第二节 80X86微处理器.ppt

* 2.3中央处理机CPU的组成 CPU的任务是执行存放在存储器里的指令序列。为此，除要完成算术逻辑,操作外还需要担负CPU和存储器以及I／O之间的数据传送任务。早期的CPU芯片只包括运算器和控制器两大部分。从80386开始，为使存储器速度能更好地与运算器的速度相匹配，已在芯片中引入高速缓冲存储器。其后生产的芯片随着半导体器件集成度的提高，片内高速缓冲存储器的容量也逐步扩大，但这部分器件就其功能而言还是属于存储器的，本节要说明的是CPU芯片中除高速缓冲存储器之外的组成，它们主要由以下三部分组成： (1)算术逻辑部件(arithmetic logic unit，ALU)用于进行算术和逻辑运算。 (2)控制逻辑负责对全机的控制工作，包括从存储器取出指令，对指令进行译码分 析，从存储器取得操作数，发出执行指令的所有命令，把结果存人存储器，以及对总线及 I／O的传送控制等。 (3)工作寄存器在计算机中起着重要的作用，每一个寄存器相当于运算器中的一个存储单元，但它的存取速度比存储器要快得多。它用来存放计算过程中所需要的或所得到的各种信息，包括操作数地址、操作数及运算的中间结果等。下面专门介绍这些寄存器。 8086寄存器组 8086微处理器有一些专用存储单元叫做寄存器(registers)。如图所示8086有一个寄存器组。仔细了解这些寄存器，弄清楚它们的用法，是编程的基础。 * 1 寄存器AX AX寄存器是一个累加器，它是16位通用寄存器。存放16位数值，从寄存器或从存储器传送和提取数据，执行算术和逻辑运算。而且寄存器AX可以作为两个8位寄存器访问。组成AX的两个8位寄存器是AH和AL寄存器AH引用Ax中的最高有效字节，AL引用AX中的最低有效字节。寄存器AX常用于保存临时数据。使用寄存器Ax可以加快许多指令(例如加法或减法)的执行速度。 2 寄存器BX BX寄存器是一个基址寄存器，它是可以作为两个8位寄存器访问的16位通用寄存器组成BX的两个8位寄存器是BH和BL。寄存器BX可用作数据指针，也可用作数据存储。 3 寄存器CX CX寄存器是一个计数器。它是可以作为两个8位寄存器访问的16位通用寄存器。组成CX的两个8位寄存器是寄存器CX主要用于保存循环或重复指令nt次数，也可用作数据存储。 4 寄存器DX DX寄存器是一个数据寄存器，它是可以作为两个8位寄存器访问的16位通用寄存器。寄存器DX常用于双字算术运算及保存端口输入／输出操作过程中的端口号，它也可作临时数据存储。 * 8086／8088和80286的专用寄存器包括IP、SP和FLAGS3个16位寄存器。 IP(instruction pointer)为指令指针寄存器，它用来存放代码段中的偏移地址。在程 序运行的过程中，它始终指向下一条指令的首地址，它与段寄存器CS联用确定下一条指 令的物理地址。当这一地址送到存储器后，控制器可以取得下一条要执行的指令，而控制 器一旦取得这条指令就马上修改IP的内容，使它指向下一条指令的首地址。可见，计算 机就是用IP寄存器来控制指令序列的执行流程的，因此IP寄存器是计算机中很重要的 一个控制寄存器。 FLAGS为标志寄存器，又称程序状态寄存器(program status word，PSW)。这是一 个存放条件码标志、控制标志和系统标志的寄存器。 80386及其后继机型也有三个32位专用寄存器，它们是EIP、ESP和EFLAGS。它 们的作用和相应的16位寄存器相同。 下面介绍标志寄存器。图2．4说明了80x86中标志寄存器的内容，图中未标明的位 暂不用。 。 (1)条件码标志用来记录程序中运行结果的状态信息，它们是根据有关指令的运行 结果由CPU自动设置的。由于这些状态信息往往作为后续条件转移指令的转移控制条 件，所以称为条件码。它包括以下6位： 溢出标志(overflow flag，OF)，在运算过程中，如操作数超出了机器能表示的范围称 为溢出。此时OF位置1，否则置0。 符号标志(sign flag，SF)，记录运算结果的符号，结果为负时置1，否则置0。 零标志(zero flag，ZF)，运算结果为0时ZF位置1，否则置0。 。 * 进位标志(carry flag，CF)，记录运算时从最高有效位产生的进位值。例如，执行加法 指令时，最高有效位有进位时置l，否则置0。 辅助进位标志(auxiliary carry flag，AF)，记录运算时第3位(牛个字节)产生的进位 值。例如，执行加法指令第3位有进位时置1，否则置o。 奇偶标志(parity flag，PF)，用来为机器中传送信息时可能产生的代码出错情况