计算机专接本之微机原理基本原理

后面课程中将要用到的概念
• 概念一：寄存器
简单的讲是CPU中可以存储数据的器件，一个CPU中有多个寄存 器。8086CPU所有的寄存器都是16位的，可以存放两个字节。
AX是其中一个寄存器的代号， BX是另一个寄存器的代号。
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。
• 16位数据在寄存器中的存放情况
SS
2. 栈顶：
一端浮动，指向最后被压入堆栈的
数据所在存储单元（栈顶的位置随 堆栈中存放数据多少而变化）
堆 栈
3. 堆栈指针：
段
Top
XX
用来指示当前栈顶的位置。（压
XX
入的数据放入哪个单元或从那个
来自百度文库
XX
单元弹出数据均由SP决定
Bottom
XX
SP称为堆栈指针寄存器 SP
• 8086堆栈的组织 • 堆栈段: 由SS存放堆栈段段基值以决定其起始地址 • 堆栈段的长度：
– 有一根名为写信号输出控制线负责由CPU向外传送写信号。
概念十：堆栈（STACK）
堆栈： 是按后进先出原则组织的一片存储区域， 用来暂存一批需要回避的数据或地址。
用途： 暂存数据、断点信息或传送信息 存取原则: “后进先出” 8086堆栈段的最大深度: 64KB
入栈的方式
出栈的方式
1. 栈底：一端固定，具有最大地址的 单元（数据由此向上堆积）
• 神马是物理地址？
• 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。
• 概念四：CPU对存储器的读写
• CPU要想进行数据的读写，必须和外部器件（标准的 说法是芯片）进行三类信息的交互：
• 有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多 少种控制。 所以，控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力。
• 总线在逻辑上划分的图示：
概念八：CPU在内存中读数据
MOV AX,[3]
概念九：CPU在内存中写数据
• 前面所讲的内存读或写命令是由几根控制线综合发出的：
– 其中有一根名为读信号输出控制线负责由CPU 向外传送读信号， CPU 向该控制线上输出低电平表示将要读取数据；
8086特点：
(1)数据总线宽度16位，地址总线宽度20位；可直接寻址 空间220＝1M字节单元；16位数据总线与地址总线复用。
(2)采用单一的+5V电源，时钟频率为
5MHz（8086），10MHz（8086－1），8MHz（8086－ 2）
(3)133条指令，指令长度1～6字节
• 8086与8088的比较
【例1】 数据：18 二进制表示：10010 在寄存器AX中的存储：
16位数据在寄存器中的存放情况
【例2】 数据：20000 二进制表示：00000 在寄存器AX中的存储：
• 概念二：存储器
CPU 是计算机的核心部件．它控制整个计算机的运作并进行运 算，要想让一个CPU 工作，就必须向它提供指令和数据。
• 数据总线的宽度决定了CPU和外界的数据传送速度。
• 我们来分别看一下它们向内存中写入数据89D8H时，是如 何通过数据总线传送数据的：
8位数据总线上传送的信息
8088 CPU
16位数据总线上传送的信息
8086 CPU
控制总线上发送的控制信息
概念七：控制总线
• CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行的。在这里 控制总线是个总称，控制总线是一些不同控制线的集合。
第2章 16位微处理器
2.1 16位微处理器概述
• 微处理器(microprocessor) 微处理器(microprocessor)是微型计算机的运
算及控制部件，也称中央处理单元(CPU)。它本 身不构成独立的工作系统，因而它也不能独立地 执行程序。 CPU功能： 指令控制；操作控制；时序控制；数据加工
– 存储单元的地址（地址信息） – 器件的选择，读或写命令（控制信息） – 读或写的数据（数据信息）
• 在计算机中专门有连接CPU和其他芯片的导线，通常称 为总线。
– 物理上：一根根导线的集合； – 逻辑上划分为：
地址总线：CPU是通过地址总线来指定存储单元的。 数据总线: CPU是通过数据总线来读写数据。 控制总线
;栈顶向上浮动
数据→（SS:SP）
3、出栈 从栈顶取出数据送入R/M
（SS:SP） → R/M（寄存器、存储器） SP+2→ SP数据 ;栈顶向下回落
• SP和BP在使用上有区别： • 执行入栈和出栈时，指令地址是由SP给出当前栈顶的偏移
该片存储区域所包含存储单元数，其值有由初始时 SP的值决定（指向栈底+1单元） • 数据在堆栈段内的存放
8086堆栈是按字组织的，数据的存取均为2字节操作
01954H
34H
01955H
12H
• 堆栈的三种基本操作
1、设置堆栈
SS、SP赋值（段的起始位置及长度）
2、进栈 把数据压入堆栈，在栈顶进行
SP-2→ SP
– 8086为16位机（数据总线16位）
– 8088为准16位机，数据总线内部16位，外部8位
– 8086是16位数据总线，而8088是8位数据总线，在 处理一个16位数据字时，8088需要两步操作而8086 只需要一步。
– 8086和8088 CPU的内部都采用16位字进行操作及存 储器寻址，两者的软件完全兼容，程序的执行也完 全相同。然而，由于8088要比8086有较多的外部存 取操作，所以，对相同的程序，它将执行得较慢。
概念五：地址总线
• 地址总线：CPU是通过地址总线来指定存储单元的。 • 一个CPU有N根地址总线，则可以说这个CPU的地址总线
的宽度为N。 • 这样的CPU最多可以寻找２的N次方个内存单元。
地址总线发送地址信息演示
概念六：数据总线
• CPU与内存或其它器件之间的数据传送是通过数据总线来 进行的。
指令和数据在存储器中存放，也就是平时所说的内存。
在一台PC机中内存的作用仅次于CPU。离开了内存，性能再好 的CPU也无法工作。
磁盘不同于内存，磁盘上的数据或程序如果不读到内存中，就 无法被CPU 使用。
• 概念三：存储单元（每一个存储单元有一个名字，叫地址）
存储器被划分为若干个存储单元，每个存储单元从0 开始顺序编号； 例如： 一个存储器有128个存储单元, 编号从0~127。 如右图示：