微机手册

Posted 2020-09-29

微机手册

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考研

常见知识点

• 第1章 绪论
• 第2章 8086 系统结构
  • 2.0 介绍
  • 2.1 8086 CPU 结构
    • 2.1.1 8086CPU的内部结构
    • 2.1.2 寄存器结构

第1章 绪论

在计算机中引入补码主要鉴于下列两个原因

(1)使符号位能够和有效数值部分一起参加数值运算，从而简化运算规则，节省运算时间。

(2)使减法运算转化为加法运算，从而进一步简化计算机中运算器的线路设计。

数据类型

字节(Byte)：1字节=8位二进制数，字节数据以无符号和有符号的整数形式存储。DB

字(Word)：1个字=16位二进制数=2个字节，双字(double word)数据有4个字节，为32位二进制数。DW,DD.

第2章 8086 系统结构

2.0 介绍

早期16位微处理器基本结构具有如下特点：

(1)引脚功能复用
(2)单总线、累加器结构
(3)可控三态电路
(4)总线分时复用

8086介绍

(1)有40个引脚
(2)时钟频率为5MHz(8086-2型为8MHz,8086-1型为10MHz)
(3)8086CPU有16根数据线和20根地址线，直接寻址空间为 ，即为1MB。8088CPU结构与8086基本相同，但是对外数据总线只有8条，故称为准16位微处理器。

2.1 8086 CPU 结构

2.1.1 8086CPU的内部结构

8086CPU的内部结构包含两大部分

指令执行单元(EU: Execution Unit)
总线接口单元(BIU: Bus Interface Unit)
书p23图2.1

1. BIU

BIU的功能

地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数和总线控制。

BIU的组成

(1)16位段地址寄存器:
CS-代码段寄存器。
DS-数据段寄存器。
ES-附加段寄存器。
SS-堆栈段寄存器。
(2)16位指令指针寄存器IP:
存放下一条要执行指令的偏移地址
(3)20位物理地址加法器:
将16位逻辑地址变换成存储器读/写所需要的20位物理地址，实际上完成地址加法操作。
(4)6字节指令队列:
存放6字节的指令代码
(5)总线控制逻辑:
发出总线控制信号

物理地址

=CS*16+IP(CS中16位段基地址左移4位加16位偏移地址)。

★BIU的工作过程

书p23-24
EU遇到转移指令时，BIU清除指令队列，从转移指令的新地址取得指令，并立即送给EU执行，然后再从后续地址存放的指令序列中取指令填满队列。

总线控制部件

总线控制部件发出总线控制信号，实现存储器读/写控制和I/O读/写控制。它将8086CPU的内部总线和外部总线相连，是8086CPU与外部打交道不可缺少的部件。

2. EU

EU的功能

指令译码和指令执行。

EU的组成

(1)算数逻辑运算单元ALU:
完成8位或16位的二进制运算，16位暂存器可暂存参加运算的操作数。
(2)标志寄存器flags:
存放ALU运算结果特征
(3)寄存器组:
4个通用16位寄存器:AX、BX、CX、DX，其中AX又称累加器。
4个专用16位寄存器:源变址寄存器SI，目的变址寄存器DI，堆栈指针寄存器SP、基址指针寄存器BP。
(4)EU控制器:
取指令控制和时序控制部件。

★EU的工作过程

书p24-25

2.1.2 寄存器结构

书p25图2.2 8086CPU寄存器组
关键知识点：

寄存器名称	特殊用途
AX,AL	输入输出指令作数据寄存器 在8位乘法指令做被乘数或者乘积 在8位除法指令中存放商或者乘积
AH	用于DOS系统调用存放功能号
BX	间接寻址中做基址指针
CX	在串操作指令和LOOP指令中做计数器
CL	在移位和循环移位中存放移位次数
DX	在16位乘法中存放乘积的高字节部分 在16位除法中存放高字节位，或者余数 IN/OUT指令里面存放端口地址
SI	在字符串指令中作源变址寄存器 在间接寻址中作变址寄存器
DI	在字符串指令中作目的变址寄存器 在间接寻址中作变址寄存器
BP	作堆栈的栈基地址寄存器(考试较少涉及)
SP	作堆栈的栈顶地址寄存器(考试较少涉及)

指令指针寄存器IP：
这个作用是指向当前指令所在内存单元的偏移地址，CS:IP共同构成取指地址。主要，IP是关乎系统运作的最关键的寄存器，用户无权修改其值，只可由系统来管理。