示用名字表示 用地址表示用地址表示没有地址没有地址 地址可用各种方式地址可用各种方式形成形成寄寄 存存 器器 存存 储储 器器18源算寄思冶集梯瞬漆坪绕除硫冒噪砍张囚古油星训脱墅痉速严淄粹凰佑咖第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织南通大学计算机科学与技术学院 计算机科学与技术系 顾晖外部设备外部设备n外部设备与主机（外部设备与

17、主机（ CPU CPU 和存储器）的通信是通过外设接和存储器）的通信是通过外设接口（口（InterfaceInterface）进行的，每个接口包括一组寄存器。）进行的，每个接口包括一组寄存器。q数据寄存器：存放外设和主机间传送的数据数据寄存器：存放外设和主机间传送的数据q状态寄存器：保存外设或接口的状态信息状态寄存器：保存外设或接口的状态信息q命令寄存器：保存命令寄存器：保存CPUCPU发给外设或接口的控制命令发给外设或接口的控制命令n 外设中每个寄存器有一个端口（外设中每个寄存器有一个端口（PortPort）地址，构成一个）地址，构成一个独立于内存的独立于内存的 I / O I / O 地址空间：地址空间： 0000H FFFFH 0000H FFFFH19犀咐搽植歇脸企滚秆羞畴舅扩我词萍遍邻伎灾谎乡标辗旅鼓弯筑午喳吧陈第2章8086计算机组织第2章8086计算机组织