计算机微机原理8086指令
合集下载
8086指令集机器码
8086指令集机器码
2. ADD指令（将两个数相加并将结果存储在目标位置）： - 寄存器相加： 机器码：01 D1（例如，将ECX寄存器的值与EDX寄存器的值相加） - 立即数与寄存器相加： 机器码：83 C0 05（例如，将EAX寄存器的值与立即数05相加）
3. JMP指令（无条件跳转到指定的地址）： - 相对短跳转： 机器码：EB rel8（例如，EB 05，跳转到相对偏移量为05的地址） - 相对长跳转： 机器码：E9 rel16（例如，E9 1234，跳转到相对偏移量为1234的地址）
8086指令集机器码
8086指令集是Intel 8086处理器的指令集架构，它定义了一系列的机器码（二进制代码 ）来执行不同的操作。下面是一些常见的8086指令及其对应的机器码示例：
1. MOV指令（将数据从一个位置移动到另一个位置）： - 传送立即数到寄存器： 机器码：B8 imm16（例如，B8 1234） - 传送寄存器到寄存器： 机器码：89 C1（例如，将EAX寄存器的值传送到ECX寄存器） - 传送内存到寄存器： 机器码：8B 45 08（例如，将偏移地址为08的内存单元的值传送到EAX寄存器）
8086指令集机器码
4. INT指令（触发中断）： - 软中断： 机器码：CD int8（例如，CD 1，触发21号软中断）
这是8086指令集中的示例，每个指令都有特定的操作码和操作数，机器码的格式和长度 也会有所不同。如果需要查找特定指令的机器码，可以参考8086处理器的文档或相关资料。
微机原理第5章80868088CPU总线操作与时序
读周期
CPU从内存或I/O设备读取数据的过程，包括地 址发送、数据读取和数据返回三个阶段。
写周期
CPU向内存或I/O设备写入数据的过程，包括地址发送、数据写入和数据返回三 个阶段。
03
数据传输过程
读周期
总结词
在读周期中，CPU从内存中读取数据。
详细描述
读周期是CPU从内存中读取数据的过程。在读周期开始时，CPU通过地址总线发送要读取的内存地址，然后通过 数据总线从内存中读取数据。这个过程需要多个时钟周期，具体取决于数据的存储位置和CPU的速度。
然而，随着总线技术的不断发展，也 面临着一些技术挑战。例如，如何提 高总线的传输效率、降低能耗以及优 化系统性能等。为了解决这些问题， 需要不断进行技术创新和改进。
展望
未来，CPU总线技术将继续发挥其在 微机原理中的重要作用。随着技术的 不断进步和应用需求的增加，总线技 术将更加成熟和多样化。同时，随着 人工智能、大数据等新兴技术的发展 ，总线技术也将与这些领域进行更深 入的融合，为解决实际问题提供更多 可能性。
8086/8088 CPU的总线结构
地址总线
用于传输地址信息，确定要访问的内存单元或I/O 端口。
数据总线
用于传输数据信息，实现数据在CPU和内存或I/O 设备之间的传输。
控制总线
用于传输控制信号，控制CPU和内存或I/O设备之 间的操作。
总线操作时序
时钟信号
用于同步总线上的操作，确保数据传输的正确 性。
中断源
指引发中断的事件或异常情况，如输入/输出设备、定时器、故障等。
中断向量
指中断处理程序的入口地址。
中断响应过程
保存程序计数器
当发生中断时，CPU会自动将当前的程序计数器（PC）值保存到堆栈 中，以便在中断处理完毕后能够正确返回到原程序。
微机原理接口技术03_指令系统
3.2.1 数据的寻址方式
基址变址寻址同样适用于数组或表格处理，首地 址存放在基址寄存器中，变址寄存器访问数组中各元
素。因两个寄存器都可以修改，所以它比寄存器相对
寻址方式更灵活。需要注意的是，两个寄存器不能均 为基址寄存器，也不能均为变址寄存器。
3.2.1 数据的寻址方式
7．基址变址相对寻址 (Relative Based Indexed Addressing) 操作数的有效地址为指令中规定的1个基址寄存 器和1个变址寄存器的内容及指令中指定的位移量三 者之和。 位移量[基址寄存器][变址寄存器] 可以表示成多种形式组合。寻址寄存器要放在方括 号中。
3.2.1 数据的寻址方式
4．寄存器间接寻址(Register Indirect Addressing) 操作数的有效地址存放在基址寄存器或变址寄存 器中，而操作数则在存储器中。对16位数进行寄存器 间接寻址时可用的寄存器是基址寄存器BX、BP和变 址寄存器SI、DI。使用BP时默认的段寄存器为SS， 使用其他寄存器默认的段寄存器为DS。 操作数有效地址格式为：[间接寻址的寄存器]。 寻址寄存器放在方括号中。
CPU执行指令时，指令是按顺序存放在存储器 中的，而程序执行顺序是由CS和IP的内容来决定的。 当程序执行到某一转移或调用指令时，需脱离程序 的正常顺序执行，而把它转移到指定的指令地址， 程序转移及调用指令通过改变IP和CS内容，就可改 变程序执行顺序。
3.2.2 程序转移地址寻址方式
根据程序转移地址相对于当前程序地址的关 系，可分为段内、段外；又根据转移地址是否直 接出现在指令中，分为直接、间接，所以有四种 程序转移寻址方式：段内直接寻址、段内间接寻
第3章
指令系统
指令是计算机用以控制各个部件协调
微机原理8086汇编语言
微机原理8086汇编语言微机原理和8086汇编语言是计算机科学与技术领域中的重要基础知识，对于理解计算机的运行原理和编程开发具有关键作用。
本文将全面介绍微机原理和8086汇编语言的基本概念、功能特点以及应用实践。
一、微机原理概述微机原理是指微型计算机的构成、工作原理、体系结构和外围设备等的基本原理。
微机由中央处理器（CPU）、存储器和输入输出设备等组成，其内部实现了数据的存储和处理，并能够与外部环境进行交互。
微机原理的研究与应用对于计算机硬件的设计和控制至关重要。
二、8086汇编语言介绍8086汇编语言是在微机原理基础上发展起来的一种低级程序设计语言。
它以机器指令的形式直接对CPU发出控制命令，实现数据处理和操作。
8086汇编语言具有直观、高效的特点，可以对计算机内部各种硬件资源进行精细控制，实现复杂的算法和功能。
三、8086汇编语言的基本语法8086汇编语言的基本语法包括指令、寻址方式和操作数等。
指令通常由操作码和操作数组成，用于执行特定的操作。
寻址方式指定操作数在内存中的位置，可以是直接寻址、寄存器间接寻址、立即数寻址等多种方式。
操作数表示要进行操作的数据，可以是寄存器、内存单元或立即数。
四、8086汇编语言的常用指令8086汇编语言提供了丰富的指令集，包括数据传输指令、算术运算指令、逻辑运算指令、条件转移指令、无条件转移指令等。
通过这些指令的组合和调用，可以实现各种复杂的功能和处理需求。
五、8086汇编语言的应用实践8086汇编语言广泛应用于嵌入式系统设计、驱动程序开发、操作系统编程以及性能优化等领域。
在嵌入式领域，汇编语言可以直接操作硬件资源，实现高效的数据处理和控制；在操作系统编程中，汇编语言可以直接访问操作系统内核，实现底层功能的扩展和优化。
六、8086汇编语言的优势与不足8086汇编语言具有高效、灵活的优势，可以直接操作硬件资源和内存，实现高性能的程序。
然而，汇编语言的开发和调试困难，可读性低，维护成本高，对程序员的要求较高。
微机原理第3章-指令系统
▲按给出偏移地址方式的不同，分为以下5种： 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址寄存器 相对基址加变址寄存器 MOV AL, [ BX ] MOV AL, [ BX + 10H ] MOV AL, [ BX + SI ] MOV AL, [ BX + SI + 10H ]
（1）寄存器间接寻址
寄存器寻址方式的操作数是寄存器的值，指令中直接 使用寄存器名，包括8位或16位通用寄存器和段寄存器。可 使用的16位寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、 BP；其中：AX、BX、CX、DX可分成两8位使用。
例： MOV AX，CX
；（AX）
（CX）
INC CX
；（CX）
（CX）＋1
3.直接寻址（Direct Addressing）
0002
AH
AL
默认段寄存器的关系： ① 使用BX、SI、DI，默认段寄存器为DS
(BX)
PA = ( DS )×10H + (SI) (DI)
② 使用BP，默认段寄存器为SS PA = ( SS )×10H + ( BP )
使用BX、SI、DI的寄存器寻址，默认段寄存器为DS
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP AX BX CX DX DS ES SS CS IP 地 址 加 法 器
运 算 器
控制总线CB
码
器
PSW标志 寄存器
执行部件控制电路
CPU
总线
内存
例： MOV AX , [ BX + SI ]
若 ( DS ) = 4000H
( BX ) = 2000H ( SI ) = 100H 则内存操作数的物理地址为：
微机原理5_8086指令系统08
• 指令中的操作数：
– 可以是一个具体的数值 – 可以是存放数据的寄存器 – 或指明数据在主存位置的存储器地址
6
双操作数指令
MOV dst, src ; (dst) (src) ↑ ↑ ↑ 助记符 目的 源操作数 操作数 例: MOV AH,BL MOV AX,1234H
ADD dst, src ; (dst) (dst)+(src) ↑ ↑ ↑ 助记符 目的 源操作数 操作数 例: ADD AL,36H ADD BX,CX 大多数运算型指令都是双操作数指令，对这种指令， 有的机器（大中型）使用“三地址”指令：除给出参加 运算的两个操作数外，还要指出运算结果的存放地址 7
18
寄存器寻址
19
特 点
（1） 操作数就在寄存器中，不需要访问存
储器来取得操作数（指令执行时，操作就在 CPU的内部进行），因而执行速度快。
（2）寄存器号比内存地址短 * 在编程中，如有可能，尽量使用这种寻址 方式的指令。 * 寄存器寻址方式既可用于源操作数，也可 用于目的操作数，还可以两者都用于寄存器寻 址方式（如 MOV BX , AX )
物理地址 = 16d (DS) +
BP (SS)
(SI)
(DI)
28
物理地址 = 16d (SS) + (BP)
例：
MOV AX, [BX] MOV ES:[BX] , AX MOV DX, [BP] • MOV AX , [BX] ;
设 ( DS) = 2000H ,(BX) = 1000H PA ＝20000H ＋ 1000H =21000H 指令的执行结果为： (AX) = 50A0H *指令中也可以通过“段跨越前缀”取 得其他段中的数据， 例如： MOV AX,ES: [BX] PA = 16d (DS) + (BX) PA = 16d (ES) + (BX) PA = 16d (SS) + (BP)
微机原理与接口技术 (第三版)电子工业出版社 第03章 8086的指令系统
4、寄存器间接寻址（Register indirect addressing） 内存单元的逻辑偏移地址通过寄存器 间接给出。 例: MOV SI , 61A8H MOV DX , [SI]
5、基址/变址寻址（Based/Indexed addressing） 位移量是一带符号的16位16进制数。当 使用BX或BP寄存器时，称基址寻址；使用SI 或DI寄存器时，称变址寻址。 例: MOV CX , 36H[BX] MOV －20[BP] , AL
2、MOV数据传送指令 其格式为： MOV 目的操作数，源操作数 • 目的操作数和源操作数均可采用不同的寻 址方式， • 两个操作数的类型必需一致。
二、寻址方式介绍பைடு நூலகம்
1．立即寻址（Immediate addressing） 操作数就在指令中，紧跟在操作码后面， 作为指令一部分存放在内存的代码段中，这 种操作数称为立即数。 例： MOV AX , 34EAH MOV BL , 20H
3）、段间直接转移 JMP far PTR 目标地址 4）、段间间接转移 JMP WORD PTR[BX][SI]
2、条件转移指令
1）、单条件转移指令 ① JC ② JNC ③ JE/JZ ④ JNE/JNZ ⑤ JS ⑥ JNS ⑦ JO ⑧ JNO ⑨ JP/JPE ⑩ JNP/JPO ;CF标志为1，则转移 ;CF标志为0，则转移 ;ZF标志为1，则转移 ;ZF标志为0，则转移 ;SF标志为1，则转移 ;SF标志为0，则转移 ;OF标志为1，则转移 ;OF标志为0，则转移 ;PF标志为1，则转移 ;PF标志为0，则转移
3、目标地址传送指令
这类指令有： 1）LEA 有效地址传送到寄存器 2）LDS 装入一个新的物理地址 3）LES 装入一个新的物理地址
微机原理第3章指令
第3章指令系统机器指令:能指示计算机完成基本操作的二进制代码指令系统:CPU可执行的机器指令的集合。
为了方便编程，人们又把完成特定操作的机器码用特定的符号表示，这就产生了符号表示的机器指令-------指令助记符。
第3章8086指令系统机器指令由二进制代码组成，一条指令包括操作码和操作数(或地址)两部分，操作码指明该指令进行何种操作，操作数用来说明操作对象。
个别指只有操作码没有操作数。
由于不同的指令所表达的信息不尽相同，因此指令的长度即机器码字节数也有长有短。
8086指令系统的指令是可变长指令（1~6个字节）3.18086CPU寻址方式重点是存储器寻址存放在存储器中的数据称为存储器操作数。
指令中需要确定存储单元的段地址、偏移地址(亦称有效地址EA)，以及存储器操作数的类型。
段地址存放在段寄存器中，确定段地址实际上就是确定段寄存器，采用的方法是默认或添加段超越前缀。
生成存储器有效地址有多种方法，这些方法形成了对存储器操作数的多种寻址形式。
确定数据类型的方法是源操作数和目的操作数类型一致原则或附加类型说明。
立即寻址方式中操作数也在存储器中，但立即寻址中的立即数包含在指令中，随程序存放在代码段，CPU在取指令时就获得操作数。
这里所说的存储器操作数是存放在数据段、附加段或堆栈段中，取指令时也不会被立即取到。
段超越前缀变量的定义在第四章详细介绍直接寻址：MOV AX，[2000H]；寄存器间接寻址：MOV ES:[DI]，AH基址寻址：MOV BYTE PTR[BX＋1200H]，10变址寻址：MOV DL，[SI＋2AH]基址加变址寻址：MOV CL，[BX＋SI＋5]MOV AX，[BP＋DI]MOV CL，[BX＋SI＋5]的等价形式：MOV CL，5[BX][SI]、MOV CL，5[BX+SI]、MOV CL，[BX][SI+5]MOV CL，[BX＋SI－5]等价于MOV CL，[BX＋SI＋65531] MOV CL，[BX－SI]MOV CL，[SI+DI]错误！MOV[BX+DI]，1000H正确吗？3.2.1数据传送类指令传送指令把数据从一个位置传送到另一个位置使用MOV指令应注意1.立即数只能作为源操作数2.无存储器之间直接传送与交换的指令3.没有用立即数对段寄存器直接赋值的指令4.段寄存器之间无传送指令5.两个操作数的类型要一致6.要能确定是字节还是字操作mov ah,al mov bvar,ch mov ax,bx mov ds,ax mov al,[bx]下列MOV指令正确吗？MOV AL,050AHMOV SI,DLMOV[BX+SI],255MOV DS,100HMOV[BX],[SI]MOV[BX+SI],bvarbvar是一个已定义过的字节变量 MOV CS,[SI]将数据段中偏移地址为2000H、2001H、2002H的3个字节的存储单元置数FFH。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
8086从功能上分成两大部分： 总线接口单元BIU（Bus Interface Unit） 执行单元EU （Execution Unit）
7
总线接口单元BIU （Bus Interface Unit）
负责8086CPU与存储器和I/O设备 功能： 间的信息传送。
8
执行单元EU （Execution Unit）
14
通用寄存器的名称与符号
① AX （Accumulator） －－累加器
② BX （Base） －－基址寄存器
③ CX （Count） －－计数寄存器 ④ DX （Data） －－数据寄存器 ⑤ SI （Source Index）是源变址寄存器
数据寄存器
⑥ DI （Destination Index）是目的变址寄存器
38
物理地址和逻辑地址的转换
由于段地址一般存放在段寄存器，所以物理地 址和逻辑地址的转换关系也可表示为： （段寄存器） （CS） 物理地址= （DS） （SS ） 左移4位 + 偏移地址
（ES）
逻辑地址的形式为 段寄存器：偏移地址
39
段寄存器
8086有4个16位专门存放段地址的段寄存器 CS--（Code Segment）（代码段）指明代码段的起 始地址 SS-- （Stack Segment）（堆栈段）指明堆栈段的起 始地址 DS-- （Data Segment）（数据段）指明数据段的起 始地址 ES-- （Extra Segment）（附加段）指明附加段的起 始地址 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
27
数据信息的表达单位
计算机中信息的单位 二进制位Bit：存储一位二进制数：0或1， 记做b 字节Byte：8个二进制位，D7～D0，记做Ｂ 字Word：16位，2个字节，D15～D0 双字DWord：32位，4个字节，D31～D0
28
数据的存储格式
D7 D0
地址
00006H 00005H 00004H 00003H
34
段地址和偏移地址 段起始地址的高16位。存 段地址（16位）： 放在段寄存器中。 段地址说明逻辑段在主存中的起始位置。
偏移地址（16位）： 在段内相对于段起始地址的偏 移值，取决于指令的寻址方式。
35
物理地址和逻辑地址概念
物理地址（20位）： 也叫实际地址或绝对地址，是 CPU访问存储器时实际使用的 地址，由20位二进制表示。 CPU需要访问存储器时，采用物理地址。20位 物理地址在地址总线上传输。 逻辑地址： 是程序中使用的地址，它由段地址和段内偏 移地址所组成，段地址与段内偏移地址都为 16位的二进制数。
3
2.1.1 8086功能的扩展（续）
保护虚地址方式是IA-32结构微处理器的主要工作方 式，在此方式下，全部32条地址线都能寻址，故可 寻址高达4GB的物理存储器
3. 片内存储管理单元 （ MMU） 内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序 都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多， 就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题， Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘 空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自 动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。
2
2.1.1 8086功能的扩展 1. 从16位扩展为32位 2. 从实模式至保护模式 x86结构微处理器有两种主要的工作方式： 实地址方式 和保护虚地址方式。 实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。 在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器 只有低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此 时，x86系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽 然可以使用32位的数据寄存器，但远不能充分发挥x86 结构微处理器的全部功能。
OF DF IF TF SF ZF
图2-7 FLAGS寄存器
AF
PF
CF
16
（1）状态标志位
记录算术和逻辑运算结果的一些特征。由微处理器根据 计算的结果自动设置。为转移指令提供转移控制条件。 （1）符号标志位SF（ Sign Flag，位7）
与运算结果的最高位相同。
（2）零标志位ZF（ zero flag，位6） 如运算结果为0，则ZF=1，否则，ZF=0。 （3）溢出标志OF（ overflow flag，位11） 当算术运算结果超出了机器能表示的范围称为溢出，此 时OF=1，否则OF=0。
40
四个段的用途
代码段：存放当前正在运行程序。 数据段：存放当前正在运行程序所用的数据。 堆栈段：堆栈是一种数据结构，它开辟了一 个比较特殊的存储区，并以“后进先出”的 方式来访问这一区域。 附加段：是附加的数据段，也用于数据的保存， 同时也是串处理指令的目的操作数存放区。
⑦ SP （Stack Pointer）为堆栈指针寄存器
⑧ BP （Base Pointer）为基址指针寄存器
指 针 寄 存 器
15
3、 FLAGS（标志）寄存器
16位FLAGS寄存器包含一组状态标志、一个控制标志 和两个系统标志。图2-7定义了此寄存器中的标志。 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
功能： 负责指令的执行。
9
8位微处理器与8086执行程序的方式
取指令→执行→取指令→执行...（串行工作） 时间 图2-2 取指 8位微处理器的执行顺序 取指 取指 . . . .
取指 取指
（并行工作）
等待 时间 图2-3 8086的执行顺序
10
执行
执行
执行
. . . .
2.3 8086微处理器的执行环境
17
整数范围
无符号数整数 8个二进制位表达无符号数整数的范围：0～255 16位表达的范围：0～65535 有符号数整数（处理器内部以补码表示） 8个二进制位表达有符号数整数的范围：－128～＋127 16位表达的范围：－32768～＋32767
18
溢出的判断
判断运算结果是否溢出有一个简单的规则： 只有当两个相同符号数相加（包括不同符号数相 减），而运算结果的符号与原数据（包括减法的 被减数）符号相反时，产生溢出；因为，此时的 运算结果显然不正确 即：(+)+(+)=(-) (-)+(-)=(+) OF=1 (+)-(-)=(-) (-)-(+)=(+) 其他情况下，则不会产生溢出
19
状态标志位
（4）进位标志位CF（carry flag，位0） 如运算时最高位产生进位或借位，则CF=1，否则， CF=0。 （5）辅助进位标志位AF（ auxiliary flag，位4） 如果第三位往第四位有进位或借位，则AF=1，否则， AF=0。
20
状态标志位
（6）奇偶标志位PF（parity flag，位2） 若运算结果的低8位中所含的1的个数为偶数，则 PF=1，否则，PF=0。
31
8086存储器的分段结构
Intel 8086微处理器采用了分段的方法对存储器进行 管理。
32
问题的提出
字长为16位的CPU能计算的最大存储器空
间为216=65536=64K，但8086CPU有20根地
址线，可以接上最大存储容量为
220=210*210=1024K=1M个存储单元，那么
字长为16位的CPU如何能访问完这1M个字
4
2.1.1 8086功能的扩展（续） 4. 浮点支持 早期的计算机CPU不具备浮点运算能 力， 从16位微 处理器开始，在16位微处理器的基础上设计了与之相 配合的专门用于浮点运算的协处理器---FPU:Float Point Unit，浮点运算单元 以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分 别与8086／8088、80286、80386配合使用。 在486之后， 英特尔把FPU与集成在CPU之内。
78H 56H 12H
34H
00002H
00001H 00000H
低地址
29
存储单元及其存储内容
每个存储单元都有一个编号，被称为存储 器物理地址（简称PA) 每个存储单元存放一个字节的内容
00002H单元存放有一个数据34H 表达为 （00002H）＝34H
30
多字节数据存放方式
多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元： ①存放时，低字节存入低地址，高字节存入高 地址（低对低，高对高）； ②表达时，用它的低地址表示多字节数据占据 的地址空间。 上图中00002H“字”单元的内容为： （00002H） = 1234H 00002H“双字”单元的内容为： （00002H） = 78561234H
本章内容
2.1 80x86系列微处理器是8086的延伸
2.2 8086的功能结构
2.3 8086微处理器的执行环境
1
2.1 80x86系列结构微处理器与8086
80x86系列结构微处理器已经经历许多代， 但从使用者（包括程序员）的角度来看， 它是以8086处理器为基础，是一个兼容 的微处理器系列，是8086在功能上 和性能上的延伸。
在8086处理器上执行的程序或任务都有一组执行
指令的资源用于存储代码、数据和状态信息。这
些资源构成了8086处理器的执行环境。
11
2.3.1基本执行环境概要
地址空间
基本程序执行寄存器
堆栈 I/O端口
12
2.3.2 基本的程序执行寄存器 寄存器是微处理器内部暂存数据的存储单
元，以名称表示。
8086微处理内部共有14个寄存器： ① ② ③ ④ 8个通用寄存器 1个指令指针寄存器 1个标志寄存器 4个段寄存器
13
1. 通用寄存器
8086的16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP 其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和低8位 两个独立的寄存器 8086的8位通用寄存器是： AL BL CL DL（低8位） AH BH CH DH（高8位 ） 对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数 据
7
总线接口单元BIU （Bus Interface Unit）
负责8086CPU与存储器和I/O设备 功能： 间的信息传送。
8
执行单元EU （Execution Unit）
14
通用寄存器的名称与符号
① AX （Accumulator） －－累加器
② BX （Base） －－基址寄存器
③ CX （Count） －－计数寄存器 ④ DX （Data） －－数据寄存器 ⑤ SI （Source Index）是源变址寄存器
数据寄存器
⑥ DI （Destination Index）是目的变址寄存器
38
物理地址和逻辑地址的转换
由于段地址一般存放在段寄存器，所以物理地 址和逻辑地址的转换关系也可表示为： （段寄存器） （CS） 物理地址= （DS） （SS ） 左移4位 + 偏移地址
（ES）
逻辑地址的形式为 段寄存器：偏移地址
39
段寄存器
8086有4个16位专门存放段地址的段寄存器 CS--（Code Segment）（代码段）指明代码段的起 始地址 SS-- （Stack Segment）（堆栈段）指明堆栈段的起 始地址 DS-- （Data Segment）（数据段）指明数据段的起 始地址 ES-- （Extra Segment）（附加段）指明附加段的起 始地址 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
27
数据信息的表达单位
计算机中信息的单位 二进制位Bit：存储一位二进制数：0或1， 记做b 字节Byte：8个二进制位，D7～D0，记做Ｂ 字Word：16位，2个字节，D15～D0 双字DWord：32位，4个字节，D31～D0
28
数据的存储格式
D7 D0
地址
00006H 00005H 00004H 00003H
34
段地址和偏移地址 段起始地址的高16位。存 段地址（16位）： 放在段寄存器中。 段地址说明逻辑段在主存中的起始位置。
偏移地址（16位）： 在段内相对于段起始地址的偏 移值，取决于指令的寻址方式。
35
物理地址和逻辑地址概念
物理地址（20位）： 也叫实际地址或绝对地址，是 CPU访问存储器时实际使用的 地址，由20位二进制表示。 CPU需要访问存储器时，采用物理地址。20位 物理地址在地址总线上传输。 逻辑地址： 是程序中使用的地址，它由段地址和段内偏 移地址所组成，段地址与段内偏移地址都为 16位的二进制数。
3
2.1.1 8086功能的扩展（续）
保护虚地址方式是IA-32结构微处理器的主要工作方 式，在此方式下，全部32条地址线都能寻址，故可 寻址高达4GB的物理存储器
3. 片内存储管理单元 （ MMU） 内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序 都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多， 就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题， Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘 空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自 动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。
2
2.1.1 8086功能的扩展 1. 从16位扩展为32位 2. 从实模式至保护模式 x86结构微处理器有两种主要的工作方式： 实地址方式 和保护虚地址方式。 实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。 在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器 只有低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此 时，x86系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽 然可以使用32位的数据寄存器，但远不能充分发挥x86 结构微处理器的全部功能。
OF DF IF TF SF ZF
图2-7 FLAGS寄存器
AF
PF
CF
16
（1）状态标志位
记录算术和逻辑运算结果的一些特征。由微处理器根据 计算的结果自动设置。为转移指令提供转移控制条件。 （1）符号标志位SF（ Sign Flag，位7）
与运算结果的最高位相同。
（2）零标志位ZF（ zero flag，位6） 如运算结果为0，则ZF=1，否则，ZF=0。 （3）溢出标志OF（ overflow flag，位11） 当算术运算结果超出了机器能表示的范围称为溢出，此 时OF=1，否则OF=0。
40
四个段的用途
代码段：存放当前正在运行程序。 数据段：存放当前正在运行程序所用的数据。 堆栈段：堆栈是一种数据结构，它开辟了一 个比较特殊的存储区，并以“后进先出”的 方式来访问这一区域。 附加段：是附加的数据段，也用于数据的保存， 同时也是串处理指令的目的操作数存放区。
⑦ SP （Stack Pointer）为堆栈指针寄存器
⑧ BP （Base Pointer）为基址指针寄存器
指 针 寄 存 器
15
3、 FLAGS（标志）寄存器
16位FLAGS寄存器包含一组状态标志、一个控制标志 和两个系统标志。图2-7定义了此寄存器中的标志。 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
功能： 负责指令的执行。
9
8位微处理器与8086执行程序的方式
取指令→执行→取指令→执行...（串行工作） 时间 图2-2 取指 8位微处理器的执行顺序 取指 取指 . . . .
取指 取指
（并行工作）
等待 时间 图2-3 8086的执行顺序
10
执行
执行
执行
. . . .
2.3 8086微处理器的执行环境
17
整数范围
无符号数整数 8个二进制位表达无符号数整数的范围：0～255 16位表达的范围：0～65535 有符号数整数（处理器内部以补码表示） 8个二进制位表达有符号数整数的范围：－128～＋127 16位表达的范围：－32768～＋32767
18
溢出的判断
判断运算结果是否溢出有一个简单的规则： 只有当两个相同符号数相加（包括不同符号数相 减），而运算结果的符号与原数据（包括减法的 被减数）符号相反时，产生溢出；因为，此时的 运算结果显然不正确 即：(+)+(+)=(-) (-)+(-)=(+) OF=1 (+)-(-)=(-) (-)-(+)=(+) 其他情况下，则不会产生溢出
19
状态标志位
（4）进位标志位CF（carry flag，位0） 如运算时最高位产生进位或借位，则CF=1，否则， CF=0。 （5）辅助进位标志位AF（ auxiliary flag，位4） 如果第三位往第四位有进位或借位，则AF=1，否则， AF=0。
20
状态标志位
（6）奇偶标志位PF（parity flag，位2） 若运算结果的低8位中所含的1的个数为偶数，则 PF=1，否则，PF=0。
31
8086存储器的分段结构
Intel 8086微处理器采用了分段的方法对存储器进行 管理。
32
问题的提出
字长为16位的CPU能计算的最大存储器空
间为216=65536=64K，但8086CPU有20根地
址线，可以接上最大存储容量为
220=210*210=1024K=1M个存储单元，那么
字长为16位的CPU如何能访问完这1M个字
4
2.1.1 8086功能的扩展（续） 4. 浮点支持 早期的计算机CPU不具备浮点运算能 力， 从16位微 处理器开始，在16位微处理器的基础上设计了与之相 配合的专门用于浮点运算的协处理器---FPU:Float Point Unit，浮点运算单元 以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分 别与8086／8088、80286、80386配合使用。 在486之后， 英特尔把FPU与集成在CPU之内。
78H 56H 12H
34H
00002H
00001H 00000H
低地址
29
存储单元及其存储内容
每个存储单元都有一个编号，被称为存储 器物理地址（简称PA) 每个存储单元存放一个字节的内容
00002H单元存放有一个数据34H 表达为 （00002H）＝34H
30
多字节数据存放方式
多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元： ①存放时，低字节存入低地址，高字节存入高 地址（低对低，高对高）； ②表达时，用它的低地址表示多字节数据占据 的地址空间。 上图中00002H“字”单元的内容为： （00002H） = 1234H 00002H“双字”单元的内容为： （00002H） = 78561234H
本章内容
2.1 80x86系列微处理器是8086的延伸
2.2 8086的功能结构
2.3 8086微处理器的执行环境
1
2.1 80x86系列结构微处理器与8086
80x86系列结构微处理器已经经历许多代， 但从使用者（包括程序员）的角度来看， 它是以8086处理器为基础，是一个兼容 的微处理器系列，是8086在功能上 和性能上的延伸。
在8086处理器上执行的程序或任务都有一组执行
指令的资源用于存储代码、数据和状态信息。这
些资源构成了8086处理器的执行环境。
11
2.3.1基本执行环境概要
地址空间
基本程序执行寄存器
堆栈 I/O端口
12
2.3.2 基本的程序执行寄存器 寄存器是微处理器内部暂存数据的存储单
元，以名称表示。
8086微处理内部共有14个寄存器： ① ② ③ ④ 8个通用寄存器 1个指令指针寄存器 1个标志寄存器 4个段寄存器
13
1. 通用寄存器
8086的16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP 其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和低8位 两个独立的寄存器 8086的8位通用寄存器是： AL BL CL DL（低8位） AH BH CH DH（高8位 ） 对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数 据