微处理器内部结构 final.pptVIP

第 2 章 制作 孙秀娟 第2章 微处理器内部结构 第2章 微处理器内部结构 2.1 微处理器功能结构 2.1.1 微处理器基本结构 2.1.2 8086的功能结构 2.1.3 IA-32的功能结构 2.1.1 微处理器基本结构 算术逻辑单元(ALU) 寄存器 指令处理单元 2.1.2 8086的功能结构 8086有16bit数据总线和20bit地址线，可寻址1MB内存空间。 8086的内部结构从功能分成两个单元 总线接口单元BIU——bus interface unit 执行单元EU——execution unit 两个单元相互独立，分别完成各自操作 两个单元可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作 2.1.3 IA-32的功能结构 —80386的功能结构 总线接口单元 指令预取单元 指令译码单元 执行单元 分段单元 分页单元 2.1.3 IA-32的功能结构 —80386的功能结构 作业 P33 2.4 第2章 微处理器内部结构 2.2 IA-32微处理器寄存器 2.2.1 整数寄存器 2.2.2 浮点及多媒体寄存器 2.2.1 整数寄存器—通用寄存器 8个32位通用寄存器 EAX EBX ECX EDX； ESI EDI；EBP ESP 8个16位通用寄存器 AX BX CX DX； SI DI；BP SP 8个8位通用寄存器 AH AL；BH BL； CH CL；DH DL 2.2.1 整数寄存器—通用寄存器的命名 EAX：累加器(Accumulator) EBX：基址寄存器(Base) ECX：计数器(Counter) EDX：数据寄存器(Data) ESI：源变址寄存器(Source Index) EDI：目的变址寄存器(Destination Index) EBP：基址指针(Base Pointer) ESP：堆栈指针(Stack Pointer) 2.2.1 整数寄存器—指令指针 2.2.1 整数寄存器—指令指针 指向将要执行的指令在主存的位置 保存指令所在位置的存储器地址的专用寄存器 在IA-32的32位工作方式下 32位指令指针寄存器EIP 在80x86的16位工作方式下 只使用指令指针的低16位IP EIP中的高16位必须是0 2.2.1 整数寄存器—逻辑段及其类型 逻辑段(Segment)：安排相关代码或数据的一个主存区域 代码段(Code Segment)：存放指令代码 程序的指令代码必须安排在代码段 数据段(Data Segment)：存放数据 程序的数据默认存放在数据段，也可放在其他段 堆栈段(Stack Segment)：堆栈区域 程序使用的堆栈一定在堆栈段 2.2.1 整数寄存器—段寄存器 16位段寄存器：指示逻辑段在主存的起始位置 16位80x86微处理器 代码段寄存器CS：包含当前代码段的起始位置 堆栈段寄存器SS：包含当前堆栈段的起始位置 数据段寄存器DS：包含当前数据段的起始位置 附加段寄存器ES：包含当前附加段的起始位置 32位IA-32微处理器 增加附加段寄存器FS和GS 2.2.1 整数寄存器—段寄存器 2.2.1 整数寄存器—标志寄存器 标志(Flag) 反映指令执行结果或控制指令执行形式 用一个或多个二进制位表示一种标志 0或1的不同组合表达标志的不同状态 8086支持16位标志寄存器FLAGS IA-32微处理器形成32位EFLAGS标志寄存器 基本标志 状态标志(6个)：记录程序运行结果的状态 控制标志(3个)：控制处理器执行指令的方式 2.2.1 整数寄存器—标志寄存器 2.2.1 整数寄存器—标志寄存器 2.2.1 整数寄存器—进位标志CF 当加减运算结果的最高有效位有进位(加法)或借位(减法)时，CF＝1；否则CF＝0 针对无符号整数，判断加减结果是否超出表达范围 N个二进制位表达无符号整数的范围是：0～2N-1 8位：0～＋255；16位：0～＋65535；32位：0～＋232－1 8位二进制数相加： 0011 1010 B＋0111 1100 B＝1011 0110 B 十六进制表达：3A H＋7C H＝B6 H 转换成十进制数：58＋124＝182 没有产生进位：CF＝0 2.2.1 整数寄存器—零标志ZF 运算结果为0，ZF＝1；否则ZF＝0 8位二进制数相加： 0011 1010 B＋0111 1100 B＝1011 0110 B 十六进制表达：3A H＋7C H＝B6 H 转换成十进制数：58＋124＝182 结果不是0：ZF＝0 2.2.1 整数寄存器—符号标志SF 运算结果最高位为1，SF＝1；否则SF＝0 8位二进制数相加： 0011 1010 B＋0111