微机原理课件第二章 8086系统结构

例：AX=6A8BH，BX=4369H。求在ADD AX，BX指令执行之 后的结果及PSW中各状态标志位的值？ AX=？BX=？ CF=？PF=？AF=? ZF=? SF=? OF=?
2、控制标志位：控制CPU的某种操作
•TF（Trap Flag）—陷阱标志位(单步标志位、跟踪标志位)。当 该位置1时，将使8086进入单步方式执行程序，通常用于程序的 调试。 •IF（Interrupt Flag）—中断标志位，若该位置1，则CPU可以 响应可屏蔽中断，否则就不能响应可屏蔽中断。 •DF（Direction Flag）—方向标志位，若该位置1，则串处理指 令的地址指针为减量修改，反之，为增量修改。
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二. 指针和变址寄存器：SP、BP、SI、DI
SP（Stack Pointer）：堆栈指针寄存器 BP（Base Pointer）：基址指针寄存器 SI（Source Index）：源变址寄存器ห้องสมุดไป่ตู้DI（Destination Index）：目的变址寄存器 功能：一般用来存放偏移地址，作为地址指针。
一. 通用寄存器：AX、BX、CX、DX
AX（Accumulator）：累加器，BX（Base）：基址寄存器， CX（Counter）：计数器， DX（Data）：数据寄存器， 功能：一般用来存放数据 特点：可一拆为二，成为8个8位寄存器。高8位AH、BH、CH、 DH，低8位AL、BL、 CL、DL 注：8位累加器为AL
• 物理地址：与每个存储单元唯一对应的20位二进制地址 • 逻辑地址：（段基址：偏移地址）
物理地址=段基址×16（或左移4位）+偏移地址
• 注意：每个存储单元的物理地址是唯一的，但逻辑地址却 有许多种。
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四. 控制寄存器IP、PSW
IP（Instruction Pointer）：指令指针寄存器 功能：存放下一条指令的偏移地址，具有自动加1的功能。 原理：IP和代码段寄存器CS一起可以确定下一条指令的物理地 址。顺序执行程序时，CPU每取一条指令，IP由BIU自动修改 （+1、+2…+6），指向下一条即将执行的指令。 计算机用IP来控制指令序列的执行流程。
• 联系BIU和EU的纽带为流水指令队列 • 队列是一种数据结构，工作方式为先进先出。写入的指令
只能存放在队列尾，读出的指令是队列头存放的指令。
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•BIU和EU的动作协调原则 BIU和EU按以下流水线技术原则协调工作，共同完成所 要求的任务： ①每当8086的指令队列中有空字节，BIU就会自动把下 一条指令取到指令队列中。 ②每当EU准备执行一条指令时，它会从BIU部件的指令 队列前部取出指令的代码，然后译码、执行指令。在执 行指令的过程中，如果必须访问存储器或者I／O端口， 那么EU就会请求BIU，完成访问内存或者I／O端口的操 作； ③当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU 便进入空闲状态。（BIU等待，总线空操作） ④开机或重启时，指令队列被清空；或在执行转移指令、 调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了 变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会 接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。 （EU等待）
•PF（Parity Flag）—奇偶标志位，当运算结果的低8位中1的个 数为偶数时，则该位置1，反之为0。
•AF（Auxiliary Carry Flag）—辅助进位标志位，做加法时，当 低四位向高四位（低半字节向高半字节）有进位，或在做减法时， 低四位向高四位有借位时，该标志位就置1，反之为0.
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•BIU和EU的动作协调原则
将8086 CPU分成二个独立的功能部件使二者能够 并行工作，把取指令工作和译码、执行指令工作重叠 进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速 度。
多数情况下，BIU在不停地向队列写入指令，而EU 每执行完一条指令后，就从队列读取下一条指令。二 者的动作既独立，又协调。
并存入指针及变址寄存器SP、BP、SI、DI中 2、段起始地址的低4位为0（即20位二进制地址的最低4 位为0，或5位十六进制地址的最低位为0），段基址可存 入段寄存器中
• 一些与地址有关的概念： • 段基址：段起始地址的高16位，存于段寄存器中
• 偏移地址：段内某单元相对于段起始地址的偏移量，存入 指针及变址寄存器中。又称作有效地址(EA)。
•ZF（Zero Flag）—零标志位，运算结果为0时，该标志位置1， 否则清0。
•SF（Sign Flag）—符号标志位，当运算结果的最高位为1，该 标志位置1，否则清0。即与运算结果的最高位相同。
•OF（Overflow Flag）—溢出标志位，反映运算结果是否超出 了8位或16位带符号数所能表达的范围。（方法1：CF与次高位 向最高位的进位相异或；方法2：将参与运算的数和结果均看作 带符号数，判断结果的符号是否合理，如正+正=负 则溢出） 13
BIU和EU之间相互配合又相互独立的并行而非同步 的工作方式极大提高了CPU的工作效率。
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第二章 8086系统结构——8086CPU的内部寄存器
寄存器：用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。可以 看作位于CPU内的存储单元。 特点：位于CPU内，存取速度比内存快得多； 只需通过内部总线，无需通过系统总线来访问。 一般：寄存器个数越多，计算机的运行速度越快。 8086CPU中共包含14个16位寄存器，分为4组。
PSW （Program Status Word）：标志（或程序状态字）寄存 器功能：每位的0和1代表两种不同的状态信息。
16位中有9位有意义，分为状态标志（6个）和控制标志（3个）。
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1、状态标志位：表示运算结果的某种特征， 后续操作可以根据 这些状态标志进行判断，实现程序分支。
•CF（Carry Flag）—进位标志位，做加法时最高位出现进位或 做减法时最高位出现借位，该位置1，反之为0。
三. 段寄存器：CS、DS、SS、ES
CS（Code Segment）：代码段寄存器 DS （Data Segment）：数据段寄存器 SS （Stack Segment）：堆栈段寄存器 ES （Extra Segment）：附加段寄存器。 功能：存放段基址（段起始地址的高16位）
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• 矛盾：20位的物理地址如何存入16位的寄存器中？ • 解决方法：将1M的内存分成若干逻辑段 • 分段原则：1、段长<=64K，段内偏移地址可用16位表示，