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一、8086、8088的存儲器結(jié)構(gòu)
實模式下的存儲器組織
????????實模式：全稱為實地址存儲管理操作模式，程序與數(shù)據(jù)運行的實際存儲空間，無存儲保護。? ? ??????實模式存儲管理方式：分段方式
1、存儲單元的地址
定義：將存儲單元編號，這個編號就是存儲器地址
表示：用十六進制數(shù)來表達地址
在存儲器中，每一個字節(jié)單元都有一個與之對應(yīng)的。唯一的存儲器地址，稱為物理地址?。
對于16位字節(jié)長的PC機（8086），由兩個字節(jié)組成一個字。其編號如圖：
2、存儲單元的內(nèi)容
定義：存儲單元中存放的信息稱為該存儲單元的內(nèi)容
表示：存儲地址加“（）”
字單元由兩個字節(jié)單元組成，其地址采用它的低地址來表示。
字存入存儲器：低字節(jié)存入低地址單元，高字節(jié)存入高地址單元 。
3、存儲器地址的分段
8086/8088CPU有20根地址總線，可以訪問存儲器的最大容量為B=1024KB=1MB。所以分段是把1MB的存儲空間劃分成若干的段，每個段是一個可獨立尋址的邏輯單位
（1）分段的基本規(guī)則：?
- 每個段最大可達64KB
- PC機對段的起始地址有限制，段不能起始于任意地址，而必須從任何一小段的首地址開始。
- 在十六進制表示的地址中，最低位為0（即20位地址的低4位為0）
（2）短地址和偏移地址：?
- 段地址：表示一個段的開始
- 偏移地址：在段內(nèi)相對于段起始地址的偏移值。
- 每個存儲單元都有兩種表現(xiàn)形式：物理地址和? 邏輯地址（段地址+偏移地址）
（3）物理地址的形成：?
- ?公式：物理地址=段地址
10H+偏移地址
- 表示范圍：00000H~FFFFFH
- 每個存儲單元只有唯一的物理地址，但它卻可以由不同的段地址和不同的偏移地址組成
（4）段地址與段寄存器?
- 代碼段的段地址放CS
- 數(shù)據(jù)段的段地址放DS
- 堆棧段的段地址放SS
- 附加段的段地址放ES
- 每個段可以獨立地占用64KB存儲區(qū)。各段也允許部分或完全重疊
（5）隱含段和偏移寄存器?
段寄存器和偏移寄存器組合有一定的規(guī)則
二、總線操作及時序?
總線操作是指CPU通過總線對外的各種操作
8086的總線操作主要有：
- 存儲器讀、I/O讀操作
- 存儲器寫、I/O寫操作
- 中斷響應(yīng)操作
- 總線請求及響應(yīng)操作
- CPU正在進行內(nèi)部操作、并不進行實際對外操作的空閑狀態(tài)Ti
1、操作控制器與時序產(chǎn)生器
操作控制器:是在各寄存器之間建立數(shù)據(jù)通路（傳送信息的通路）
? ? ? ? 功能：根據(jù)操作碼和時序信號，產(chǎn)生各種操作控制信號，正確建立通路，完成取指和執(zhí)行的控制。（硬布線控制器、微程序控制器）
時序產(chǎn)生器：產(chǎn)生并發(fā)出計算器所需要的時序控制信號
2、指令的執(zhí)行過程和指令周期
讀取指令---分析指令--按指令規(guī)定執(zhí)行指令--檢查有無中斷請求
- 指令周期：CPU從內(nèi)存取出一條指令并執(zhí)行完這條指令的時間總和（取指+執(zhí)行時間）
- CPU周期：又稱機器周期（總線周期），CPU從內(nèi)存中讀取一條指令字的所需最短時間
- 時鐘周期：稱節(jié)拍脈沖或T周期。一個CPU周期包含若干個時鐘周期
?3、時序信號的作業(yè)和體制
計算機的協(xié)調(diào)動作需要時間標志，而且需要多級時序體制。而時間標志則用時序信號來體現(xiàn)
硬布線控制器中，時序信號往往采用主狀態(tài)周期-節(jié)拍電位-節(jié)拍脈沖三級體制。
- 主狀態(tài)周期（指令周期）：包含若干個節(jié)拍周期，可以用一個觸發(fā)器的狀態(tài)持續(xù)時間來表示
- 節(jié)拍電位（機器周期）：表示一個CPU周期的時間，包含若干個節(jié)拍脈沖
- 節(jié)拍脈沖（時鐘周期）：表示較小的時間單位
微程序控制器中，時序信號一般采用節(jié)拍電位-節(jié)拍脈沖二級體制
數(shù)據(jù)準備好后，以電位的方式送觸發(fā)器
控制信號來到后，用一個脈沖信號把數(shù)據(jù)裝入觸發(fā)器? ? ??
4、控制方式?
?控制不同操作序列時序信號的方法
- 同步控制方式：已定的指令在執(zhí)行時所需要的CPU周期（機器周期）數(shù)和時鐘周期數(shù)都是固定不變。
- 異步控制方式：控制器發(fā)出某一操作控制信號后，等待執(zhí)行部件完成操作后發(fā)“回答”信號，再開始新的操作
- 聯(lián)合控制方式：同步控制和異步控制相結(jié)合的方式
三、指令系統(tǒng)與匯編語言程序設(shè)計（重要）
1、 什么是匯編語言：
匯編語言是一種面向機器的低級程序設(shè)計語言
匯編語言以助記符形式表示每一條計算機指令
- 用助記符表示的指令就是匯編語言中的匯編格式指令
- 匯編格式指令以及使用它們編寫程序的規(guī)則就形成匯編語言
- 用匯編語言書寫的程序就是匯編語言程序或稱匯編語言源程序（.ASM）
- 匯編程序?qū)R編語言程序“匯編”成機器代碼目標模塊（.OBJ）
特點：
- 匯編語言程序與處理器指令系統(tǒng)密切相關(guān)
- 程序員可直接、有效的控制系統(tǒng)硬件
- 形成的可執(zhí)行文件運行速度快、占用主內(nèi)存容量少
2、程序、指令、指令系統(tǒng)、指令格式（理解）
- 計算機的程序是由一系列的指令組成
- 指令：是要計算機執(zhí)行某種操作的命令
- 指令系統(tǒng)：是一臺計算機中所有指令的集合
- 決定計算機的基本功能，軟件與硬件的界面
- 是計算機系統(tǒng)設(shè)計的一個核心問題
- 指令格式是用二進制代碼表示的指令形式
- 由操作碼字段和地址碼字段組成
- 操作碼：表示指令進行什么性質(zhì)的操作
- 地址碼：指示參與操作的操作數(shù)地址
3、指令操作碼與地址碼
-
指令：兩個字段：操作碼字段+操作數(shù)地址字段
操作碼：指明指令操作性質(zhì)的命令碼。提供指令的操作控制信息。每條指令都要求它的操作碼是唯一的
操作數(shù)地址碼：用來描述該指令的操作對象?
一、指令格式
? ? ? ? 1、零地址指令格式
? ? ? ? 2、一地址指令格式
? ? ? ? ?3、二地址指令格式
? ? ? ? 4、三指令地址格式*
4、對操作數(shù)的尋址方式（掌握）
與數(shù)據(jù)有關(guān)的尋址方式：
- 操作數(shù)或指令存放在的存儲單元的編號，就是該操作數(shù)或指令的地址
- 尋址方式：形成指令或操作數(shù)的內(nèi)存地址的方式，或者說查找指令或數(shù)據(jù)的方式
指令的順序/跳躍尋址方式 ：
常用的數(shù)據(jù)尋址方式 ：
- 隱含尋址：指令中不明顯地給出操作數(shù)的地址
- 立即尋址：指令的地址字段指出的不是操作數(shù)的地址，而直接是操作數(shù)本身。
- 直接尋址：指令格式的地址字段中，直接給出操作數(shù)的內(nèi)存的地址
- 寄存器尋址：指令中給出的操作數(shù)地址不是內(nèi)存的地址單元號，而是通用寄存器的編號。即操作數(shù)不放在內(nèi)存中，而是放在通用寄存器中
- 寄存器間接尋址：指令中指定的寄存器中的內(nèi)容不是操作數(shù)，而是操作數(shù)的地址
- 基址（寄存器相對）尋址：基址寄存器的內(nèi)容加上指令中給定的形式地址（偏移量），形成操作數(shù)的有效地址
1、立即數(shù)尋址方式：
- 此方式中指令操作部分直接給出指令的操作數(shù)，它與指令操作碼相接，順序存放在代碼中。立即數(shù)有8位和16位之分。
- 例：
MOV? ? AH,36H? ?;? ?AH<--立即數(shù)36H
MOV? ? BX,1234H;? BX<--立即數(shù)1234H- 注意：
- 只能用于源操作數(shù)，主要用于給寄存器（存儲器單元）賦值。立即數(shù)無法作為目標操作數(shù)
- 立即數(shù)可以是無符號或帶符號數(shù)，其數(shù)值應(yīng)在可取值范圍內(nèi)
2、寄存器尋址方式
- 此方式的操作數(shù)放在寄存器內(nèi)，由指令直接給出某個寄存器的名字，以寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。寄存器可以是16位的AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP寄存器，也可以是8位的AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL寄存器
- 例：
MOV? ?AX， CX ： AX <-- （CX）
DEC? ? AL? ? ? ? ? ?；AL <--（AL） -1- 注意：
- 寄存器尋址方式的指令操作在CPU內(nèi)部執(zhí)行，不需要執(zhí)行總線周期，執(zhí)行速度快
- 寄存器尋址方式既適用于指令的源操作數(shù)，也適用于目的操作數(shù)，并且可同時用于源操作數(shù)和目的操作數(shù)
3、直接尋址方式
- 此方式的操作數(shù)在存儲器中，指令中直接給出操作數(shù)所在存儲單元的有效地址。有效地址（EA）也稱偏移地址，它代表操作數(shù)所在存儲單元距離段首地址的字節(jié)數(shù)。有效地址是一個無符號數(shù)的16位二進制數(shù)?
- 例：
MOV? ? AH，[2100H];? ? 將DS段中2100H單元的內(nèi)容送給AH
MOV? ? AX，[2100H];? ? 將DS段中2100H單元的內(nèi)容送給AL、2101H單元的內(nèi)容給AH- 注意：
- 直接尋址方式的操作數(shù)所在存儲單元的段地址一般在數(shù)據(jù)段寄存器DS中
- 如果操作數(shù)在其他段，則需要指令中用段超越前綴指出相應(yīng)的段寄存器名
- 例：
MOV? ? ?AH，ES：[2000H]；將附加段寄存器ES的內(nèi)容乘16D（或10H），再加上2000H作為操作數(shù)所在存儲單元的地址，取出該存儲單元的內(nèi)容送到寄存器AH中
4、 寄存器間接尋址方式
- 此方式的操作數(shù)在存儲器中，指令中寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址（偏移地址）。寄存器可以是某個基址寄存器BX、BP，或某個變址寄存器SI、DI
- 當(dāng)使用寄存器BX、SI、DI時，操作數(shù)所在存儲單元的段地址放在數(shù)據(jù)段寄存器DS中
- ?當(dāng)使用寄存器BP時，操作數(shù)所在存儲單元的段地址放在堆棧段寄存器SS中
- 例：
已知：（DS）=2100H，（DI）=2000H
指令：? MOV? ?AX，[DI]
? ? 物理地址=16
? ? ?16
指令執(zhí)行結(jié)果是將23000H和23001H單元的內(nèi)容送入寄存器AX中。- 注意：
- 如果操作數(shù)所在存儲單元不在數(shù)據(jù)段中，需要在指令中使用超越前綴表明其所在段名
5、寄存器相對尋址方式?
- 此方式的操作數(shù)在存儲器內(nèi)，指令中寄存器的內(nèi)容與指令指定的位移量之和作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址（偏移地址）。寄存器可以是基址寄存器BX、BP，也可以是變址寄存器SI、DI。位移量是一個8位或者16位的有符號二進制數(shù)。
- 計算操作數(shù)所在單元的物理地址與上相同。
- 以寄存器SI、8位位移量為例，物理地址=16
- 以寄存器BP、16位位移量為例，物理地址=16
- 例：
已知：（DS）=2000H，（SI）=1000H，DA1=2000H（16位位移量）
指令：MOV? ? BX，DA1[SI] 或? MOV? ? BX，[DA1+SI]
? ? 物理地址=16
指令執(zhí)行結(jié)果是將23000H和23001H單元的內(nèi)容送入寄存器BX中
6、基址變址尋址方式：
- 此方式中的操作數(shù)在存儲器內(nèi)，指令將基址寄存器（BX/BP）與變址寄存器（SI/DI）內(nèi)容之和作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址EA。EA的計算方法為：
- EA=（BX）或（BP）+（SI）或（DI）
- 當(dāng)使用基址寄存器BX時，段寄存器為DS，物理地址=16
- 例：
已知：（DS）3200H，（BX）=1234H，（SI）=3456H
執(zhí)行指令：MOV? ? AL，[BX][SI] 或 MOV? ? AL，[BX+SI]
有效地址EA=（BX）+（SI）=1234H+3456H=468AH
物理地址=16
指令執(zhí)行結(jié)果是將3668AH單元的內(nèi)容給寄存器AL中
7、相對基址變址尋址方式?
- 此方式的操作數(shù)在存儲器內(nèi)。指令將基址寄存器（BX/BP）與變址寄存器（SI/DI）的內(nèi)容之和再加上位移量（8位/16位），得到操作數(shù)所在存儲單元的有效地址。
- 當(dāng)使用基址寄存器BX時，段寄存器為DS。
- 物理地址=16
- 例：
已知:（DS）=2000H，（BX）=1000H，（SI）=0500H，MK=1120H
指令： MOV? ?AX，MK[BX][SI] 或 MOV? ?AX,MK[BX+SI] 或 MOV AX,[MK+BX+SI]
有效地址=（BX）+（SI）=1000H+0500H=1500H
物理地址=20000H+1000H+0500H+1120H=22620H
指令執(zhí)行結(jié)果是將22620H、22621H單元的內(nèi)容給寄存器AX中。
8、隱含尋址?
- 指令隱含了的一個或兩個操作數(shù)的地址，即操作數(shù)在默認的地址中
- 例：MUL? ?BL
? ? 指令的執(zhí)行：（AL）
?