CPU的组成:
运算器:信息处理
寄存器:信息存储
控制器:控制各种器件工作
内部总线:连接各种器件,进行数据传输。
通用寄存器
8686CPU的所有寄存器都是16位,可存放两个字节。
通用寄存器:AC 、BX、CX、DX
这四个寄存器通常用于存放一般性数据,被称为通用寄存器。
例子:
由于8086CPU的AC、BX、CX、DX这四个通用寄存器都可以分为两个可独立使用的8位寄存器。
AX可分为AH和AL(H表示高位,L表示低位)
BX可分为BH和BL
CX可分为CH和CL
DX可分为DH和DL
几条汇编指令
写一条汇编指令时,是不区分大小写的。
问题:分析执行指令后AX、BX中的数据?
一
数据:AX :8226H BX:8226H
指令:ADD AX,BX
解析:8226H+8226H=1044CH
1044CH超过了存储器的存储范围,故AX无法存储1044CH,高位丢失,AX中的数据为044CH,BX中的数据仍然为8226H
二
数据:AX :00C5H
指令:ADD AL,93H
解析:这里AX分成两个寄存器,AL中的数据为00,AL中的数据为C5。
指令要求将93H加到AL中,由于C5+93=158H,超过寄存器存储范围,1丢失,AL中的数据为58,即AX中的数据为0058H
(虽然1丢失但CPU并不是真正的丢弃这个值,后续内容会讨论这个问题)
注意:
当AX分为AL和AH两个寄存器时,它们是独立的,如上面解析中的1不能存到AH里面。
在进行数据传送或运算时,指令两个操作对象位数要一致,否则都是错误指令。
16位结构的CPU
8086CPU:16位
8080、8085CPU:15位 (8086的上一代)
16位结构CPU的结构特性
1、运算器一次最多处理16位数据
2、寄存器最大宽度为16位
3、寄存器和运算器之间的通路为16位
8086CPU给出物理地址的方法
8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。它有20位地址总线,达到1MB的寻址能力。
当它要读写内存的时候,过程如下:
1、CPU中相关部件提供两个16位的地址——段地址和偏移地址
2、段地址和偏移地址通过内部总线送入地址加法器
3、加法器将两个16位地址合成一个20位地址,并送入输入输出控制电路
4、控制电路将20位物理地址送到地址总线,然后被地址总线传送到存储器。
将两个16位地址合成一个20位地址的方法
物理地址=段地址*16+偏移地址
例:8086CPU访问地址为123C8H的内存单元
1、相关部件将段地址和偏移地址送入加法器:段地址:1230,偏移地址:00C8
2、段地址*16=12300,偏移地址:00C8
3、物理地址:段地址*16+偏移地址=12300+00C8=123C8
段地址*16实际上就是将以二进制形式存放的段地址左移4个位。
段地址的概念
在内存中,并没有分段的概念,段的划分来自于CPU,CPU用‘物理地址=基础地址(段地址*16)+偏移地址’的方式给出内存单元的物理地址。
例子:
地址10000H~100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址(基础地址)为10000H,段地址为1000H(基础地址/16),大小为100H(10000H-100FFH+1)。
我们也可以认为地址10000H~1007FH、10080H~100FFH的内存单元组成两个端,它们的起始地址为:10000H和10080H,段地址为1000H和1008H,大小都为80H。
段寄存器
段寄存器用于存放段地址。
8086CPU有4个段寄存器:CS、DS、SS、ES。
CS和IP
CS:代码段寄存器
IP:指令指针寄存器
在8086PC机中,任意时刻,CPU中的内容为M。IP中的内容为N,8086CPU将从内存M*16+N单元开始,读取一条指令并执行。
也可以这样表述:8086机中,任意时刻,CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。
CPU执行指令的过程(具体看《汇编语言》王爽著第26页)