1.基础知识

1.指令

1.相关概念：

1. 机器指令：cpu能够直接识别并执行的二进制编码
2. 汇编指令：与机器指令一一对应（助记符）
3. 指令：由操作码和地址码（操作数）组成
4. 指令集：不同cpu对应不同指令集
5. 编译器：够将汇编指令转换成机器指令的翻译程序

2.汇编指令组成

1. 汇编指令
2. 伪指令
3. 其他符号：+ – *等（由编译器识别，无对应机器码）

注：在内存或者磁盘上，指令和数据没有区别

2.存储器

1.类型

随机存储器（RAM）：

在程序执行时可读可写，关机数据会清除

只读存储器（ROM）：

在程序执行时只读，关机数据不会丢失

3.总线

1.概述

1. 连接各个部件的信息传输线
2. 主板上有核心器件和一些主要器件通过总线（地址总线、数据总线、控制总线）相连
3. 这些器件有CPU、存储器、外围芯片组、扩展插槽(一般插有RAM内存条和各类接口卡)等

2.分类

1.根据位置

片内总线（芯片内部总线）

系统总线（加算计各部件之间的信息传输线）

2.根据逻辑

1.地址总线：

1. cpu通过地址总线来制定存储单元
2. 1根导线可以传送的稳定状态只有两种，高电平或是低电平（用二进制表示就是1或0）
3. 图示有10根地址线即一次可以传输10位，访问存储单元地址为1011，寻址范围为0 ~ (210 – 1)

2.控制总线：

1. cpu与内存或者其他器件之间数据传送的介质
2. 8根数据线一次可传送一个8位二进制数据（即一个字节），传送2个字节需要两次16根数据线一次可传送2个字节（内存对齐核心原理）

3.数据总线

1. CPU对外部器件的控制是通过控制总线来进行
2. 有多少根控制总线，就意味着CPU提供了对外部器件的多少种控制
3. 控制总线的宽度决定了CPU对外部器件的控制能力

3.应用

1.cpu对存储器的读取

1. cpu通过地址线将地址信息3号发出
2. cpu通过控制线发出内存读取命令（选择存储器），通知选中的存储器将从中读取数据
3. 存储器将3号单元的数据（选中的存储器中的内存）8通过数据线传入cpu

2.cpu对存储器的写入cpu通过地址线将地址信息3号发出

1. cpu通过控制线发出内存写入命令，通知选中的存储器要像其中写入数据
2. cpu通过数据线将数据送入内存的3号单元（选中的存储器中的内存

3.cpu对外设的控制

• CPU对外设都不能直接控制，如显示器、音箱、打印机
• 直接控制这些设备进行工作的是插在扩展插槽上的接口卡
• 扩展插槽通过总线和CPU相连，所以接口卡也通过总线同CPU相连
• CPU可以直接控制这些接口卡，从而实现CPU对外设的间接控制
• 如：CPU无法直接控制显示器，但CPU可以直接控制显卡，从而实现对显示器的间接控制

4.内存地址空间

1. CPU将系统中各类存储器看作一个逻辑存储器（即内存地址空间）
2. 对于CPU，所有存储器中的存储单元都处于一个统一的逻辑存储器中
3. 它的容量受CPU寻址能力限制。(或许就是计组中学的统一编址)

每个物理存储器在这个逻辑存储器中占有一个地址段（即一段地址空间）

CPU在这段地址空间中读写数据（即在相对应的物理存储器中读写数据）ROM无效

2.寄存器

1.应用相关知识

1.CPU；

1.构成：

运算器、控制器、寄存器等器件构成，由片内总线相连

2.运行

运算器进行信息处理；控制器控制各种器件进行工作；寄存器进行信息存储

2.8086CPU：

1.组成：

有14个寄存器

AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW都是16位

2.结构特性

• 运算器一次最多可以处理16位的数据
• 寄存器的最大宽度为16位
• 寄存器和运算器之间的通路为16位

3.处理数据类型

• 字节：记为byte，一个字节由8个bit组成，可以存在8位寄存器中。
• 字：记为word，一个字由两个字节组成，可以存在一个16位寄存器中(16位CPU)

4.存储模式

采用小端模式：高地址存放高字节，低地址存放低字节

2.通用寄存器

1.作用以及构成

通常用来存放一般性数据（AX,BX,CX,DX)

每一个寄存器均可以分成两个可独立使用的8位寄存器

16位	8高位	8低位
AX	AH	AL
BX	BH	BL
CX	CH	CL
DX	DH	DL

注意：

数据传送和运算的时候指令的两个而操作对象的位数应相同

一个8位寄存器所能存储的数据范围是0 ~ 28-1

2.8086cpu给出物理地址的方法

• 8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力
• 8086CPU又是16位结构，在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位
• 从8086CPU的内部结构来看，如果将地址从内部简单地发出，那么它只能送出16位的地址，表现出的寻址能力只有64KB
• 但是8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址

8086CPU读写内存时的过程

• CPU中的相关部件提供两个16位的地址：
• 一个称为段地址，一个称为偏移地址
• 地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址
• 地址加法器采用物理地址 = 段地址×16 + 偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址
• 例:8086CPU要访问地址为123C8H的内存单元，1230H左移一位(空出4位)加上00C8H合成123C8H

3.段寄存器

1.定义

我们可以将一段内存定义为一个段

用一个段地址指示段，用偏移地址访问段内的单元（用分段的方式来管理内存）

1. 用一个段存放数据，将它定义为“数据段”
2. 用一个段存放代码，将它定义为“代码段”
3. 用一个段当作栈，将它定义为“栈段”

2.注意：

一个段的起始地址一定是16的倍数

偏移地址为16位，变化范围为0-FFFFH，所以一个段的长度最大为64KB

CPU可以用不同的段地址和偏移地址形成同一个物理地址

3.段寄存器组成单元

8086CPU有4个段寄存器：CS、DS、SS、ES，提供内存单元的段地址

4.CS和IP

1.CS和IP概念

1. CS为代码段寄存器，IP为指令指针寄存器
2. CPU将CS、IP中的内容当作指令的段地址和偏移地址,用它们合成指令的物理地址
3. CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行

2.8086CPU的工作过程简要描述

1. 从CS:IP指向的内存单元读取指令，读取的指令进入指令缓冲器
2. P=IP+所读取指令的长度，从而指向下一条指令
3. 执行指令,转到步骤1，重复这个过程
4. 在8086CPU加电启动或复位后（即CPU刚开始工作时）CS和IP被设置为CS=FFFFH，IP=0000H(即在8086PC机刚启动时，FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令)
5. 8086CPU提供转移指令修改CS、IP的内容

jmp 段地址:偏移地址：

用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP

例：jmp 2AE3:3

jmp 某一合法寄存器：

仅修改IP的内容

例：jmp ax（类似：mov IP ax）

3.8086CPU硬件设计

8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作

5.DS和adress

1.概述

1. DS寄存器：通常用来存放要访问数据的段地址
2. [address]：一个偏移地址为address的内存单元，段地址默认放在ds中
3. 通过数据段段地址和偏移地址即可定位内存单元

2.实例：

mov bx, 1000H （8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作）
​
mov ds, bx （ds存放数据段地址）
​
mov [0], al （将al数据（1字节）存到1000H段的0偏移地址处，即10000H）
​
mov ax, [2] （将数据段偏移地址2处的一个字（8086为2字节）存放到ax寄存器）
​
add cx, [4] （将偏移地址4处的一个字数据加上cx寄存器数据放到cx寄存器）
​
sub dx, [6] （dx寄存器数据减去数据段偏移地址6处的字数据存到dx）

6.SS 和 SP

基于8086CPU编程的时候，可以将一段内存当作栈来使用

1.概述

• 栈段寄存器SS：存放段地址
• SP寄存器：存放偏移地址
• 任意时刻，SS:SP指向栈顶元素
• 8086CPU中，入栈时，栈顶从高地址向低地址方向增长
• push ax表示将寄存器ax中的数据送入栈中，由两步完成1.将SS:SP指向的内存单元处的数据送入ax中2.SP=SP+2，SS:SP指向当前栈顶下面的单元，以当前栈顶下面的单元为新的栈顶

2.实践

1. 将10000H~1000FH这段空间当作栈，初始状态栈是空的
2. 设置AX=001AH，BX=001BH
3. 将AX、BX中的数据入栈
4. 然后将AX、BX清零
5. 从栈中恢复AX、BX原来的内容mov ax, 1000H
   mov ss, ax
   mov sp, 0010H   ;初始化栈顶
   mov ax, 001AH
   mov bx, 001BH
   ​
   push ax
   push bx   ;ax、bx入栈
   ​
   sub ax, ax   ;将ax清零，也可以用mov ax，0，
               ;sub ax，ax的机器码为2个字节，
               ;mov ax，0的机器码为3个字节。
          
   sub bx, bx
   ​
   pop bx ;从栈中恢复ax、bx原来的数据
   pop ax ;