微型计算机指令系统
微机原理 第四章 微型计算机指令系统
例: 已知: DS=2000H; SI=1000H 指令: MOV [SI+disp],AX
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寄存器间接相对寻址过程示意图
CPU
寄存器间接相对 SI=1000H
MOV [SI+20H] 程序 ,AX
CS 偏移1000H
DS
SS
ES
位移20H
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寄存器相对寻址过程示意图
真正数据所在的地址
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错误指令举例: 6)基址变址寻址: MOV [BX+CX],AX ; CX不能做变址寄存器 MOV [BX+BP],AX ; BP不能作为变址寄存器 操作数的有效地址 EA等于一个基址寄存器( BX或 MOV [BX+DI],ARRAY; BP)与一个变址寄存器( SI或DI)的内容之和;
总时间=基本执行时间+计算EA的时间+执行总线读/写周期的时间
指令的基本执行时间随指令类型的不同差异很大,访问存 储器既要执行总线的读/写周期,又要计算操作数的有效地址 EA,计算EA的时间又与指令的寻址方式有关。
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4.2 8086/8088指令系统
数据传送类指令
算术运算类指令 位操作类指令 串操作类指令 控制转移类指令 处理器控制类指令
21000H 20 位 物 理 地 址 真正数据所在的地址 Memory DS … 20000H
…
78H 21000H 56H
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4)寄存器间接寻址:
此方式的操作数存放在存储器单元中,指令给出的 16位寄存器值就是该操作数所在存储单元的EA。
例: 已知: (DS)=2100H,(DI)=2000H 指令: MOV AX,[DI] ;(AX) ((DI)) 注:使用BX、SI、DI,操作数在DS段;BP时在SS段 其中寄存器只能是BX、SI、DI、BP
微机原理指令系统的学习
;此时传送的操作数在数据段中,其偏移地址是 SI寄存器中的内容加上0200H 变址寻址可以有多种格式:
MOV AX, [BX+0A00H]
MOV AX, TAB[DI] 如:MOV AX, 0200H+[BX]
假设DS:3000H, BX: 1000H 则操作数所在地址:
高8位: 31201H 低8位: 31200H
存储器
格式:IN AL , PORT IN AX, PORT
功能:从PORT口输入数据到AL(AX)。
格式:OUT PORT , AL OUT PORT, AX
功能20:20/7/将17 AL(AX)中的内容从PORT口输出。
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IN AL, 40H
OUT 40H , AL
8位
IN AX, 40H
功能: (OPRD2) OPRD1
•CPU内部寄存器之间数据的传送(除CS、IP)
•立即数传送至CPU内部的通用寄存器组
•CPU内部的寄存器(除CS、IP)与存储器(所有寻 址方式)之间
•能实现用立即数给存储单元赋值
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注意: • CS,IP不能作为目的操作数 MOV CS, AX • 两个段寄存器间不能直接传送 MOV SS, DS • 立即数不能直接传送给段寄存器 MOV DS,2000H • 内存单元间不能直接传送 MOV [SI], [2000H] • 立即数不能作为目的操作数 MOV 1000H, AX
而执行POP BX后,栈顶的物理地址是:
20190H+2H=20192H
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3. 交换指令XCHG 格式:XCHG OPRD1, OPRD2
第三章 微型计算机的指令系统
reg , reg mem , reg reg , mem
C、从存贮器/寄存器到段寄存器 (mem/reg,segreg)
注:不能往CS中传送数据.
D、从段寄存器到存贮器/寄存器 (segreg,mem/reg)
注:
1,不影响标志 2,不允许两操作数都使用存储器 3,不允许往CS中送数 4,8位传送/16位传送决定于指令中寄存器及立 即数形式 5,凡给SS赋值时,系统会自动禁止中断,等下 条指令执行完后才会恢复
B、例 LEA BX,[BX+SI] 执行前:BX=0400H SI=003CH 执行后:BX= LDS SI,[10H] 执行前:DS=C000H, (C0010H)=0180H (0012H)=2000H 执行后:SI= DS= LES DI,[BX] 执行前:DS=B000H, BX=080AH (B080AH)=05AEH, (B080CH)=4000H 执行后:DI= ES=
0
CF
AH
/
/
/
三、算术运算指令 1、加法指令 加: ADD DST,SRC DST←SRC+DST reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 带进位加:ADC DST,SRC (DST)← (SRC)+(DST)+CF reg,reg; reg,mem; mem,reg reg,data; mem,data; ac,data 加1: INC OPR (OPR)←─ (OPR)+1 (reg;mem) 注:INC指令不影响CF标志
2,高字节 4,低字节 2,SP+1 4,SP+1 SP SP
(SP) (SP)
单片机指令的执行过程
单片机指令的执行过程在现代科技领域中,单片机是一种被广泛应用的微型计算机系统。
它由中央处理器、存储器、输入输出接口和定时控制器等组成,能够执行指令并控制外部设备。
本文旨在介绍单片机指令的执行过程,并解析其内部原理。
一、指令的获取与解析单片机的指令集存储在存储器中,它根据程序计数器(Program Counter,PC)的值来获取指令。
程序计数器是一个寄存器,用于存储下一条待执行指令的地址。
当指令执行完毕后,PC的值会自动增加,指向下一条指令的地址。
在指令获取后,单片机需要对指令进行解析,以确定该执行哪种操作。
指令解析一般包含指令译码、操作码提取和操作数获取等步骤。
通过这些步骤,单片机可以准确理解指令的含义,做出相应的操作。
二、指令的执行指令的执行涉及到单片机内部各个模块的协同工作。
以下是指令执行的主要步骤:1. 读取操作数:根据指令中的地址或操作数字段,单片机可以从数据存储器或寄存器中读取相应的操作数。
这些操作数可以是待处理的数据或者用于控制的参数。
2. 运算操作:根据指令的类型和操作数的值,单片机可以进行不同的运算操作,如算术运算、逻辑运算等。
运算结果通常会被存储在特定的寄存器中,以备后续操作使用。
3. 状态更新:单片机的状态寄存器用于存储各种标志位,以反映当前单片机的运行状态。
指令执行后,单片机会更新状态寄存器中相应的标志位。
4. 结果存储:指令执行完毕后,单片机可能需要将执行结果存储到指定的位置,如数据存储器或寄存器。
这样可以确保在后续指令中可以正确使用执行结果。
5. 跳转指令处理:单片机中的跳转指令用于实现程序的跳转、循环和分支等逻辑控制。
当执行到跳转指令时,单片机会根据跳转条件和跳转目标地址,更新程序计数器,使其指向目标地址。
三、中断处理在单片机的执行过程中,可能会出现外部中断或内部中断事件。
当发生中断事件时,单片机会立即中断当前的执行,并转去处理中断服务程序。
中断服务程序通常由用户在编程中设定,用于处理特定的中断事件。
微型计算机系统的名词解释
微型计算机系统的名词解释在现代科技的飞速发展下,计算机已经成为我们生活中不可或缺的一部分。
作为计算机的重要组成部分,微型计算机系统也逐渐进入了我们的视野。
本文将对微型计算机系统相关的名词进行解释,帮助读者更好地理解和使用这些概念。
一、微型计算机系统微型计算机系统,简称微机系统,是指在一块芯片上集成了中央处理器(CPU)、内存、输入输出(I/O)接口和其他辅助电路的计算机系统。
与传统的大型计算机系统相比,微型计算机系统具有体积小、成本低和功耗低的特点。
它广泛应用于个人电脑、游戏机、移动设备等领域。
二、中央处理器(CPU)中央处理器是微型计算机系统的核心组成部分,负责执行计算机指令和控制计算机的操作。
CPU由控制器和算术逻辑单元组成。
控制器负责解码指令和控制数据流动,而算术逻辑单元则执行各种算术和逻辑运算。
现代微型计算机系统中常用的CPU有Intel的芯片和AMD的芯片。
三、内存内存是微型计算机系统中用于存储数据和指令的地方。
它被分为主内存和辅助内存两部分。
主内存通常是指计算机中可直接访问的存储空间,常见的有随机存取存储器(RAM),它可以在CPU和外部设备之间进行数据传递。
而辅助内存则是指计算机中的硬盘、光盘等外部存储设备,用于持久地存储数据和程序。
四、输入输出(I/O)接口输入输出接口是微型计算机系统与外部设备进行数据交换的接口。
它使得计算机与键盘、鼠标、打印机、显示器等设备之间能够进行数据传输和控制。
常见的I/O接口有USB接口、HDMI接口、网口等。
通过这些接口,计算机能够与外部设备进行信息交流和数据处理。
五、操作系统操作系统是微型计算机系统中的关键软件之一,它管理和控制计算机的各种资源,并为用户提供友好的界面。
操作系统负责进行任务调度、内存管理、文件管理、设备管理等工作,使得计算机能够高效地运行和协调各种应用程序。
常见的操作系统有Windows、macOS、Linux等。
六、图形处理单元(GPU)图形处理单元是微型计算机系统中专门用于图形计算和显示的处理器。
微型计算机的基本组成
一、微型计算机的基本组成:两大部分,硬件和软件。
1、中央处理器(CPU):它由运算器、控制器和寄存器3大部分组成。
2、存储器:主要是存储代码和运算数据的。
3、接口:是连接主机和外设的桥梁。
4、输入/输出(I/O)设备:能把外部信息传送到计算机的设备叫输入设备。
将计算机处理完的结果转换成人和设备都能识别的和接收的信息的设备叫输出设备。
5、总线:连接各硬件部分的线路。
一组是用来传递数据信息的叫数据总线简称DB;第二组是用来传递地址信息的简称AB;第三组是专门用来传递控制信息简称CB。
二、微机常用术语:1、位(Bit):位是指计算机中使用的二进制数的一位,它是存储信息中的最小单位。
只有“0”和“1”两种状态。
2、字节(Byte):计算机存储数据时,通常把8位二进制数作为一个存储单元,一个存储单元也叫一个字节。
字节的长度固定,它是存储器存取信息的最小单位。
3、字(Word):字是计算机中处理和传送信息的最基本单位。
它通常与寄存器、运算器、传输线的宽度一致。
4、字长:一个字所包含二进制数的长度称为字长。
实际上字长所表示的是CPU并行处理的最大位数。
如16位机字长为16位,占2个字节。
32位机的字长为32位,占4个字节。
5、存储容量:存储单元以字节为单位。
存储容量是指CPU构成的系统所能访问的存储单元数。
6、指令:计算机能识别和执行的基本操作命令。
有两种方式:机器码和助记符。
7、指令系统:计算机所能执行的全部指令的集合,称为该计算机的指令系统。
8、程序:为完成某一任务所作的指令(或语句)的有序集合称为程序。
9、运算速度:计算机完成一个具体任务所用的时间就是完成该任务的时间指标,计算机的速度越高,所用的时间越短。
三、8086/8088微处理器的结构:按功能可分成两大部分:执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)。
1、执行单元(EU):由8个通道寄存器,、1个标志寄存器、算术逻辑运算单元ALU及EU控制单元组成。
计算机组成原理和微机原理
计算机组成原理和微机原理计算机组成原理和微机原理是计算机科学与技术领域中非常重要的两门课程,它们涉及到计算机的硬件和软件方面的知识。
本文将详细介绍计算机组成原理和微机原理的概念、内容和重要性。
一、计算机组成原理的概念和内容计算机组成原理是计算机科学与技术领域中的基础课程之一,它主要研究计算机的硬件结构和工作原理。
计算机组成原理涉及到的内容很广泛,主要包括计算机的基本组成、计算机的运行过程、计算机的存储结构、计算机的输入输出系统等方面。
1.计算机的基本组成计算机的基本组成包括中央处理器(CPU)、存储器(memory)和输入输出设备(I/O devices)。
中央处理器是计算机的核心部件,负责执行计算机的指令和处理数据。
存储器用于存放程序和数据,可以分为主存储器(RAM)和辅助存储器(硬盘、光盘等)。
输入输出设备用于与计算机进行交互,如键盘、鼠标、显示器等。
2.计算机的运行过程计算机的运行过程包括指令的周期性执行和数据的处理。
在计算机中,每个指令都是由一系列的操作码(Opcode)和操作数(Operand)组成,其中操作码表示操作的类型,操作数表示操作的具体内容。
指令的周期性执行是通过时钟信号来实现的,时钟信号可以控制计算机的时序和同步。
3.计算机的存储结构计算机的存储结构主要包括主存储器和辅助存储器。
主存储器用于存放正在执行的程序和数据,是计算机运行的关键部件。
主存储器可以按照访问方式分为随机存取存储器(RAM)和只读存储器(ROM)等。
辅助存储器用于存放大量的程序和数据,可以分为硬盘、光盘、磁带等。
4.计算机的输入输出系统计算机的输入输出系统是计算机与外部世界进行交互的重要组成部分。
输入设备用于将外部的信息传递给计算机,如键盘、鼠标等;输出设备用于将计算机的结果显示给用户,如显示器、打印机等。
输入输出设备和计算机之间有一个接口(interface),可以通过接口进行数据的传输和控制。
二、微机原理的概念和内容微机原理是计算机科学与技术领域中的重要课程,它主要研究微型计算机的组成和工作原理。
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微机系统与接口第二章微型计算机指令系统重点:*1、存储器寻址方式2、标志传送3、转移控制(转移指令、过程调用、中断)指令------实现微机算术、逻辑运算和控制功能微机系统与接口指令(Instruction)指令集或指令系统(Instruction Set )指令的表示指令与指令系统指示CPU 执行某种规定操作的命令某一CPU 所能执行的全部指令的集合è定义了程序员能使硬件完成的基本操作(CPU 基本性能)。
机器码(指令)汇编语言/助记符(Mnemonic Symbol )05H 00H 10H ADD AX,1000HB9H 25H 00H MOV CX,0025H01H C8H ADD AX, CX微机系统与接口指令体系与8086指令复杂指令计算机(CISC —C omplex I nstruction S et C omputer) 例: 80X86/Pentium 变字节1-16字节, 种类多,代码利用率低8086指令向下兼容8080/8085指令,共92种基本指令指令----指示CPU 执行某种规定操作的命令精简指令计算机(RISC —R educed I nstruction S et omputer)APARC, PowerPC, Alpha 指令简单,复杂功能代码存储器利用率低8086/8088指令系统(六大类)§数据传送通用/ I/O /目标地址传送/标志传送§算术运算整型数据处理§逻辑运算与位操作逻辑数据处理§串操作字符型数据处理§转移控制程序流控制处理(条件/无条件)§MPU 控制系统控制管理字段Prefix 1~4操作1如何找到操作数à寻址(Addressing)方式: 7种寻址方式其中5种对应着存放在存储器中第一类寻址方式(简单——非存储器寻址方式)1、立即寻址(Immediate Addressing)——“立即数操作数”MOV AL,100; MOV CX,2000H;(MOV DS,200H ╳)2、寄存器寻址(Register Addressing)——“寄存器操作数”MOV DS,AX;MOV CX,BX;MOV SI,DX微机系统与接口微机系统与接口第二类寻址方式(复杂——存储器寻址方式)3、直接寻址(Direct Addressing )MOV AX ,[2000H ] ;MOV AL ,BUFFER (内存);4、寄存器间接寻址(Register Indirect Addressing )MOV AX ,[SI];MOV BL ,[DI];MOV CH ,[BX];MOV DX ,[BP]5、变址寻址(Indexed Addressing )索引--源变值R :SI/目标变址R :DI EA=[SI]/[DI]+位移量MOV AX ,[SI+6];MOV DL ,TABLE[SI] 一维数组6、基址寻址(Based Addressing )[BX]/[BP]MOV AL ,[BX+100];MOV DX ,TABLE[BP]7、基址--变址寻址(Based Indexed Addressing )EA=[BX]/[BP]+[SI]/[DI]+COUNTMOV AL ,[BX][SI]COUNT ,MOV DX ,[BP+DI+COUNT] 二维数组微机系统与接口8086/8088的内部寄存器§14个16位寄存器:8通用寄存器/4段/2控制寄存器P20图1.10微机系统与接口第二类寻址方式(复杂——存储器寻址方式)3、直接寻址(Direct Addressing )MOV AX ,[2000H ] ;MOV AL ,BUFFER (内存);4、寄存器间接寻址(Register Indirect Addressing )MOV AX ,[SI];MOV BL ,[DI];MOV CH ,[BX];MOV DX ,[BP]5、变址寻址(Indexed Addressing )索引--源变值R :SI/目标变址R :DI EA=[SI]/[DI]+位移量MOV AX ,[SI+6];MOV DL ,TABLE[SI] 一维数组6、基址寻址(Based Addressing )[BX]/[BP]MOV AL ,[BX+100];MOV DX ,TABLE[BP]7、基址--变址寻址(Based Indexed Addressing )EA=[BX]/[BP]+[SI]/[DI]+COUNT MOV AL ,[BX][SI]COUNT ,MOV DX ,[BP+DI+COUNT] 二维数组问题物理地址=?有效地址EA=? 默认段寄存器=??寻址范围:1M=64K的16倍8080/8085-16位地址线寻址范围:64K微机系统与接口微机系统与接口存储器寻址——物理地址获取物理地址PA ——操作数存放地址(20位地址!)物理地址PA =段基地址SA+偏移地址EA(Effective Addr) PA=SA*16+EA 书面表示SA:EA à1000:2000H 有效地址EA =偏移(Offset)地址(直接寻址/寄存器间址表示)MOV AX ,(DS :)[8000H ];MOV AX ,[BX] ;MOV CL ,CS :[2000H] 段基地址:默认段=CS/DS/ES/SS P59 表2.3默认段寄存器一般数据,直接寻址、BX 、DI 、EI,——DS代码始终——CS(:IP)BP,SP ——SS特殊指令例(串操作)EI ——ES段超越非默认段寄存器,需说明(指令加段超越前缀)微机系统与接口如:MOV AX ,DS :[2000H];简化MOV AX ,[2000H];DS (数据段)注意:8086/8088的(存储器)地址线有20位比较:MOV AX ,ES :[2000H] ;段超越,操作数在附加段DS :3000H第二章•数据微机系统与接口数据传送指令(一)通用传送(GP transfer)MOV,PUSH/POP,XCHG,(XLAT)1.MOV DST,SRC;BYTE/WORD传送, 各寻址方式;MOV AX,80A0H(BX,[SI],[3000])R←→R/M,I(直接数)→R/M;R/M←→SR(段寄存器)禁止:M←→M;I←→SR;SR←→SR(例:数据块移动)2.PUSH SRC;(SP)←(SP)-2;((SP)+1:(SP))←(SRC)POP DST;(DST)←((SP)+1:(SP));(SP)←(SP)+2;SRC/DST R/M/SR (但DST不可为CS!!!)SP偶数!!微机系统与接口通用传送指令---堆栈(STACK)重要用途:保存INT 断点/CALL 返回地址/数据信息引伸:临时保存数据,传递信息特点与规则操作按字(2字节)进行PUSH 指令从高地址è低地址增长, POP 相反操作规则FILO (First-In-Last-Out)栈底SS :FFFFH (堆栈的最大地址)SP 为当前栈顶指针(EA )(末指针)堆栈:内存特殊区域微机系统与接口微机系统与接口微机系统与接口执行PUSH AX 前(a)后(b) 堆栈及指针变化微机系统与接口执行POP BX 前(a) 后(b)堆栈及指针变化相当于:MOV BX,AX微机系统与接口通用传送指令---堆栈应用(一)使用过程/关键堆栈平衡防止溢出PUSH/POP 配对使用/CALL-RET/INT--IRET )8086:堆栈段SS :SP 用途:保护/传递数据例:CALL (嵌套)--INT (嵌套)函数调用;MOV BP ,SP ;PUSH AX ;PUSH BXPUSH CX ;….MOV AX ,[BP-2];访问堆栈内容MOV BX ,[BP-4];MOV CX ,[BP-6];恢复AX ,BX ,CX ;….ADD SP,6 ;代替POP —平衡堆栈微机系统与接口数据传送---通用传送指令(二)3.XCHG dest, src ;(dest) ←→(src)R ←→R/M;禁止M ←→M例XCHG AL,AH; XCHG X1[SI],AX4.XLAT [src_table];(AL )←((BX )+(AL ))查表转换;可段超越例ES:XLAT运行前BX 须赋值,例LEA BX ,src_table;MOV AX,SEG src_table;MOV DS,AX; MOVIN AL/AX, portNo OUT portNo,AL/AX IN微机系统与接口数据传送---地址对象传送指令LEA reg16, mem16;取有效地址,近地址指针(段内)àreg16比较MOV/ LEA AX ,BUFFER ,直接-mem=offset xxxx 例LEA AX,V1[BX][SI]当BX=2000H, LEA SI,[BX]300H àSi=2300HFAR Pointer 16位段址:16位偏址存放格式:(例)LDS SI ,[BX]/LES DI ,[BX](Address-object Transfer)LDS reg16,mem32; mem32存放FAR P 数据(4bytes)èDS:reg16 (IP:CS —L-H 存放)LES reg16,mem32; mem32存放FAR P 数据(4bytes)èES:reg16微机系统与接口数据传送---标志传送指令(Flag Register Transfer )LAHF ;(Load AH from flags )F 低8位èAH (SF ZF XX AF XX PF XX CF )SAHF ;(Store AH to Flags)AH èFlags 低8位PUSHF ;(SP )←(SP )-2;((SP )+1:(SP ))←(FLAGS )POPF ;(FLAGS )←((SP )+1:(SP ));(SP )←(SP )+2;第二章•数据微机系统与接口§3个控制标志位§6个算术和逻辑运算结果特征奇偶位=1偶借进位半进位溢出标志跟踪符号位零标志位中断允许=1方向微机系统与接口§CF 进位标志位。
《微型计算机原理及应用》教案
《微型计算机原理及应用》教案一、教学目标1. 了解微型计算机的基本概念、发展历程和分类。
2. 掌握微型计算机的基本组成原理和硬件结构。
3. 熟悉微型计算机的指令系统、编程方法和应用领域。
4. 培养学生的动手实践能力和团队协作精神。
二、教学内容1. 微型计算机的基本概念和发展历程2. 微型计算机的分类和性能指标3. 微型计算机的基本组成原理4. 微型计算机的硬件结构5. 微型计算机的指令系统三、教学方法1. 采用讲授法,讲解微型计算机的基本概念、发展历程、分类、组成原理、硬件结构和指令系统。
2. 采用案例分析法,分析微型计算机在实际应用中的案例,提高学生的实践能力。
3. 采用小组讨论法,引导学生分组讨论微型计算机的相关问题,培养学生的团队协作精神。
4. 采用实践教学法,组织学生进行上机操作,巩固所学知识。
四、教学资源1. 教材:《微型计算机原理及应用》2. 课件:Microsoft PowerPoint3. 实验设备:微型计算机及相关实验器材4. 网络资源:相关学术论文、教程、案例等五、教学评价1. 平时成绩:包括课堂表现、作业完成情况、实验报告等,占总评的40%。
2. 期末考试:包括选择题、填空题、简答题和计算题,占总评的60%。
六、教学安排1. 课时:共计32课时,其中理论教学24课时,实验教学8课时。
2. 教学进度安排:第1-4课时:微型计算机的基本概念和发展历程第5-8课时:微型计算机的分类和性能指标第9-12课时:微型计算机的基本组成原理第13-16课时:微型计算机的硬件结构第17-20课时:微型计算机的指令系统第21-24课时:微型计算机的编程方法和应用领域第25-28课时:实验教学(上机操作)第29-32课时:课程总结和期末考试辅导七、教学活动1. 课堂讲授:教师通过PPT演示文稿,讲解微型计算机的基本概念、发展历程、分类、组成原理、硬件结构和指令系统。
2. 案例分析:教师挑选实际应用案例,分析微型计算机在各个领域的应用,引导学生思考和讨论。
微型计算机原理与接口技术课件-第三章指令系统和寻址方式
超越前缀。例如,数据若放在附加段中,则应在
有效地址前加“ES:”,这里的冒号“:”称为 修改
属性运算符,计算物理地址时要用ES作基地址, 而不再是默认值DS。
例如: MOV AX,ES:[500H] 该指令的源操作数的物理地址等于16×ES+
500H。
3.符号地址 在汇编语言中还允许用符号地址代替数值地
MOV CL,AH 注意:源操作数的长度必须与目的操作数一
致,否则会出错。例如,不能将AH寄存器的内 容传送到CX中去,尽管CX寄存器放得下AH的 内容,但汇编程序不知道将它放到CH还是CL中。
这种寻址方式的优点是:寄存器数量 一般在几个到几十个,比存储器单元少很 多,因此它的地址码短,从而缩短了指令 长度,节省了程序存储空间;另一方面, 从寄存器里取数比从存储器里取数的速度 快得多,从而提高了指令执行速度。
用汇编语言(即主要由指令系统组成的语言)编写的程 序称为汇编语言源程序,若直接将它送到计算机,机器
并不认识那些构成程序的指令和符号的含义,还必须由
汇编程序将源程序翻译成计算机能认识的二进制机器语
言指令(机器码)后,才能被计算机识别和执行,得到运算 结果。
8086指令系统采用变长指令,指令的长度可由l~6 字节组成。一字节指令中只包含8位操作码,没有操作数。 如清进位位指令CLC的机器码为1111 1000,可直接从指 令编码表中查到。对于大部分指令来说,除了操作码(不 一定是8位)外,还包含操作数部分,所以要由几个字节组 成。不同的指令,其操作码和寻址方式都是不一样的,
例如:AREA1 EQU 0867H MOV AX,AREA1
例如:AREA1 DW 0867H MOV AX,AREA1 (该指令也可
《微型计算机系统原理及应用》课后答案_(第3版)清华大学出版社__杨素行
第一章 微型计算机基础题1-1 计算机发展至今,经历了哪几代?答:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机、非冯诺伊曼计算机和神经计算机。
题1-2 微机系统由哪几部分组成?微处理器、微机、微机系统的关系是什么? 答:1、微机系统分硬件和软件,硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出接口,软件包括系统软件和应用软件。
2、微处理器是指微机的核心芯片CPU;微处理器、存储器和输入输出设备组成微机;微机、外部设备和计算机软件组成微机系统。
题1-3 微机的分类方法包括哪几种?各用在什么应用领域中?答:按微处理器的位数,可分为1位、4位、8位、32位和64位机等。
按功能和机构可分为单片机和多片机。
按组装方式可分为单板机和多板机。
单片机在工业过程控制、智能化仪器仪表和家用电器中得到了广泛的应用。
单板机可用于过程控制、各种仪器仪表、机器的单机控制、数据处理等。
题1-4 微处理器有哪几部分组成?各部分的功能是什么?答:微处理器包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。
运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算;控制器的功能是根据指令的要求,对微型计算机各部分发出相应的控制信息,使它们协调工作,从而完成对整个系统的控制;寄存器用来存放经常使用的数据。
题1-5 微处理器的发展经历了哪几代?Pentium系列微处理器采用了哪些先进的技术?答:第一代4位或低档8位微处理器、第二代中高档8位微处理器、第三代16位微处理器、第四代32位微处理器、第五代64位微处理器、第六代64位高档微处理器。
Pentium系列微处理器采用了多项先进的技术,如:RISC技术、超级流水线技术、超标量结构技术、MMX技术、动态分支预测技术、超顺序执行技术、双独立总线DIB技术、一级高速缓冲存储器采用双cache结构、二级高速缓冲存储器达256KB或512KB、支持多微处理器等。
题1-6 何为微处理器的系统总线?有几种?功能是什么?答: 系统总线是传送信息的公共导线,微型计算机各部分之间是用系统总线连接的。
微型计算机系统基本组成
微型计算机系统基本组成微型计算机系统是由多个组件组成的,这些组件相互配合,共同完成计算机的各项任务。
本文将从硬件和软件两个方面介绍微型计算机系统的基本组成。
一、硬件组成1.中央处理器(CPU):CPU是微型计算机系统的核心,负责进行数据的处理和指令的执行。
它由控制单元和算术逻辑单元组成,控制单元负责控制整个计算机系统的运行,算术逻辑单元则进行各种运算操作。
2.内存:内存是计算机用来存储数据和指令的地方,它分为主存和辅存两部分。
主存储器(RAM)是计算机的临时存储器,用于暂时存放正在运行的程序和数据;辅助存储器(如硬盘、固态硬盘)则用于永久存储数据和程序。
3.输入设备:输入设备用于将外部信息输入到计算机中,常见的输入设备有键盘、鼠标、扫描仪等。
键盘用于输入文字和命令,鼠标用于控制光标的移动和操作,扫描仪用于将纸质文档转换为数字形式。
4.输出设备:输出设备用于将计算机处理后的结果显示给用户,常见的输出设备有显示器、打印机、音箱等。
显示器用于显示图像和文字,打印机用于将计算机中的数据打印出来,音箱用于播放声音和音乐。
5.存储设备:存储设备用于永久存储数据和程序,除了辅助存储器外,还包括光盘、U盘等。
光盘用于存储大量的数据和程序,U盘则方便携带和传输数据。
6.总线:总线是各个硬件组件之间传输数据和信号的通道,包括数据总线、地址总线和控制总线。
数据总线用于传输数据,地址总线用于传输内存地址,控制总线用于传输控制信号。
二、软件组成1.操作系统:操作系统是微型计算机系统的核心软件,负责管理计算机的资源和控制计算机的运行。
它提供了用户与计算机硬件之间的接口,使用户可以方便地使用计算机。
2.应用软件:应用软件是用户通过计算机完成各种任务的工具,包括文字处理软件、图形处理软件、数据库软件等。
它们通过操作系统提供的接口与硬件进行交互,实现用户的需求。
3.编程语言:编程语言是用来编写计算机程序的工具,常见的编程语言有C、C++、Java等。
微机原理复习题
简答题:1.微处理器、微型计算机和微型计算系统三者之间有什么不同?答:微处理器,即把CPU用大规模集成电路技术做在一个芯片上;微型计算机,即微处理器加上一定数量的存储器和外部设备构成的;微型计算机系统,即微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合形成的。
2.微型计算机采用总线结构有什么优点?答:扩大了数据传送的灵活性,减少连线,并且标准化总线,易于兼容和工业化生产。
3.什么是指令和指令系统?汇编语言的指令包括哪几个部分?各部分功能是什么?答:指令,即要求计算机执行的各种操作命令的形式写下来。
指令系统,即计算机能执行的全部指令。
指令组成:即操作码(表示计算机执行什么操作)和操作数(参加操作的数的本身或操作数所在的地址)。
4.微机的内部和外部结构各有什么特点?答:外部三总线结构,即地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB),用来连接CPU和内存、外设I/O接口。
内部为单总线结构,用来连接寄存器、累加器和算数逻辑单元,即内部所有单元电路都挂在内部总线上分时使用总线。
5.什么是微机的体系结构?构成微机系统的主要硬件有哪些?答:体系结构,即构成微机的主要部件、这些部件的总体布局和主要功能以及它们之间的连接方式。
硬件,即运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。
6.什么叫总线周期?8086的基本总线周期由几个时钟周期组成?READY信号的作用是什么?答:总线周期,即CPU与内存或外设进行一次数据交换所需的时间组成,即由4个时钟周期组成。
READY信号,即准备就绪信号,是从所寻址的存储器或I/O设备来取响应信号,高电平有效。
CPU在T3周期开始采样READY线,若其为低,则在T3周期结束后插入Tw周期,直至READY有效。
在Tw周期结束后进入T4周期,完成数据传送。
7.8086的存储器为什么分段寻址?如何分段?实际的物理地址是如何产生的?答:分段寻址的原因和方法,8086COU有20条地址总线,它的直接寻址能力为1MB,所以,在一个8086组成的系统中,可以有多达1MB的存储器。
微型计算机系统的组成
微型计算机系统的组成首先,中央处理器(CPU)是微型计算机系统的核心组件。
它负责执行指令和处理数据。
CPU由两个主要组件组成:控制单元和算术逻辑单元。
控制单元负责协调和控制整个计算机系统的操作。
它解析指令、控制数据流、协调内部和外部设备的通信,并且确保指令按顺序执行。
算术逻辑单元负责执行算术和逻辑运算,例如加法、减法、乘法和逻辑判断。
CPU还包含寄存器,用于临时存储指令和数据,以便进行快速访问和操作。
其次,内存是计算机系统的主要存储器。
它用于暂时存储和访问指令和数据。
内存可以分为主存储器和辅助存储器。
主存储器(也称为随机存取存储器,RAM)是CPU直接访问的内存,用于存储当前运行的程序和数据。
它是易失性存储器,即断电后数据就会丢失。
辅助存储器(例如硬盘驱动器、光盘驱动器和闪存驱动器)用于永久存储程序、文件和其他数据。
它是非易失性存储器,即断电后数据不会丢失。
内存的大小决定了计算机系统能够同时存储的信息量。
最后,微型计算机系统还包括外部设备,用于与用户交互和提供输入和输出功能。
常见的外部设备包括键盘、鼠标、显示器、打印机、扫描仪和音频设备等。
键盘和鼠标用于输入数据和指令,显示器用于显示输出结果,打印机用于将结果输出到纸张上,扫描仪用于将纸质文件转换成数字格式,音频设备用于录制和播放声音。
外部设备通过与CPU和内存之间的总线进行通信,实现与计算机系统之间的数据交换。
除了以上三个主要部分,微型计算机系统还包括其他组件,如主板、电源和操作系统。
主板提供了各个组件之间的物理连接,并提供其它重要的接口和插槽,如扩展插槽用于添加额外的RAM或其他硬件。
电源为整个系统提供电力。
操作系统是计算机系统的核心软件,管理和控制硬件资源,以及提供用户接口和运行应用程序的环境。
综上所述,微型计算机系统由CPU、内存和外部设备组成。
它们紧密配合工作,实现数据的处理、存储和交换。
微型计算机系统的设计和发展为我们提供了广泛且灵活的计算能力,已经成为现代社会中不可或缺的重要工具。
微处理器和指令系统
微处理器和指令系统一、选择题1、微型计算机中的运算器,将运算结果的一些特征标志寄存在(FR)中。
2、微处理器内部的控制器是由(ALU与寄存器)组成。
3. 8086微处理器内部能够计算出访问内存储器的20位物理地址的附加机构是(加法器)。
4. 若有两个带有符号数ABH和FFH相加,其结果使FR中CF和OF位为(1和0)。
5. 逻辑地址是(允许在程序中编排的)地址。
6.字符串操作时目标串逻辑地址只能由(ES、DI)提供。
5. 8086微处理器中的ES是(附加段)寄存器。
6.8086处理器最小工作方式和最大工作方式的主要差别是(单处理器和多处理器的不同)。
7.8086微处理器内部通用寄存器中的指针类寄存器是(AX)。
8.8086/8088微处理器引脚中(B)信号线能够反映标志寄存器中断允许标志位下的当前值。
A. 7S B.5S C. 4S D. 6S9.若进行加法运算的两个操作数为ABH和8BH,其结果使得CF和OF为(1和l)。
10.欲使RESET有效, 只要(接通电源或按RESET键)即可。
11.8086微处理器内部具有自动增1功能的寄存器是(IP)。
12.最大方式下8086系统送8288总线控制器的状态信号为(A )。
SS D. DENA. 2S、1S、0SB. R/DT C.013.8086/8088微处理器状态信号共有( 5)条。
14.编程人员不能直接读写的寄存器是(IP )。
15. 16位带有符号数的补码数据范围为( +32767~-32768)。
16.8086/8088微处理器可访问内存储器地址为(00000H ~FFFFFH )。
17.当标志寄存器FR 中OF 位等于1时,表示带有符号的字运算超出数据(–32768~32767)范围。
18.8086/8088微处理器CLK 引脚输入时钟信号是由(8284)提供的。
19.8086微处理器引脚2S 1S 0S 处于(001)状态时,表明读I/O 端口。
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1.MOV(Move):传送指令 MOV指令的格式为: MOV dest,src ;dest←src 功能:将源操作数src复制到目的操作数dest中,结果目 的操作数的内容等于源操作数的内容,源操作数src的 内容不变。 对标志位的影响:无 语法格式: MOV reg/mem/seg ,reg/mem/seg/imm 说明: (1)双操作数指令不允许两个操作数同时为段寄存器 或存储器操作数。 MOV seg , seg ;错误 MOV mem ,mem ;错误
第三章
微型计算机指令系统
指令系统是微处理器(CPU)所能执行的指令 的集合,它与微处理器有密切的联系,不同的微处 理器有不同的指令系统。在本章中我们主要讲解 INTEL公司生产的8086/8088CPU的寻址方式以及各 种指令系统,并通过具体实例讲述了各条指令的功 能和使用方法。 通过本章的学习,读者应该掌握以下内容: •3种操作数的寻址方式 •常用指令的格式、功能、以及对标志位的影响
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3、1、4 段超越
当操作数在内存单元时,系统根据隐含约定,自动将 寄存器DS或SS的值作为段地址。然而,当操作数段 地址不在隐含的段寄存器时,可以使用段超越前缀取 代其隐含约定。 段超越前缀形式为: 段寄存器名: 例如:
MOV AX,ES:[BP] ;段地址在ES MOV AX,CS:[BX] [SI] ;段地址在CS 段地址的基本约定和允许超越的情况如表所示:
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3、寄存器相对寻址方式
操作数在存储器内,指令中寄存器内容与指令指定的位 移量(DISP)之和作为操作数所在单元的有效地址。 (BX)
有效地址 = (SI) (DI) (BP) + DISP16 段寄存器为SS
DISP8
段寄存器为DS
物理地址 = (DS)* 16 +(BX)+DISP8
(SI)、(DI)、DISP16类同。
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例:已知:(DS)=2100H,(DI)=2000H
指令: MOV AX,[DI] ;(AX)
物理地址=(DS) * 16 + (DI)
((DI))
=2100H * 16 + 2000H
=21000H + 2000H
=23000H
指令结果:将23000H单元内容送AL中,
将23001H单元内容送AH中。
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3、1 8086/8088的寻址方式
本章主要介绍8086/8088的指令系统以及在指令中为 取得操作数地址所使用的寻址方式。
汇编指令:
操作码 操作数
操作码:指令操作类型; 操作数:指令所需操作数或操作数的地址;操作数可以 有一个,也可以有两个,一个源操作数,一个目的操作 数。 例: MOV AX,CX ;将CX的内容送入AX中。
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3、 1、2 寄存器寻址方式
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)
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(2)立即数不能传送到段寄存器中。 MOV seg ,imm ; 错误 (3)目的操作数不允许使用CS段寄存器。 (4)dest与src必须类型匹配,即同时是字节或字类型。 以下几点要注意:寄存器具有明确的类型,例如,AL、 AX分别为字节、字类型。若立即数没有明确的类型, MASM负责将立即数扩展为与目的操作数位数相同。 有时MASM不能确定内存操作数的类型,需要用 byteptr和wordptr明确指出是字节或字类型。关于PTR 的详细介绍见第4章。只要其中一个操作数的类型确定 即可。
DEC AL
3、1、3 内存寻址方式
;(AL)
(AL)-1
在内存寻址方式中,操作数是某个内存单元的内容 (值),指令中给出的是内存单元的有效地址EA(即 偏移地址),段地址通常在隐含的某个段寄存器中。
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1、直接寻址方式 直接寻址方式的操作数的形式为:Variable或[Variable] 在直接寻址方式中,操作数的偏移地址(有效地址EA) 直接用指令加以指定(有直接地址值和标号两种形式), 它存放在代码段中指定操作码之后,但操作数一般存放 在存储器的数据段中,所以必须先求出操作数的物理地 址,然后再访问存储器才能取得操作数。段地址隐含的 由DS 指定,也可以ES指定,但需在指令中指明。最后 存储器地址为:DS:偏移地址 或 ES:偏移地址。 例: MOV AX,ES:[2000H] 将ES:2000H单元内容送入AX。 例: MOV AX,LABLE 或 MOV AX,[LABEL] 将标号为LABLE(存放操作数单元的符号地址) ,即 DS:LABLE中的内容送入AX。
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3、堆栈操作指令
堆栈概念 ------ 存储器的一段区域,按“先进后出” 的原则进行存出操作。8086/8088系统,堆栈位于堆栈 段,其段地址由SS指示,SP寄存器作为指针,SP内容 始终指向栈顶所在存储单元。
作用:在调用一个过程时,保存返回地址;暂时存放 寄存器或存储器单元操作数的内容。
指令格式:进栈 PUSH SRC ; (SRC) 操作:(SP) (SP)-2,((SP)+1,(SP)) 出栈 操作:(DST) POP DST ; ((SP)+1,(SP)),(SP) (SP)+2
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有效地址 =
(BX) (BP)
+
(SI) (DI)
物理地址 = (DS) * 16 + (BX)+ (SI)或(DI) 物理地址 = (SS) * 16 + (BP) + (SI)或(DI)
例: MOV AX,[BX+DI] 或 MOV AX,[BX][DI] DS:(BX)+(DI) 字存储单元内容送AX。
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2、寄存器间接寻址 寄存器间接寻址方式的操作数形式为:[reg] 操作数的有效地址包含在基址寄存器BX,基址指针BP 或一个变址寄存器(SI或DI)中。寄存器间接寻址要 用方括号括起来,以便与寄存器操作数相区别。 例: MOV AX,[BX];将由BX决定的存储单元的内 容送到AX寄存器。
0000 0001 0002 0Hale Waihona Puke 03 BX 数据段 BB TAB:
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存储器存取方式 约定段 允许超越段
偏移地址
取指令 堆栈操作 源串 目的串 BP作基址 通用数据读写
CS SS DS ES SS DS
无 无 CS,ES,SS 无 CS,DS,ES CS,ES,SS
IP SP SI DI 有效地址EA 有效地址EA
3、1、5 对8086内存寻址方式的注解 (1)在汇编后,指令中的变量名有具体的偏移地址 所取代。
5、相对基址变址寻址方式
操作数在存储器内,指令将基址寄存器(BX或BP)与 变址寄存器(SI或DI)的内容之和再加上位移量(8位 或16位),得到操作数所在单元的有效地址。 (BX)
有效地址=
(SI)
+
DISP8
+
(BP)
(DI)
DISP16
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物理地址 = (DS)* 16 +(BX)产生的有效地址
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(2)在寄存器相对寻址与相对基址变址方式中,位移 量disp可以是符号常量或变量,汇编后为一个常数,若 是变量,则取其偏移地址。 (3)在Microsoft宏汇编MASM(Microsoft Macro Assembler)中,内存操作数可以采用多种书写形式。 (4)操作数中使用变量的地方也可以用下列形式: 变量名±整数表达式。 5)计算出的有效地址以16位表示,若超过0FFFFH, CPU将忽略所有溢出。 (6)记忆8086内存操作数形式的简易方法如下: [BX] [SI] disp [BP] [DI] 每列选择0项或一项,构成至少一项,即可得到有效的 内存操作数形式。 退出
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例:错误的MOV 指令如下所示: MOV AX,BL ;类型不匹配 MOV DS,1000H ;不允许立即数送段寄存器 MOV [BX] ,[SI] ;不允许内存操作数之间传送 MOV ES,CS ;不允许段寄存器之间传送 MOV CS,AX ;CS不能作为目的操作数
例:设B是已定义的字节变量,以下是一些错误和正确 的指令。 MOV AX,B ;错误,类型不匹配 MOV A,0 ;正确,MASM可以判断出要 送字节0
3、2 指令系统
8086/8088的指令系统可以分为6组: (1)数据传送指令; (2)算术运算指令; (3)逻辑指令与移位指令; (4)串操作指令; (5)控制转移指令; (6)处理机控制指令; 3、2、1 数据传送指令 数据传送指令是最简单、最常用的一类指令,它 是负责把数据、地址、或立即数传送到寄存器或 存储单元中 。 退出
物理地址= (SS) *16 + (BP)+DISP16
退出
例: 如果 (DS)=3000H, (SI)= 2000H, COUNT=3000H,
则执行指令 MOV AX,CONUT[SI],求出此种寻址方 式对应的有效地址和物理地址。
有效地址= 2000H + 3000H = 5000H 物理地址=(DS)*16 + 5000H =30000H + 5000H =35000H 4、基址变址寻址方式: 操作数在存储器中,指令将基址寄存器(BX或BP) 与变址寄存器(SI或DI)内容之和作为操作数所在存 储单元的有效地址。
AA
AA 间接寻址 BB AX
0001
AH
退出
AL
操作数在存储器中,指令中寄存器内容作为操作数所在 单元的有效地址。
(BX) 有效地址 =
(SI)