清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 第2章80X86计算机组织 计算机系统 存储器 中央处理机 外部设备
第2章 80x86计算机组织 • 计算机系统 • 存储器 • 中央处理机 • 外部设备
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 1.计算机系统 硬件: 存储器 中央处理机 总线控制 大容量 接口 CPU 逻辑 存储器 系统总线 接口 I/O设备 I/O子系统 软件:系统软件用户软件
1. 计算机系统 硬件： 中央处理机 CPU 总线控制 逻辑 接 口 接 口 存储器 大容量 存储器 I/O设备 I/O子系统 系 统 总 线 . . . . . . 软件：系统软件 用户软件
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 2.存储器 存储单元的地址和内容 ˇ存储器以字节(8bit)为编程单位 ˇ每个字节单元都有唯一的地址编码 地址用无符号整数来表示(编程用十六进制表示) 个字要占用相继的两个字节 √低位字节存入低地址,高位字节存入高地址 √字单元地址用它的低地址来表示 机器以偶地址访问(读/写)存储器
2. 存储器 存储单元的地址和内容： 存储器以字节（8 bit）为编程单位 每个字节单元都有唯一的地址编码 地址用无符号整数来表示（编程用十六进制表示） 一个字要占用相继的两个字节 低位字节存入低地址，高位字节存入高地址 字单元地址用它的低地址来表示 机器以偶地址访问（读/ 写）存储器
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 存储器的逻辑地址与物理地址 逻辑地址 物理地址 段地址:偏移地址 1000:0000H 1001111110000H 1000:0001H00100110 10001H 1000:0002H01001000 10002H 1000:0003H 1000001110003H 1000:0004H010111010004H 1000:0005H1010001010005H 字节内容(10000H)=9FH;(10001H)=26H 字内容(10000H)=269FH;(10001H)=4826H 访问两次内存
存储器的逻辑地址与物理地址 10011111 00100110 01001000 逻辑地址 段地址: 偏移地址 1000 : 0000H 1000 : 0001H 1000 : 0002H 1000 : 0003H 1000 : 0004H 1000 : 0005H 物理地址 10000H 10001H 10002H 10003H 10004H 10005H 10000011 01011100 10100010 字节内容（10000H）＝9FH；（10001H）＝26H 字内容 （10000H）＝269FH；（10001H）＝4826H 访问两次内存
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 存储器的分段: 20根地址线:地址范围0000H~FFFH(MB) 机器字长16位:仅能表示地址范围000HI~FFFH (64KB) 小段:每16个字节为一小段,共有64K个小段 小段的首地址 00000H 0000FH 00010H 0001FH 00020H 0002FH FFFFOH FFFFFH 段起始地址:小段首地址 段的大小:64K范围内的任意字节
存储器的分段： 20 根地址线： 地址范围 00000H ~ FFFFFH （1MB） 机器字长16位：仅能表示地址范围 0000H ~ FFFFH （64KB) 小段：每16个字节为一小段，共有64K个小段 小段的首地址 00000H ~ 0000F H 00010H ~ 0001F H 00020H ~ 0002F H … FFFF0 H ~ FFFFF H 段起始地址：小段首地址 段的大小： 64K 范围内的任意字节
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 存储器的逻辑分段: 存储器 01500H 段寄存器 64KB代码 CS|0150H ICDOOH DS 4200H 64KB堆栈 SS ICDOH 42000H ES BOOOH 64KB数据 BO0OOH 64KB附加数据
存储器的逻辑分段： 存储器 64KB代码 01500H 42000H 0150H 1CD00H 4200H 1CD0H 段寄存器 CS DS SS ES 64KB堆栈 64KB数据 64KB附加数据 B0000H B000H
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS CS 0200H 存储器 DS 0400H 02000H SS 0480H 8KB代码 04000H 2KB数据 256堆栈 04800H 优点:允许程序在存储器内重定位; 允许实模式程序在保护模式下运行; 有利于程序和数据的分离
存储器 8KB代码 2KB数据 256堆栈 02000H 04800H 04000H 0200H 0400H 0480H CS DS SS 优点: 允许程序在存储器内重定位； 允许实模式程序在保护模式下运行； 有利于程序和数据的分离
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 物理地址=16×段地址+偏移地址 =10H×段地址+偏移地址 16位段地址 0000 16位偏移地址 20位物理地址 例:(DS)=2100H,(BX)=0500H (PA)=2l000H+0500H =21500H
物理地址 = 16 段地址 + 偏移地址 =10H 段地址 + 偏移地址 16 位 段 地 址 16 位 偏 移 地 址 0000 + 20 位 物 理 地 址 例：(DS) = 2100H, (BX) = 0500H (PA) = 21000H+0500H = 21500H
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 3.中央处理器 CPU组成:算术逻辑部件ALU 控制器、寄存器 8086/8088寄存器组: 数据寄存器: 高8位低8位 AX Ah AL BX BH BL CX CH CL DX DH DL 指针及变址寄存器:SP、BP、SIDI 段客存器: CS、DS、SS、ES 控制寄存最: P、 FLAGS
3. 中央处理器 8086/8088寄存器组： 数据寄存器： 指针及变址寄存器：SP、BP、SI、DI 段寄存器： CS、DS、SS、ES 控制寄存器： IP、FLAGS CPU组成：算术逻辑部件ALU、 控制器、寄存器 AX BX CX DX AH AL BH BL CH CL DH DL 高8位 低8位
清华大学出版社 TSINGHUA UNIVERSITY PRESS 标志寄存器( FLAGS/PSW) 1514131211109876543210 OF DF IF TF SFZF AF CF 条件码标志: 控制标志: OF溢出标志 DF方向标志 SF符号标志 IF中断标志 zF零标志 TF陷阱标志 CF进位标志 AF辅助进位标志 例: ADD AX,BX PF奇偶标志 JO /JC erRoR
标志寄存器 ( FLAGS / PSW ） 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 条件码标志： 控制标志： OF 溢出标志 DF 方向标志 SF 符号标志 IF 中断标志 ZF 零标志 TF 陷阱标志 CF 进位标志 AF 辅助进位标志 PF 奇偶标志 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 例：ADD AX, BX JO / JC ERROR ?