微机原理第三章：8086微处理器结构
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理 第三章 微处理器
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表3.1 通用寄存器的特定用法
寄存器 操作 寄存器 操作 在移位指令中作 移位次数计数器
AX
字乘，字除，字I/O
CL
AL
字节乘，字节除，字节I/O， 查表转换，十进制运算
字节乘，字节除
DX
字乘，字除指令 中作辅助累加器
堆栈操作，做堆 栈指针
AH
SP
BX
查表转换,做基址寄存器
SI
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2）逻辑地址与物理地址
逻辑地址（LA）和物理地址（PA）：
物理地址：就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器 进行数据交换时所使用的地址（20位）。
逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段基址和偏移地
址两部分组成（16位）。
物理地址=段基址（左移4位）＋偏移量
形成20位段 起始地址 16位
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2 . 8086/8088CPU的寄存器结构
8086/8088CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器， 按其用途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标 志寄存器，如所示。
AH BH CH DH SP BP SI DI FLAGS IP CS DS SS ES AL BL CL DL 累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 数据寄存器 通用寄存器 地址指针和 变址寄存器
2
3 4 5
6
存取一般变量（除3、4、5项外）
DS
有效地址EA
根据寻址方式计算出来的偏移量又叫操作数的有效地址EA
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4. CPU对堆栈的设置与操作
堆栈的功能：用于暂存数据和现场保护 （特别是在过程调用或中断处理时暂存断 点信息） 堆栈的解释：实际上是由特定存储单元 构成的一个存储区，只是在这个存储区中 信息的出入严格按照“先进后出”或“后 进先出”的规则进行。
《微机原理与接口技术》习题解答2(最新整理)
习题22.1 8086CPU具有20 条地址线，可直接寻址1MB 容量的内存空间，在访问I/O 端口时，使用地址线16条，最多可寻址64K 个I/O端口。
2.2 8086CPU的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。
8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。
EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。
2.3 8086CPU中的指令队列的作用是预取指令，其长度是6 字节。
2.4 8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点和作用是什么？【解答】CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。
通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。
控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG：IP用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。
为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。
2.5 8086的标志寄存器分为6 个状态标志位和3 个控制标志位，它们各自的含义和作用是什么？【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表2-1 标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用标志位含义作用CF进位标志CF=1，指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1，结果低8位含偶数个1；PF=0，表示结果低8位含奇数个1AF辅助进位标志AF=1，运算结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF零标志ZF=1，运算结果为零；ZF=0，则运算结果不为零SF符号标志SF=1，运算结果为负数；SF=0，则结果为正数OF溢出标志OF=1，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF陷阱标志TF=1，8086CPU处于单步工作方式；TF=0，8086CPU正常执行程序IF中断允许标志IF=1，允许CPU接受外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号；IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理2.6 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际地址，并画出堆栈示意图。
计算机微机原理8086指令
7
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。
8
执行单元EU （Execution Unit）
14
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
38
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
39
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
27
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
微机原理习题集答案
第1章 概述1．电子计算机主要由．电子计算机主要由 运算器运算器 、 控制器控制器 、 存储器存储器 、 输入设备输入设备 和 输出设备输出设备 等五部分组成。
等五部分组成。
等五部分组成。
2． 运算器运算器 和 控制器控制器 集成在一块芯片上，被称作CPU CPU。
3．总线按其功能可分．总线按其功能可分 数据总线数据总线 、 地址总线地址总线 和 控制总线控制总线 三种不同类型的总线。
三种不同类型的总线。
4．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为．计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为 系统总线（或通信总线）系统总线（或通信总线） ；用于连接微型机系统内各插件板的总线称为系统内总线（板级总线） ； CPU 内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为内部连接各寄存器及运算部件之间的总线称为 内部总线内部总线 。
5．迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是迄今为止电子计算机所共同遵循的工作原理是 程序存储程序存储 和 程序控制程序控制 的工作原理。
的工作原理。
这种原理又称这种原理又称为 冯·诺依曼型冯·诺依曼型 原理。
原理。
第3章 微处理器及其结构1．8086/8088 CPU 执行指令中所需操作数地址由执行指令中所需操作数地址由 EU EU EU 计算出计算出计算出 16 16 16 位偏移量部分送位偏移量部分送位偏移量部分送 BIU BIU BIU ，由，由，由 BIU BIU BIU 最后最后形成一个形成一个 20 20 20 位的内存单元物理地址。
位的内存单元物理地址。
2．8086/8088 CPU CPU在总线周期的在总线周期的在总线周期的T1 T1 T1 时刻，用时刻，用时刻，用A19/S6A19/S6A19/S6～～A16/S3 A16/S3 输出输出输出 20 20 20 位地址信息的最高位地址信息的最高位地址信息的最高 4 4 4 位，而在位，而在其他时钟周期，则输出其他时钟周期，则输出 状态状态 信息。
微机原理 复习8086
地址 数据
CLK DEN VCC 8284 RES 外部复位信号 RESET RDY MN/MX CLK RESET READY 8086 BHE A19~A16 AD15~AD0 INTR S0 S1 S2
பைடு நூலகம்
INTA AMWC DT/R AIOWC ALE MRDC MWTC IORC 8288 IOWC BHE AB 存储器 8286 T OE DB I/O接口
• 8086指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在执行指令的同时从内存 中取了一条指令或下几条指令，取来的指 令放在指令队列中这样它就不需要象以往 的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的 工作，从而提高CPU的利用率。
EU
指令队列
BIU
8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点 和作用是什么？ 8086CPU有14个16位寄存器和8个8位寄 存器，可分为： 数据寄存器；指针和变址寄存器；段寄 存器；指令指针寄存器；标志寄存器。
• 为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将 1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理， 4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的 段起始地址。
• 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指 针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际 地址，并画出堆栈示意图。 • （SS）=2400H，（SP）=1200H ；PA=（SS）×10H＋（SP）= 2400H×10H ＋1200H = 25200H。
8086CPU 重新启动后，从何处开始执行指 令？ • 答：重新启动后，CS=FFFFH，IP=0000H，故 从物理地址为FFFF0H 的位置开始执行指令 。
8086 系统中存储器采用什么结构？用 什么信号来选中存储体？
• 答：8086 系统中，存储器采用分体结构，1MB 的 存储空间分成两个存储体：偶地址存储体和奇地 址存储体，各为512KB。 • 使用A0 和BHE 来区分两个存储体。当A0=0 时，选 中偶地址存储体，与数据总线低8位相连，从低8 位数据总线读/写一个字节。当BHE =0 时，选中奇 地址存储体，与数据总线高8 位相连，从高8 位数 据总线读/写一个字节。 • 当A0=0，BHE =0 时，同时选中两个存储体，读/写 一个字。
8086cpu的组成
8086CPU的组成8086CPU是一种早期的微处理器，用于计算机的中央处理单元（CPU）。
它由多个组件组成，包括逻辑单元、寄存器、内存控制器、输入/输出单元等。
以下是对8086CPU组成的详细描述：1. 逻辑单元：8086CPU的逻辑单元包括各种控制单元和调度单元，用于处理指令、数据和内存访问请求。
这些逻辑单元负责协调各个组件之间的操作，确保CPU能够高效地执行任务。
2. 寄存器：8086CPU使用多个寄存器来存储数据和处理指令。
这些寄存器用于临时存储数据、操作数和结果，并支持CPU执行各种操作。
3. 内存控制器：8086CPU的内存控制器负责与主存储器（如RAM）进行通信，以快速访问数据和指令。
内存控制器通过内部总线与逻辑单元和其他组件进行交互，确保数据传输的效率和准确性。
4. 输入/输出单元：8086CPU的输入/输出单元负责与外部设备进行通信。
这些设备包括显示器、键盘、鼠标、硬盘驱动器等。
输入/输出单元通过接口与外部设备连接，并处理与它们的通信和数据传输。
5. 时钟和电源管理：8086CPU需要一个时钟信号来控制其操作速度。
时钟信号的频率决定了CPU的执行速度。
此外，8086CPU还具有电源管理功能，以确保各个组件在需要时获得适当的电源，并在不需要时关闭以节省能源。
总的来说，8086CPU由多个组件组成，这些组件协同工作以实现高效的计算任务。
它具有强大的逻辑单元、寄存器、内存控制器和输入/输出单元，以及时钟和电源管理功能，使其成为早期计算机系统的重要组成部分。
这些组件的组合和协同工作，使得8086CPU能够处理复杂的指令和数据，并支持计算机系统的正常运行。
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.。
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微机原理第3章 8086微型计算机系统
2、总线接口部件BIU
BIU组成： 4个16位段寄存器（DS、CS、ES、SS）； 指令指针寄存器（IP）； 20位的地址加法器； 6字节指令队列缓冲器； 内部暂存器和总线控制逻辑。 BIU功能：负责CPU与存储器、I/O设备之间的 数据传送。具体包括： 取指令送指令队列，配合EU从指定的内存 单元或者外设端口中取数据，将数据传送 给EU，或者把EU的操作结果传送到指定的 内存单元或外设端口中。第3章 8086微型计算机系统
第3章 8086微型计算机系统
4、内存操作
读：将内存单元的内容取入CPU，原单元内容不改变； 写：CPU将信息放入内存单元，单元中原内容被覆盖； 刷新：对CPU透明，仅动态存储器有此操作 内存的读写的步骤为： 1)CPU把要读写的内存单元的地址放到AB上 2) 若是写操作， CPU紧接着把要写入的数据放到DB上 3) CPU发出读写命令 4) 数据被写入指定的单元或从指定的单元读出到DB 若是读操作， CPU紧接着从DB上取回数据
第3章 8086微型计算机系统
3、8086的存储器的地址
内存包含有很多存储单元(每个内存单元包含 8bit)，为区分不同的内存单元，对计算机中 的每个内存单元进行编号，内存单元的编号 就称为内存单元的地址。
内存单 元地址
. . .
Bit 7 6 5 4 3 2 1 0 01011000
内存单 元内容
段基地址（16位）
第3章 8086微型计算机系统
段地址说明逻辑段在主存中的起始位置 8086规定段地址必须是模16地址：xxxx0H 省略低4位0000B，段地址就可以用16位数据 表示，就能用16位段寄存器表达段地址 偏移地址(也称有效地址EA)说明主存单元 距离段起始位置的偏移量 每段不超过64KB，偏移地址也可用16位数据 表示
微机原理2-1：8088CPU内部结构、寄存器组、存储器组织
逻辑地址
地址加法器
将16位的逻辑地址转换为20位的物 理地址，具体操作过程为：先将段寄存 器提供的16位段地址左移四位，低位补0，
恢复为20位地址，然后与由各种寻址方
式提供的16位偏移地址相加，即得到20 位的物理地址。
26
逻辑地址
• 物理地址： • 逻辑地址： 20 位 段基址 （段寄存器的内容）16位 偏移地址（字节距离）16位
控制 累加器 标志寄存器
暂存器
ALU
2
8088/8086的功能结构
16位微处理器也具有以上结构中的基本单元， 但更为复杂。 以8088为例讲解16位微处理器的功能结构。 8088是8086的简化版本。
3
地址加法器
AH AL BL CL DL SP B P DI SI 数据总线 暂存寄存 器
用于串操作指令中，控制地址的变化方向：
设置DF＝0，串操作后存储器地址自动增量（增址） ； 设置DF＝1，串操作后存储器地址自动减量（减址） 。 串：存储器中一序列字或字节单元
串操作——对序列字或字节单元中的内容进行某种操作 ， 比如：将一个字符串从源区传送到目的区 。
MOVS——串传送指令 CMPS——串比较指令 SCAS— —串扫描指令 LODS——装入串指令 STOS——存储 串指令
外存主要指用来长久保存数据的外部存储介质， 常见的有硬盘、光盘、磁带、U盘等。外存的数据 只能通过主存间接地与CPU交换数据
3AH + 7CH＝B6H AAH + 7CH＝（1）26H 没有进位：CF=0 有进位：CF=1
例如（以8位运算为例，8088中为16位）：
10
溢出标志OF（Overflow Flag）
第3章(1)微机原理与接口技术(第三版)(王忠民)
第三章 80x86微处理器
第三章 80x86微处理器
2. 数据总线从8086的16位到80586的64位。数据 总线是计算机中组成各部件间进行数据传送时的公共 通道。其位数（宽度）表示CPU的字长，数据总线位数 越多，数据交换的速度越快。
微机原理与接口技术
——第三章 80x86微处理器
西安邮电大学 计算机学院
范琳
第三章 80x86微处理器
1
80x86 微处理器简介
2
8086 微处理器
3
8086 寄存器
4
8086 引脚功能
5
8086 存储器组织
第三章 80x86微处理器
3.1 80x86微处理器简介
80x86微处理器是美国Intel公司生产的系列微处 理器。从8086开始到目前已进入第五代微处理器： 8086（8088）、80286、80386、80486和80586 （Pentium、Pentium ⅡⅣ）。其主要发展特点是：
近的数据可能很快就会被使用。
所以，层次结构的存储器系统，可以将最近访问 过的内容放入Cache，将近期访问过内容所属的整 个块放入Cache。
第三章 80x86微处理器
80x86CPU在发展过程中，存储器的管理机制也 发生了较大变化。
8086/8088CPU：分段实方式 80286CPU：分段实方式、保护方式（可提供虚 拟存储管理和多任务管理机制）。 8038680586CPU：分段实方式、保护方式、虚 拟8086方式（可同时模拟多个8086处理器工作）。
微机原理-微处理器8086基础知识
02
微处理器8086基础知识
8086微处理器的结构与功能
8086微处理器由运算器、控制 器、寄存器组、内部总线等组成，
是计算机系统的核心部件。
8086微处理器具有处理指令、 执行算术逻辑运算、控制输入输 出等功能，是计算机实现信息处
理的关键部件。
8086微处理器采用16位字长， 支持多任务处理，可实现高效的
详细描述
基址加变址加变址加位移寻址方式是指操作数的地址由基址寄存器、变址寄存器、位移量共同确定。这种方式的 特点是可以通过对基址寄存器和变址寄存器的修改来方便地实现数据的传递和交换，同时也可以实现数组元素的 访问和修改。
04
8086的指令集
数据传送指令
MOV指令
用于将数据从一个位置移动到另一个 位置。格式为MOV dest, src。
06
8086的输入输出系统
输入输出指令
IN指令
用于从指定的I/O端口读取数据到累加器。
OUT指令
用于将累加器中的数据写入到指定的I/O端口。
输入输出指令对累加器内容的影响
使用IN指令后，累加器的内容将被替换为从I/O端口读取的数据；使用OUT指令后，累加 器的内容将被写入到指定的I/O端口，同时累加器的内容将被清零。
学习微机原理有助于培养学生的逻辑思维、问题解决能力以及创新能力，对未来的 职业发展具有重要意义。
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逻辑指令
AND、OR和XOR指令
用于执行逻辑与、或和异或操作。格式为 AND dest, src、OR dest, src和XOR dest, src。
NOT指令
用于执行逻辑非操作。格式为NOT dest。
控制转移指令
微机原理知识点整理
JB EXIT
CMP AL，66H
J，27H
DECI： SUB AL，30H
DISPL： PUSH AX
MOV CL，4
MOV AH，2
SHL AL，CL
INT 21H
MOV CX，4
POP AX
LOOP1： SHL AL，1
LOOP LOOP1
JC ONE
INC BL
MOV DL，30H
基址变址寻址 MOV AX,[BP][DI] MOV AX, [BX][BP]（×） MOV AX, [SI][DI]（×）
相对基址变址寻址 MOV AX,MASK[BX][SI]
MOV DS,ES （×） MOV DS,2000H （×）
（1） MOV CS，1000H （2） ADC BX，25H （3） ADD [BX]，20 （4） MUL AX，BL
1
变址寄存器：系统中有两个 16 位的变址寄存器 SI 和 DI，其中 SI 是源变址寄存器，DI 是目的变址 寄存器，都用于指令的变址寻址方式。
专用寄存器包括段寄存器、指令指针和标志寄存器。
段寄存器：系统中共有 4 个 16 位段寄存器，即代码段寄存器 CS、数据段寄存器 DS、堆栈段寄存器 SS 和附加段寄存器 ES。这些段寄存器的内容与有效的地址偏移量一起，可确定内存的物理地址。 通常 CS 划定并控制程序区，DS 和 ES 控制数据区，SS 控制堆栈区。 指令指针寄存器 指令指针寄存器 IP：用来控制 CPU 的指令执行顺序，它和代码段寄存器 CS 一起可以确定当前所要 取的指令的内存地址。顺序执行程序时，CPU 每取一个指令字节，IP 自动加 1，指向下一个要读取 的字节；当 IP 单独改变时，会发生段内的程序转移；当 CS 和 IP 同时改变时，会产生段间的程序 转移。 标志寄存器 PSW：用来存放 CPU 在工作过程中的状态。共有 9 个标志位。可分成两类：一类为状态 标志，一类为控制标志。其中状态标志表示前一步操作(如加、减等)执行以后，ALU 所处的状态， 后续操作可以根据这些状态标志进行判断，实现转移；控制标志则可以通过指令人为设置，用以对 某一种特定的功能起控制作用(如中断屏蔽等)，反映了人们对微机系统工作方式的可控制性。
微机原理_8088(8086)工作原理
8088/8086寄存器结构 8088/8086寄存器结构
15 AH BH CH DH 8 7 AX AL BX BL CX CL DX DL SP BP DI SI IP FLAGS CS DS ES SS 0 累加器 基址变址 计数 数据 堆栈指针 基址指针 目的变址 源变址 指令指针 标志 代码 数据
AX（Accumulator BX（Base
CX（Count DX（Data
指针寄存器
堆栈指针SP(Stack Pointer)： 堆栈指针SP(Stack Pointer)：用于实现内存中的堆栈
存储方式（FILO），指示栈顶的偏移地址; ），指示栈顶的偏移地址 存储方式（FILO），指示栈顶的偏移地址;
总线接口部件 (Bus Interface Unit)
执行部件 用来存放计算的中间结果， 用来存放计算的中间结果， (Execution Unit) CPU从寄存器中存取数据比从 CPU从寄存器中存取数据比从
负责指令的译码、 负责指令的译码、 存储器中存取数据要快得多。 存储器中存取数据要快得多。 与微处理器外部总线连接， 与微处理器外部总线连接，负责 执行等。 BIU 执行等。 大量使用寄存器能提高计算机 与存储器、I/O接口进行数据交换 接口进行数据交换， 与存储器、I/O接口进行数据交换， 运行速度， 运行速度，但也提高了成本 存取指令、操作数等。 存取指令、操作数等。
指令指针IP(Instruction Pointer)： 指令指针IP(Instruction Pointer)：计算机之所以
能自动地一条一条地取出并执行指令，是因为CPU中 能自动地一条一条地取出并执行指令，是因为CPU中 有一个跟踪指令地址的电路，其核心就是指令指针IP， 有一个跟踪指令地址的电路，其核心就是指令指针IP， 它用于指明当前应该调用内存中哪个地址位置的指令 CPU中来运行 中来运行， 到CPU中来运行，从而实现计算机自动运行程序员事 先安排好的软件。 先安排好的软件。
微机原理16位32位CPU(8086)
S6-S3：输出CPU的工作状态。 S6：指示8086/8088当前是否与总线相连， S6=0，表示 8086/8088当前与总线相连。 S5：表明中断允许标志当前的设置。 S5=0，表示CPU中断是关闭的，禁止一切可屏蔽中断源的 中断请求；S5=1，表示CPU中断是开放的，允许一切可屏 蔽中断源的中断申请。
出一个“准备好”信号，之后CPU才会自动脱离TW状态而进入T4状态。
• ⑤在T4状态，总线周期结束。
2.1.2 8086的引脚信号和工作模式
1. 最小模式和最大模式的概念
根据所连的存储器和外设规模的不同，使它们可以在两种模式下工 作： (1)最小模式:
在系统中只有一8086/8088CPU。 (2)最大模式： 有两个或两个以上的CPU，一个为主处理器8086/8088， 另一个为协处理器8087/8089。 数值运算协处理器8087, 输入输出协处理器8089。
奇
进
偶
借
标
位
志
标
志
1-有进Байду номын сангаас借位 0-无进、借位
1-低4位向高4位有进、借位 0-低4位向高4位无进、借位
④标志寄存器
根据功能，标志可以分为两类：状态标志和控制标志 状态标志：表示前面的操作执行后，ALU所处的状态，这种状态像某
种先决条件一样影响后面的操作。 控制标志：表示对某一种特定的功能起控制作用。指令系统中有专门
2.1.1 8086的编程结构
在编程结构图中，从功能上划分，8086分为两大部分：即 总线接口部件BIU（Bus Interface Unit） 执行部件EU（Execution Unit）
微机原理课后习题答案
微机原理课后习题答案2.1 8086 CPU 在内部结构上由哪几部分组成?其功能是什么?【答】8086 的内部结构－成两部分:总线接口部件BIU，负责控制存储器读写。
执行部件EU,EU 从指令队列中取出指令并执行。
8086 是16 位微处理器，有16 根数据线、20 根地址线，内部寄存器、运算部件以及内部操作都是按16 位设计的。
2.2 8086 的总线接口部件有那几部分组成?【答】8086 的总线接口部件主要由下面几部分组成：4 个段寄存器CS/DS/ES/SS, 一个16 位的指令指针寄存器IP, 一个20 位地址加法器, 6 字节的指令队列,内部暂存器以及输入输出电路组成.2.3 8086 的执行部件有什么功能?由那几部分组成?【答】8086 的执行部件主要由下面几部分组成：（1）四个16 位通用寄存器AX、BX、CX、DX, 通用四个16 位专用寄存器,包括二个指针寄存器SP、BP, 二个变址寄存器SI、DI, 算术逻辑单元ALU,标志寄存器。
2.4 8086CPU 状态标志和控制标志又何不同?程序中是怎样利用这两类标志的? 8086 的状态标志和控制标志分别有哪些?【答】标志分两类：状态标志（6 位）：反映刚刚完成的操作结果情况。
控制标志（3 位）：在某些指令操作中起控制作用。
2.5 8086/8088 和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? 8086CPU 执行转移指令时，指令队列寄存器内容如何变化？【答】传统的计算机一般按照取指令、指令译码/执行指令的步骤工作。
在8086/8088 中,指令的提取与执行分别由总线接口部件BIU 与执行部件EU 完成,8086/8088 可以在取指令同时又可以执行指令,这种并行工作方式有力的提高了CPU 的工作效率。
2.6 将两数相加，即0100 1100 加0110 0101，CF、PF、AF、ZF、SF、OF 各为何值？【答】0100 1100+0110 0101=10110001CF=0，PF=1，AF=1，ZF=0，SF=1，OF=12.7 存储器的逻辑地址由哪几部分组成？存储器的物理地址是怎样形成的？一个具有20 位地址线的CPU，其最大物理地址为多少？【答】存储器的逻辑地址由段地址与段内偏移地址组成。
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4．8086 和8088 二者的指令系统完全兼容
（1）有24 种寻址方式，具有乘、除法指令等。 （2）取指令和执行指令的操作并行运行，运行速度大大提高。
（3）具有最小模式和最大模式，应用领域宽广，适应性强。
（4）可方便地和数据处理器8087、I/O 处理器8089 或其它处理器 组成多处理机系统，提高数据处理能力和输人输出能力。
代码段寄存器 CS 标 志 寄 存 器
数据段寄存器 DS
堆栈段寄存器 SS
附加段寄存器 ES
由于8086/8088 CPU 可直接寻址的存储器空间是1M字节，直接寻址需要 20位地址码，而所有的内部寄存器都是16位的，用这些寄存器只能寻址 64K字节，为此需要采取分段技术来解决这个问题。
表3.1
通用寄存器的隐含使用
程序调试过程中。
3.1.2 8086/8088 的寄存器结构
四、指令指针寄存器 IP ★ 16 位的指令指针寄存器 IP 用来存放将要执行的下一条 指令在代码段中的偏移地址。 ★ 在程序运行过程中，BIU 可修改 IP 中的内容，使它始终 指向将要执行的下一条指令。 ★ 程序不能直接访问 IP，但可通过某些指令修改 IP 内容。 ★ 如遇到转移类指令，则将转移目标地址送人IP中，以实 现程序的转移。
★ 规则字的读／写操作可以一次完成。由于两个存储体上的地址
线 A19～A1 是连在一起的，只要使 A0＝０，BHE＝０，就可 以实现一次在两个存储体中对一个字的读／写操作。 ★ 读写的是从奇地址开始的字（高字节在偶体中，低字节在奇体 中），这种字的存放规则称为“非规则字”或“非对准字”。 ★ 非规则字的读／写，需要两次访问存储器才能完成。 第一次访问存储器读／写奇地址中的字节；
三、标志寄存器 FR
1．CF 进位标志位：算术运算指令执行之后，运算结果最高位若
产生进位或借位，则：CF ＝１，否则置 CF ＝０。
2．PF 奇偶标志：运算指令执行后，如果运算结果中 １的个数为 偶数，则： PF ＝１，否则置 PF＝０。
3．AF 辅助进位标志位：加减法运算过程中，若第３位有进位或
3.3.1 最小方式的引脚定义
8086 CPU 的内部各功能部件之间的相互连接图
3.3.1 最小方式的引脚定义
一、两种工作模式 可工作在最小模式（MN）和最大模式（MX）两种情况下 1．在最小模式下，没有协处理器，所有的控制信号都由 CPU 自 身发出的。 2．在最大模式下，包含有两个或多个协处理器， 8086/8088 CPU 本身为主处理器，它通过 8288 总线控制器提供控制信号。 3．工作在最小模式（MN）和最大模式（MX）两种情况下有些 引脚的功能有双重作用，名称也不同。 4．8086 CPU 的外部引脚信号与内部结构如前图所示。图中括号 内所示为最大模式下被重新定义的控制信号。
★ 当BHE有效时，选定奇体，体内地址由：A19 ～A1 确定。
★ 当 A0 ＝ 0 时，选定偶体，体内地址由：A19 ～A1 确定。
二、8086 CPU 对存储器的访问
1．从偶地址存储体或从奇地址存储体读写一个字节。 2．读写一个字：规则字、非规则字
四、规则字和非规则字
★ 读写的是从偶地址开始的字（高字节在奇体中，低字节在偶体 中），这种字的存放规则称为“规则字”或“对准字”。
有效地址 EA 存储器
DS 数据段寄存器
地址加法器 操作数的 20 位物理地址
数据段
4．扩展段寻址
SI 数据段寄存器 DS数据段寄存器
存储器
左移四位
地址加法器
操 作 数 地 址
数据段
DS段
DI 数据段寄存器 ES扩展段寄存器 左移四位
ES段
扩展段
3.2.4 堆栈
★ 堆栈是在存储器中定义的一个堆栈段（特殊存储区域） ★ 同其它逻辑段一样，容量达 64KB（在 1MB 存储空间中） 1．堆栈段的段基址由堆栈寄存器SS 给定；断内偏移地址由堆栈 指针SP 给出，当栈空时，SP 指向堆栈栈底 。 2．堆栈以字为单位进行操作；堆栈中的数据项必须以规定宇的 形式存储，每访问一次堆栈，能压入/弹出一个字的信息。 3．堆栈的操作是入栈（PUSH）操作和弹出（POP）操作； ★ 入栈操作：先修改SP的内容（SP－2→SP），后将信息入栈； ★ 弹出操作：先将信息出栈，后修改SP的内容（SP＋２→SP）
● 8086 微处理器内部寄存器的分类、名称及功能；
● 8086 微处理器系统存储器的结构及堆栈的功能； ● 8086 系统总线的形成及两种模式下的总线周期；
● 了解 80X86 系列微处理器的基本结构和功能。
3.1 8086/8088 微处理器的内部结构
1．8086/8088 CPU是16位的第三代微处理器 2．8086 其内部数据总线和外部数据总线均16位 8088 却具有16 位的内部总线和8位的外部数据总线； （因而称为准16 位机） 3．均具有20 位地址总线，可寻址的内存地址空间达1M字节， 可寻址的I/O 地址空间为64 K字节，
3.1.1 8086/8088 的功能结构
一、8086/8088 CPU内部结构
有两个独立的
功能部件构成
1．EU
指令执行部件
2．BIU
总线接口部件
3.1.1 8086/8088 的功能结构
二、执行单元EU和总线接口单元BIU 1．指令执行单元 EU ★ 四个部件组成 ★ 功能是执行指令
通用寄存器组
段 基 址
偏
移 地 址
地 址 加 法 器
物
理
地
址
逻辑地址来源
存目标串
1．代码段寻址
程序计数器 PC
指 令 指 针 IP 存储器
CS代码段寄存器
左移四位
地址加法器 20位当前指令物理地址
代码段
2．堆栈段寻址
堆栈指针 SP 存储器
SS代码段寄存器
左移四位
地址加法器 20位当前指令物理地址
堆栈段
3．数据段寻址
3.1.2 8086/8088 的寄存器结构
一、通用寄存器组 EU单元中设有: 4 个16 位通用寄存器 AX BX CX DX 2 个16 位指针寄存器 SP BP
2 个16 位变址寄存器 DI SI
3.1.2 8086/8088 的寄存器结构
二、段寄存器 BIU单元中设置有4 个16 位 的段寄存器，用来存放段的 基地址，它们分别是 ：
3.2.2 存储器的分段
三、段内地址的确定
★ 由于一个段中最多可以包括一个 64K 字节的存储空间，故段内
任一存储单元的地址可以用相对于段基址的16位偏移量来表示；
★ 该偏移量称为当前段内的“偏移地址”，可用CPU 中的16 位通 用 寄存器来存放。
6000 B000 A000 8000 堆栈段 数据段 附加段 代码段
运算单元ALU
EU 控制器
16位标志寄存器FR
3.1.1 8086/8088 的功能结构
二、执行单元EU和总线接口单元BIU 2．总线接口单元BIU 地址加法器
专用寄存器组 总线控制电路 ★ 四个部件组成 ★ 功能是：
▲
形成访问存储器的物理地址从存储器取 出的指令暂存到指令队列中等待执行
▲
配合EU部件访问存储器或I/O端口，读取 操作数参加EU中的运算或存放运算结果 指令队列
第三章 8086/8088微处理器结构
内容摘要:
主要内容包括 8086 CPU的内部结构及体系结构；8086 微处理器的引脚和功能；8086/8088 系统中的存储器结构和 系统总线的形成；最小、最大模式下系统时序的分析等。
学习要点
● 8086 微处理器的内部结构及EU、BIU 部件的作用； ● 了解8086 微处理器的外部引脚特性；
● 访问其中任何一个字节，应给出其物理地址。
3.2.1 存储器的组成
一、存储器的组成 1．8086 系统中存储器的编址方式
★ 将1M 字节的存储空间分成两个512Ｋ字节的存储体。
★ 一个存储体仅包含偶数地址，另一个存储体中仅包含奇数地址， 两体之间采用字节交叉编址方式，如下图：
一个存储体 512K（偶地址体或奇地址体），只需19位地址：
3.3 8086 微处理器的引脚信号和总线形成
3.3.1 最小方式的引脚定义
★ 8086/8088 CPU 包含16 条 数据线、20条地址线和一
些必要的控制信号
★ 采用分时复用地址/数据 总线的技术，减少了芯片
的引脚，构成40条引脚双
列直插式封装。 ★ 8086和8088 CPU 的引脚 功能基本相同，本节介绍 8086CPU 的引脚
有借住，则： AF ＝１，否则置 AF ＝０。
4．ZF 零标志位：运算的结果为０，则：ZF ＝１,否则ZF ＝０。 5．SF 符号标志位：他和运算结果的最高位相同。
6．OF 溢出标志：运算结果有溢出则 OF ＝１，否则置 OF ＝０。
7．IF 中断标志位：用于控制可屏蔽的硬件中断，该标志可用指令 置位（1）或复位（置零）。
第二次访问存储器读／写偶地址中的字节。
3.2.2 存储器的分段
一、划分逻辑段
★ 在8086/8088 系统中，可寻址的存储 器空间为1M 字节，每个存储单元对应一 个唯一的20 位的物理地址；对整个存储 空间寻址需20 位地址，但 CPU 可以提供 地址的寄存器 BX、IP、SP、BP、SI 和
DI 及运算单元都是16 位，可以寻址的空
IF ＝1可接受中断； IF ＝0 中断被屏蔽，不接受中断。
8．DF 方向标志位：指定字符串处理指令的步进方向，可用指令置位 或清零。DF ＝1，串处理以递减方式由高地址向低地址方向进行；
DF ＝0，串处理以递增方式由低地址向高地址方向进行。
9．TF 单步标志位：TF ＝1，表示控制CPU 进入单步工作方式。 此方式下，CPU 执行完一条指令就自动产生一次内部中断，用于