计算机微机原理8086指令

8086从功能上分成两大部分： 总线接口单元BIU（Bus Interface Unit） 执行单元EU （Execution Unit）
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总线接口单元BIU （Bus Interface Unit）
负责8086CPU与存储器和I/O设备 功能： 间的信息传送。
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执行单元EU （Execution Unit）
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通用寄存器的名称与符号
① AX （Accumulator） －－累加器
② BX （Base） －－基址寄存器
③ CX （Count） －－计数寄存器 ④ DX （Data） －－数据寄存器 ⑤ SI （Source Index）是源变址寄存器
数据寄存器
⑥ DI （Destination Index）是目的变址寄存器
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物理地址和逻辑地址的转换
由于段地址一般存放在段寄存器，所以物理地 址和逻辑地址的转换关系也可表示为： （段寄存器） （CS） 物理地址= （DS） （SS ） 左移4位 + 偏移地址
（ES）
逻辑地址的形式为 段寄存器：偏移地址
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段寄存器
8086有4个16位专门存放段地址的段寄存器 CS--（Code Segment）（代码段）指明代码段的起 始地址 SS-- （Stack Segment）（堆栈段）指明堆栈段的起 始地址 DS-- （Data Segment）（数据段）指明数据段的起 始地址 ES-- （Extra Segment）（附加段）指明附加段的起 始地址 每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址，每种逻 辑段均有各自的用途
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数据信息的表达单位

计算机中信息的单位 二进制位Bit：存储一位二进制数：0或1， 记做b 字节Byte：8个二进制位，D7～D0，记做Ｂ 字Word：16位，2个字节，D15～D0 双字DWord：32位，4个字节，D31～D0
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数据的存储格式
D7 D0
地址
00006H 00005H 00004H 00003H
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段地址和偏移地址 段起始地址的高16位。存 段地址（16位）： 放在段寄存器中。 段地址说明逻辑段在主存中的起始位置。
偏移地址（16位）： 在段内相对于段起始地址的偏 移值，取决于指令的寻址方式。
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物理地址和逻辑地址概念
物理地址（20位）： 也叫实际地址或绝对地址，是 CPU访问存储器时实际使用的 地址，由20位二进制表示。 CPU需要访问存储器时，采用物理地址。20位 物理地址在地址总线上传输。 逻辑地址： 是程序中使用的地址，它由段地址和段内偏 移地址所组成，段地址与段内偏移地址都为 16位的二进制数。
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2.1.1 8086功能的扩展（续）
保护虚地址方式是IA-32结构微处理器的主要工作方 式，在此方式下，全部32条地址线都能寻址，故可 寻址高达4GB的物理存储器
3. 片内存储管理单元 （ MMU） 内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行的程序 都需要经过内存来执行，如果执行的程序很大或很多， 就会导致内存消耗殆尽。为了解决这个问题， Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘 空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自 动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。
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2.1.1 8086功能的扩展 1. 从16位扩展为32位 2. 从实模式至保护模式 x86结构微处理器有两种主要的工作方式： 实地址方式 和保护虚地址方式。 实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。 在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器 只有低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此 时，x86系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽 然可以使用32位的数据寄存器，但远不能充分发挥x86 结构微处理器的全部功能。
OF DF IF TF SF ZF
图2-7 FLAGS寄存器
AF
PF
CF
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（1）状态标志位
记录算术和逻辑运算结果的一些特征。由微处理器根据 计算的结果自动设置。为转移指令提供转移控制条件。 （1）符号标志位SF（ Sign Flag，位7）
与运算结果的最高位相同。
（2）零标志位ZF（ zero flag，位6） 如运算结果为0，则ZF=1，否则，ZF=0。 （3）溢出标志OF（ overflow flag，位11） 当算术运算结果超出了机器能表示的范围称为溢出，此 时OF=1，否则OF=0。
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四个段的用途
代码段：存放当前正在运行程序。 数据段：存放当前正在运行程序所用的数据。 堆栈段：堆栈是一种数据结构，它开辟了一 个比较特殊的存储区，并以“后进先出”的 方式来访问这一区域。 附加段：是附加的数据段，也用于数据的保存， 同时也是串处理指令的目的操作数存放区。
⑦ SP （Stack Pointer）为堆栈指针寄存器
⑧ BP （Base Pointer）为基址指针寄存器
指 针 寄 存 器
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3、 FLAGS（标志）寄存器
16位FLAGS寄存器包含一组状态标志、一个控制标志 和两个系统标志。图2-7定义了此寄存器中的标志。 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
功能： 负责指令的执行。
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8位微处理器与8086执行程序的方式
取指令→执行→取指令→执行...（串行工作） 时间 图2-2 取指 8位微处理器的执行顺序 取指 取指 . . . .
取指 取指
（并行工作）
等待 时间 图2-3 8086的执行顺序
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执行
执行
执行
. . . .
2.3 8086微处理器的执行环境
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整数范围
无符号数整数 8个二进制位表达无符号数整数的范围：0～255 16位表达的范围：0～65535 有符号数整数（处理器内部以补码表示） 8个二进制位表达有符号数整数的范围：－128～＋127 16位表达的范围：－32768～＋32767
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溢出的判断
判断运算结果是否溢出有一个简单的规则： 只有当两个相同符号数相加（包括不同符号数相 减），而运算结果的符号与原数据（包括减法的 被减数）符号相反时，产生溢出；因为，此时的 运算结果显然不正确 即：(+)+(+)=(-) (-)+(-)=(+) OF=1 (+)-(-)=(-) (-)-(+)=(+) 其他情况下，则不会产生溢出
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状态标志位
（4）进位标志位CF（carry flag，位0） 如运算时最高位产生进位或借位，则CF=1，否则， CF=0。 （5）辅助进位标志位AF（ auxiliary flag，位4） 如果第三位往第四位有进位或借位，则AF=1，否则， AF=0。
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状态标志位
（6）奇偶标志位PF（parity flag，位2） 若运算结果的低8位中所含的1的个数为偶数，则 PF=1，否则，PF=0。
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8086存储器的分段结构
Intel 8086微处理器采用了分段的方法对存储器进行 管理。
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问题的提出
字长为16位的CPU能计算的最大存储器空
间为216=65536=64K，但8086CPU有20根地
址线，可以接上最大存储容量为
220=210*210=1024K=1M个存储单元，那么
字长为16位的CPU如何能访问完这1M个字
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2.1.1 8086功能的扩展（续） 4. 浮点支持 早期的计算机CPU不具备浮点运算能 力， 从16位微 处理器开始，在16位微处理器的基础上设计了与之相 配合的专门用于浮点运算的协处理器---FPU:Float Point Unit，浮点运算单元 以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分 别与8086／8088、80286、80386配合使用。 在486之后， 英特尔把FPU与集成在CPU之内。
78H 56H 12H
34H
00002H
00001H 00000H
低地址
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存储单元及其存储内容


每个存储单元都有一个编号，被称为存储 器物理地址（简称PA) 每个存储单元存放一个字节的内容
00002H单元存放有一个数据34H 表达为 （00002H）＝34H
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多字节数据存放方式
多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元： ①存放时，低字节存入低地址，高字节存入高 地址（低对低，高对高）； ②表达时，用它的低地址表示多字节数据占据 的地址空间。 上图中00002H“字”单元的内容为： （00002H） = 1234H 00002H“双字”单元的内容为： （00002H） = 78561234H
本章内容
2.1 80x86系列微处理器是8086的延伸
2.2 8086的功能结构
2.3 8086微处理器的执行环境
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2.1 80x86系列结构微处理器与8086
80x86系列结构微处理器已经经历许多代， 但从使用者（包括程序员）的角度来看， 它是以8086处理器为基础，是一个兼容 的微处理器系列，是8086在功能上 和性能上的延伸。
在8086处理器上执行的程序或任务都有一组执行
指令的资源用于存储代码、数据和状态信息。这
些资源构成了8086处理器的执行环境。
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2.3.1基本执行环境概要
地址空间
基本程序执行寄存器
堆栈 I/O端口
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2.3.2 基本的程序执行寄存器 寄存器是微处理器内部暂存数据的存储单
元，以名称表示。
8086微处理内部共有14个寄存器： ① ② ③ ④ 8个通用寄存器 1个指令指针寄存器 1个标志寄存器 4个段寄存器
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1. 通用寄存器
8086的16位通用寄存器是： AX BX CX DX SI DI BP SP 其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和低8位 两个独立的寄存器 8086的8位通用寄存器是： AL BL CL DL（低8位） AH BH CH DH（高8位 ） 对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数 据