《汇编语言》寄存器物理地址(第二章第二节)

DS ES SS CS 地 址 加 法 IP 器 地 址 总 线 AB
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物理地址PA = 段地址 ＋ 偏移地址 = ( 段寄存器 ) × 10H + 偏移地址 或段寄存器的内容左移4位，加上偏移地址
例：某内存单元的段地址由DS、偏移地址由BX给出。
2.5 16位结构的CPU

概括的讲，16位结构描述了一个CPU具有 以下几个方面特征：

1、运算器一次最多可以处理16位的数据。 2、寄存器的最大宽度为16位。 3、寄存器和运算器之间的通路是16位的。


2.6 8086CPU给出物理地址的方法


8086有20位地址总线，可传送20 位地址，寻址能力为1M。 8086内部为16位结构，它只能传送 16位的地址，表现出的寻址能力却 只有64K。
2.7 “段地址×16+偏移地址=物理地址” 的本质含义

两个比喻说明：

说明“基础地址+偏移地址 = 物理地址” 的思想：第一个比喻 说明“段地址×16+偏移地址=物理地址” 的思想：第二个比喻 8086CPU就是这样一个只能提供两张3位 数据纸条的CPU。

2.8 段的概念

错误认识：

内存被划分成了一个一个的段，每一个 段有一个段地址。
通用寄存器
数据寄存器（AX，BX，CX，DX） 地址指针寄存器（SP，BP） 变址寄存器（SI，DI）
5
2.1 通用寄存器



8086CPU所有的寄存器都是16位的， 可以存放两个字节。 AX、BX、CX、DX 通常用来存放一般 性数据被称为通用寄存器。 下面以AX为例，我们看一下寄存器的 逻辑结构。
2.1 通用寄存器

以AX为例，8086CPU的16位寄存器分 为两个8位寄存器的情况：
2.1 通用寄存器



AX的低8位（0位~7位）构成了AL寄存 器，高8位（8位~15位）构成了AH寄 存器。 AH和AL寄存器是可以独立使用的8位寄 存器。 8086CPU的8位寄存器数据存储情况 一个8位寄存器所能存储的数据的最大 值是多少？ 答案：28-1。
2.3 几条汇编指令
1
汇编指令不区分大小写
2.3 几条汇编指令

CPU执行下表中的程序段的每条指令后， 对寄存器中的数据进行的改变。
2.3 几条汇编指令
地址寄存器

包括指针和变址寄存器SI、DI、SP、 BP四个16位寄存器。顾名思义，它们 可用来存放存储器的偏移地址。另外， 它们也可以作为通用寄存器用。严格 地说，用来存放存储器偏移地址的寄 存器都应该叫地址寄存器，如BX基址 寄存器、IP指令指针寄存器等。



控制寄存器
IP 指令指针寄存器：用来存放代码段中的偏移地址， 指出当前正在执行指令的下一条指令所在单元的偏 移地址。 FLAGS标志寄存器：其中的某位代表CPU的一个标 志，最低位为D0，最高位为D15。8086CPU的标 志寄存器共有9个标志，分别为6个条件码标志和3 控制标志。其含义如下：
《汇编语言》课件
第2章 寄存器(CPU工作原理)





2.1 通用寄存器 2.2 字在寄存器中的存储 2.3 几条汇编指令 2.4 物理地址 2.5 16位结构的CPU 2.6 8086CPU给出物理地址 的方法
2.7 “段地址×16+偏移地址 =物理地址”的本质含义 2.8 段的概念 2.9 段寄存器 2.10 CS和IP 2.12 代码段
2.6 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。 8086CPU相关部件的逻辑结构

地址加法器

地址加法器合成物理地址的方法： 物理地址=段地址×16+偏移地址 物理地址=段地址×10H+偏移地址 例如： 8086CPU访问地址为123C8H的内存单元代码段数据段 附加 Nhomakorabea 堆栈段
CS
DS ES SS
IP
BX、SI、DI等地址 寄存器 BX、SI、DI等地址 寄存器 SP或BP
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例1段寄存器与其偏移地址如下，写出其相应 的物理地址及含义。 CS=1896H，IP=1655H 当前要执行的指令的物理地址 =18960H+1655H=19FB5H DS=2896H，EA=1655H 当前要访问的数据的物理地址 =28960H+1655H=29FB5H ES=1896H，EA=2655H 当前要访问的数据的物理地址 =18960H+2655H=1AFB5H SS=1896H，SP=3655H 当前要访问的堆栈的物理地址 =18960H+3655H=1BFB5H

由段地址×16引发的讨论
由段地址×16引发的讨论

观察移位次数和各种形式数据的关系：


（1）一个数据的二进制形式左移1位，相当于该数据乘以2； （2）一个数据的二进制形式左移N位，相当于该数据乘以2的 N次方； （3）地址加法器如何完成段地址×16的运算？
以二进制形式存放的段地址左移4位。
例2 段寄存器与内存的分段情况如图。观察各 段的大小及分布，判断其地址范围，标出每个 段首地址和末地址。




代码段共64KB单元，它 的地址范围应该是 210E0H～310DFH。 附加段只有2KB，地址范 围在34600H～34CFFH 之间。 数据段为16KB，其地址 范围为34D00H～ 38CFFH。 你懂了吗？ 堆栈段只有512个字节单 元，它的地址范围是 84180H～8437FH。
2.9 段寄存器

段寄存器就是提供段地址的。 8086CPU有4个段寄存器： CS、DS、SS、ES
当8086CPU要访问内存时，由这4个 段寄存器提供内存单元的段地址。

段的类型 8086汇编语言中把逻辑段分为四种类型， 分别是代码段、数据段、附加段和堆栈段。 各段的逻辑地址对应表：
段名 段寄存器 偏移地址
2.1 通用寄存器


一个16位寄存器可以存储一个16位的数 据。（数据的存放情况） 一个16位寄存器所能存储的数据的最大 值为多少？ 答案：216-1。
2.1 通用寄存器


8086上一代CPU中的寄存器都是8位的； 为保证兼容性，这四个寄存器都可以分 为两个独立的8位寄存器使用。 AX可以分为AH和AL； BX可以分为BH和BL； CX可以分为CH和CL； DX可以分为DH和DL。 8086CPU的8位寄存器存储逻辑
标志名
进位标志 符号标志 零标志 溢出标志 辅助进位 标志 奇偶标志
标志
CF SF ZF OF AF
值为1
CY NG ZR OV AC
值为0
NC PL NZ NV NA
PF DF
IF
PE DN
EI
PO UP
DI
方向标志
中断标志
2.4 物理地址

CPU访问内存单元时要给出内存单元 的地址。所有的内存单元构成的存储 空间是一个一维的线性空间。 每一个内存单元在这个空间中都有唯 一的地址，这个唯一的地址称为物理 地址。
2.2 字在寄存器中的存储

一个字可以存在一个16位寄存器中， 这个字的高位字节和低位字节自然 就存在这个寄存器的高8位寄存器 和低8位寄存器中。
关于数制的讨论


由于一个内存单元可以存放 8位数据， CPU中的寄存器又可存放 n 个 8位数据。 也就是说，计算机中的数据大多 是由1~N个8位数据构成的。 用十六进制来表示数据可以直观的看 出这个数据是由哪些8位数据构成的。
段起始地址：小段首地址
~ ~ ~
0000F H 0001F H 0002F H

溢出标志
方 向 标 志
中断标志 跟踪标志号标志 零标志 奇偶标志 符 进位标志 辅助进位标志

在DEBUG调试环境下以字母缩写的形式 表示各个标志位的状态。
进入DEBUG后，用R命令查看寄存器状 态时，可以看到除了跟踪标志以外的标 志位的状态。



例1 两个二进制数相加运算，有关标志 位自动发生变化。 10011010 + 01001011 11100101 CPU会自动地把标志位设为：CF=0， SF=1，ZF=0，OF=0，即无进位，结 果为负数，结果不为0，没有溢出。
因为是重点所以再重复一次：地址加法器的工作原理 可表示为： 物理地址PA = 段地址 ＋ 偏移地址 = ( 段寄存器 ) × 16 + 偏移地址 = ( 段寄存器 ) × 10H + 偏移地址 即段寄存器的内容左移4位，加上偏移地址
DS ES SS CS 地 址 加 法 IP 器 地 址 总 线 AB
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要点：
物理地址PA = 段地址 ＋ 偏移地址 = ( 段寄存器 ) × 10H + 偏移地址 物理地址20位，段地址20位，偏移地址16位。 (段地址由16位的段寄存器给出，可将段地址直接用16位表示)
由16位段寄存器决定有216 = 64 K个段值 由16位偏移地址决定每个段的大小为0 ~ 64K 每个段最大64 K，但不一定是64 K，可据需要分配。
2.8 段的概念

我们也可以认为地址10000H~1007FH、 10080H~100FFH 的内存单元组成两个段， 它们的起始地址（ 基础地址 ）为10000H 和10080H，段地址为：1000H 和1008H， 大小都为80H。
2.8 段的概念