清华大学：《汇编语言程序设计》第二章 80x86计算机组织

第二章80×86计算机组织 计算机系统 存储器 中央处理机 外部设备

1 第二章 80x86计算机组织 • 计算机系统 • 存储器 • 中央处理机 • 外部设备

1.计算机系统 硬件 存储器 中央处理机,总线控制 大容量 接口 CPU 逻辑 存储器 系统总线 接口O设备 IO子系统 软件:系统软件用户软件

2 1. 计算机系统 硬件： 中央处理机 CPU 总线控制 逻辑 接 口 接 口 存储器 大容量 存储器 I/O设备 I/O子系统 系 统 总 线 . . . . . . 软件：系统软件 用户软件

2.存储器 存储单元的地址和内容: √存储器以字节(8bit)为单位存储信息、 每个字节单元有一个地址,从0编号,顺序加1 地址用二进制数表示(无符号整数,写成十六进制) 个字要占用相继的两个字节 低位字节存入低地址,高位字节存入高地址 √机器以偶地址访问(读/写)存储器 字单元地址用它的低地址来表示

3 2. 存储器 存储单元的地址和内容：  存储器以字节（8 bit）为单位存储信息  每个字节单元有一个地址，从0 编号，顺序加 1  地址用二进制数表示（无符号整数，写成十六进制）  一个字要占用相继的两个字节  低位字节存入低地址，高位字节存入高地址  机器以偶地址访问（读/ 写）存储器  字单元地址用它的低地址来表示

存储器 001111110004(1000)=9FH 001001101001H(1001H)=26H 000111101002H(1002H)=1EH 110101111003(1003)=D7H (1000H)=269FH (1002H)=D7EH (1001H)=1E26H 访问两次存储器 ox01234567 Big endian 100 0x101 0x102 0103 45 ∠:1 Little endian 0x101 0x102 0x103 45 01

4 1 0 0 1 1 1 1 1 1000H ( 1000H) = 9F H 0 0 1 0 0 1 1 0 1001H 0 0 0 1 1 1 1 0 1002H ( 1002H ) = 1E H 1 1 0 1 0 1 1 1 1003H ( 1000H) = 269F H ( 1002H ) = D71E H ( 1001H ) = 1E26 H 访问两次存储器 ( 1001H ) = 26 H ( 1003H ) = D7 H 存储器

存储器的分段: 20根地址线:地址范围00000H~ FFFFFH 机器字长16位:仅能表示地址范围0000H~ FFFFH 小段:每16个字节为一小段,共有64K个小段 小段的首地址 00000H 0000FH 00010H~0001FH 00020H 0002FH FFFFOH FFFFFH 段起始地址:小段首地址 段的大小:64K范围内的任意字节

5 存储器的分段： 20 根地址线： 地址范围 00000H ~ FFFFFH 机器字长16位：仅能表示地址范围 0000H ~ FFFFH 小段：每16个字节为一小段，共有64K个小段 小段的首地址 00000H ~ 0000F H 00010H ~ 0001F H 00020H ~ 0002F H … FFFF0 H ~ FFFFF H 段起始地址：小段首地址 段的大小： 64K 范围内的任意字节

物理地址:每个存储单元唯一的20位地址 段地址:段起始地址的高16位 偏移地址:段内相对于段起始地址的偏移值(16位) (有效地址EA) 物理地址=16d×段地址+偏移地址 16位段地址 0000 16位偏移地址 20位物理地址

6 物理地址 = 16d  段地址 + 偏移地址 16 位 段 地 址 16 位 偏 移 地 址 0000 + 20 位 物 理 地 址 物理地址：每个存储单元唯一的20 位地址 段地址：段起始地址的高 16 位 偏移地址：段内相对于段起始地址的偏移值（16 位） （有效地址 EA）

存储器的逻辑分段 存储器 01500H 段寄存器 64K代码 CS0150H I COOH DS 4200H 64K堆栈 S 1CDOH 42000H ES B000H 64K数据 BO0OOH 64K附加数据

7 存储器的逻辑分段： 存储器 64K代码 01500H 42000H 0150H 1CD00H 4200H 1CD0H 段寄存器 CS DS SS ES 64K堆栈 64K数据 64K附加数据 B0000H B000H

CS0200H 存储器 DS 0400H S0480H 02000H 8K代码 04000H 2K数据 256堆栈 04800H 例:(DS)=0400H,EA=1234H 物理地址=16d×(DS)+EA 05234H

8 存储器 8K代码 2K数据 256堆栈 02000H 04800H 04000H 0200H 0400H 0480H CS DS SS 例：(DS) = 0400H, EA = 1234H, 物理地址 = 16d  (DS) + EA = 05234H

3.中央处理机 CPU组成:算术逻辑部件ALU、控制逻辑、工作寄存器 8086/8088寄存器组 数据寄存器: 高8位低8位 AX Ah AL BX BH BL CX CH CL DH DL 指针及变址寄存器:SP、BP、SⅠ、DI 段寄存器 CS、DS、SS、ES 控制寄存器 IP、 FLAGS

9 3. 中央处理机 8086/8088寄存器组： 数据寄存器： 指针及变址寄存器：SP、BP、SI、DI 段寄存器： CS、DS、SS、ES 控制寄存器： IP、FLAGS CPU组成：算术逻辑部件ALU、控制逻辑、工作寄存器 AX BX CX DX AH AL BH BL CH CL DH DL 高8位 低8位

标志寄存器(程序状态字寄存器PSW) 1514131211109876543210 OF DF IF TFSFIZF AF CF 条件码标志: 控制标志: OF溢出标志 DF方向标志 SF符号标志 IF中断标志 zF零标志 TF陷阱标志 CF进位标志 AF辅助进位标志 PF奇偶标志

10 标志寄存器（程序状态字寄存器PSW） 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 条件码标志： 控制标志： OF 溢出标志 DF 方向标志 SF 符号标志 IF 中断标志 ZF 零标志 TF 陷阱标志 CF 进位标志 AF 辅助进位标志 PF 奇偶标志 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF