天津大学计算机专业汇编语言课程第二单元.pptVIP

2009-2 汇编语言 第二章 80x86计算机组织 § 2.1 80x86微处理器 § 2.2 基于微处理器的计算机系统构成 § 2.3 中央处理机 § 2.4 存储器 § 2.5 外部设备 80x86微处理器 § 2.2 基于微处理器的计算机系统构成 指令执行周期 § 2.3 中央处理机 一、微处理器的功能结构 1.编程结构 2.工作过程 二、寄存器组 1.通用寄存器 2.段寄存器 3.控制寄存器 8086编程结构 BIU（总线接口部件） 组成： 地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器、总线控制电路 负责与存储器及I/O设备交换信息 指令 数据 20位地址总线和16位数据总线 可寻址1MB(=220B)的物理存储空间 读/写16位存储器数据 可动态改变数据宽度：支持16/8位操作 EU（执行部件） 组成： 算术逻辑单元ALU、标志寄存器、通用寄存器组、EU控制器 EU功能：执行指令、进行数据处理。 EU和BIU并行操作：同时完成取指/操作数和执行指令操作 工作过程 两部分并行工作，提高了工作效率 每当指令队列中有两个空字节，BIU自动把内存中的指令送入指令队列中 EU从指令队列中取出指令代码去执行（此时，BIU可继续取指）。如在指令执行过程中需要访问存储器或I/O设备，则EU会请求BIU进入总线周期，去完成访问存储器或I/O端口的操作 BIU处于空闲状态，则立即响应EU的总线请求 BIU正在取指，完成当前取指操作后响应EU的请求 当指令队列已满，且EU没有总线请求时， BIU进入空闲状态 在执行转移、调用和返回指令时，BIU指令队列的原有内容会被自动清除，而装入转移目标处的指令。 80386编程结构 80386 内部结构： 总线接口部件BIU 、指令预取部件IPU、指令译码部件IDU、 分段部件SU、分页部件PU 、执行部件EU(Execution Unit) 。 流水线操作：6个逻辑单元并行实现取指令、指令译码、生成操作数地址、执行指令操作，达四级并行流水。 80386 总线接口部件BIU： 32位地址总线和32位数据总线 可寻址4GB(=232B)的物理存储空间 读/写32位存储器数据 可动态改变数据宽度：支持32/16/8位操作 IPU预取指令，IDU对预取的指令进行译码： 译码的结果存放在已译码指令队列中，供执行部 件直接调用执行。 执行部件： ▲8个32位通用寄存器——其低半部分与8086/8088 的16位寄存器具有相同的特性，完全兼容。 ▲乘除硬件——大大加快乘除法运算速度 ▲64位桶形移位器——加速移位、循环和乘除法操 作，可使典型的32位乘法在1μs内完成。 操作模式 实地址模式 存储器寻址方式 , 不能对内存进行分页管理, 所有的段都是可以读、写和执行的, 不支持优先级(CIH)。 保护模式 存储器寻址方式, 支持内存分页机制, 提供了对虚拟内存的良好支持, 支持优先级机制。 虚拟8086模式 计算机运行于保护模式下后创建的有1M地址空间的虚拟机，对运行于实地址模式下的80x86计算机进行模拟。 系统管理模式 二、80386的寄存器组 是基本资源，亦是操作对象。对内部寄存器的使用尤为重要： 可实现的操作多 速度快 1.通用寄存器2.专用寄存器3.段寄存器 1 通用寄存器 1.通用寄存器—数据寄存器 EAX(Accumulator)累加器：算术运算的主要R ，所有的I/O指令都用此R EBX(Base)基址寄存器：除通用外，计算存储器地址做基址用 ECX(Count)计数器：通用，作循环计数器 EDX(Data)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 特点： 可作32位R使用，低16位单独使用，也可将低16位拆成2个8位寄存器使用，对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数据 具有良好的通用性：在程序中即可存放操作数，也可存放操作结果 低16位单独使用时只可用来存放数据，不可用于存储器寻址 1.通用寄存器—指针及变址寄存器 变址寄存器 ESI(Source Index)源变址寄存器 EDI(Destination Index)目的变址寄存器 指针寄存器 ESP(Stack Point)堆栈指针寄存器—栈顶的偏移地址 EBP(Base Point)基址指针寄存器—默认SS段 特点： 可用于存放操作数（包括存储器寻址，但其低16位不能拆分成8位R使用 2.专用寄存器 EIP(Instruction Pointer)指令指针寄存器EIP (32bits) EFLAGS FLAGS If