微机原理与接口课件第三次课.ppt

计算机的工作过程 存储程序计算机的工作原理 控制器按预先存放在计算机存储器中的程序的流程自动地连续取出指令并执行之。 程序的执行过程 指令预取队列(IPQ) 8088的指令执行过程 串行工作方式： 串行工作方式： 1） CPU访问存储器(存取数据或指令)时要等待总线操作的完成 2） CPU执行指令时总线处于空闲状态 缺点：CPU无法全速运行 解决：总线空闲时预取指令，使CPU需要指令时能立刻得到 并行工作方式： 并行工作方式 执行部件 EU （1）从指令队列中取出指令。 （2）对指令进行译码，发出相应的控制信号。 （3）向BIU发出请求。 （4）执行指令包括进行算术、逻辑运算，并计算操作数的偏移量。 EU不直接与CPU外的部件联系。 执行部件的组成： （1）16位的算术逻辑单元ALU。 （2）四个通用寄存器AX、BX、CX、DX及专用寄存器。 总线接口部件 （1）合成20位的地址，完成与外界之间的数据传送。 （2）预取指令送到指令队列。 （3） 发出外部总线控制信号。 总线接口部件的组成： （1）20位的地址加法器。 （2）四个段地址寄存器CS、 DS、ES 、SS。 （3）6个字节（RAM）的指令队列。 OF: 溢出标志 有符号数运算时，结果超出机器表示的范围。OF=1有溢出 OF=0无溢出。 判断溢出的方法：最高位和次高位进位关系不一致为溢出。 例：⑴ 0010001101000101 + 0011001000011001 0101010101011110 标志位：CF=0 ZF=0 SF=0 AF=0 PF=0 OF=0 例：⑵ 0101010000111001 + 0100010101101010 1001100110100011 标志位：CF=0 ZF=0 SF=1 AF=1 PF=1 OF=1 3位控制标志： DF 方向标志：控制字符串的处理方向 IF 中断标志：决定CPU是否相应中断 TF 跟踪标志：为1可单步执行程序，用于程序的调试和检查。 为0自动连续执行程序 （4）4个16位的段寄存器 存放地址的段基址 CS 代码段寄存器 DS 数据段寄存器 ES 附加段寄存器 SS 堆栈段寄存器 （5）指令指示器 IP IP中存放将要取出的指令地址的偏移量，可以自动加1。 8086的存储器组织和I/O组织 存储器分段技术 8086CPU有20位地址，而内部寄存器为16位，因此采用地址分段技术，将地址分为段基址和偏移地址。 1、地址分段的优点： 大多数指令只涉及16位的偏移地址，减少指令长度，提高了指令执行速度。 对程序模块化设计有利，设计程序时可以不考虑物理地址。 可充分利用内存空间。 2、分段的方法 将低4位为0的高16位地址作为段基址，每段最长可为64K。 段与段之间可以连续，可以间断，也可以重叠。 各段相互独立，不可互换使用。 CS当前代码段基址，与IP形成指令地址。 SS当前堆栈段基址，用SP、BP进行栈操作。 DS当前数据段基址，用BX、DI、SI间接寻找数据地址。 ES当前附加数据段基址，主要用于串操作。 物理地址（实际地址）的形成： 每个存储单元都可以用两个形式的地址来表示： 实际地址（或称物理地址）和逻辑地址。 逻辑地址在程序中使用，即段基址：偏移地址 。 物理地址=段基址*16（左移4位） +偏移地址。 例1：CS=C081H IP=1230H 将要取出的指令地址=C0810H+1230H =C1A40H 例2：DS=122BH SI=0150H 数据的物理地址=122B0H+0150H =12400H 例3：SS=1BF8H SP=003AH 将要取出的指令地址=1BF80H+003AH =1BFBAH 物理地址只有一个，而形成物理地址的段基址和偏移量可以不同。 I/O端口 每个I/O端口相当于一个内存单元，有一个独立的地址，其内容为一个字节。 相邻两个单元可以组成一个字。 存放数据的规则和读写规则