03-80x86微机系统的组织.pptVIP

第3章 80x86微机系统的组成 CPU的功能，以便地理解指令的执行。 介绍与编程相关计算机资源： CPU内部寄存器—用以临时存放指令执行所产生的中间结果存储单元； 内存——程序中的指令和处理的数据主要存放在此存储空间； I/O端口——计算机与外设通过此接口交换数据 3.1 基于80x86的计算机组织结构 80x86系列始于1978年Intel公司生产的8086，先后有：8088, 8086, 80286, 80386, 80486及之后的Pentium系列。 还包括AMD，Cyrix等系列芯片，它们在通用指令和体系结构方面是完全兼容。 在80386之前，是16位CPU，以后的32位的，属于IA-32。 工作模式 32位处理器提供了三种模式： 实模式，即相当于高速运行的8086芯片； 保护模式； 模拟8086模式，即在保护模式下，模拟多个8086处理器工作； 80x86计算机系统结构 编程相关的CPU寄存器、内存储器的使用及I/O的访问 3.2 CPU资源 基本结构 3.2.1 控制器与运算器 1. 运算器 主要执行算术和逻辑运算操作，来完成对数据的加工和处理。 2. 控制器 主要功能是从内存中取出指令，并对指令的分析，发出相应的控制和定时信息，控制和协调计算机的各个部件的工作，以完成指令所规定的操作。 指令指针(IP)指向下一条待执行指令的位置。 3.2.2 80x86寄存器组 寄存器—用以临时存放指令执行所产生的中间结果存储单元 和编程密切相关的寄存器 16位CPU有14个基本寄存器：AX, BX, CX, DX, SP, BP, DI, SI, IP, FLAGS, CS, DS, ES, SS 32位CPU有16个基本寄存器：EAX, EBX, ECX, EDX, ESP, EBP, EDI, ESI, EIP, EFLAGS, CS, DS, ES, SS, FS, GS 80x86的基本寄存器 1. 通用寄存器 用于算术运算、逻辑运算和数据的传送 虽然是通用寄存器，但各自又有专用用途 1) 数据寄存器 EAX, EBX, ECX, EDX 低16位是16位寄存器，记作AX, BX, CX, DX。 16位寄存器的高8位、低8位是2个8位寄存器 1) 数据寄存器(续) (1)??EAX。作为累加器使用，是算术运算所使用的主要寄存器。8位、16位和32位累加器分别对应AL, AX和EAX。 (2)??EBX。基址寄存器， 16位和32位基址寄存器分别对应BX,EBX。 (3)??ECX。计数器。8位、16位和32位计数器分别对应CL，CX和ECX。 (4)??EDX。数据寄存器。 8位、16位和32位数据寄存器分别对应DL, DX和EDX。 2) 指针寄存器 指针寄存器(Pointer Register)包括ESP和EBP。 (1)??ESP。堆栈指针。专门用以访问堆栈上数据的寄存器。32位模式下使用ESP，16位模式下使用SP，其内容始终指向堆栈栈顶。从这一点上看，ESP/SP是专用的。 (2)??EBP。基址指针。可以用来存放数据，但更经常、更重要的用途是作为堆栈区的一个基地址，以便访问堆栈中的数据。 3) 变址寄存器 变址寄存器(Index Register)包括ESI和EDI，其对应的16位寄存器分别是SI和DI。 (1)??ESI。源变址寄存器，对应的16位寄存器是SI。可以存放数据，也可作为指针，存放内存单元地址。 (2)??EDI。目的变址寄存器，对应的16位寄存器是DI。可以存放数据，也可作为指针，存放内存单元地址。 2. 控制寄存器 控制寄存器(Control Register)包括EIP和EFLAGS。 EIP。用于指示待执行指令的位置。 32位模式下是EIP，16位模式下是IP。 运行期间，CPU自动修改(E)IP，程序不直接修改(E)IP，随着指令的执行，(E)IP相应地变动。 EFLAGS。一条指令执行后，CPU所处的状态 16位模式下是FLAGS 主要有：运算结果标志、状态控制标志和系统状态标志等寄存器。 1) 运算结果标志 CF 加运算最高位有进位，或减运算有借位，则CF为1，否则为0。是无符号数运算结果溢出标志 PF 运算结果中有偶数个1,PF为1，否则为0 AF 加法或减法运算时，最低4位向高位有进位或借位时，AF为1，否则为0 ZF 运算结果为0，则ZF为1，否则为0 SF 运算结果的最高位为1，SF为1，否则为0。反映的是补码数正负性 OF 运算结果超出补码表示的范围(溢出)，OF为1,否则为0。是有符号数运算结果溢出标志 1) 运算结果标志(续) ZF, OF, CF和SF经常用，而PF和AF较少用 CPU每执行一条算术运算指令或逻辑运算指令，根据运算结果状态