微机原理第2章_微处理器及指令系统.ppt

第二章 微处理器和指令系统 重点： 1.Intel系列微处理器的演变历史； 2.Pentium的内部基本寄存器功能及应用； 3.操作数寻址方式； 4.通用整数指令 第二章 微处理器和指令系统 2.1 Intel系列微处理器概述 2.2 8086/8088微处理器 2.3 Pentium微处理器 2.4 Pentium微处理器指令系统 2.1 Intel系列微处理器概述 2.1.1 8086/8088 微处理器 2.1.2 80486微处理器 2.1.3 Pentium微处理器（80586） 2.1.4 Pentium Pro微处理器 精简指令集技术。 二级缓冲结构。 乱序执行和预测执行技术。 三级超标量和14级超流水线结构。 寄存器重命名技术 2.1.5 Pentium Ⅱ微处理器 采用了由三种创新处理技巧结合的动态执行技术，即：多分支预测、数据流分析和推测执行。 双重独立总线技术（DIB, Dual Independent Bus） 2.1.6 Pentium Ⅲ微处理器 前端总线的时钟频率为100MHz (采用0.18μm新工艺的Pentium Ⅲ，其前端总线达到133MHz)。 2.1.7 Pentium 4微处理器 2.2 8086/8088微处理器 1.内部结构 2.指令流水线 3.存储器分段 ? 存储器分段结构示例 ? 物理地址和逻辑地址 ? 逻辑地址与物理地址的变换 2.3 Pentium微处理器 2.3.1 内部结构和外部引脚 1. 内部结构 2.3.2 Pentium内部寄存器 1. 基本寄存器 ? 标志寄存器位定义 ? 段寄存器 ? 描述符与描述符表 ? 段的的选择符 例题 有一个描述符表存放在全局描述符表的第63个表项中，访问该描述符的请求特权级为2，请写出该描述符的选择符。 已知段描述符中有基址，界限=10，G=1。求该描述符定义的存储段的线性地址范围。 2.系统级寄存器 ? 控制寄存器格式: ② 系统地址寄存器 3.调试和模型专用寄存器 (2) 模型专用寄存器 2.3.3 Pentium的四种工作方式 2.4 Pentium微处理器指令系统 2.4.1 基本数据类型 1.无符号二进制数(序数) 2.带符号的二进制定点整数(整数) 3.浮点数(实数) 4.BCD码数 6.ASCII码数据 2.4.2 操作数寻址方式 1.寻址方式和有效地址概念 ? 有效地址EA 16位和32位寻址时的四元素定义 ? 保护方式下的寻址过程(地址转换过程) 2. 11种寻址方式 (1)立即数寻址 (2)寄存器寻址(寄存器直接寻址) (3)直接寻址(存储器直接寻址) (4)寄存器间接寻址 (5)基址寻址 (6)变址寻址 (7)比例变址寻址 (8)基址加变址寻址 (9)基址加比例变址寻址 (10)带位移的基址加变址寻址 (11)带位移的基址加比例变址寻址 3.存储器寻址时的段约定 2.4.3 Pentium指令系统概貌 2.4.4 数据传送类指令 数据传送指令主要包括： 通用数据传送指令。如数据传送指令(MOV)、装入有效地址指令(LEA) 、段装入指令、交换类指令(XCHG和BSWAP)、查表转换指令(XLAT)等。 堆栈指令。如PUSH类/POP类指令等。 数据类型变换指令。如数据宽度变换指令,带符号数符号位扩展/无符号数位扩展指令等。 I/O指令。如IN类/OUT类指令等。 标志寄存器传送指令 1. 传送指令MOV 指令操作：(源操作数)→目的操作数 MOV指令使用说明： 源操作数和目的操作数的类型必须一致。 目的操作数不能为立即数。 CS和(E)IP均不能用作指令的目的寄存器。 段寄存器间不能直接传送，也不能直接将立即数送给段寄存器。 源操作数为立即数,而目的操作数类型不确定时,要给目的操作数加类型说明。 ⑴ MOV DS，100 2. 交换指令 操作： (目的操作数) ?(源操作数) 3. 查表指令 说明: XLAT是一条隐含寻址的指令。隐含两个操作数：DS:(E)BX存放表基址，AL存放查表参数。使用前要给隐含操作数赋初值。 例2.5 内存中自TABLE开始的16个单元连续存放着自然数0到15的平方值(构成一个平方表)，任给一整数M在XX单元中(该数为0≤M≤15)，查表求M的平方值，并将结果存入YY单元中。 4. 堆栈指令PUSH/POP 格式：PUSH 源操作数 REG16/MEM16/IMM16/SREG REG32/MEM32/IMM32/SREG 操作： ((E)SP)-2/4→(E)SP (源操作数)→(SS:(E)SP） (2) 弹栈指令 (3)堆栈指令使用说明: 堆栈指令