一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器组成,内部总线连接各部分器件
寄存器是程序员可以用指令读写的部件,通过改变寄存器里的内容从而实现控制CPU,
不同CPU 寄存器的个数结构是不一样的,8086有14个寄存器
2.1通用寄存器
8086所有的寄存器都是16位的,可以存放2个字节,AX、BX、CX、DX用于存放一般性数据,成为通用寄存器
为了兼容旧的8位寄存,每个16位寄存器可以分为2个单独的8位寄存器来使用,名字分别用AH、AL来表示高8位和低8位
2.2字在寄存器中的存储
字节byte:可以存储在8位寄存器中
字word:是两个字节,可以存储在16位寄存器中,改字的高8位字节和低8位字节存储在高8位寄存器和低8位寄存器中
一个字型数据20000 存储在AX中,高8位是78,低8位是32, 既可以看成是一个字型数据20000,也可以看成是两个单独的寄存器分别存78和32
十六进制数据每两位代表一个8位,用十六进制表示数据来看高低位寄存器非常方便如AX中是4E20H,那么AH是4EH,AL是20H。
2.3几条汇编指令
mov ax,18 : 将18送入寄存器AX 高级语言:ax=18
add ax,8 : 将寄存器AX中数据加8 高级语言:ax=ax+8
注意:如果运算结果超出了寄存器可以表示的数值范围,那么会截取掉
汇编指令的操作对象位数必须是一样的
检测2.1:
1>写出每条汇编指令完成后相关寄存器中的值 :
mov ax,62627 AX=F4A3H
mov ah,31H AX=31A3H
mov al,23H AX=3123H
add ax,ax AX=6246H
mov bx,826CH BX=826CH
mov cx,ax CX=6246H
mov ax,bx AX=826CH
add ax,bx AX=04D8H
mov al,bh AX=0482H
mov ah,bl AX=6C82H
add ah,ah AX=D882H
add al,6 AX=D888H
add al,al AX=D810H
mov ax,cx AX=6246H
2>只用mov,add指令并且不超过4条指令计算2的4次方
mov ax,0002H
add ax,ax
add ax,ax
add ax,ax
2.4物理地址
CPU访问内存需要提供内存单元地址,所有的内存单元在内存空间中构成的是一个一维线性结构,
每个内存单元都有一个唯一的地址,这个地址就是物理地址。
CPU在访问内存时得先在内部形成这个地址,那么是如何形成的呢?
2.5 16位结构CPU
16位结构的CPU表示:
1.CPU运算器一次运算位数最大为16位
2.CPU寄存器宽度为16
3.运算器和寄存器通路为16位
2.6 8086CPU给出物理地址的方法
8086地址总线宽度为20,但是一次运算位数最大为16,所以通过两个16位地址合成一个20位地址
物理地址=段地址(SA)*16 + 偏移地址(EA)
段地址乘以16就是左移4位
2.7 物理地址=段地址*16+偏移地址的本质含义
段地址*16 代表一个基础地址(参照地址), 偏移地址是在这个基础地址之上的偏移量
2.8 段的概念
内存并没有分段,段的概念来自于CPU,使得我们利用分段方式来管理内存
由于偏移地址是16位的,所以每个段的最大长度就是16位地址的寻址能力: 64KB
[注] 1)不同的段地址和偏移地址可以表示同一个物理地址,只要计算结果相同即可
2)描述数据存在某个内存单元一般这么说: 数据存在内存的2000段中的1F16单元中
3)可以根据需要将起始地址为16整数倍并且连续不超过64KB的内存单元划分为一个段
检测2.2
1)给定段地址0001H,寻址范围从 00010H 到 1000FH
2)某数据存在20000H中,利用段地址*16+偏移方式想寻到此地址,那么SA最小为: 1001H 最大为:2000H
2.9 段寄存器
从图2.6可知,其他部件提供了段地址和偏移地址给地址加法器,这里的其他部件就包含段寄存器,用于提供段地址
8086段寄存器包含CS,DS,SS,ES
2.10 CS和IP
CS和IP是8086里最重要的寄存器,它们提供CPU当前需要执行的指令地址
CS段寄存器,IP偏移寄存器
8086CPU工作过程如下:
1)从CS:IP指向的内存单元读取指令,放入指令缓冲器中
2) IP=IP+指令长度
3)执行指令,转向1)重复
8086CPU在开机时CS:IP会被指向FFFFH:0000H执行开机第一条命令
2.11修改CS IP指令
mov不能对CS IP操作
1>使用jmp 段地址:偏移地址 来修改CS,IP
2>使用jmp 某寄存器(如ax) 将ax值放到IP中
2.12代码段
某起始地址是16整数倍且连续的一段内存单元可以看成是一个代码段,
将CS:IP设置为该段起始值就可以让CPU执行该段代码
检测2.3:
下面3条指令执行之后IP修改了几次,什么时候,最终IP是什么?
mov ax,bx
sub ax,ax
jmp ax
解: 4次,每条指令读取进指令缓存器中时IP修改一次,jmp命令执行之后又执行一次,最终是0000H