第二章微原

2、段寄存器 段寄存器: 4个16位段寄存器CS、DS、SS、ES。 用来识别当前可寻址的四个段，不可互换的使用。
CS——Code Segment Register 代码段寄存器 用来识别当前代码段（程序一般放在代码段）。 DS——Data Segment Register数据段寄存器 用来识别当前数据段寄存器。 SS——Stack Segment Register堆栈段寄存器， 用来识别当前堆栈段。 ES——Extra Segment Register附加段寄存器， 用来识别当前附加段。
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP
8088 编程结构
AX BX CX DX
DS ES SS CS
IP
BIU
地 址 加 法 器
BIU和EU相互独立又相互配合
(1) 当指令队列有一个空字节时， BIU自动把指令取到指令队列中 (2) 执行部件总是从指令队列前部 提出指令去执行。 (3) 如果在执行指令的过程中， 需要访问内存或I/O端口， EU会请求BIU去完成存取操作。
8086/8088的“栈”存储区的示意：
“栈”存储区的段地址在SS中，栈顶指针（地址）在SP中。 栈顶的物理地址=(SS)*10H+(SP)，当(SP)=FFFFH时为””栈 从 底” 栈 ： 高位(大)地址 区 取 数 据 SS*10H+SP 栈顶 向 (SP) 栈 区 64K空间 存 数 据 (SS) 低位(小)地址 ：
数据暂存器 指 令 队 列 总线 接口 控制 电路 指令译码器
运 算 器
EU
PSW标志 寄存器
执行部件控制电路
由于有指令队列的存在，在EU执行指令的 同时，BIU种技术为流水线技术。
流水线技术的工作原理：
BIU
取指 取指 取指
取指 取数
取指
EU 等待 执行 执行
2.2 80x86微处理器的功能结构
2.2.1 8086/8088CPU的功能结构 微处理器内部主要由四部分组成： （1） 内部寄存器阵列 用来寄存参与运算的数据（8位），常可以连成寄 存器对（16位）用来存放操作数地址。 16位专用寄存器 如： 程序计数器PC，堆栈指针SP （2） 累加器和算术逻辑单元 对数据进行算术运算、逻辑运算场所， 运算结果 标志触发器记忆 或送某个寄存器等等。
3. 逻辑地址、物理地址的概念和关系
由于8086/8088的内部总线为16位，而外部地址总线为20位。 16位内部总线 20位地址总线
AH BH CH DH AL BL CL DL
SI DI BP SP
AX BX CX DX
DS ES SS CS IP
地 址 加 法 器
地址总线AB
地 数据总线DB 址 译
例2：设 ( SS)=3F00H, (SP)=0060H堆栈和指针如下图： 堆栈是内存开辟的一个特殊数据区，一端固定，一端 浮动，严格按照后进先出的工作原则。
数据总线 (SS)=3F00H 00000H D7~D0 1 M X 8位存储体 (SP)=60H ...... A19~A0 FFFFFH A19~10 地址总线 a1 a0 栈底 4EFFFH ...... 3F060H 3F000H
2. 8086/8088的编程结构
1）. 总线接口部件BIU （Bus Interface Unit) 2）. 执行部件EU (Execute Unit)
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP
8088 编程结构
AX BX CX DX DS ES SS CS
(3) 指令寄存器、指令译码器、定时及各种控制信号 产生电路 把用户程序中的指令一条条译出来， 然后以一定 时序发出相应的控制信号。 (4) 总线接口部件 生成CPU要访问内存单元或I/O端口的地址。
1
40
1. 8086/8088性能指标 Intel 系列 的16位CPU 外部地址总线20位 双列直插式封装 40根引脚 工作频率为4.77MHz ~ 10MHz 工作电源+5V
主要功能 负责与存储器、I/O接口传递数据的具体完成： (1)从内存取指令，送到指令队列;
(2)配合执行部件从指定的内存单元 或I/O端口取 数据; ( 3)将执行部件的操作结果送到指定的内存单元或 I/O端口。
说明: 指令队列 8086 的指令队列为6个字节, 8088 的指令队列为4个字节。 BIU 具有预取指令的功能，是一种先进先出FIFO） 的数据结构。 不论是8086还是8088都会在执行指令的同时从 内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在指令队 列中. 指令执行顺序 顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后 面的那一条指令。 执行转移指令： BIU 清除指令队列中的内容，从 新的地址取入指令，立即送往执行单元，然后再从新 单元开始重新填满队列。
8088 编程结构
.执行部件EU
寄存器组
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 主要功能 执行部件负责指 令的执行。 (包括算术、逻辑运 算，控制命令等)
AH BH CH DH SI DI BP SP
AL BL CL DL
第二章 微型计算机的组成及微处理器的功能结构
2.1 微型计算机的组成
地址总线 AB
存 储 器 I/O 接 口
输 入 设 备
输 出 设 备
CPU
I/O 接 口
数据总线 DB 控制总线 CB
构 成 部 件
微机的硬件由CPU、存储器、输入/输出设备构成；
输入/输出设备通过输入/输出接口与系统相连；( 输入/输出接口 简称I/O接口 ) 各部件通过总线连接。
AX——（Accumulator）作为累加器。 它是算术运算的主要寄存器， 所有I/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。
BX——Base用作基址寄存器使用。 在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。 CX——Count可以作计数寄存器使用。 在循环LOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。
DX——Data可以作为数据寄存器使用。 一般在双字长乘除法运算时， 把DX和AX组合在一起存放一个双字长(32位)数， DX用来存放高16位; 对某些I/O操作DX可用来存放 I/O的端口地址（口地址 256）。
由上图看出，微机与外部交换信息通过总线控制。 采用三总线结构AB、DB、CB.三组总线： 地址总线 AB(ADDRESS BUS): 若有16位，则A15~A0，单向，可寻址 216=64KB内存单元。A7~A0，可寻址 28=256外设 端口。 数据总线 DB(DATA BUS): 若有8位， 则D7~D0 ，双向，实现CPU 与内存 单元或I/O 端口的数据传送。 控制总线 CB(CONTROL BUS): 传送控制信号。
段寄存器
控制寄存器
4.寄存器的用途 通用寄存器: （1）数据寄存器 AX、BX、CX、DX 作为通用寄存器。 用来暂存计算过程中所用到的操作数，结果或其 它信息。 访问形式:可以用16位的访问; AX、BX、CX、DX。 或者可以用字节（8位）形式访问, 它们的高8位记作 : AH 、BH 、CH 、 DH 。 它们的低8位记作 : AL 、BL 、CL 、DL 。
关于存储器地址寻址的小结： 1）程序（指令序列）、数据都以二进制编码的形式分类存储在 存储器中，CPU需要分时地不断地从存储器中获得指令/数据或 存储数据，所以需要“寻址”。 2）汇编指令中所用的地址编码为16位，被称为是逻辑地址； 8086/8088外部地址总线为20位，即实际的地址编码为20位，被 称为是物理地址。逻辑地址和段代码寄存器中的内容一起经过 BIU中的地址加法器后被自动转换成物理地址。 3）获得指令的地址为：(CS)*10H+(IP)，路径是：存储器指 令队列指令译码器。 4）获得数据的地址为：(DS/ES/SS)*10H+逻辑地址，路径是： 存储器 寄存器。 5）逻辑地址和段代码寄存器中的内容都是可以通过指令修改的， 修改逻辑地址其寻址的范围仅为64K，而修改段代码寄存器， 则寻址的范围可达整个物理存储空间。
源变址寄存器 Source Index 目的变址寄存器 Destination Index 基址指针寄存器 Base Point 堆栈指针寄存器 Stack Point
通 用 寄 存 器
指 针 寄存器
数据段寄存器 Data Segment 附加段寄存器 Extra Segment 堆栈段寄存器 Stack Segment 代码段寄存器 Code Segment 指令指针寄存器 Instruction Pointer 状态标志寄存器 Processor Status Word
地址总线AB 地
、、、 指令1
指令2
指令3 指令4 、、、 数据1 数据2 数据3 、、、
数据暂存器 指 令 队 列 总线 接口 控制 电路
数据总线DB
址 译
运 算 器
控制总线CB
码
器
指令译码器
PSW标志 寄存器 执行部件控制电路
CPU
总线
内存
总线接口部件和执行部件 可并行工作，提高工作效率。 指令的提取和执行分别 由BIU和EU完成。
执行 等待 执行 时间
8086/8088 寄存器汇总：
AH BH CH DH SI DI
AL BL CL DL
AX BX CX DX
累加器 Accumulator 基数寄存器 Base 计数寄存器 Count 数据寄存器 Data 变 址 寄存器
数 据 寄存器
BP SP DS ES SS CS IP PSW
、、、
指令1 指令2 指令3 指令4 、、、 数据1 数据2 数据3