《Intel微處理器》PPT課件.ppt

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1,第2章Intel微處理器,2,本章學習內(nèi)容,80 x86CPU的基本結(jié)構(gòu)80 x86內(nèi)存儲器的組織與管理,3,本章學習目標,了解8086微處理器的基本結(jié)構(gòu)掌握8086/8088寄存器組掌握常用的標志位ZF、CF、SF、OF理解“段”的概念，掌握內(nèi)存單元地址的表示掌握“堆?！钡奶匦耘c操作實現(xiàn)了解80 x86其它微處理器的基本知識,4,1.Review,計算機系統(tǒng)的組成計算機的基本工作原理,nextpart,5,2.80 x86微處理器,80 x86微處理器發(fā)展8086/8088微處理器結(jié)構(gòu),skip,nextpart,skip,微處理器飛速發(fā)展,80386,80486,奔騰,奔騰2代,奔騰4代,80286,8086,奔騰3代,,IA-64（安騰）,4004,不是我不明白，這世界變化太快。扎扎實實掌握知識，以不變應(yīng)萬變！,return,7,return,8086/8088微處理結(jié)構(gòu),Intel8086:是一種高性能的16位微處理器。Intel8088:是一個準16位的微處理器兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，其地址總線是20位，可尋址1MB（220個字節(jié)）內(nèi)存空間;指令系統(tǒng)、機器指令格式和尋址方式都完全相同，在軟件上是完全兼容的。,8,3.8086/8088內(nèi)存儲器組織與管理,8086/8088內(nèi)存儲器組織8086/8088內(nèi)存儲器管理段內(nèi)存儲器的地址堆棧,go,go,go,go,nextpart,9,8086/8088內(nèi)存儲器組織,8086/8088地址總線20位，具有1MB（220）的編址能力。,這1MB也被稱為①存儲地址空間②編址空間③尋址空間,return,10,段,8086的限制:地址總線20位，寄存器(SP,IP,BX,BP,SI,DI等)16位,,問題:如何用16位的寄存器來訪問1MB的內(nèi)存空間?,解決:把1MB的內(nèi)存空間分段，每段不超過64KB,,next,00000H,00001H,0FFFFH,…,…,…,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,,,,說明:段是一個邏輯意義上的概念:最大長度為64KB的內(nèi)存儲器塊。2.實際使用時:段的長度可以小于64KB,return,0#段,1#段,15#段,12,內(nèi)存儲器的地址,幾個概念:,物理地址、邏輯地址段地址、段基址、偏移地址,return,13,1.物理地址(絕對地址),與某一存儲單元對應(yīng)的20位的地址，是唯一的。,,,14,2.段地址、段基址、偏移地址,00000H,00001H,0FFFFH,…,…,…,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,,,0#段,1#段,,15#段,①段地址(段首址)段的起始地址，20位的物理地址②段基址段的起始地址的高十六位③偏移地址段內(nèi)某個存儲單元相對于所在段地址的地址差,注意:系統(tǒng)規(guī)定,段地址的低四位必須是0000B!,,15,3.邏輯地址,00000H,00001H,0FFFFH,…,…,…,10000H,1FFFFH,F0000H,FFFFFH,,,0#段,1#段,,15#段,以段基址:偏移地址形式描述的內(nèi)存地址,,例:物理地址:00001H邏輯地址:0000:0001,說明:①邏輯地址默認為十六進制,可省略H,其它地址中不可省!②邏輯地址也是唯一的。,16,總結(jié):邏輯地址、物理地址,1.由邏輯地址→物理地址,2.由物理地址→邏輯地址,例:已知邏輯地址為2000:0100物理地址為,20000+0100=20100H,例:已知物理地址為30A08H邏輯地址為,（必須要給出段地址或段基址!!!）,（設(shè)段基址為30A0）,30A0:0008,物理地址=段基址16+偏移地址,return,17,堆棧,從邏輯意義上講，堆棧是只允許在一端操作的存儲區(qū)。,數(shù)據(jù)存取原則:先入后出兩個概念:棧頂、棧底兩個操作:壓棧、彈出一個約定:堆棧以字為單位進行操作,(8086/8088),18,棧頂:最后進棧數(shù)據(jù)所對應(yīng)的地址單元棧底:固定的一端，棧區(qū)最高地址單元的前一個單元壓棧:把數(shù)據(jù)存入堆棧彈出:從堆棧取出數(shù)據(jù),19,,,,,,,,,,20000H,2FFFFH,壓棧操作分析:1210H存入堆棧,,第1步:棧頂上移兩個單元，即:棧頂-2→棧頂?shù)?步:存入數(shù)據(jù),20,彈出操作分析:從堆棧中取出一個字數(shù)據(jù)給變量a,第1步:取出數(shù)據(jù)1030H→a第2步:棧頂下移兩個單元，即:棧頂+2→棧頂,,,,,,,,,,20000H,2FFFFH,,21,繼續(xù)從堆棧中取出一個字數(shù)據(jù)給變量b,第1步:取出數(shù)據(jù)40A0H→b第2步:棧頂下移兩個單元，即:棧頂+2→棧頂,,,,,,,,,,20000H,2FFFFH,,,,,,說明:棧為空時，棧頂指向棧底+2,return,22,4.8086/8088寄存器組,通用寄存器（數(shù)據(jù)寄存器）:AX,BX,CX,DX段寄存器:CS,DS,ES,SS指針與變址寄存器:SP,BP,SI,DI控制寄存器:IP,FR,go,nextpart,go,go,go,23,通用寄存器（數(shù)據(jù)寄存器）:AX,BX,CX,DX,BX(BaseRegister)CX(CountRegister)DX(DataRegister)AX(Accumulator),(1)共性:在程序設(shè)計中用于存放操作數(shù)和中間結(jié)果(2)特性:,,可用于存放地址成分,,可用于存放循環(huán)次數(shù),,,乘除運算指定使用寄存器;I/O指定使用寄存器,return,24,段寄存器:CS,DS,SS,ES,CS,DS,SS,ES分別用于存放相應(yīng)段的段基址。,對8086/8088而言，程序設(shè)計時最多可以使用4個邏輯段，分別用作:代碼段—存放當前程序的指令代碼數(shù)據(jù)段—主數(shù)據(jù)區(qū)，存放程序涉及的源數(shù)據(jù)及中間結(jié)果堆棧段—以“先入后出”為原則的數(shù)據(jù)區(qū)附加段—輔助數(shù)據(jù)區(qū)，存放串或其它數(shù)據(jù),return,25,指針和變址寄存器:SP,BP,SI,DI,SP(StackPointer)—堆棧指針寄存器BP(BasePointer)—基址指針寄存器SI(SourceIndex)—源變址寄存器DI(DestinationIndex)—目的變址寄存器,(1)共性:均可用于存放操作數(shù)和中間結(jié)果；多用于存放地址的偏移量(2)特性:,26,SP—存放棧頂?shù)钠频刂稡P—默認情況下，存放堆棧中某單元的偏移地址;也可以存放其它段中某單元的偏移地址(通過段超越),SIDI,—在串處理操作中有特殊用途,,27,比較:SP,BP共同點:默認情況下存放的是堆棧段單元的偏移地址，都可以到堆棧中取數(shù)據(jù)。(2)不同點:①SP只能存放堆棧段棧頂?shù)钠频刂?；BP可以存放堆棧段任意單元的偏移地址；BP還可以存放其它段單元的偏移地址，方法是加段前綴②通過SP可以存數(shù)據(jù)，也可以取數(shù)據(jù)；棧頂?shù)奈恢脮S之改變，SP的值也會改變通過BP只能取數(shù)據(jù)，棧頂?shù)奈恢貌粫淖儯珺P的值也不變,return,28,控制寄存器:IP,FR,①IP(InstructionPointer)—指令指針寄存器存放將要執(zhí)行指令在代碼段中的偏移量，隨程序的執(zhí)行自動更新②FR(FlagRegister)—標志寄存器記錄系統(tǒng)運行中的各種狀態(tài)及信息。8086/8088共設(shè)置9個標志位。(詳見P16),details,return,b0,b15,29,①進位標志位CF(CarryFlag),運算時，最高二進制位產(chǎn)生進位或借位，CF置”1”;否則CF置”0”,②奇偶標志位PF(ParityFlag),當運算結(jié)果低8位中1的個數(shù)為偶數(shù)時，PF置”1”;否則PF置”0”,③輔助進位標志位AF(AuxiliaryFlag),運算時半字節(jié)處產(chǎn)生進位或借位，AF置”1”;否則AF置”0”,1.狀態(tài)標志位,30,④零標志位ZF(ZeroFlag),運算結(jié)果為0時，ZF置”1”；否則ZF置”0”,⑤符號標志位SF(SignFlag),符號位為1時，SF置”1”；否則SF置”0”,⑥溢出標志位OF(OverflowFlag),符號數(shù)運算結(jié)果超出系統(tǒng)所能表示范圍，則OF置”1”;否則OF置”0”。,31,①跟蹤標志位TF(TrackFlag),控制單步執(zhí)行。TF=1，CPU單步執(zhí)行；TF=0，CPU連續(xù)執(zhí)行,②中斷允許標志位IF(InterruptFlag),控制CPU是否允許響應(yīng)外設(shè)的中斷請求IF=1，允許響應(yīng)外設(shè)中斷(開中斷)IF=0，禁止相應(yīng)外設(shè)中斷(關(guān)中斷),2.控制標志位,32,③方向標志位DF(DirectionFlag),控制串操作時指令的處理方向DF=1，反向(高地址→低地址)DF=0，正向(低地址→高地址),return,33,本章小結(jié),8086/8088微處理器基本結(jié)構(gòu)寄存器組80 x86內(nèi)存儲組織和管理,34,涉及的具體知識點:計算機系統(tǒng)的工作原理2.8086/8088微處理器的基本結(jié)構(gòu)寄存器組名稱、用途、特性;常用的狀態(tài)標志CF,SF,OF,ZF3.8086/8088內(nèi)存的組織和管理(1)段概念的由來(2)幾種地址及計算:物理地址、邏輯地址、段基址、偏移地址、段地址(3)堆棧的特性;棧頂，棧底;壓棧，彈出的操作過程,35,本章課后任務(wù),認真復習2.1，總結(jié)本章涉及的知識點結(jié)合書后習題檢查對本章的理解掌握情況閱讀2.2-2.5，了解80 x86系列其它微處理器的基本知識,