A2-18086CPU內(nèi)部各寄存器課件

思考從內(nèi)存取指令，送到CPU執(zhí)行。需要數(shù)據(jù)從內(nèi)存中讀取數(shù)據(jù)。

執(zhí)行指令4.把執(zhí)行結(jié)果寫入到內(nèi)存18086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU（ExecutionUnit）執(zhí)行部件1.功能：負(fù)責(zé)指令執(zhí)行。執(zhí)行部件不與外部打交通，它從總線接口部件的指令隊(duì)列中取指令，這樣省去了訪問內(nèi)存取指令的所需的時(shí)間。28086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU（ExecutionUnit）執(zhí)行部件2.組成：通用寄存器，ALU（算術(shù)邏輯運(yùn)算單），標(biāo)志寄存器等。38086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖EU控制單元：負(fù)責(zé)從BIU指令隊(duì)列中取指令，分析指令，然后分析指令的結(jié)果向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令。58086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)功能：負(fù)責(zé)與M(存儲(chǔ)器)/IO端口之間傳送數(shù)據(jù)。具體講：1.總線接口部件要從內(nèi)存取指令送到指令隊(duì)列；2.CPU執(zhí)行指令時(shí)，要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)端口中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件EU；3.或把執(zhí)行部件的操作結(jié)果傳給指定的M或I/O端口。68086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)2.組成：段寄存器(CS,DS,ES,SS)，16位指令指針寄存器，地址加法器(產(chǎn)生20位地址)，6B指令隊(duì)列緩沖器71.通用寄存器91)數(shù)據(jù)寄存器DLDHCLCHBLBHALAH數(shù)據(jù)寄存器計(jì)數(shù)寄存器基址寄存器累加器DXCXBXAX10數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器用來存放計(jì)算的結(jié)果和操作數(shù)，也可以存放地址每個(gè)寄存器又有它們各自的專用目的AX－－累加器，使用頻度最高，用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及與外設(shè)傳送信息等；BX－－基址寄存器，常用做存放存儲(chǔ)器地址；CX－－計(jì)數(shù)器，作為循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器；DX－－數(shù)據(jù)寄存器，常用來存放雙字長數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址。113)指針寄存器指針寄存器用于尋址內(nèi)存堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)

SP為堆棧指針寄存器，指示棧頂?shù)钠频刂?/p>

SP不能再用于其他目的，具有專用目的

BP為基址指針寄存器，表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址SP和BP寄存器與SS段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲(chǔ)單元地址SI,DI,SP,BP，只能按16位進(jìn)行存取操作132.段寄存器8086有4個(gè)16位段寄存器CS（代碼段）指明代碼段的起始地址SS（堆棧段）指明堆棧段的起始地址DS（數(shù)據(jù)段）指明數(shù)據(jù)段的起始地址ES（附加段）指明附加段的起始地址每個(gè)段寄存器用來確定一個(gè)邏輯段的起始地址，每種邏輯段均有各自的用途14代碼段（CodeSegment）代碼段用來存放程序的指令序列代碼段寄存器CS存放代碼段的段地址指令指針寄存器IP指示下條指令的偏移地址處理器利用CS:IP取得下一條要執(zhí)行的指令15數(shù)據(jù)段（DataSegment）數(shù)據(jù)段存放運(yùn)行程序所用的數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)段寄存器DS存放數(shù)據(jù)段的段地址各種主存尋址方式（有效地址EA）得到存儲(chǔ)器中操作數(shù)的偏移地址處理器利用DS:EA存取數(shù)據(jù)段中的數(shù)據(jù)17附加段（ExtraSegment）附加段是附加的數(shù)據(jù)段，也用于數(shù)據(jù)的保存：附加段寄存器ES存放附加段的段地址各種主存尋址方式（有效地址EA）得到存儲(chǔ)器中操作數(shù)的偏移地址處理器利用ES:EA存取附加段中的數(shù)據(jù)串操作指令將附加段作為其目的操作數(shù)的存放區(qū)域183.標(biāo)志寄存器標(biāo)志（Flag）用于反映指令執(zhí)行結(jié)果或控制指令執(zhí)行形式8086處理器的各種標(biāo)志形成了一個(gè)16位的標(biāo)志寄存器FR（標(biāo)志寄存器的內(nèi)容稱為程序狀態(tài)字PSW）程序設(shè)計(jì)需要利用標(biāo)志的狀態(tài)0123456789101112131415CFPFAFZFSFTFIFDFOF19標(biāo)志寄存器的設(shè)置標(biāo)志名稱設(shè)置未設(shè)置OFOV(溢出)NV(未溢出)ZFZRNZ(不等于0)AFACNA(無進(jìn)位)PFPE(偶)PO(奇)SFNG(負(fù))PL(正)CFCYNC(無進(jìn)位)DFDN(減少)UP(增加)IFEI(許可)DI(禁止)21進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag）當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)位（加法）或借位（減法）時(shí),進(jìn)位標(biāo)志置1，即CF=1;否則CF=0。3AH+7CH＝0B6H＋01111100

0011101010110110結(jié)果：沒有進(jìn)位：CF=0例：字節(jié)22進(jìn)位標(biāo)志CF（CarryFlag）當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)位（加法）或借位（減法）時(shí),進(jìn)位標(biāo)志置1，即CF=1;否則CF=0。例：字AA01H+7C80H＝(1)2681H＋0111110010000000

1010101000000001

10010011010000001結(jié)果：有進(jìn)位：CF=123符號(hào)標(biāo)志SF（SignFlag）運(yùn)算結(jié)果最高位為1,則SF=1;否則SF=03AH+7CH＝0B6H，最高位D7＝1：SF=184H+7CH＝（1）00H，最高位D7＝0：SF=0有符號(hào)數(shù)據(jù)用最高有效位表示數(shù)據(jù)的符號(hào)，所以，最高有效位就是符號(hào)標(biāo)志的狀態(tài)。25奇偶標(biāo)志PF（ParityFlag）當(dāng)運(yùn)算結(jié)果最低字節(jié)中“1”的個(gè)數(shù)為零或偶數(shù)時(shí)，PF=1；否則PF=03AH+7CH＝0B6H＝10110110B結(jié)果中有5個(gè)1，是奇數(shù)：PF=0

PF標(biāo)志僅反映最低8位中“1”的個(gè)數(shù)是

偶或奇，即使是進(jìn)行16位字操作26溢出標(biāo)志OF（OverflowFlag）若算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果有溢出，則OF＝1；否則OF＝03AH+7CH＝0B6H，產(chǎn)生溢出：OF=10AAH+7CH＝（1）26H，沒有溢出：OF=027問題1.什么是溢出？2.溢出和進(jìn)位有什么區(qū)別？3.處理器怎么處理，程序員如何運(yùn)用？4.如何判斷是否溢出？291.什么是溢出處理器內(nèi)部以補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù)8位表達(dá)的整數(shù)范圍是：＋127～－12816位表達(dá)的范圍是：＋32767～－32768如果運(yùn)算結(jié)果超出這個(gè)范圍，就產(chǎn)生了溢出有溢出，說明有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果不正確3AH＋7CH＝0B6H，就是58＋124＝182，已經(jīng)超出－128～＋127范圍，產(chǎn)生溢出，故OF＝1；另一方面，補(bǔ)碼0B6H表達(dá)真值是-74，顯然運(yùn)算結(jié)果也不正確302.溢出和進(jìn)位溢出標(biāo)志OF和進(jìn)位標(biāo)志CF是兩個(gè)意義不同的標(biāo)志進(jìn)位標(biāo)志表示無符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果仍然正確；溢出標(biāo)志表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果已經(jīng)不正確。請看例子31溢出和進(jìn)位的對比例1：3AH+7CH＝0B6H無符號(hào)數(shù)運(yùn)算：58＋124＝182 范圍內(nèi)，無進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算：58＋124＝182 范圍外，有溢出例2：0AAH+7CH＝（1）26H無符號(hào)數(shù)運(yùn)算： 170＋124＝294 范圍外，有進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算： －86＋124＝28 范圍內(nèi)，無溢出323.如何運(yùn)用溢出和進(jìn)位處理器對兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，按照無符號(hào)數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志CF；同時(shí)，根據(jù)是否超出有符號(hào)數(shù)的范圍設(shè)置溢出標(biāo)志OF。應(yīng)該利用哪個(gè)標(biāo)志，則由程序員來決定。也就是說，如果將參加運(yùn)算的操作數(shù)認(rèn)為是無符號(hào)數(shù)，就應(yīng)該關(guān)心進(jìn)位；認(rèn)為是有符號(hào)數(shù)，則要注意是否溢出。334.溢出的判斷判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出有一個(gè)簡單的規(guī)則：只有當(dāng)兩個(gè)相同符號(hào)數(shù)相加（包括不同符號(hào)數(shù)相減），而運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)與原數(shù)據(jù)符號(hào)相反時(shí)，產(chǎn)生溢出；因?yàn)?，此時(shí)的運(yùn)算結(jié)果顯然不正確其他情況下，則不會(huì)產(chǎn)生溢出34運(yùn)算時(shí)D7,D3位（低半字節(jié)）有進(jìn)位或借位時(shí)，AF=1；否則AF=0。輔助進(jìn)位標(biāo)志AF（AuxiliaryCarryFlag）35AF=101110101例1:6DH+08H=75H01101101+00001000AF=1

0001000010001110例2:2110H-1082H=108EH0010000100010000-0001000010000010

這個(gè)標(biāo)志主要由處理器內(nèi)部使用，用于十進(jìn)制算術(shù)運(yùn)算調(diào)整指令中，用戶一般不必關(guān)心36方向標(biāo)志DF（DirectionFlag）用于串操作指令中，控制地址的變化方向：設(shè)置DF＝0，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)增加；設(shè)置DF＝1，存儲(chǔ)器地址自動(dòng)減少。CLD指令復(fù)位方向標(biāo)志：DF＝0STD指令置位方向標(biāo)志：DF＝137中斷允許標(biāo)志IF（Interrupt-enableFlag）用于控制外部可屏蔽中斷是否可以被處理器響應(yīng)：設(shè)置IF＝1，則允許中斷；設(shè)置IF＝0，則禁止中斷。CLI指令復(fù)位中斷標(biāo)志：IF＝0STI指令置位中斷標(biāo)志：IF＝138陷阱標(biāo)志TF（TrapFlag）用于控制處理器進(jìn)入單步操作方式：設(shè)置TF＝0，處理器正常工作；設(shè)置TF＝1，處理器單步執(zhí)行指令。單步執(zhí)行指令——處理器在每條指令執(zhí)行結(jié)束時(shí)，便產(chǎn)生一個(gè)編號(hào)為1的內(nèi)部中斷這種內(nèi)部中斷稱為單步中斷所以TF也稱為單步標(biāo)志利用單步中斷可對程序進(jìn)行逐條指令的調(diào)試這種逐條指令調(diào)試程序的方法就是單步調(diào)試39例題CFA8＋5623＝？1100111110101000＋0101011000100011