微机原理21：8088cpu内部结构、寄存器组、存储器组织.ppt

一、 8086/8088CPU的内部结构 算术逻辑单元（运算器） 寄存器组 指令处理单元（控制器） 8088/8086的功能结构 16位微处理器也具有以上结构中的基本单元，但更为复杂。 以8088为例讲解16位微处理器的功能结构。 8088是8086的简化版本。 8088的编程结构从功能分成两个单元 总线接口单元BIU (Bus Interface Unit)——管理8088与系统总线的接口，负责CPU对存储器和外设进行访问 执行单元EU (Execution Unit)——负责指令的译码、执行和数据的运算 两个单元相互独立，分别完成各自操作 两个单元可以并行执行，实现指令取指和执行的流水线操作 并行操作的意义 EU执行指令的同时，BIU可以继续读取后续指令，并存入指令队列（first in first out)。这叫做“指令预取”。 8位的CPU没有指令预取功能，执行指令前必须等待“取指”操作完成。 取指操作是CPU最频繁的操作。 这种操作方式节省了CPU大量的取指等待时间。 “指令流水线”。 二、 8088寄存器结构 8088共有8个的通用寄存器，1个标志寄存器，4个段寄存器和1个指令指针寄存器。 1、通用寄存器 ① 数据寄存器 共AX、BX、CX、DX四个，每个寄存器即可作为16位寄存器，又可拆分为两个8位寄存器，此时记为AH、AL、BH、BL等。 AX(AH、AL)：累加器accumulator BX(BH、BL)：基址寄存器base CX(CH、CL)：计数寄存器counter DX(DH、DL)：数据寄存器data ②指针和变址寄存器 共BP、SP、SI、DI四个 BP：基址指针寄存器Base Pointer ，默认表示堆栈段基地址； SP：堆栈指针寄存器Stack Pointer，指示栈顶 SI：源变址寄存器Source Index DI：目的变址寄存器Destination Index 标志寄存器（FR:Flag Register）是一个十六位的寄存器，但只利用了其中的9位：六个条件标志和三个控制标志。 进位标志CF（Carry Flag） 当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置1，即CF = 1；否则 CF=0。 例如（以8位运算为例，8088中为16位）： 3AH + 7CH＝B6H 没有进位：CF=0 AAH + 7CH＝（1）26H 有进位：CF=1 溢出标志OF（Overflow Flag） 若算术运算的结果有溢出，则OF=1；否则 OF＝0。例如： 问题： 什么是溢出？ 溢出和进位有什么区别？ 处理器怎么处理，程序员如何运用？ 如何判断是否溢出？ 什么是溢出 处理器内部以补码表示有符号数 8位表达的整数范围是：＋127 ~ －128 16位表达的范围是：＋32767 ~ －32768 如果运算结果超出这个范围，就产生了溢出 有溢出，说明有符号数的运算结果不正确 溢出和进位的对比 处理器对两个操作数进行运算时，按照无符号数求得结果，并相应设置进位标志CF；同时，根据是否超出有符号数的范围设置溢出标志OF 应该利用哪个标志，则由程序员来决定。也就是说，如果将参加运算的操作数认为是无符号数，就应该关心进位；认为是有符号数，则要注意是否溢出。 全零标志ZF（Zero Flag） 若运算结果为全0，则ZF=1，否则ZF=0。 例如： 3AH + 7CH＝B6H 结果不是零：ZF=0 86H + 7CH＝00H 结果是全零：ZF=1 符号标志SF（Sign Flag） 运算结果最高位为1，则SF=1；否则SF=0。 例如： 3AH + 7CH＝B6H 最高位D7＝1：SF=1 86H + 7CH＝00H 最高位D7＝0：SF=0 有符号数利用最高有效位（MSB）来表示它的符号。所以，运算结果的MSB与符号标志SF相一致。 奇偶标志PF（Parity Flag） 当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时，PF=1；否则PF=0（奇校验）。 例如： 3AH + 7CH＝B6H， 结果中有5个1，是奇数，则 PF=0 注意：PF标志仅反映最低8位中“1”的个数是偶或奇，即使是进行16位字操作。 辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag） 运算时D3位（低半字节）有进位或借位时，AF=1；否则AF=0。 这个标志主要由处理器内部使用，用于十进制算术运算的调整，用户一般不必关心。 方向标志DF（