《Intel微处理器》PPT课件.ppt

1,第2章Intel微处理器,2,本章学习内容,80 x86CPU的基本结构80 x86内存储器的组织与管理,3,本章学习目标,了解8086微处理器的基本结构掌握8086/8088寄存器组掌握常用的标志位ZF、CF、SF、OF理解“段”的概念，掌握内存单元地址的表示掌握“堆栈”的特性与操作实现了解80 x86其它微处理器的基本知识,4,1.Review,计算机系统的组成计算机的基本工作原理,nextpart,5,2.80 x86微处理器,80 x86微处理器发展8086/8088微处理器结构,skip,nextpart,skip,微处理器飞速发展,80386,80486,奔腾,奔腾2代,奔腾4代,80286,8086,奔腾3代,IA-64（安腾）,4004,不是我不明白，这世界变化太快。扎扎实实掌握知识，以不变应万变！,return,7,return,8086/8088微处理结构,Intel8086:是一种高性能的16位微处理器。Intel8088:是一个准16位的微处理器两者的内部结构基本相同，其地址总线是20位，可寻址1MB（220个字节）内存空间;指令系统、机器指令格式和寻址方式都完全相同，在软件上是完全兼容的。,8,3.8086/8088内存储器组织与管理,8086/8088内存储器组织8086/8088内存储器管理段内存储器的地址堆栈,go,go,go,go,nextpart,9,8086/8088内存储器组织,8086/8088地址总线20位，具有1MB（220）的编址能力。,这1MB也被称为存储地址空间编址空间寻址空间,return,10,段,8086的限制:地址总线20位，寄存器(SP,IP,BX,BP,SI,DI等)16位,问题:如何用16位的寄存器来访问1MB的内存空间?,解决:把1MB的内存空间分段，每段不超过64KB,next,00000H,00001H,0FFFFH,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,说明:段是一个逻辑意义上的概念:最大长度为64KB的内存储器块。2.实际使用时:段的长度可以小于64KB,return,0#段,1#段,15#段,12,内存储器的地址,几个概念:,物理地址、逻辑地址段地址、段基址、偏移地址,return,13,1.物理地址(绝对地址),与某一存储单元对应的20位的地址，是唯一的。,14,2.段地址、段基址、偏移地址,00000H,00001H,0FFFFH,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,0#段,1#段,15#段,段地址(段首址)段的起始地址，20位的物理地址段基址段的起始地址的高十六位偏移地址段内某个存储单元相对于所在段地址的地址差,注意:系统规定,段地址的低四位必须是0000B!,15,3.逻辑地址,00000H,00001H,0FFFFH,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,0#段,1#段,15#段,以段基址:偏移地址形式描述的内存地址,例:物理地址:00001H逻辑地址:0000:0001,说明:逻辑地址默认为十六进制,可省略H,其它地址中不可省!逻辑地址也是唯一的。,16,总结:逻辑地址、物理地址,1.由逻辑地址物理地址,2.由物理地址逻辑地址,例:已知逻辑地址为2000:0100物理地址为,20000+0100=20100H,例:已知物理地址为30A08H逻辑地址为,（必须要给出段地址或段基址!）,（设段基址为30A0）,30A0:0008,物理地址=段基址16+偏移地址,return,17,堆栈,从逻辑意义上讲，堆栈是只允许在一端操作的存储区。,数据存取原则:先入后出两个概念:栈顶、栈底两个操作:压栈、弹出一个约定:堆栈以字为单位进行操作,(8086/8088),18,栈顶:最后进栈数据所对应的地址单元栈底:固定的一端，栈区最高地址单元的前一个单元压栈:把数据存入堆栈弹出:从堆栈取出数据,19,20000H,2FFFFH,压栈操作分析:1210H存入堆栈,第1步:栈顶上移两个单元，即:栈顶-2栈顶第2步:存入数据,20,弹出操作分析:从堆栈中取出一个字数据给变量a,第1步:取出数据1030Ha第2步:栈顶下移两个单元，即:栈顶+2栈顶,20000H,2FFFFH,21,继续从堆栈中取出一个字数据给变量b,第1步:取出数据40A0Hb第2步:栈顶下移两个单元，即:栈顶+2栈顶,20000H,2FFFFH,说明:栈为空时，栈顶指向栈底+2,return,22,4.8086/8088寄存器组,通用寄存器（数据寄存器）:AX,BX,CX,DX段寄存器:CS,DS,ES,SS指针与变址寄存器:SP,BP,SI,DI控制寄存器:IP,FR,go,nextpart,go,go,go,23,通用寄存器（数据寄存器）:AX,BX,CX,DX,BX(BaseRegister)CX(CountRegister)DX(DataRegister)AX(Accumulator),(1)共性:在程序设计中用于存放操作数和中间结果(2)特性:,可用于存放地址成分,可用于存放循环次数,乘除运算指定使用寄存器;I/O指定使用寄存器,return,24,段寄存器:CS,DS,SS,ES,CS,DS,SS,ES分别用于存放相应段的段基址。,对8086/8088而言，程序设计时最多可以使用4个逻辑段，分别用作:代码段存放当前程序的指令代码数据段主数据区，存放程序涉及的源数据及中间结果堆栈段以“先入后出”为原则的数据区附加段辅助数据区，存放串或其它数据,return,25,指针和变址寄存器:SP,BP,SI,DI,SP(StackPointer)堆栈指针寄存器BP(BasePointer)基址指针寄存器SI(SourceIndex)源变址寄存器DI(DestinationIndex)目的变址寄存器,(1)共性:均可用于存放操作数和中间结果；多用于存放地址的偏移量(2)特性:,26,SP存放栈顶的偏移地址BP默认情况下，存放堆栈中某单元的偏移地址;也可以存放其它段中某单元的偏移地址(通过段超越),SIDI,在串处理操作中有特殊用途,27,比较:SP,BP共同点:默认情况下存放的是堆栈段单元的偏移地址，都可以到堆栈中取数据。(2)不同点:SP只能存放堆栈段栈顶的偏移地址；BP可以存放堆栈段任意单元的偏移地址；BP还可以存放其它段单元的偏移地址，方法是加段前缀通过SP可以存数据，也可以取数据；栈顶的位置会随之改变，SP的值也会改变通过BP只能取数据，栈顶的位置不会改变，BP的值也不变,return,28,控制寄存器:IP,FR,IP(InstructionPointer)指令指针寄存器存放将要执行指令在代码段中的偏移量，随程序的执行自动更新FR(FlagRegister)标志寄存器记录系统运行中的各种状态及信息。8086/8088共设置9个标志位。(详见P16),details,return,b0,b15,29,进位标志位CF(CarryFlag),运算时，最高二进制位产生进位或借位，CF置”1”;否则CF置”0”,奇偶标志位PF(ParityFlag),当运算结果低8位中1的个数为偶数时，PF置”1”;否则PF置”0”,辅助进位标志位AF(AuxiliaryFlag),运算时半字节处产生进位或借位，AF置”1”;否则AF置”0”,1.状态标志位,30,零标志位ZF(ZeroFlag),运算结果为0时，ZF置”1”；否则ZF置”0”,符号标志位SF(SignFlag),符号位为1时，SF置”1”；否则SF置”0”,溢出标志位OF(OverflowFlag),符号数运算结果超出系统所能表示范围，则OF置”1”;否则OF置”0”。,31,跟踪标志位TF(TrackFlag),控制单步执行。TF=1，CPU单步执行；TF=0，CPU连续执行,中断允许标志位IF(InterruptFlag),控制CPU是否允许响应外设的中断请求IF=1，允许响应外设中断(开中断)IF=0，禁止相应外设中断(关中断),2.控制标志位,32,方向标志位DF(DirectionFlag),控制串操作时指令的处理方向DF=1，反向(高地址低地址)DF=0，正向(低地址高地址),return,33,本章小结,8086/8088微处理器基本结构寄存器组80 x86内存储组织和管理,34,涉及的具体知识点:计算机系统的工作原理2.8086/8088微处理器的基本结构寄存器组名称、用途、特性;常用的状态标志CF,SF,OF,ZF3.8086/8088内存的组织和管理(1)段概念的由来(2)几种地址及计算:物理地址、逻辑地址、段基址、偏移地址、段地址(3)堆栈的特性;栈顶，栈底;压栈，弹出的操作过程,35,本章课后任务,认真复习2.1，总结本章涉及的知识点结合书后习题检查对本章的理解掌握情况阅读2.2-2.5，了解80 x86系列其它微处理器的基本知识,