第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用..
微机原理与接口技术(第三版)课本习题答案
第二章 8086体系结构与80x86CPU1．8086CPU由哪两部分构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU，Execution Unit)和总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。
指令执行部件（EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2．8086CPU预取指令队列有什么好处？8086CPU内部的并行操作体现在哪里？答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成，按照8086CPU的设计要求，指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。
从速度上看，该指令队列是在CPU内部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取，并送到指令队列。
5．简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。
第2章-8086微处理器part2
8086 CPU在最小模式中引脚定义
M/#IO：Memory/Input & Output，三态输出
存储器或I／O端口访问信号 。指示8086的访问对象，发 给MEM或I/O接口。 M／# IO为高电平时，表示 当前CPU正在访问存储器；
M／# IO 为低电平时，表 示当前CPU正在访问I／O端 口
数据驱动器数据流向控制信 号，输出，三态。
在8086系统中，通常采用 74LS245、8286或8287作 为数据总线的驱动器，用 DT/#R信号来控制数据驱动 器的数据传送方向。 当DT/#R＝1时，进行数据 发送； 当DT/#R＝0时，进行数据 接收。
8086 CPU在最小模式中引脚定义
READY：准备就绪信号 由外部输入，高电平有效 ，表示CPU访问的存储器 或I／O端口己准备好传送 数据。 当READY无效时，要求 CPU插入一个或多个等待 周期Tw，直到READY信 号有效为止。
S3 0 1 0 1
当前正在使用的段寄存器 ES SS CS或未使用任何段寄存器 DS
8086 CPU在最小模式中引脚定义
#BHE/S7：高8位总线允许（Bus High Enable）
T1：指示高8位数据总线上的数据 是否有效 （#BHE:AD0）配合：00时读写字 ，01时读写奇地址字节，10时读写 偶地址字节 其他T周期：输出状态信号S7（S7 始终为逻辑1，未定义） DMA方式下，该引脚为高阻态。
最大模式引脚信号（续）
LOCK# ：总线封锁（优先权锁定） 三态输出，低电平有效。 LOCK有效时表示CPU不允许其它总线主控者占用 总线。 ห้องสมุดไป่ตู้ 这个信号由软件设置。 • 当在指令前加上LOCK前缀时，则在执行这条 指令期间LOCK保持有效，即在此指令执行期 间，CPU封锁其它主控者使用总线。 在保持响应期间，LOCK#为高阻态。
微机原理与接口技术(第三版)课本习题答案.
第二章 8086体系结构与80x86CPU1．8086CPU由哪两部分构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU，Execution Unit)和总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。
指令执行部件（EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2．8086CPU预取指令队列有什么好处？8086CPU内部的并行操作体现在哪里？答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成，按照8086CPU的设计要求，指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。
从速度上看，该指令队列是在CPU内部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取，并送到指令队列。
5．简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。
微机原理第2章课后答案
第2章8086微处理器及其系统教材习题解答1. 8086 CPU 由哪两部分构成，它们的主要功能是什么?在执行指令期间,EU 能直接访问存储器吗，为什么?【解】8086CPU由执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）两部分组成。
执行部件由内部寄存器组、算术逻辑运算单元（ALU）与标志寄存器（FR）及内部控制逻辑等三部分组成。
寄存器用于存储操作数和中间结果；算术逻辑单元完成16位或8位算术逻辑运算，运算结果送上ALU内部数据总线，同时在标志寄存器中建立相应的标志；内部控制逻辑电路的主要功能是从指令队列缓冲器中取出指令，对指令进行译码，并产生各种控制信号，控制各部件的协同工作以完成指令的执行过程。
总线接口部件（BIU）负责CPU与存储器、I/O设备之间传送数据、地址、状态及控制信息。
每当EU部件要执行一条指令时，它就从指令队列头部取出指令，后续指令自动向前推进。
EU要花几个时钟周期执行指令，指令执行中若需要访问内存或I/O设备，EU就向BIU 申请总线周期，若BIU总线空闲，则立即响应，若BIU正在取一条指令，则待取指令操作完成后再响应EU的总线请求。
2. 8086CPU与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同？这样的设计思想有什么优点？【解】8086 CPU与传统的计算机相比增加了指令队列缓冲器，从而实现了执行部件（EU）与总线接口(BIU)部件的并行工作，因而提高了8086系统的效率。
3. 8086 CPU 中有哪些寄存器，各有什么用途？【解】8086共有8个16位的内部寄存器，分为两组：①通用数据寄存器。
四个通用数据寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8位寄存器。
用作8位寄存器时分别记为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
AX（AH、AL）累加器。
有些指令约定以AX（或AL）为源或目的寄存器。
实际上大多数情况下，8086的所有通用寄存器均可充当累加器。
BX（BH、BL）基址寄存器。
微机原理第2章作业及答案
第2章8086微处理器及其系统习题解答1. 8086 CPU 由哪两部分构成，它们的主要功能是什么在执行指令期间,EU 能直接访问存储器吗，为什么【解】8086CPU由执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）两部分组成。
执行部件由内部寄存器组、算术逻辑运算单元（ALU）与标志寄存器（FR）及内部控制逻辑等三部分组成。
寄存器用于存储操作数和中间结果；算术逻辑单元完成16位或8位算术逻辑运算，运算结果送上ALU内部数据总线，同时在标志寄存器中建立相应的标志；内部控制逻辑电路的主要功能是从指令队列缓冲器中取出指令，对指令进行译码，并产生各种控制信号，控制各部件的协同工作以完成指令的执行过程。
总线接口部件（BIU）负责CPU与存储器、I/O设备之间传送数据、地址、状态及控制信息。
每当EU部件要执行一条指令时，它就从指令队列头部取出指令，后续指令自动向前推进。
EU要花几个时钟周期执行指令，指令执行中若需要访问内存或I/O设备，EU就向BIU 申请总线周期，若BIU总线空闲，则立即响应，若BIU正在取一条指令，则待取指令操作完成后再响应EU的总线请求。
2. 8086CPU与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同这样的设计思想有什么优点【解】8086 CPU与传统的计算机相比增加了指令队列缓冲器，从而实现了执行部件（EU）与总线接口(BIU)部件的并行工作，因而提高了8086系统的效率。
3. 8086 CPU 中有哪些寄存器，各有什么用途【解】8086共有8个16位的内部寄存器，分为两组：①通用数据寄存器。
四个通用数据寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8位寄存器。
用作8位寄存器时分别记为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
AX（AH、AL）累加器。
有些指令约定以AX（或AL）为源或目的寄存器。
实际上大多数情况下，8086的所有通用寄存器均可充当累加器。
BX（BH、BL）基址寄存器。
【教学课件】第2章 8086微处理器
控制 电路
局部总线 接口
SYSB/RESB
1
20
2
19
3
18
4
17
5
8289 16
6
15
7
14
8
13
9
12
10
11
INIT
BCLK BREQ BPRN BPRO BUSY CBRQ
总线仲裁 信号
AEN
V CC S1 S0 CLK
LOCK
CRQLCK ANYRQST
AEN CBRQ BUSY
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DEN CEN
INTA IORC AIOWC IOWC
2021/8/17
23
2．总线仲裁控制器8289
仲裁电路
状态
S2
信号
S1
S0
状态 译码器
多路总线 接口
控制 输入
LOCK CLK
CRQLCK
RESB ANYRQST
IOB
S2 IOB
RESB BCLK INIT BREQ BPRO BPRN
GND
数据总线
2021/8/17
S0
S1
S2
INTR R Q / G T0
R Q / G T1
8288 总线控制器
IN T A
8259A 及有关电路
控制总线 中 断 请 求
22
1．总线控制器8288
状态
S2
信号
S1
S0
状态 译码器
控制 输入
CLK
AEN CEN IOB
控制 电路
命令 信号 发生器
控制信号 发生器
2.3.1 最小模式和最大模式的概念
微型计算机原理与接口技术第二章课后答案
第二章 1. 8086CPU内部由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU 内部由执行单元 EU 和总线接口单元 BIU 组成。
主要功能为：执行单元 EU 负责执行指令。
它由算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器组、16 位标志寄存器(FLAGS)、EU 控制电路等组成。
EU 在工作时直接从指令流队列中取指令代码，对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。
数据在 ALU 中进行运算，运算结果的特征保留在标志寄存器 FLAGS 中。
总线接口单元 BIU 负责 CPU 与存储器和 I ／O 接口之间的信息传送。
它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器以及总线控制逻辑组成。
2. 8086CPU 中有哪些寄存器？各有什么用途？答：8086CPU 内部包含4组16位寄存器，分别是通用寄存器组、指针和变址寄存器、段寄存器、指令指针和标志位寄存器。
（1）通用寄存器组 包含4个16位通用寄存器 AX 、BX 、CX 、DX ，用以存放普通数据或地址，也有其特殊用途。
如AX （AL ）用于输入输出指令、乘除法指令，BX 在间接寻址中作基址寄存器，CX 在串操作和循环指令中作计数器，DX 用于乘除法指令等。
（2）指针和变址寄存器 BP 、SP 、SI 和DI ，在间接寻址中用于存放基址和偏移地址。
（3）段寄存器 CS 、DS 、SS 、ES 存放代码段、数据段、堆栈段和附加段的段地址。
（4）指令指针寄存器IP 用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。
（5）标志寄存器Flags 用来存放运算结果的特征。
3. 8086CPU 和8088CPU 的主要区别是什么？答：8088CPU 的内部结构及外部引脚功能与8086CPU 大部分相同，二者的主要不同之处如下：（1）8088指令队列长度是4个字节，8086是6个字节。
（2）8088的BIU 内数据总线宽度是8位，而EU 内数据总线宽度是16位，这样对16位数的存储器读/写操作需要两个读/写周期才能完成。
微机原理与接口技术习题答案2
第2章 8086 CPU 结构与功能1. 微处理器内部结构由哪几部分组成阐述各部分的主要功能。
解：微处理器内部结构由四部分组成：（1）算术逻辑运算单元ALU ：完成所有的运算操作；（2）工作寄存器：暂存寻址信息和计算过程中的中间结果；（3）控制器：完成指令的读入、寄存和译码，并产生控制信号序列使ALU 完成指定操作；（4）I/O 控制逻辑：处理I/O 操作。
2. 微处理器级总线有哪几类各类总线有什么作用解：微处理器级总线有三类：（1）数据总线：传送信息；（2）地址总线：传送地址码；（3）控制总线 传送控制信号。
3. 为什么地址总线是单向的，而数据总线是双向的解：地址码只能由CPU 生成。
而数据需要在CPU 和存储器之间传输。
4. 8086/8088微处理器内部有哪些寄存器其主要作用是什么解：8086CPU 内部有14个16位寄存器，其中8个通用寄存器（4数据寄存器AX 、BX 、CX 、DX ，4地址指针/变址寄存器SI 、DI 、SP 、BP ），4个段寄存器（CS 、DS 、ES 、SS ），2个控制寄存器（指令指针IP ，微处理器状态字PSW ）。
应该注意的是：可以在指令中用作为地址指针的寄存器有：SI 、DI 、BP 和BX ；在微处理器状态字PSW 中，一共设定了9个标志位，其中6个标志位用于反映ALU 前一次操作的结果状态（CF ，PF ，AF ，ZF ，SF ，OF ），另3个标志位用于控制CPU 操作（DF ，IF ，TF ）。
5. 如果某微处理器有20条地址总线和16条数据总线：（1）假定存储器地址空间与I/O 地址空间是分开的，则存储器地址空间有多大（2）数据总线上传送的有符号整数的范围有多大解：（1）存储器地址空间为：2021MB =（2）有符号数范围为： 15152~21--， 即 －32768～327676. 将十六进制数62A0H 与下列各数相加，求出其结果及标志位CF 、AF 、SF 、ZF 、OF 和PF的值：（1）1234H；（2）4321H；（3）CFA0H；（4）9D60H解：（1）74D4H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=1（2）A5C1H CF=0 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=1 PF=0（3）3240H CF=1 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=0（4）0000H CF=1 AF=0 SF=0 ZF=1 OF=0 PF=17.从下列各数中减去4AE0H，求出其结果及标志位CF、AF、SF、ZF、OF和PF的值：（1）1234H；（2）5D90H；（3）9090H；（4）EA04H解：（1）C754H CF=1 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=0 PF=0（2）12B0H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=0（3）45B0H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=1 PF=0（4）9F24H CF=0 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=0 PF=19.写出下列存储器地址的段地址、偏移地址和物理地址：（1）2134：10A0；（2）1FA0：0A1F；（3）267A：B876解：物理地址＝段地址*10H+偏移地址（1）段地址：2134H，偏移地址：10A0H，物理地址：223E0H（2）段地址：1FA0H，偏移地址：0A1FH，物理地址：2041FH（3）段地址：267AH，偏移地址：B876H，物理地址：32016H10.给定一个数据的有效地址为2359H，并且（DS）＝490BH，求该数据的物理地址。
微机原理课件第二章 8086系统结构
但指令周期不一定都大于总线周期，如MOV AX，BX
操作都在CPU内部的寄存器，只要内部总线即可完成，不 需要通过系统总线访问存储器和I/O接口。
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• 8086CPU的典型总线时序，充分体现了总 线是严格地按分时复用的原则进行工作的。 即：在一个总线周期内，首先利用总线传 送地址信息，然后再利用同一总线传送数 据信息。这样减少了CPU芯片的引脚和外 部总线的数目。
• 执行部件（EU）
• 功能：负责译码和执行指令。
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• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列
• 队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令 只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所 要求的任务： ①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令 队列前部取出指令的代码，然后译码、执行指令。在执 行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口， 那么EU就会请求BIU，完成访问内存或者I／O端口的操 作； ③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU 便进入空闲状态。（BIU等待，总线空操作） ④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、 调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了 变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会 接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。 （EU等待）
•CF（Carry Flag）—进位标志位，做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。
第二章 8086微处理器
第二章8086/8088微处理器及其系统结构内容提要：1．8086微处理器结构：CPU内部结构：总线接口部件BIU，执行部件EU；CPU寄存器结构：通用寄存器，段寄存器，标志寄存器，指令指针寄存器；CPU引脚及其功能：公用引脚，最小模式控制信号引脚，最大模式控制信号引脚。
2．8086微机系统存储器结构：存储器地址空间与数据存储格式；存储器组成；存储器分段。
3．8086微机系统I/O结构4．8086最小/最大模式系统总线的形成5．8086CPU时序6．最小模式系统中8086CPU的读/写总线周期7．微处理器的发展学习目标1．掌握CPU寄存器结构、作用、CPU引脚功能、存储器分段与物理地址形成、最小/最大模式的概念和系统组建、系统总线形成；2．理解存储器读/写时序；3．了解微处理器的发展。
难点：1．引脚功能，最小/最大模式系统形成；2．存储器读/写时序。
学时：8问题：为什么选择8088/8086？•简单、容易理解掌握•与目前流行的P3、P4向下兼容，形成x86体系•16位CPU目前仍在大量应用思考题1、比较8086CPU与8086CPU的异同之处。
2、8086CPU从功能上分为几部分?各部分由什么组成?各部分的功能是什么?3、CPU的运算功能是由ALU实现的，8086CPU中有几个ALU?是多少位的ALU?起什么作用?4、8086CPU有哪些寄存器?各有什么用途?标志寄存器的各标志位在什么情况下置位?5、8086CPU内哪些寄存器可以和I/O端口打交道，它们各有什么作用?6、8086系统中的物理地址是如何得到的?假如CS=2400H，IP=2l00H，其物理地址是多少?思考题1.从时序的观点分析8088完成一次存储器读操作的过程？2.什么是8088的最大、最小模式？3.在最小模式中，8088如何产生其三总线？4.在最大模式中，为什么要使用总线控制器？思考题1.试述最小模式下读/写总线周期的主要区别。
第二章-8086微处理器
答案：A
思考题
8086/8088的状态标志有 A)3 B)4 C)5 答案：D 个。 D)6
思考题
8086/8088的控制标志有 A)3 B)4 C)5 答案：A 个。 D)6
三、引脚信号和功能（图2-5 ）
8086总线周期的概念： 为了取得指令或传送数据，就需要CPU的总线接 口单元（BIU）执行一个总线周期。 一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成。 习惯上将4个时钟周期分别称为4个状态，即T1状 态、T2状态、T3状态和T4状态。 图2-17
2.方向标志DF（Direction Flag） 用于串操作指令中的地址增量修改（DF ＝0）还是减量修改（DF＝1）。 STD使DF＝1 CLD使DF＝0
（三）标志寄存器－控制标志（续）
3.跟踪标志TF（Trap Flag） 若TF＝1，则CPU按跟踪方式（单步方式） 执行程序，否则将正常执行程序。
思考题
指令队列的作用是 A)暂存操作数地址 。 B)暂存操作数
C)暂存指令地址
D)暂存预取指令 答案：D
思考题
8086的指令队列的长度是 A)4个 B)5个 C)6个 D)8个 字节。
答案： C
思考题
8088的指令队列的长度是 A)4个 B)5个 C)6个 D)8个 字节。
答案：A
思考题
第二章 8086/8088微处理器
8086/8088微处理器的结构 8086/8088典型时序分析
简 介
8086：16位微处理器 数据总线宽度16位：可以处理8位或16位数据 地址总线宽度20位：可直接寻址1MB存储单元和 64KB的I/O端口 8088：准16位处理器 内部寄存器及内部操作均为16位，外部数据总线8位 8088与8086指令系统完全相同，芯片内部逻辑结构、芯片引 脚有个别差异。 设计8088的目的主要是为了与Intel原有的8位外围接口芯片 直接兼容
第二章 8086系统
8086/8088微处理器的结构及指令执行的操作 过程 8086/8088微处理器的寄存器组织、存储器组 织、I/O组织、堆栈 8086/8088在最小模式下引脚功能 8086/8088微处理器在最小模式下的典型配置 8086的操作时序
第二章
8086/8088系统结构
2、物理地址和逻辑地址 8086系统中的每个存储单元在1M内存空间中的位 置可以用2个形式的地址来表示。 物理地址（实际地址、绝对地址）和逻辑地址。
物理地址：是用唯一的20位二进制数所表示的地 址，规定了1M字节存储体中某个具体单元的地址 。 CPU与存储器之间进行信息交换都需要提供的地 址，范围00000H—FFFFFH。
BP作基址寻址 SS 一般数据存取 源字符串 目的字符串 DS DS ES
5、8086存储器的分体结构 由于访问存储器的操作类型不同，BIU所使用的逻辑 地址来源也不同。 （1）存储体
15 00001 00003 00005 512KB× 8（位） 奇地址存储体 （A0=1） 512KB× 8（位） 偶地址存储体 （A0=0） 8 7 0 00000 00002 00004
数据DS、ES：存放数据和运算结果； 堆栈段SS：用来传递参数，保存数据和状态信息。
CS IP
0000
代码段
DS或ES
0000
数据段
SI、DI或BX
SS
0000 SP或BP
堆栈段 存储器
段寄存器和偏移地址寄存器组合关系
存储器分段的好处 （1）使指令系统中的大部分指令仅涉及16位偏移 地址，减少了指令长度，提高了程序的执行速度。 （2）为程序在内存中的浮动分配创造了条件。由 于程序可以浮动地装配在内存任何一个区域。这 使得多道程序和多任务程序能充分使用现有的存 储器容量。
8086cpu的结构和功能
8086cpu的结构和功能8086CPU是由英特尔公司开发的一款经典的16位微处理器。
它是在20世纪80年代初面世的，也是当时最新一代的微处理器。
8086CPU具有复杂的结构和强大的功能，为计算机技术的发展做出了重要贡献。
本文将从多个方面介绍8086CPU的结构和功能。
首先，我们来了解8086CPU的整体结构。
8086CPU包括两个主要部件：执行部件和总线控制部件。
执行部件由数据总线单元（DBU）、算术逻辑单元（ALU）和寄存器组成，负责实际进行数据的处理和运算。
总线控制部件包括指令队列、指令译码器和时序控制器，负责控制数据和指令的传输以及处理器的时序控制。
这种分离的结构使得8086CPU 具有高效的指令执行能力。
其次，我们来探讨8086CPU的功能特点。
8086CPU具有许多强大的功能，包括多种数据类型支持、分段式寻址、以及可扩展的指令集等。
首先是多种数据类型支持。
8086CPU支持多种数据类型，包括字节、字和双字等。
这使得它能够处理各种不同类型的数据，适应了不同应用场景的需求。
其次是分段式寻址。
8086CPU采用分段式寻址的方式，将内存划分为多个段，每个段具有独立的段地址。
这种寻址方式可以灵活地管理内存，提高内存的利用率，并且方便编程。
最后是可扩展的指令集。
8086CPU的指令集非常丰富，包括各种数据处理、逻辑控制、输入输出、以及字符串操作等指令。
同时，8086CPU还支持通过软件扩展指令集，满足用户的个性化需求。
总之，8086CPU作为一款经典的微处理器，具有复杂的结构和强大的功能。
它为计算机技术的发展做出了重要贡献，为后续的微处理器设计奠定了基础。
通过多种数据类型支持、分段式寻址和可扩展的指令集等特点，8086CPU实现了高效的数据处理和灵活的内存管理，为用户的应用提供了广泛的功能支持。
参考文献：1. Patterson, D.A., & Hennessy, J.L. (2017). Computer Organization and Design: The Hardware/Software Interface. Morgan Kaufmann.2. Kip Irvine. (2016). Assembly Language for x86 Processors. Pearson.。
第2章8086微处理器1-2
忙碌
1）CPU执行指令时总线处于空闲状态 ） 执行指令时总线处于空闲状态 2）CPU访问存储器 存取数据或指令 时要等待总线操作的完成 访问存储器(存取数据或指令 ） 访问存储器 存取数据或指令)时要等待总线操作的完成 缺点： 缺点：CPU无法全速运行 无法全速运行 解决：总线空闲时预取指令， 解决：总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到 需要指令时能立刻得到
6
结论
指令预取队列的存在使EU和 指令预取队列的存在使 和BIU两个部 两个部 分可同时进行工作， 分可同时进行工作，从而 提高了CPU的效率； 降低了对存储器存取速度的要求
7
8088/8086 CPU的特点
采用并行流水线工作方式 对内存空间实行分段管理： 对内存空间实行分段管理：
每段大小为16B～ 每段大小为16B～64KB 16B 用段地址和段内偏移实现对1MB空间的寻址 用段地址和段内偏移实现对1MB空间的寻址 设置地址段寄存器指示段的首地址
支持多处理器系统； 支持多处理器系统； 片内没有浮点运算部件， 片内没有浮点运算部件，浮点运算由数学协处 理器8087支持（也可用软件模拟） 理器 支持（也可用软件模拟） 支持 注：80486DX以后的CPU均将数学协处理 器作为标准部件集成到CPU内部
8
二、8086CPU的内部结构
8086内部由两部分组成： 内部由两部分组成： 内部由两部分组成 执行单元（EU） 执行单元（ ） 总线接口单元（BIU） 总线接口单元（ ）
2
指令预取队列(IPQ)
指令的一般执行过程： 指令的一般执行过程： 取指令 指令译码 读取操作数 执行指令 存放结果
3
串行工作方式：
8086以前的CPU采用串行工作方式： 8086以前的CPU采用串行工作方式： 以前的CPU采用串行工作方式
第2章8086CPU的原理
（2）DS：数据段段寄存器，在数据段寻址时，与BX、SI、DI 合用。 （3）SS：堆栈段段寄存器，在栈操作时，与SP合用对栈顶数据进 行存取。在对栈中数据存取时与BP合用。 （4）ES：附加数据段段寄存器，在串操作时，存放目标串，与DI 合用。也可以用来存放数据。 2 标志寄存器FLAGS FLAGS是16位寄存器，包含9个标志，标示CPU的状态和某些操 作特性。
其中：AH、AL寄存分别表示AX寄存器的高8位和低8位，如下图： 1Fh AH 50h AL AX
AH=1Fh AL=50h AX=1F50h
但AH和AL都可以作为8位的寄存器独立使用， 如 MOV BL，AH 指令执行后， BL=1Fh
其余的8位寄存器如上所述。 8086的4个数据寄存器，通常都是用来存储供CPU处理的数据或 保存结果的，但在特定的场合里，它们又有自己的特殊用途。 （1）AX、AL---累加器：在乘法、除法和符号扩展指令中，有一 个操作数预先放在累加器中；在I/O操作时，通过它CPU与接口交 换数据。累加器也是所有寄存器中执行速度最快的。
IF 中断允许标志： IF 的值决定CPU是否响应外部的可屏蔽中断。 当 IF=1 时，CPU可以响应外部的可屏蔽中断，否则相反。IF 的值 由专门的指令控制，即：STI 指令置 IF=1 CLI 指令置 IF=0 当 IF=0 时，CPU不能屏蔽非屏蔽中断和CPU内部中断。 TF 跟踪标志： TF=1 时，CPU进入单步程序执行方式，TF的控 制没有专用的指令，要通过其它方式设置。
图（3.5）8086/8088的引脚信号
最小方式 用于单个微处理器组成的系统，由8086产生系 统所需的全部控制信号。 最大方式 用于多处理器系统中，8086不直接提供控制信 号 。
微机原理第二章习题答案
1. 8086CPU内部由哪两部分组成？它们的主要功能?8086CPU由指令执行部件EU和总线接口部件BIU两部分组成。
EU完成指令译码和指令执行的工作，BIU是CPU与外部（存储器和I/O口）的接口，它提供了16位双向数据总线和20位地址总线，完成所有的外部总线操作。
具有地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数、总线控制等功能。
2.8080CPU中有哪些寄存器？各有什么用途？答：8086CPU的寄存器有通用寄存器组、指针和变址寄存器、段寄存器、指令指针寄存器及标志位寄存器PSW。
4个16位通用寄存器，它们分别是AX，BX，CX，DX，用以存放16位数据或地址。
也可分为8个8位寄存器来使用，低8位是AL、BL、CL、DL，高8位是AH、BH、CH、DH，只能存放8位数据，不能存放地址。
指针和变址寄存器存放的内容是某一段内地址偏移量，用来形成操作数地址，主要在堆栈操作和变址运算中使用。
段寄存器给出相应逻辑段的首地址，称为“段基址”。
段基址与段内偏移地址结合形成20位物理地址。
指令指针寄存器用来存放将要执行的下一条指令在现行代码中的偏移地址。
16位标志寄存器PSW用来存放运算结果的特征，常用作后续条件转移指令的转移控制条件。
3.8086CPU与8088CPU的主要区别是什么？答：（1）8086的指令队列是6字节，8088是4字节；（2）8088与外部交换数据的总线宽度是8位，所以，对16位数的存储器读/写需要2个总线周期，8086是16位；AD～（3）8088外部数据总线只有8条，所以分时复用的地址/数据总线为7AD；（4）8088中，用IO/M信号代替M/IO；（5）8088中，不需要BHE信号。
4. 简要解释下列名词的意义。
CPU：中央处理单元CPU （Control Processing Unit）也称微处理器，是微型计算机的核心部件，由运算器ALU、控制器、寄存器组以及总线接口等部件组成。
主要完成各种运算，负责对整机的控制。
2.第二章 8086系统结构
总线接口部件BIU SI:（Source Index）：SI含有源地址意思,产 生有效地址或实际地址的偏移量。 总线接口部件BIU内部设 有四个16位段地址寄存器： DI:（Destination Index）：DI含有目的意思, 代码段寄存器CS、数据段寄 产生有效地址或实际地址的偏移量。 存器DS、堆栈段寄存器SS和 播 音 附加段寄存器ES，一个16位 ： 指令指针寄存器IP，一个6字 16位字利用了9位。 标志分两类： 节指令队列缓冲器，20位地 状态标志（6位）:反映刚刚完成的操作结果情况。 址加法器和总线控制电路。
志(结果低8 CLC(复位)， 位1的个数 CMC(求反)。 为偶数 PF=1) 。
15
14
13
12
11
10
9
8
3
2
1
0
OF DF IF TF
SF ZF
AF
PF
CF
DF：方向标志 .DF=1使串 操作按减地址进行,DF=0按 增地址进行。指令： CLD(复位), STD(置位).
TF：陷阱标志或单步操作标志 IF：中断允许 标志 图 2-6 8086CPU标志寄存器 目录
通用寄存器（数据寄存器） ： AX 累加器 BX 基址寄存器 CX 计数寄存器 DX 数据寄存器
SP BP SI DI
IP
地址指针和变址寄存器： SP 堆栈指针寄存器 BP 基址指针寄存器 SI 源变址寄存器 控制寄存器: DI 目的变址寄存器 IP 指令指针寄存器
FLAGS
CS DS SS ES
段寄存器: CS 代码段寄存器 DS 数据段寄存器 SS 堆栈段寄存器 ES 附加段寄存器
EU 总线 忙
执行1 忙
执行2 忙
第2章 80888086系统硬件结构
OF DF IF TF SF ZF
AF
PF
CF
条件码标志：
OF SF ZF CF AF PF
控制标志：
方向标志
系统标志位:
IF 中断标志 TF 陷阱标志
溢出标志 DF 符号标志 零标志 进位标志 辅助进位标志 奇偶标志
第2章 8088/8086系统硬件结构
程 序 状 态 字 （ ） PSW
第2章 8088/8086系统硬件结构
第2章 8088/8086系统硬件结构
1、存储器地址的分段
•每个段的最大长度可达
64KB，段内地址是连续的、 线性增长的，允许单个逻辑 段在整个1MB存储空间内浮 动。
•可以有相连的段(如：C和D
段)、不相连的段(如：A和B 段)以及相互重叠的段(如：B 和C段)
第2章 8088/8086系统硬件结构
第2章 8088/8086系统硬件结构
2、段寄存器(CS、 DS、 SS、 ES、 FS、GS)
存放段地址,确定一个段的的起始地址. 用途各不相同：
代码段(CS)：存放当前正在运行的程序 数据段(DS)：存放当前运行程序所用的数据 ，或串处理指令
中的源操作数
堆栈段(SS)：定义堆栈（后进先出）的所在区域 附加段(ES)：附加的数据区，或串处理指令中的目的操作数
－)
79000H
2450H
即SP值为2450H.
第2章 8088/8086系统硬件结构
2.1.2 8088CPU的两大功能结构
8088CPU的两大功能结构为总线接口单元 BIU(BusInterfaceUnit)和指令执行单元 EU(ExecutionUnit),如图2.4所示。 U单元负责指令的执行，由算术逻辑单元ALU、标 志寄存器F、通用寄存器及EU控制器等组成，主要进 行16位的各种运算及有效地址的计算。EU不与计算机 系统总线(外部总线)相关，而从BIU中的指令队列取得
第2章_微机原理与接口技术答案欧青立编
第2章8086微处理器结构与功能习题2.1CPU在内部结构上由哪几部分组成？参考答案：8086CPU在内部结构上由寄存器阵列、算术逻辑运算单元ALU、控制器和内部总线及缓冲器等部分组成。
2.2CPU的总线接口部件有哪些功能？CPU的执行部件有什么功能？参考答案：CPU的总线接口单元负责CPU通过总线与存储器、I/O设备之间的信息传送。
CPU执行单元主要负责从指令队列寄存器中获取指令，并对指令加以执行，完成指令所规定的操作。
同时，它也负责算术/逻辑运算及进行内存有效地址的计算等。
2.38086/8088微处理器中有哪些寄存器？通用寄存器中哪些可以作为地址指针使用？参考答案：8086有14个16位寄存器，这14个寄存器按其用途可分为通用寄存器、指令指针、标志寄存器和段寄存器等4类。
(1)通用寄存器有8个,又可以分成2组,一组是数据寄存器(4个)：累加寄存器AX、基址寄存器BX、计数寄存器CX、数据寄存器DX,另一组是指针寄存器及变址寄存器(4个)：堆栈指针SP、基址指针寄存器BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI。
(2)指令指针IP。
(3)标志寄存器FR。
(4)段寄存器4个：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS、附加段寄存器ES。
通用寄存器中堆栈指针SP、基址指针寄存器BP、源变址寄存器SI、目的变址寄存器DI。
可以作为地址指针使用。
2.4简述8086CPU标志寄存器各位的含义与作用。
参考答案：8086CPU中设立了一个两字节的标志寄存器，标志由条件码标志和控制标志构成，其中，条件码标志反映了上次指令执行的结果状态信息，可用于条件转移指令的转移控制条件。
8086CPU标志寄存器有9个有效标志位：6个状态标志位，表示程序运行结果的状态信息，许多指令的执行都将自动地改变它，包括CF、PF、AF、ZF、SF和OF；3个控制标志位，可由用户根据需要用指令进行设置，用于控制处理器的具体工作方式，包括IF、DF和TF。
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上述寄存器在某些指令或某种场合下又有其默认的用法。通常是：
（1）AX的默认用法有：AX为十六位累加器，AL为八位累加器；在I/O
指令中必须用AX或AL；AX与DX配合组成32位数据，DX中存放高16位数 据等；
（2）BX常做为基地址寄存器；
（3）CX在串操作或用循环指令（如LOOP等）中的循环计数必须选用 CX；
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
本章主要内容
1.微处理器的基本结构；
2.通用寄存器和段寄存器的组成、功能及作用； 3.控制寄存器的组成和作用。
本章要求
1.了解CPU的基本结构； 2.掌握通用寄存器和段寄存器结构、功能； 3.了解控制寄存器的组成，掌握常用的状态标志位。
的微处理器，采用8位数据总线，而使用16位内部总线。8086具有6个字节
指令流队列，8088则是4个字节。 8086CPU由指令执行部件EU与总线接口 部件BIU两部分组成。 EU部件（Execution Unit）控制和执行指令，主要由算术逻辑部件 ALU、EU控制部件、8个16位寄存器和一个标志状态寄存器FLAGS组成。 BIU部件（BUS Interface Unit）负责从存储器预取指令和数据，以及 所有EU需要的总线操作，实现CPU与存储器和外设之间信息传递。BIU主
Pentium CPU
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
Pentium IV CPU
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2.1.2 8086寄存器结构及其用途 Intel 8086/8088CPU共有14个十六位寄存器，分别为： 通用寄存器8个，控制寄存器2个，段寄存器4个。 通用寄存器 AX BX CX DX SP BP SI 控制寄存器 DI
AX BX CX DX
∑
20位 16位
CS DS SS ES IP 总线控制逻辑
ALU
8位
12 3 4 5 6 指令队列缓冲器
外 部 总 线
FLAGS 执行部件 （EU） 总线接口部件 （BIU） 3页 第第 3页
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
8086CPU是16位微处理器，采用16位数据总线。8088 CPU是准16位
计划学时： 2学时
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
2.1 8086CPU的基本结构
计算机通常由五大部分组成：控制器、运算器、存储器、输入设备和 输出设备。其中把控制器和运算器两部分集成在一个芯片上，称为微处理 器，即中央处理器CPU（Central Processing Unit) 。
（4）DX作为数据寄存器，在I/O端口操作中存放端口地址，与AX配合
形成32位数据。 还有一些隐含使用将在指令系统中作进一步说明。总之，寄存器的默
认搭配必须认真记住，才不致于违反语法规则。
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2.2.2 指针寄存器
SP是指向堆栈段栈顶存储单元的偏移量， 且总是指向栈顶，进栈与出栈的操作（字操作） 皆由SP来指明偏移地址，堆栈指针SP就是这样 的隐含使用。 例如，PUSH和POP指令就会修改SP。 用BP作地址指针时，默认的也是堆栈段， 用BP作地址指针可以对堆栈中任何字节存储 基址指针 （BP） 单元或字单元进行操作，这与SP所不同之处。
堆栈指针 （SP）
指 针 寄 存 器
但BP 指明的存储单元可允许段跨越。
例如，从堆栈中取一个数到AX，指令为： MOV AX, [BP]
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2.2.3 变址寄存器
两个变址寄存器SI，DI皆为十六位，在不同情况下的用法为：
要由指令队列、指令指针寄存器、段寄存器、地址加法器（形成20位的物
理地址）组成。 EU和BIU能独立运行，在一条指令的执行过程中，就可取下一条指令 送入指令队列，实现流水操作，提高指令运行速度，因为EU与BIU可实现 并行操作。
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
15 AH AL 0
因此，这四个十六位寄存器也可以看成8个独立的八位寄存器AH， AL， BH，BL， CH，CL， DH， DL，它们分别由十六位寄存器的高 八位和低八位构成。 【例】 存放在BX中的数 238DH BX: 238DH
15 23H 8DH 0
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
(1) 只有在串操作指令中，源串操作数必须用SI来提供偏移量，目的 串操作数必须用DI提供偏移量。对于串操作指令，SI、DI的作用绝对不
能互换，在这种情况下，SI、DI才是名副其实的源变址寄存器与目的变
址寄存器，必须严格按规定使用SI、DI。 (2) 在串指令以外的多数情况下，源和目的变址寄存器，可由用户
存储器
控制流CS 数据流DS
输入设备
程序和数据
运算器 CPU 控制器
输出设备
计算结果
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
地址总线
2.1.1 8086CPU的基本结构
通 用 寄 存 器
AH BH CH DH SP BP DI SI 16位数据总线 暂存寄存器 EU 控制单元 AL BL CL DL
IP 指令指针寄存器
8086寄存器
FLAGS 标志寄存器
CS 代码段寄存器
段寄存器
DS 数据段寄存器
ES 附加段寄存器 SS 堆栈段寄存器
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第2章 8086CPU中的寄存器结构与使用
2.2 通用寄存器（General Register） 2.2.1 数据寄存器
AX，BX，CX，DX四个寄存器为十六位 寄存器来使用，同时也可以作为两个八位寄 存器来使用，如： AX 可看成由 AH 和 AL 两个 八位寄存器构成。 AX: 16位
随意选用，被用来作地址寄存器，在变址寻址中SI、DI的内容作为段内
偏移量的组成部分。 (3) SI、DI两寄存器除作地址寄存器外，同BP类似，也可以作为通