微机原理与接口技术 第3章.ppt

第三章80X86微处理器型号微处理器的基本功能模块:3.2微处理器内部结构二.基本结构寄存器：
486内部寄存器分为4类:
1.通用寄存器AX(accumulater)称为累加器，是寄存器中最忙的一个，因CPU中的大部分算术、逻辑运算及I/O操作都是通过它进行的，而且许多操作其它寄存器无法替代。
BX(Base)除具有通用寄存器的特点外，可以对存贮器寻址，在多种寻址方式中用于提供一基地址（基址寄存器）。
CX(Count)除具有通用寄存器的特点外，在许多指令（如循环、块传递）中被固定作为计数器用。
DX(Data)除可作为通用寄存器外，可和AX组合存放双字长数（浮点运算），还可用于提供I/O端口地址。有IP、SP、BP、SI、DI共5个16位寄存器，主要作用是为寻址存贮单元提供偏移地址。其中：
IP(InstructionPointer)为指令指针，固定用来存放代码段中偏移地址，在程序运行过程中，它始终指向顺序存放在存贮器中,将要执行的指令地址(与CS联合确定下条指令的物理地址)，控制器取得这条指令后，IP令自动增加一定的值（该值等于已执行（已取得）指令的字节数），以指向下一条将要执行的指令。SP(StackPointer)堆栈指针，提供寻址栈顶所需的偏移地址。其当前值就是栈顶位置，执行入、出栈指令时，其内容会自动增减。
BP(BasePointer)基址指针，提供多种寻址方式中的偏移地址或基地址。与SS结合，可访问堆栈区的非栈顶单元，其它寄存器则不能。
SI(SourceIndex)称为源变址寄存器，其作用是为DS或ES提供偏移地址或变址值。在数据块传送指令中，固定和DS联合，提供源数据块有效地址，其值有自动加、减功能。
DI(DestinationIndex)目的变址寄存器，功能与SI似。不同在于：用于数据块传送指令时固定和ES联用，提供目的地有效地址。CS、DS、ES、SS共4个，和偏移地址寄存器一起形成20位存储器物理地址，对存储器中存放的程序、数据、堆栈区域加以区别、寻址。
寻址程序(指令)：CS＋IP；
寻址数据：(DS或ES)＋(SI或DI、BX、BP)；
寻址堆栈：SS＋(SP或BP)
具体用法在寻址方式中介绍标志寄存器FLAGS又称为程序状态字PSW，为16位寄存器，该寄存器主要有两个作用：
记录CPU运行结果状态标志；
提供控制标志。
FLAGS各位含义如下(EFLAGS见P23图2.4)：
1514131211109876543210
OFDFIFTFSFZFAFPFCF根据功能，8086的标志可以分为两类，一类叫状态标志，另一类叫控制标志。状态标志表示前面的操作执行后，算数逻辑部件处在怎样一种状态，这种状态会像某种先决条件一样影响后面的操作。控制标志是人为设置的，指令系统中有专门的指令用于控制标志的设置和清除，每个控制标志都对某一种特定的功能起控制作用。状态标志位有六个，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF。3.3486可访问的地址空间虚拟空间(虚拟存储器地址空间):编程空间
虚拟存储器是一项硬件和软件结合的技术。
存储管理部件把主存(物理存储器)和辅存(磁盘)看作是一个整体，即虚拟存储器。允许编程空间为246=64T，程序员可在此地址范围内编程，程序可大大超过物理空间。该空间对应的地址称为虚拟地址或逻辑地址。运行时，操作系统从虚拟空间取一部分程序载入物理存储器运行。当程序运行需要调用的程序和要访问的数据不在物理存储器时，操作系统再把那一部分调入物理存储器.……数据的交换极快，程序察觉不到。
线性地址I/O地址空间与存储空间不重叠
CPU有一条控制线M/IO，在硬件设计上用M/IO=1，参与存储器寻址，用M/IO=0参与I/O寻址。3.4486工作模式简介③存储管理部件对存储器只进行分段管理，没有分页功能，每一逻辑段的最大容量为64K。
在实模式下，段寄存器中存放段基址。三.虚拟86模式（仅作了解）:
虚拟86模式是保护模式下的一种特殊工作模式,可运行实模式程序。
在操作系统管理下,486可以分时地运行多个实模式程序(因为:在虚拟86模式下,486认为段寄存器中存放的不是选择符而是段基址!)
例如有3个任务,操作系统为每一个任务分配1ms,每通过1ms就发生一次任务切换,从宏观上看系统是在执行多个任务,联机打印程序就使用“分时技术”。打印程序只能在DOS环境下运行,占用系统10%的时间。四.实模式下,物理地址的形成（重要）
1.存储器的分段管理:
486对存储器采用分段管理,一个单元的物理地址由两部分组成,写成:段基址∶偏移地址
一般情况下，CS、DS、ES、SS等各段在存储器中的分配由操作系统负责，每个段可以独立占用64K存储区，各段也允许重叠。如图所示为段分配方式之一:各段独立占用64K存储区.15