8086的内部结构优秀PPT.ppt

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1、8086的内部组成在微型计算机中的运算器、限制器都由CPU完成，在8086 内部依据具体的功能可以分为三个模块：执行单元EU,（中）限制单元CU,（左）总线接口单元BIU（右）8086的内部组成（图）CPU内部结构EU:执行部件，包括ALU、通用寄存器、数据暂存器等CU：限制部件，有指令队列、指令译码器等BIU：总线接口部件，加法器段值、偏移地址寄存器等EU、BIU可以并行执行，都由CU限制8086CPU的执行部件执行部件（EU）：8个通用寄存器（数据AX、BX、CX、DX；专用BP、SP、SI、DI）ALU，数据寄存器，标记寄存器FLAG背景学问-寄存器（Register）寄存器是CPU内部

2、的一些高速存储单元他们为处理器供应各种操作所须要的数据汇编语言程序中将接受他们各自的符号名例如，在Intel 8086/8088中，主要是：AXBXCXDXSI DIBPSP8086的寄存器组8086的寄存器（如图）都为16位，分为：EU:8个通用寄存器CU:1个指令指针寄存器EU:1个标记寄存器BIU:4个段寄存器驾驭通用寄存器的作用熟悉各个标记的含义切实理解存储器组织和存储空间分段的概念8086的寄存器组EU-通用寄存器8086的16位通用寄存器是：AXBXCXDXSIDIBPSP其中前4个数据寄存器都还可以分成高8位和低8位两个独立的寄存器。对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数据

3、。8086的8位通用寄存器是：AHBHCHDHALBLCLDLEU-数据寄存器数据寄存器用来存放计算的结果和操作数每个寄存器又有它们各自的专用目的：AX累加器，运用频度最高，用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息等；BX基址寄存器，常用做存放存储器地址；CX计数器，作为循环和串操作等指令中的隐含计数器；DX数据寄存器，常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址。EU-变址寄存器变址寄存器常用于存储器寻址时供应地址SI是源变址寄存器DI是目的变址寄存器串操作类指令中，SI和DI具有特殊的功能EU-指针寄存器指针寄存器用于寻址内存堆栈内的数据SP为堆栈指针寄存器，指示栈顶的偏移地址SP不能再

4、用于其他目的，具有专用目的BP为基址指针寄存器，表示数据在堆栈段中的基地址SP和BP寄存器与SS段寄存器联合运用以确定堆栈段中的存储单元地址详见堆栈操作指令EU-标记寄存器(FLAG)标记（Flag）用于反映指令执行结果或限制指令执行形式。8086处理器中各种常用的标记形成了一个16位的标记寄存器FLAGS（也称程序状态字PSW寄存器）。OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0FLAG-标记的作用指令的执行与标记有很大关系。标记分成两类：状态标记用来记录程序运行结果的状态信息，很多指令的执行都将相应地设置它。CF ZF SF PF OF AF限制标记可由程序依

5、据须要用指令设置，用于限制处理器执行指令的方式。DF IF TFFLAG-进位标记CF（Carry Flag）当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标记置1，即CF=1；否则CF=0。例如：3AH+7CHB6H，没有进位：CF=0AAH+7CH（1）26H，有进位：CF=1FLAG-零标记ZF（Zero Flag）若运算结果为0，则ZF=1，否则ZF=0。例如：3AH+7CHB6H，结果不是零：ZF=086H+7CH（1）00H，结果是零：ZF=1留意：ZF为1表示的结果是0FLAG-符号标记SF（Sign Flag）运算结果最高位为1，则SF=1；否则SF=0。例如：3A

6、H+7CHB6H，最高位D71：SF=186H+7CH（1）00H，最高位D70：SF=0有符号数据利用最高有效位表示数据的符号。所以，最高有效位就是符号标记的状态。FLAG-奇偶标记PF（Parity Flag）当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时，PF=1；否则PF=0。例如：3AH+7CHB6H10110110B，结果中有5个1，是奇数：PF=0留意：PF标记仅反映最低8位中“1”的个数是偶或奇，即使是进行16位字操作。FLAG-溢出标记OF（Overflow Flag）若算术运算的结果有溢出，则OF=1；否则 OF0。例如：3AH+7CHB6H，产生溢出：OF=1AAH+7CH

7、（1）26H，没有溢出：OF=0问题：什么是溢出？如何推断是否溢出？FLAG-帮助进位标记AF（Auxiliary Carry Flag）运算时D3位（低半字节）有进位或借位时，AF=1；否则AF=0。例如：3AH+7CHB6H，D3有进位：AF=1这个标记主要由处理器内部运用，用于十进制算术运算指令中，用户一般不必关切。FLAG-方向标记DF（Direction Flag）用于串操作指令中，限制地址的变更方向：设置DF0，串操作的存储器地址自动增加；设置DF1，串操作的存储器地址自动削减。CLD指令复位方向标记：DF0STD指令置位方向标记：DF1FLAG-中断允许标记IF（Interrup

8、t-enable Flag）用于限制外部可屏蔽中断是否可以被处理器响应：设置IF1，则允许中断；设置IF0，则禁止中断。CLI指令复位中断标记：IF0STI指令置位中断标记：IF1FLAG-单步执行标记TF（Trap Flag）用于限制处理器是否进入单步操作方式：设置TF0，处理器正常工作；设置TF1，处理器单步执行指令。单步执行指令处理器在每条指令执行结束时，便产生一个编号为1的内部中断。这种内部中断称为单步中断，所以TF也称为单步标记。利用单步中断可对程序进行逐条指令的调试。这种逐条指令调试程序的方法就是单步调试。附加学问-什么是溢出处理器内部以补码表示有符号数8个二进制位能够表达的整数范

9、围是：+127 -12816位表达的范围是：+32767 -32768假如运算结果超出了这个范围，就是产生了溢出有溢出，说明有符号数的运算结果不正确例如：3AH+7CHB6H，就是58+124182，已经超出-128 127范围，产生溢出，所以OF=1；另一方面，补码B6H表达真值是-74，明显运算结果也不正确。附加学问-溢出的推断推断运算结果是否溢出有一个简洁的规则：只有当两个相同符号数相加，而运算结果的符号与原数据符号相反时，产生溢出；因为，此时的运算结果明显不正确。其他状况下，则不会产生溢出。8086CPU的限制部件指令寄存器（IR）微地址形成单元微地址存储器限制存储器微指令形成单元 8

10、086的总线接口部件四个段寄存器指令指针IP段基值暂存器偏移地址暂存器加法器20 位地址寄存器BIU段寄存器16位寄存器，不行以干脆赋值或从存储器赋值，只能接受8个通用寄存器的值。CS 代码段寄存器DS 数据段寄存器SS 堆栈段寄存器ES 扩展段寄存器BIU-指令指针寄存器IP指令指针寄存器IP，指示代码段中指令的偏移地址它与代码段寄存器CS联用，确定下一条指令的物理地址计算机通过CS:IP寄存器来限制指令序列的执行流程IP寄存器是一个专用寄存器BIU段基值暂存器把4个段基址寄存器的值短暂存储，供加法器运用BIU偏移地址暂存器记录由ALU生成的16位偏移地址，给加法器运用BIU-加法器完成两个16 位地址（段地址、偏移地址）的20 位地址生成BIU20位地址寄存器20位物理地址寄存，送往地址总线关于8086的20 位地址寻址方式16位段地址左移4位，加上16位偏移地址生成20位物理地址因为8086 CPU是16位计算机，内部寄存器与ALU都是16位的具体的地址管理模式我们将在后续课程寻址方式中加以具体介绍关于逻辑地址与物理地址逻辑地址：在程序中用户表示的地址。段地址：偏移地址物理地址：访问存储器时，发生的真实地址。5位16进制数逻辑地址转换到物理地址