微机原理课件第四章 指令系统(8)-1.2
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微型计算机原理-第4章(4)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑴ 输入指令 ①直接寻址的输入指令 指令格式及操作：
IN acc, port ;(acc) ←(port)
②间接寻址的输入指令
指令格式及操作：
IN acc, DX
;(acc) ←((DX))
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
⑵ 输出指令
①直接寻址的输出指令 指令格式及操作：
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
说明： *堆栈按后进先出原则组织。 *堆栈操作以字为单位进行。 *目的操作数dst不可以是CS。 *指令中的操作数不能是立即数。
第四章 80x86 指令系统—通用数据传送指令
例：已知（AX）=1234H，（BX）=5678H，分析下面程序段的执 行过程。
REG <=> REG/MEM • 段寄存器的内容不能参加交换
例： XCHG BX，[BP+SI]
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令
(二) 累加器专用指令 这类指令中的一个操作数必须是累加器。累加器操作数可以 是8位的，也可以是16位的。
第四章 80x86 指令系统—累加器专用指令 1.输入/输出指令
DI 1234H DS 4000H
DM
34H 2130H 12H 00H 2132H 40H
第四章 80x86 指令系统—地址传送指令
3. 地址指针装入ES指令 指令格式：
LES reg16, mem32 此指令的功能是将源操作数所对应的双字长的内存单元中的高 字内容（一般为16位段基址）送入ES，低字内容（一般为偏移地址） 送入指令所指定的寄存器中。例如：
LES DI, [2130H]
DI 1234H ES 4000H
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
青岛理工大学琴岛学院
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
微机原理课件ppt
04
微机程序执行过程
程序加载与执行
程序加载
将程序从存储介质中读取到内存中， 为程序的执行做好准备。
程序执行
CPU按照指令逐条执行程序，完成程 序所要求的任务。
指令执行流程
取指令
CPU从内存中读取指令并存放到指令寄存器 中。
指令译码
对指令进行译码，确定指令的操作码和操作 数。
执行指令
根据译码结果，完成相应的操作，如数据传 输、算术运算、逻辑运算等。
的外设接口。进入21世纪后，微机进一步 发展为DSP（数字信号处理）和FPGA（现 场可编程门阵列）等高性能计算平台。现在 ，微机已进入物联网和人工智能时代，成为
智能硬件的核心组成部分。
微机的应用领域
总结词
微机广泛应用于工业控制、智能家居、医疗设备、航 空航天等领域。
详细描述
由于微机具有体积小、功耗低、价格实惠等优点，它被 广泛应用于各种领域。在工业控制领域，微机可以用于 实现自动化生产线的控制和监测。在智能家居领域，微 机可以用于实现智能照明、智能安防、智能家电控制等 功能。在医疗设备领域，微机可以用于实现医疗影像处 理、医疗数据分析和医疗设备控制等功能。在航空航天 领域，微机可以用于实现飞行控制、导航数据处理和卫 星通信等功能。
立即数
表示常数或立即操作数的值。
注释
用于解释指令的含义和功能，方便阅读和理解。
指令类型
数据传输指令
用于在内存和寄存器之间传输数据，如 MOV指令。
逻辑运算指令
用于进行逻辑运算，如AND、OR、XOR等 指令。
算术运算指令
用于进行算术运算，如ADD、SUB、MUL 、DIV等指令。
控制转移指令
用于改变程序的执行流程，如JMP、CALL 、RET等指令。
微机原理指令系统课件
执行后 (AX) = (32000H) = 400BH
指令
8B
05
32000
0B
40
思考： 指令 MOV AX,[ DI ] 与MOV AX, DI有什么不同？
微机原理指令系统课件
13
用 SI、DI、BX 、BP作为间接寻址允许段跨越
指令中可以指定段跨越前缀来取得其他段中的数据。
例：MOV ES:[DI], AX MOV DX, DS:[BP]
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。
微机原理指令系统课件
7
例：MOV AX , [ 1000 H]
若 ( DS ) = 2000H
8B
指令
47
30
21030
76
89
17
（3）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。
（BX） （SI）
EA =
+
（BP） （DI）
PA = （DS） * 16 + （BX）+ （SI）或（DI）
PA = （SS） * 16 + （BP） + （SI）或（DI）
指令操作数部分直接给出指令的操作数，操作数与操 作码一起存入代码段中。立即数有8位和16位。
例 ：MOV AL, 05H ；源操作数为立即寻址 指令执行后，AL=05H，8位数据05H存入AL寄存器。
指令
8B
05
32000
0B
40
思考： 指令 MOV AX,[ DI ] 与MOV AX, DI有什么不同？
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13
用 SI、DI、BX 、BP作为间接寻址允许段跨越
指令中可以指定段跨越前缀来取得其他段中的数据。
例：MOV ES:[DI], AX MOV DX, DS:[BP]
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。
微机原理指令系统课件
7
例：MOV AX , [ 1000 H]
若 ( DS ) = 2000H
8B
指令
47
30
21030
76
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（3）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。
（BX） （SI）
EA =
+
（BP） （DI）
PA = （DS） * 16 + （BX）+ （SI）或（DI）
PA = （SS） * 16 + （BP） + （SI）或（DI）
指令操作数部分直接给出指令的操作数，操作数与操 作码一起存入代码段中。立即数有8位和16位。
例 ：MOV AL, 05H ；源操作数为立即寻址 指令执行后，AL=05H，8位数据05H存入AL寄存器。
微机原理及应用(第五版)PPT课件
微型计算机原理
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
2021
1
第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
2021
微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
• 第一章 微型计算机基础知识 • 第二章 微型计算机组成及微处理器功能结构 • 第三章 80X86寻址方式和指令系统 • 第四章 汇编语言程序设计 • 第六章 半导体存储器及接口 • 第八章 中断和异常 • 第九章 输入/输出方法及常用的接口电路
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第一章 微型计算机基础知识
X为负时:求[X]补是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反加1.
求[X]反是将[X]原的符号位不变,其余各位
变反.
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微机原理及应8用
补码没有+0和-0之分;反码有+0和-0之分
[+0]补=00…..00=0 [-0]补=00…..00=0 [+0]反=00…..00=0 [-0]反=00…..00=111…..11
解: ①.设x=129,y=79则
[x]补=10000001B,[y]补=01001111B [-y]补=[y]变补=10110001B [x-y]补=[x]补+[-y]补=00110010B 最高位有进位,
结果为正[x-y]补= [x-y]原=00110010B x-y=50
②.设x=79,y=129则
• 二进制:数的后面加后缀B. • 十进制:数的后面加后缀D或不加. • 十六进制:数的后面加后缀H.
2021
微机原理及应5用
1.1.3 整数
1.无符号数
8、16、32位全部用来表示数值本身。
最低位LSB是0位，最高位MSB是7、15、31。
2.带符号整数
1).原码: 设X=+1011100B,Y=-1011100B
• 补码:优点:符号位和数值一起运算; 减法可以变成加法运算.
微型计算机指令系统精品PPT课件
第二章 微型计算机指令系统
指令------微机算术、逻辑和控制功能的实现基础
重点： *1、目标地址传送
*寻址方式 2、标志传送 3、转移控制（转移指令、过程调用、中断）
微机系统与接口技术
东南大学 1
指令与指令系统
指令(Instruction) 指示CPU执行某种规定操作的命令
指令集或指令系统 （Instruction Set）
字段1
字段2 字段3 字段4 字段5 字段6
Prefix
OP Code Mode r/m s-i-b disp
data
1~4字节 1~2字节 1字节 1字节 0,1,2,4 字节 操作码(Opcode) +操作数(Operand=OPrd1,Oprd2)
操作码 指定操作类型（操作数类型、寄存器、方向）
微机系统与接口技术
东南大学 2
软件程序与指令的关系
编辑器（Editor) 程序设计
编译器(Compiler) 高级语言程序(与机器无关)
汇编器(Assembler) 汇编语言(与机器有关)
链接器（Linker) 待装配的BIN指令代码
可执行BIN指令代码
(软件) SOFTWARE—FIRMWARE(固件)
数据类型 1/2/4字节 （ 8/10）
（BYTE/WORD/DOUBLE WORD）
指针 NEAR/FAR/SHORT 访问速度 ：直接寻址<寄存器间址
3B000 3B001 3B002
L H ML
MH
3B003
H
物理存储格式
微机系统与接口技术
东南大学 9
第二节8086/8088指令系统(六大类)
段基地址~段寄存器内容 ； 默认段=C/D/E/SS? 默认段寄存器 一般数据，直接寻址、BX、 DI、EI,~DS
指令------微机算术、逻辑和控制功能的实现基础
重点： *1、目标地址传送
*寻址方式 2、标志传送 3、转移控制（转移指令、过程调用、中断）
微机系统与接口技术
东南大学 1
指令与指令系统
指令(Instruction) 指示CPU执行某种规定操作的命令
指令集或指令系统 （Instruction Set）
字段1
字段2 字段3 字段4 字段5 字段6
Prefix
OP Code Mode r/m s-i-b disp
data
1~4字节 1~2字节 1字节 1字节 0,1,2,4 字节 操作码(Opcode) +操作数(Operand=OPrd1,Oprd2)
操作码 指定操作类型（操作数类型、寄存器、方向）
微机系统与接口技术
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软件程序与指令的关系
编辑器（Editor) 程序设计
编译器(Compiler) 高级语言程序(与机器无关)
汇编器(Assembler) 汇编语言(与机器有关)
链接器（Linker) 待装配的BIN指令代码
可执行BIN指令代码
(软件) SOFTWARE—FIRMWARE(固件)
数据类型 1/2/4字节 （ 8/10）
（BYTE/WORD/DOUBLE WORD）
指针 NEAR/FAR/SHORT 访问速度 ：直接寻址<寄存器间址
3B000 3B001 3B002
L H ML
MH
3B003
H
物理存储格式
微机系统与接口技术
东南大学 9
第二节8086/8088指令系统(六大类)
段基地址~段寄存器内容 ； 默认段=C/D/E/SS? 默认段寄存器 一般数据，直接寻址、BX、 DI、EI,~DS
4微机原理第四章：指令系统精品PPT课件
例如：MOV AX，1234H； 目的操作数采用寄存器寻址 MOV DX，AX； 目的和源操作数均采用寄存器寻址
★ 对 16 位操作数，寄存器可用： AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、CS、DS、ES、SS；
★ 对 8 位操作数，寄存器可用： AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL；
同样长度（字或字节）的寄存器； 5．两个操作数不能同时为段寄存器； 6．目的操作数不能是代码段寄存器 CS。
4.1.3 存储器数的寻址方式
★ 当操作数在存储器中时，有下面 5 种寻址方式，统称为： 存储器寻址方式。
★ 双操作数指令中的两个操作数不能同时为存储器操作数。
一、直接寻址
★ 指令中给出操作数所在存储单元的有效地址，默认为数据段。 ★ 为了区别于立即数，有效地址 EA 用方括号“[ ]”括起。
物理地址：PA＝42000H 2．字在内存中占两个单元：
例如：MOV AX，1234H； AX 1234H 源操作数的寻址方式为立即寻址。执行过程如下图所示：
★ 立即寻址通常用于二地址指令中，且只能是源操作数。 ★ 数据传送应理解为复制传送，源操作数不会因为传送而丢失。
4.1.2 寄存器数的寻址方式
★ 寄存器寻址：操作数在寄存器中，指令中给出寄存器名。
▲ 本节着重讲解数据操作数寻址方式
4.1 8086 的寻址方式
二、地址操作数
地址操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中 操作的对象不是数据，而是要转移的目标地址。 ★ 它也可以分为：
1．立即数操作数：即要转移的目标地址包含在指令中 2．寄存器操作数：转移的目标地址存放在寄存器中 3．存储器操作数：转移的目标地址存放在存储单元之中
★ 掌握指令的助记符，操作数的正确书写法；
★ 对 16 位操作数，寄存器可用： AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、CS、DS、ES、SS；
★ 对 8 位操作数，寄存器可用： AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL；
同样长度（字或字节）的寄存器； 5．两个操作数不能同时为段寄存器； 6．目的操作数不能是代码段寄存器 CS。
4.1.3 存储器数的寻址方式
★ 当操作数在存储器中时，有下面 5 种寻址方式，统称为： 存储器寻址方式。
★ 双操作数指令中的两个操作数不能同时为存储器操作数。
一、直接寻址
★ 指令中给出操作数所在存储单元的有效地址，默认为数据段。 ★ 为了区别于立即数，有效地址 EA 用方括号“[ ]”括起。
物理地址：PA＝42000H 2．字在内存中占两个单元：
例如：MOV AX，1234H； AX 1234H 源操作数的寻址方式为立即寻址。执行过程如下图所示：
★ 立即寻址通常用于二地址指令中，且只能是源操作数。 ★ 数据传送应理解为复制传送，源操作数不会因为传送而丢失。
4.1.2 寄存器数的寻址方式
★ 寄存器寻址：操作数在寄存器中，指令中给出寄存器名。
▲ 本节着重讲解数据操作数寻址方式
4.1 8086 的寻址方式
二、地址操作数
地址操作数是与程序转移地址有关的操作数，即指令中 操作的对象不是数据，而是要转移的目标地址。 ★ 它也可以分为：
1．立即数操作数：即要转移的目标地址包含在指令中 2．寄存器操作数：转移的目标地址存放在寄存器中 3．存储器操作数：转移的目标地址存放在存储单元之中
★ 掌握指令的助记符，操作数的正确书写法；
《指令系统》PPT课件
例：
已知：（DS）=2100H，（DI）=2000H
指令： MOV AX，[DI] ；AX （（DI））
物理地址=（DS）× 16 + （DI）
是一个内存 单元地址
=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。
22
2020/11/14
例：
将数据段的变量WVAR（即该变量名指示的内存单元数据）送至 AX寄存器 变量指示内存的一个数据，直接引用变量名就是采用直接寻址方式 变量应该在数据段进行定义，常用的变量定义伪指令 DB和 DW分别表示定义
字节变量和字变量 变量一经定义便具有逻辑地址和类型属性
23
南京理工大学动力学院
2009年
1
2020/11/14
第二章 8086/8088 指令系统
2.1 概述 2.2 寻址方式 2.3 数据传送指令 2.4 算术运算指令 2.5 逻辑运算指令 2.6 串操作指令 2.7 程序控制指令
2
2020/11/14
•指令是微处理器执行某种操作的命令。 •微处理器全部指令的集合称为指令系统（指令集）
将数据段中由BX指定偏移地址处的内存数据送至 AX寄存器 汇编指令: MOV AX, [BX]； 指令功能：AX←DS : [ BX ]； 该指令中有效地址存放于BX寄存器中，而数据则存放在数据段内存单元中，
假设BX内容设置为2000H，则该指令等同于 MOV AX, [2000H]
28
2020/11/14
一方面，会影响处理器执行指令的速度和效率 另一方面，对程序设计也很重要
微机原理
• 有效地址由基址寄存器（BX或BP）的内容加上变 址寄存器（SI或DI）的内容构成： 有效地址＝BX/BP＋SI/DI • 基址寄存器和变址寄存器默认的段寄存器不同， 一般以基址寄存器决定段寄存器。 • 段地址对应BX基址寄存器默认是DS，对应BP基 址寄存器默认是SS；可用段超越前缀改变。
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX][SI] MOV AX, [BP+SI]
MOV AX, BX
；AX←BX
微机原理
§ 4.2.3 存储器寻址方式
存储器段的分配： 在对存储器进行操作时，内存一般可分成4个段，分别称为代码段
、数据段、堆栈段和附加数据段，每个段存放不同性质的数据，进
行不同的操作。 代码段：存放指令。
数据段：存放程序所使用的数据。
堆栈段：程序的堆栈区（子程序调用、系统功能调用、中断处 理等操作使用，是按“先进后出”原则访问的特殊存储区域）或作 为临时数据存储区。 附加数据段：辅助的数据区。 4个逻辑段的段基址分别放在相应的代码段寄存器CS、数据段 寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES中，由这4个段寄存 器来指明每个段在内存中的起始地址。
， 标号： 指令助记符 操作数 ；注释
（1） 标号是给该指令所在地址取的名字，必须后跟冒号 （“：”），它可以缺省，是可供选择的标识符。规则： – 标识符由字母（a~z，A~Z）、数字（0~9）或某些特殊 字符（@，-，?）组成。 – 第一个字符必须是字母（a~z，A~Z）或某些特殊的符 号（@，-，?），但“?”不能单独作标识符。
MOV AX, [SI+06H] MOV AX, 06H[SI]
微机原理
；AX←DS:[SI+06H] ；AX←DS:[SI+06H]
MOV AX, [BX+SI] MOV AX, [BX][SI] MOV AX, [BP+SI]
MOV AX, BX
；AX←BX
微机原理
§ 4.2.3 存储器寻址方式
存储器段的分配： 在对存储器进行操作时，内存一般可分成4个段，分别称为代码段
、数据段、堆栈段和附加数据段，每个段存放不同性质的数据，进
行不同的操作。 代码段：存放指令。
数据段：存放程序所使用的数据。
堆栈段：程序的堆栈区（子程序调用、系统功能调用、中断处 理等操作使用，是按“先进后出”原则访问的特殊存储区域）或作 为临时数据存储区。 附加数据段：辅助的数据区。 4个逻辑段的段基址分别放在相应的代码段寄存器CS、数据段 寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES中，由这4个段寄存 器来指明每个段在内存中的起始地址。
， 标号： 指令助记符 操作数 ；注释
（1） 标号是给该指令所在地址取的名字，必须后跟冒号 （“：”），它可以缺省，是可供选择的标识符。规则： – 标识符由字母（a~z，A~Z）、数字（0~9）或某些特殊 字符（@，-，?）组成。 – 第一个字符必须是字母（a~z，A~Z）或某些特殊的符 号（@，-，?），但“?”不能单独作标识符。
MOV AX, [SI+06H] MOV AX, 06H[SI]
微机原理
；AX←DS:[SI+06H] ；AX←DS:[SI+06H]
《微机原理讲》课件
《微机原理讲》PPT课件
通过这份PPT课件，我们将深入介绍微机原理基础、计算机组成与结构、存储 器层次结构、中央处理器、输入输出系统、总线技术和接口等重要知识点。
微机原理基础
数字电路与逻辑门
数字电路是微机原理的基础，逻辑门用于处理 和转换二进制数据。
指令系统
学习指令系统的构成和指令的执行过程，是掌 握微机原理的基础。
4
序和数据。
辅助存储器用于长期保存大量的数据， 如硬盘、光盘、和固态硬盘等。
中央处理器
CPU结构
了解CPU的结构和工作原理，理 解计算机的运算和控制过程。
算术逻辑单元
算术逻辑单元是CPU的核心组件， 负责进行算术和逻辑运算。
控制单元
控制单元是CPU的重要组成部分， 用于控制指令的执行和协调各个 部件的工作。
输入输出系统
1 输入设备
键盘、鼠标、摄像头等设备用于将外部数据输入到计算机中。
2 输出设备
显示器、打印机、扬声器等设备用于将计算机处理后的数据输出。
3 接口卡
接口卡是计算机与外部设备之间的桥梁，用于数据传输和控制。
总线技术和接口
1
总线概述
总线是计算机内部各个部件进行数据传输和通信的公共路径。
2
数据总线
电源
电源为计算机提供稳定的电力供 应，支持各个硬件组件的正常运 行。
存储器层次结构
1
寄存器
寄存器是位于CPU内部的最快的存储设备，
高速缓存
2
用于存储临时数据。
高速缓存作为CPU和主内存之间的缓冲，
加快了数据的访问速度。
3
主内存
主内存是计算机存储体系结构中的最主
要的存储设备，用于存储正在运行的程
通过这份PPT课件，我们将深入介绍微机原理基础、计算机组成与结构、存储 器层次结构、中央处理器、输入输出系统、总线技术和接口等重要知识点。
微机原理基础
数字电路与逻辑门
数字电路是微机原理的基础，逻辑门用于处理 和转换二进制数据。
指令系统
学习指令系统的构成和指令的执行过程，是掌 握微机原理的基础。
4
序和数据。
辅助存储器用于长期保存大量的数据， 如硬盘、光盘、和固态硬盘等。
中央处理器
CPU结构
了解CPU的结构和工作原理，理 解计算机的运算和控制过程。
算术逻辑单元
算术逻辑单元是CPU的核心组件， 负责进行算术和逻辑运算。
控制单元
控制单元是CPU的重要组成部分， 用于控制指令的执行和协调各个 部件的工作。
输入输出系统
1 输入设备
键盘、鼠标、摄像头等设备用于将外部数据输入到计算机中。
2 输出设备
显示器、打印机、扬声器等设备用于将计算机处理后的数据输出。
3 接口卡
接口卡是计算机与外部设备之间的桥梁，用于数据传输和控制。
总线技术和接口
1
总线概述
总线是计算机内部各个部件进行数据传输和通信的公共路径。
2
数据总线
电源
电源为计算机提供稳定的电力供 应，支持各个硬件组件的正常运 行。
存储器层次结构
1
寄存器
寄存器是位于CPU内部的最快的存储设备，
高速缓存
2
用于存储临时数据。
高速缓存作为CPU和主内存之间的缓冲，
加快了数据的访问速度。
3
主内存
主内存是计算机存储体系结构中的最主
要的存储设备，用于存储正在运行的程
微机原理讲义
电子计算机的发展：
第一代：电子管计算机（1946-1956） 第二代：晶体管计算机（1957-1964） 第三代：中小规模集成电路计算机（1965-1970） 第四代：超大规模集成电路计算机（1971-今）
大型计算机/巨型计算机（Mainframe Computer） 中型计算机 小型计算机（Minicomputer） 微型计算机（Microcomputer） 单片计算机（Single-Chip Microcomputer）
100-200
8086/8088 80286 80386 32 80486 32 Pentium P/Pro P/MMX PII PIII P4 Itanium
六
32
七
64
0.13
550 133-200 450 166-233 750 233-450 >300 850 450-1200 1000 1300-2400 CPU:2.5K 800(20条指令 >3000 Cache:30K /时钟周期)
(2n1 1) ~ (2n1 1)
对应的原码是1111～ 0111。
33
数0的原码
8位数0的原码：+0 = 0 0000000 - 0 = 1 0000000
即：数0的原码不唯一。
34
反码[X]反
定义 若X>0 ，则 [X]反=[X]原 若X<0， 则 [X]反= 对应原码的符号位 不变，数值部分按位取反
D Dn 1 10 Dn 2 10 D0 10
1 n 1 n2 0
D1 10 D m 10
m
i m
D 10
i
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§ 4.2 8086指令码格式
7 2 Opcode 1 0 7 6 MOD 5 4 3 REG 2 1 0 R/M D W Disp-L Data-L B3 Disp-H Data-H B4 Data-L B5 Data-H B6 立即数
B1(8位)
B2(8位)
地址位移量或立即数
MOV CL,[BX+1234H]
1/M 00110100 （2位） （3位） （3位）
00010010
操作码 至（出） 寄存器 寄存 器名 存储器， 16位偏移量 低位移量 高位移量
字（节）
§ 4.2 8086指令码格式
编码格式说明
MOD
R/M
000 001 010 011 100 101 110 111
100010 10 10 001 111 00110100 00010010
操作码 D:至寄存器CL REG:CL R/M:（BX）+disp(16位) 低位移量 MOD:存储器， 16位偏移量 高位移量
W:字节
00
01
10
11 W=0 AL CL DL BL AH CH DH BH W=1 AX CX DX BX SP BP SI DI
[BX]+[SI] [BX]+[SI]+D8 [BX]+[SI]+D16 [BX]+[DI] [BX]+[DI]+D8 [BX]+[DI]+D16 [BP]+[SI] [BP]+[SI]+D8 [BP]+[SI]+D16 [BP]+[DI] [BP]+[DI]+D8 [BP]+[DI]+D16 [SI] [DI] D16 [BX] [SI]+D8(8位) [DI]+D8 [BP]+D8 [DI]+D8 [SI]+D16 [DI]+D16 [BP]+D16 [BX]+D16
§ 4.2 8086指令码格式
见下表：第一字节的高6位是操作码100010，表示MOV操作； W位说明传送，W=1是字传送；0为字节传送；D说明数据传 送的方向，D=0表示数据从寄存器传出，D=1表示数据传至 寄存器。寄存器名由第二字节的REG字段说明，用3位编码 可寻址8种不同的寄存器，再根据第一字节中W=0还是1，选 择8位或16位寄存器。8086寄存器字段的编码如下页表：
100010 D W MOD REG R/M （2位） （3位） (3位) 00110100 00010010
操作码 至（出） 寄存器 寄存 器名 存储器， 16位偏移量 低位移量 高位移量
字（节）
§ 4.2
8086指令码格式
§ 4.2 8086指令码格式
在这类MOV指令中有两个操作数，其中一个必为寄存器，其 编码由REG字段决定；另一个操作数可能是寄存器，也可能 是存储器单元，由指令代码的第二个字节中的MOD和R/M组 合来指定，见下页表：
§ 4.2 8086指令码格式
8086指令系统采用变长指令格式，指令长度 可以为1~6字节组成；最简单的指令是一个 字节指令，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 11111000。对于大部分指令来说，除了操作 码（不一定是8位）外，还包括操作数部分， 所以由多个字节组成。不同的指令，操作 码和寻址方式是不一样的，所以指令长度 也不一样.下面以寄存器之间或寄存器与存 储器之间交换数据的MOV指令为例说明指 令编码格式。