黄强 汇编 第1章基础知识.ppt

数据表示与运算
8086/8088系统结构
80X86/Pentium微处理器简介
计算机语言基本概念
第1章基础知识
8086/8088CPU的内部结构8086CPU 内部结构如图1-2所示。按功能可分为两大部分:总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)和执行单元EU(Execution Unit)。
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8086/8088系统结构
 总线接口单元BIU是8086CPU同存储器和I/O设备之间的接口部件,负责对全部引脚的操作,即8086所有对存储器和I/O设备的操作都是由BIU完成的。其具体任务是:负责从内存单元中预取指令,并将它们送到指令队列缓冲器暂存。CPU执行指令时,总线接口单元要配合执行单元,从指定的内存单元或者I/O端口中取数据传送给执行单元,或者把执行单元的处理结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。 总线接口单元BIU由20位地址加法器、四个段寄存器、16位指令指针IP、指令队列缓冲器和总线控制逻辑电路等组成。
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(1)地址加法器和段寄存器 8086CPU的20条地址线,可直接寻址1MB存储器物理空间。但CPU内部寄存器均为16位的寄存器。那么,16位的寄存器如何实现20位地址寻址呢?它是由专门地址加法器将有关段寄存器内容(段的起始地址)左移四位后,与16位偏移地址相加,形成了一个20位的物理地址,以对存储单元寻址。
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比如在取指令时,由16位指令指针(IP)提供一个有效地址(逻辑地址或偏移地址),在地址加法器中与代码段寄存器(CS)左移四位后的内容相加,形成实际的20位物理地址,送到总线上实现取指令的寻址。图1-3表示出了这一物理地址的形成过程。例如:假定代码段寄存器(CS)=2000H,指令码单元的偏移地址(IP)=1000H,则此指令的物理地址为21000H。
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(2)16位指令指针IP(Instruction Pointer) 指令指针IP用来存放下一条待执行指令在代码段中的偏移地址。它只有和CS相结合,才能形成指向指令存放单元的物理地址。在程序运行中,IP的内容由BIU自动修改,使它总是指向下一条要取的指令在现行代码段中的偏移地址。用户不能直接访问IP,但可以通过某些指令修改它的内容。例如:转移指令可将转移目标的偏移地址送入IP来实现程序的转移。
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(3)指令队列缓冲器 当EU正在执行指令中,且不需占用总线时,BIU会自动地进行预取指令操作,将所取得的指令按先后次序存入一个六字节的指令队列寄存器,该队列寄存器按“先进先出”的方式工作。并按顺序取到EU中执行。
(4)总线控制逻辑电路 总线控制逻辑电路将8086CPU的内部总线和外部总线相连,是8086CPU与内存单元或I/O端口进行数据交换的必经之路。它包括16条数据总线、20条地址总线和若干条控制总线,CPU通过这些总线与外部取得联系,从而构成各种规模的8086微型计算机系统。
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 执行单元中包含一个16位的运算器ALU,八个16位的寄存器,一个16位标志寄存器FLAGS,一个数据暂存寄存器和执行单元的控制电路,也就是说它已经包含了微处理机的三个基本部件。这个单元进行所有指令的解释和执行,同时管理上述有关的寄存器。
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(1)算术逻辑运算单元(ALU) 它是一个16位的运算器,可用于8/16位二进制算术和逻辑运算,也可按指令的寻址方式计算寻址存储器所需的16位偏移量。(2)标志寄存器(FLAGS) 它是一个16位的运算器,用来反映CPU运算的状态特征和存放某些控制标志。
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