天津大学计算机专业汇编语言课程第二章.ppt

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1、第二章80x86计算机组织§2.180x86微处理器§2.2基于微处理器的计算机系统构成§2.3中央处理机§2.4存储器§2.5外部设备80x86微处理器§2.2基于微处理器的计算机系统构成系统资源：CPU、存储器、I/O端口指令执行周期op1op2PCI-1I-2I-3I-4I-1ALU程序计数器程序寄存器寄存器EFLAGS指令队列取指令解码存储器读写写输出执行取指令写解码取操作数执行存储输出操作数§2.3中央处理机一、微处理器的功能结构1.编程结构2.工作过程二、寄存器组1.通用寄存器2.段寄存器3.控制寄存器内部暂存器IPESSSDSCS输入/输出控制电路

2、外部总线执行部分控制电路123456∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列缓冲器执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位16位8位8086编程结构8086编程结构BIU（总线接口部件）组成：地址加法器、专用寄存器组、指令队列缓冲器、总线控制电路负责与存储器及I/O设备交换信息指令数据20位地址总线和16位数据总线可寻址1MB(=220B)的物理存储空间读/写16位存储器数据可动态改变数据宽度：支持16/8位操作EU（执行部件）组成：算术逻辑单元ALU、标志寄存器、通用寄存器组、EU控制器EU功能：

3、执行指令、进行数据处理。EU和BIU并行操作：同时完成取指/操作数和执行指令操作工作过程两部分并行工作，提高了工作效率每当指令队列中有两个空字节，BIU自动把内存中的指令送入指令队列中EU从指令队列中取出指令代码去执行（此时，BIU可继续取指）。如在指令执行过程中需要访问存储器或I/O设备，则EU会请求BIU进入总线周期，去完成访问存储器或I/O端口的操作BIU处于空闲状态，则立即响应EU的总线请求BIU正在取指，完成当前取指操作后响应EU的请求当指令队列已满，且EU没有总线请求时，BIU进入空闲状态在执行转移、调用和返回指令时，BIU指令队列的原有内容会被自动

4、清除，而装入转移目标处的指令。80386编程结构80386内部结构：总线接口部件BIU、指令预取部件IPU、指令译码部件IDU、分段部件SU、分页部件PU、执行部件EU(ExecutionUnit)。流水线操作：6个逻辑单元并行实现取指令、指令译码、生成操作数地址、执行指令操作，达四级并行流水。80386总线接口部件BIU：32位地址总线和32位数据总线可寻址4GB(=232B)的物理存储空间读/写32位存储器数据可动态改变数据宽度：支持32/16/8位操作IPU预取指令，IDU对预取的指令进行译码：译码的结果存放在已译码指令队列中，供执行部件直接调用执

5、行。执行部件：▲8个32位通用寄存器——其低半部分与8086/8088的16位寄存器具有相同的特性，完全兼容。▲乘除硬件——大大加快乘除法运算速度▲64位桶形移位器——加速移位、循环和乘除法操作，可使典型的32位乘法在1μs内完成。操作模式实地址模式存储器寻址方式,不能对内存进行分页管理,所有的段都是可以读、写和执行的,不支持优先级(CIH)。保护模式存储器寻址方式,支持内存分页机制,提供了对虚拟内存的良好支持,支持优先级机制。虚拟8086模式计算机运行于保护模式下后创建的有1M地址空间的虚拟机，对运行于实地址模式下的80x86计算机进行模拟。系统管理模式二

6、、80386的寄存器组是基本资源，亦是操作对象。对内部寄存器的使用尤为重要：可实现的操作多速度快1.通用寄存器2.专用寄存器3.段寄存器1通用寄存器AHAXALEAX累加器BHBXBLEBX基址寄存器CHCXCLECX计数器DHDXDLEDX数据寄存器ESPSP堆栈指针EBPBP基址指针EDIDI目的变址ESISI源变址16321.通用寄存器—数据寄存器EAX(Accumulator)累加器：算术运算的主要R，所有的I/O指令都用此REBX(Base)基址寄存器：除通用外，计算存储器地址做基址用ECX(Count)计数器：通用，作循环计数器EDX(Data)数

7、据寄存器：常用来存放双字长数据的高16位，或存放外设端口地址特点：可作32位R使用，低16位单独使用，也可将低16位拆成2个8位寄存器使用，对其中某8位的操作，并不影响另外对应8位的数据具有良好的通用性：在程序中即可存放操作数，也可存放操作结果低16位单独使用时只可用来存放数据，不可用于存储器寻址1.通用寄存器—指针及变址寄存器变址寄存器ESI(SourceIndex)源变址寄存器EDI(DestinationIndex)目的变址寄存器指针寄存器ESP(StackPoint)堆栈指针寄存器—栈顶的偏移地址EBP(BasePoint)基址指针寄存器—默认SS段特点

8、：可用于存放操作数（包括