匯編語言程序設計東大函授.ppt

1、內(nèi)容簡介,自學內(nèi)容： 第一章概述 第二章計算機運算基礎 第九章條件匯編與宏命令 第十章算術(shù)運算與代碼運算 第十一章列表與字符串操作 第十七章通信程序設計 第十八章8087/80287/80387程序設計 第十九章MMX的程序設計,函授內(nèi)容： 第三章微型計算機的結(jié)構(gòu) 第四章匯編語言 第五章順序結(jié)構(gòu)程序 第六章分支結(jié)構(gòu)程序 第七章循環(huán)結(jié)構(gòu)程序 第八章子程序設計 第十二章輸入輸出與中斷 第十三章顯示程序設計 第十四章鍵盤程序設計 第十五章打印程序設計 第十六章定時及音響程序設計,內(nèi)容簡介,第三章微型計算機的結(jié)構(gòu),3.1微處理機的結(jié)構(gòu) （一）8086微型處理機結(jié)構(gòu) 8086微處理器邏輯框圖：分EU與B

2、IU兩部分： 執(zhí)行部件（EU):由ALU、通用寄存器組、狀態(tài)寄存器及操作控制器電路組成。 總線接口部件(BIU):由專用寄存器、指令隊列緩沖器、地址加法器等功能部件組成。形成對外總線，與存儲器、I/O接口電路進行數(shù)據(jù)傳輸。 EU 與 BIU的流水線操作： EU 與 BIU可獨立工作，BIU在保證EU與片外傳送操作數(shù)前提下，可進行指令預取，與EU可重疊操作。,1. 指令執(zhí)行部件EU,由算術(shù)邏輯單元（ALU）、標志寄存器、通用寄存器組和EU控制器等部件組成。 主要功能是執(zhí)行指令： 一般順序執(zhí)行，EU不斷地從指令隊列中取指令連續(xù)執(zhí)行，而省去訪問存儲器取指令的時間。 需要訪問存儲器取操作數(shù)時，EU將訪

3、問地址送給BIU后，將要等待操作數(shù)到來后才能繼續(xù)操作； 遇到轉(zhuǎn)移類指令時，要將指令隊列中的后續(xù)指令作廢，等待BIU重新從存儲器取出目標地址中的指令代碼進入指令隊列后，EU才能繼續(xù)執(zhí)行指令。,完成16位或8位的二進制運算； 16位暫存寄存器用來暫存參加運算的操作數(shù)。 運算結(jié)果通過內(nèi)部總線送到通用寄存器組或BIU的內(nèi)部寄存器中等待寫入存儲器。 經(jīng)ALU運算后的結(jié)果特征置入標志寄存器中保存。,算術(shù)邏輯單元（ALU）,負責從BIU的指令隊列中取指令，并對指令譯碼； 根據(jù)指令要求向EU內(nèi)部各部件發(fā)出控制命令以完成各條指令的功能。,EU控制器,通用及標志寄存器,由地址加法器、專用寄存器組、指令隊列緩沖器和

4、總線控制電路等部件組成； 主要功能是形成訪問存儲器的物理地址，負責與外部（存儲器或I/O接口）打交道。 正常情況下，BIU通過地址加法器形成指令的物理地址，從給定存儲器地址中取出指令代碼送指令隊列緩沖器中等待執(zhí)行（指令隊列緩沖器中出現(xiàn)一個空字節(jié)，BIU將自動進行讀指令的操作填滿隊列） 收到EU送來的操作數(shù)地址，BIU將立即形成操作數(shù)的物理地址，完成讀/寫操作數(shù)或運算結(jié)果功能。遇到轉(zhuǎn)移類指令，BIU將指令隊列緩沖器中的尚存指令作廢，重新從存儲器目標地址中取指令送指令緩沖器中。,2. 總線接口部件BIU,可存放6字節(jié)的指令代碼。一般情況下指令隊列中總是填滿指令，使EU可不斷地得到執(zhí)行的指令。,指令

5、隊列,16位地址加法器,專門用來完成由邏輯地址變換成物理地址的功能。實際上是進行一次地址加法，將兩個16位的邏輯地址轉(zhuǎn)換為20位的物理地址，以達到可尋址1M字節(jié)的存儲空間。,將8086CPU的內(nèi)部總線與外部總線相連，是8086CPU與外部交換數(shù)據(jù)的必經(jīng)之路。包括16條數(shù)據(jù)總線、20條地址總線和若干條控制總線。,總線控制電路,3.8086內(nèi)部寄存器,通用寄存器（8個）可分為兩組： 數(shù)據(jù)寄存器（4個）； 地址指針和變址寄存器（4個）。,通用寄存器組,（1）數(shù)據(jù)寄存器 通用寄存器AX、BX、CX和DX稱為數(shù)據(jù)寄存器，可用來存放16位的數(shù)據(jù)或地址。也可把它們當作八個8位寄存器（AH、AL、BH、BL、

6、CH、CL、DH、DL）來使用，這時只能存放8位數(shù)據(jù)，而不能用來存放地址。,（2）地址指針和變址寄存器 包括SP、BP、SI、DI四個16位寄存器。 可以在運算過程中存放操作數(shù)，但只能以字（16位）為單位使用。 常用在段內(nèi)尋址時提供偏移地址： SP（Stack Pointer）稱為堆棧指針寄存器，BP（Base Pointer）稱為基址指針寄存器，它們都可以與SS寄存器聯(lián)用確定堆棧段中的某一存儲單元的地址。SP用來指示棧頂?shù)钠频刂罚珺P可作為堆棧區(qū)中的一個基地址以便訪問堆棧。 SI（Source Index）源變址寄存器和DI（Destination Index）目的變址寄存器：它們一般與D

7、S聯(lián)用，用來確定數(shù)據(jù)段中某一存儲單元的地址。,8086CPU的BIU中設置4個16位段寄存器： 代碼段寄存器CS（Code Segment） 數(shù)據(jù)段寄存器DS（Data Segment） 附加數(shù)據(jù)段寄存器ES（Extra Segment） 堆棧段寄存器SS（Stack Segment）,段寄存器組,由于8086CPU可直接尋址的存儲器空間是1M字節(jié)，需要20位地址碼。而CPU所有的內(nèi)部寄存器都只有16位，用這些寄存器只能直接尋址64K字節(jié)。 為此把1M字節(jié)的存儲空間分成許多邏輯段，每段最長為64k字節(jié)，這些邏輯段可在整個存儲空間中浮動。于是用段寄存器給定各個邏輯段的首地址的高16位，被稱為段地

8、址。,設置段寄存器的原因：,總之，匯編程序一般將源程序分成四個邏輯段，即代碼段CS、數(shù)據(jù)段DS、堆棧段SS和附加段ES。,CS：存放代碼段的段基地址。 DS：存放數(shù)據(jù)段的段基地址。 SS：存放堆棧段的段基地址。 ES：存放附加段的段基地址。,（1）指令指針寄存器IP（Instruction Pointer） 8086CPU中設置一個16位指令指針寄存器IP，用來存放將要取出的下一條指令在代碼段中的偏移地址。 在程序運行過程中，BIU可修改IP中的內(nèi)容，使它始終指向?qū)⒁〕龅南乱粭l指令。,控制寄存器組,注意： IP與CS聯(lián)用, 表示代碼段中要處理的指令的邏輯地址; IP和CS由系統(tǒng)執(zhí)行，用戶一般

9、不能使用或修改。,（2）標志寄存器FLAGS 8086CPU中設立一個兩字節(jié)的標志寄存器FLAGS（又稱PSW、FR），有9個標志位: 6個狀態(tài)標志位，表示運算結(jié)果的狀態(tài)，包括CF、PF、AF、ZF、SF和OF； 3個控制標志位，用來控制CPU的操作，包括IF、DF和TF。,80286：16位結(jié)構(gòu)，16MB尋址空間，支持保護方式，可執(zhí)行多任務，速度比8086快。 80386：32位結(jié)構(gòu)，4GB尋址空間，支持保護方式，可執(zhí)行多任務，性能大大優(yōu)于16位結(jié)構(gòu)。 80486： 32位結(jié)構(gòu)，比80386有很大改進， 片內(nèi)FPU,片內(nèi)Cache，速度比80386塊很多。,（二）80286、80386及80

10、486微處理器,3.2存儲器,1. 存儲器的分段 8086微處理器有20根地址線，可訪問存儲器的最大容量為1M字節(jié)。而8086內(nèi)部所有的寄存器都只有16位，只能尋址64K字節(jié)。因此在8086系統(tǒng)中， 把整個存儲空間分成許多邏輯段，每個邏輯段的容量64K字節(jié)，允許它們在整個存儲空間中浮動，各個邏輯段之間可以緊密相連，也可以相互重疊（完全重疊或部分重疊）。,3.2.1 8086存儲器管理,在8086存儲空間中，各邏輯段的起始地址必須是能被16整除的地址，即段的起始地址的低4位二進制碼必須是0。 段的起始地址的高16位被稱為該段的段地址，把它存放在相應的段寄存器中，而段內(nèi)的相對地址可用系統(tǒng)中的16位

11、通用寄存器來存放，被稱為偏移地址。,若已知當前有效的代碼段、數(shù)據(jù)段、附加數(shù)據(jù)段和堆棧段的段地址分別為1055H、250AH、8FFBH和EFF0H，那么它們在存儲器中的分布情況如圖所示。每個段可以獨立地占用64K存儲區(qū)。,各個邏輯段允許重疊 例如，如果代碼段中的程序占有8KB（2000H）存儲區(qū)，數(shù)據(jù)段占有2KB（800H）存儲區(qū)，堆棧段占有256個字節(jié)的存儲區(qū)。此時分段情況如圖所示。,代碼段的區(qū)域本可為02000H11FFFH（64KB），由于程序區(qū)只需要8KB，所以程序區(qū)結(jié)束后的地址就可作為數(shù)據(jù)段的起始地址（04000H）,注意：這里所謂的重疊只是指每個區(qū)段的大小允許根據(jù)實際情況分配，而不

12、一定非要占有64KB的最大段空間。,2. 存儲器中的邏輯地址和物理地址 采用分段結(jié)構(gòu)的存儲器中，任何一個邏輯地址由段地址和偏移地址兩個部分構(gòu)成。它們都是無符號的16位二進制數(shù)。 任何一個存儲單元對應一個20位的物理地址，它由邏輯地址變換得來，地址運算如下： 物理地址(PA)=段地址16+偏移地址(EA),由BIU中地址加法器中完成的,如果訪問存儲器要求讀/寫操作數(shù)，則通常由DS給出段地址（必要時可修改為CS、ES或SS），而其偏移地址要由CPU的指令執(zhí)行部件根據(jù)指令中所給定的尋址方式來進行計算，通常將這樣計算得到的偏移地址稱為有效地址（EA）。,如果所采用的尋址方式是通過基址指針BP尋址，則段

13、地址要由SS提供（必要時可以修改為CS、DS或ES）。,程序設計過程中必須遵守的系統(tǒng)內(nèi)部約定：,如果執(zhí)行的是串處理指令，當取源串時，段地址由數(shù)據(jù)段寄存器DS提供（必要時可修改為CS、ES和SS），偏移地址必須由源變址寄存器SI提供。當取目標串時，段地址必須由附加段寄存器ES提供，偏移地址必須由目標變址寄存器DI提供。,如果對存儲器中的堆棧進行操作，則段地址來源于SS，偏移地址來源于SP。,約定的邏輯地址來源, 8086/8088的尋址方式類型： 1立即數(shù)尋址方式 2寄存器尋址方式 3直接尋址方式 4寄存器間接尋址方式 5寄存器相對尋址方式(直接變址尋址方式) 6基址變址尋址方式 7相對基址變址

14、尋址方式 8. 隱含尋址,3.3 80868088的尋址方式, 立即數(shù)尋址方式： 指令操作數(shù)部分自接給出指令的操作數(shù)（立即數(shù)）它與指令操作碼相接。順序存放代代碼段中。立即數(shù)有8位和16位之分。 注意：(1)立即數(shù)尋址方式只能用于源操作數(shù)，主要用于給寄存器賦值。 (2)立即數(shù)尋址方式不執(zhí)行總線周期，執(zhí)行速度快。 (3)立即數(shù)為16位時，低位字節(jié)存放在存儲器低地址單元，高位字節(jié)存放在存儲器高地址單元。 (4)不能直接給段寄存器和標志寄存器賦予立即數(shù)。, 立即數(shù)尋址方式： 例： MOV AX，1234H ; AX 1234H 執(zhí)行后，(AH) = 12H，(AL) = 34H,B8H,34H,12H

15、,12H,寄存器尋址方式： 此方式的操作數(shù)放在寄存器內(nèi)，由指令直接給出某個寄存器的名字，以寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)。寄存器可以是16位的AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP寄存器，也可以是8位的AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL寄存器。 注意：(1)寄存器尋址方式的指令操作在CPU內(nèi)部執(zhí)行，不需要執(zhí)行總線周期，執(zhí)行速度快。 (2)寄存器尋址方式既適用于指令的源操作數(shù)，也適用于目的操作數(shù)，并且可同時用于源操作數(shù)和目的操作數(shù)。 (3)源寄存器和目的寄存器的位數(shù)必須一致。,寄存器尋址方式： 例： MOV AX，BX ; AX （BX） 執(zhí)行后，(AH) = 56H，(AL) =

16、78H,直接尋址方式： 此方式的操作數(shù)在存儲器中，指令中直接給出操作數(shù)所在存儲單元的有效地址。有效地址(EA)也稱為偏移地址，它代表操作數(shù)所在存儲單元距離段首址的字節(jié)數(shù)。有效地址是一個無符號的16位二進制數(shù)。 EA（有效地址） D 物理地址16X(DS)+D 注意：(1)直接尋址方式的操作數(shù)所在存儲單元的段地址一般在數(shù)據(jù)段寄存器DS中。 (2)如果操作數(shù)在其他段，則需要在指令中用段超越前綴指出相應的段寄存器名。 (3)AUGEND是一種符號表示法，此內(nèi)容將在偽指令中給予講解。,直接尋址方式： 例：已知：(DS)3000H，(32000H)0EEH MOV AX，2000H ; AL （3200

17、0H） AH (32001H),D,0,32001H,寄存器間接尋址方式： 此方式的操作數(shù)在存儲器中，指令中寄存器的內(nèi)容作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址。寄存器可以是某個基址寄存器BX、BP，或某個變址寄存器SI、DI。 EA（有效地址） BX （BP、SI、DI） 當使用寄存器BX、SI、DI時：則操作數(shù)在數(shù)據(jù)段中 物理地址16X(DS)+(BX) (SI、DI) 當使用寄存器BP時：則操作數(shù)在堆棧段中 物理地址16X(SS)+(BP) 注意：如果操作數(shù)所在存儲單元不在數(shù)據(jù)段中，需要在指令中用段超越前綴表明其所在段的段名。,寄存器間接尋址方式： 例：已知：(DS)3000H，（DI）=200

18、0H，(32000H)0EEH MOV AL，DI ; AL （32000H）,寄存器相對尋址方式(直接變址尋址方式)： 此方式的操作數(shù)在存儲器內(nèi)，指令中寄存器的內(nèi)容與指令指定的位移量(DISP)之和作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址。寄存器可以是基址寄存器BX、BP，也可以是變址寄存器SI、DI。位移量是一個8位(DISP8)或16位(DISPl6)的帶符號二進制數(shù)。 EA（有效地址）=BX+D （BP、SI、DI） 當使用寄存器BX、SI、DI時： 物理地址16X(DS)+(BX)+D (SI、DI) 當使用寄存器BP時： 物理地址16X(SS)+(BP),寄存器相對尋址方式(直接變址尋址方

19、式) ： 例：已知：(DS)3000H，（DI）=1000H，(32000H)0EEH MOV AL，DI+1000H ; AL （32000H）,AH,AL,EEH,12H,基址變址尋址方式： 此方式中的操作數(shù)在存儲器內(nèi)，指令將基址寄存器(BX或BP)與變址寄存器(SI或DI)內(nèi)容之和作為操作數(shù)所在存儲單元的有效地址EA。 EA（有效地址）=BX（BP） +SI （DI） 當使用寄存器BX時： 物理地址16X(DS)+(BX)+SI (SI、DI) 當使用寄存器BP時： 物理地址16X(SS)+(BP)+SI (SI、DI),基址變址尋址方式： 例：已知：(DS)3000H，（BX）=1000H,（DI）=1000H，(32000H)=0EEH MOV AL，BX+DI ; AL （32000H）,相對基址變址尋址方式： 此方式的操作數(shù)在存儲器內(nèi)。指令將基址寄存器(BX或BP)與變址寄存器(SI或DI)的內(nèi)容