复习与讨论-CPU及其内部结构.ppt
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1、优秀精品课件文档资料,复讨1 8086微处理器,微处理器是微机的硬件核心 主要包含指令执行的运算和控制部件,还有多种寄存器 对程序员来说,微处理器抽象为以名称存取的寄存器,复讨1.1 8086的内部结构,8086内部结构有两个功能模块,完成一条指令的取指和执行功能 模块之一:总线接口单元BIU,主要负责读取指令和操作数 模块之二:执行单元EU ,主要负责指令译码和执行,内部结构,指令执行,8086内部结构,复讨1.2 8086的寄存器组,对汇编语言程序员来说,8086内部结构就是可编程的寄存器组 执行单元EU 8个通用寄存器 1个指令指针寄存器 1个标志寄存器 4个段寄存器,1. 8086的通
2、用寄存器,8086的16位通用寄存器是: AX BX CX DX SI DI BP SP 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 8086的8位通用寄存器是: AH BH CH DH AL BL CL DL 对其中某8位的操作,并不影响另外对应8位的数据,数据寄存器,数据寄存器用来存放计算的结果和操作数,也可以存放地址 每个寄存器又有它们各自的专用目的 AX累加器,使用频度最高,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
3、口地址。,变址寄存器,变址寄存器常用于存储器寻址时提供地址 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具有特别的功能,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段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址,堆栈(Stack),堆栈是主存中一个特殊的区域 它采用先进后出FILO(First In Last Out)或后进先出LIFO(Last In First Out)的原则进行存取操作,而不是随机存取操作方式。
4、堆栈通常由处理器自动维持。在8086中,由堆栈段寄存器SS和堆栈指针寄存器SP共同指示,复讨 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寄存器来控制指令序列的执行流程 IP寄存器是一个专用寄存器,3. 标志寄存器,标志(Flag)用于反映指令执行结果或控制指令执行形式 8086处理器的各种标志形成了一个16位的标志寄存器FLAGS(程序状态字PSW寄存器),程序设计需要利用标志的状态,标志的分类,状态标志用来记录程序运行结果的状态信息,许多指令的执行都将相应地设置它 CF ZF SF PF O
5、F AF (Capszo) 控制标志可由程序根据需要用指令设置,用于控制处理器执行指令的方式 DF IF TF,进位标志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,进位标志置1,即CF = 1;否则CF = 0。,3AH + 7CHB6H,没有进位:CF = 0 AAH + 7CH(1)26H,有进位:CF = 1,零标志ZF(Zero Flag),若运算结果为0,则ZF = 1; 否则ZF = 0,3AH + 7CHB6H,结果不是零:ZF = 0 84H + 7CH(1)00H,结果是零:ZF = 1,注意:ZF为1表示的结果是0,符号标志SF(Si
6、gn Flag),运算结果最高位为1,则SF = 1;否则SF = 0,3AH + 7CHB6H,最高位D71:SF = 1 84H + 7CH(1)00H,最高位D70:SF = 0,有符号数据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志的状态,奇偶标志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 = 0,3AH + 7CHB6H10110110B 结果中有5个1,是奇数:PF = 0,PF标志仅反映最低8位中“1”的个数是 偶或奇,即使是进行16位字操作,溢出标志OF(Overflow Flag),若算术运算的结果有溢出,
7、 则OF1;否则 OF0,3AH + 7CHB6H,产生溢出:OF = 1 AAH + 7CH(1)26H,没有溢出:OF = 0,溢出标志OF(Overflow Flag),问题 什么是溢出? 溢出和进位有什么区别? 处理器怎么处理,程序员如何运用? 如何判断是否溢出?,什么是溢出,处理器内部以补码表示有符号数 8位表达的整数范围是:127128 16位表达的范围是:3276732768 如果运算结果超出这个范围,就产生了溢出 有溢出,说明有符号数的运算结果不正确,3AH7CHB6H,就是58124182, 已经超出128127范围,产生溢出,故OF1; 另一方面,补码B6H表达真值是-74
8、, 显然运算结果也不正确,溢出和进位,溢出标志OF和进位标志CF是两个意义不同的标志 进位标志表示无符号数运算结果是否超出范围,运算结果仍然正确; 溢出标志表示有符号数运算结果是否超出范围,运算结果已经不正确。,请看例子,溢出和进位的对比,例1:3AH + 7CHB6H 无符号数运算: 58124182 范围内,无进位 有符号数运算: 58124182 范围外,有溢出,例2:AAH + 7CH(1)26H 无符号数运算: 170124294 范围外,有进位 有符号数运算: 8612428 范围内,无溢出,如何运用溢出和进位,处理器对两个操作数进行运算时,按照无符号数求得结果,并相应设置进位标志
9、CF;同时,根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志OF。 应该利用哪个标志,则由程序员来决定。也就是说,如果将参加运算的操作数认为是无符号数,就应该关心进位;认为是有符号数,则要注意是否溢出。,溢出的判断,判断运算结果是否溢出有一个简单的规则: 只有当两个相同符号数相加(包括不同符号数相减),而运算结果的符号与原数据符号相反时,产生溢出;因为,此时的运算结果显然不正确 其他情况下,则不会产生溢出,辅助进位标志AF(Auxiliary Carry Flag),3AH + 7CHB6H,D3有进位:AF = 1,运算时D3位(低半字节)有进位或借位时,AF = 1;否则AF = 0。,这个标志主要
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