微機(jī)系統(tǒng)中的微處理器.ppt

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第三章微機(jī)系統(tǒng)中的微處理器,3.28086的內(nèi)部結(jié)構(gòu)3.38086的寄存器結(jié)構(gòu)3.48086的存儲(chǔ)器組織3.58086的I/O組織3.68086的數(shù)據(jù)尋址方式3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,微處理器的是組成計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的核心部件，其基本功能為：,（1）支持功能完善的指令系統(tǒng)，進(jìn)行各種算術(shù)、邏輯運(yùn)算，通過(guò)程序完成復(fù)雜的科學(xué)計(jì)算。（2）支持各種結(jié)構(gòu)的程序的執(zhí)行，如程序的分支、循環(huán)、嵌套、子程序的調(diào)用和返回、中端服務(wù)程序。（3）控制與存儲(chǔ)器、外設(shè)等相連接，組成完整的微機(jī)系統(tǒng)。,3.1微處理器的一般結(jié)構(gòu),3.1.1微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),一、微處理器的功能,3.1.1微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),指令的執(zhí)行過(guò)程,3.1.1微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu),外部結(jié)構(gòu)——輸入/輸出引腳——微處理器級(jí)總線微處理器通過(guò)微處理器級(jí)總線與外部部件和設(shè)備相聯(lián)系。,1．總線的功能⑴和存儲(chǔ)器之間交換信息⑵和I/O設(shè)備之間交換信息⑶為了系統(tǒng)工作而接收和輸出必要的信號(hào)，如輸入時(shí)鐘脈沖、復(fù)位信號(hào)、電源和接地等,2．總線的分類(lèi)⑴數(shù)據(jù)總線（DataBus）⑵地址總線（AddressBus）⑶控制總線（ControlBus）,一．總線功能與分類(lèi),,3.1.2微處理器的外部結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)器通常由幾個(gè)模塊組成，每個(gè)模塊有幾千個(gè)單元，每個(gè)存儲(chǔ)單元有唯一的存儲(chǔ)器地址與其對(duì)應(yīng)。,二．存儲(chǔ)器和I/O地址空間,I/O接口——保證數(shù)據(jù)、控制與狀態(tài)信息在CPU和I/O設(shè)備之間正常傳送的電路。I/O和CPU之間的通信利用稱(chēng)為I/O端口的寄存器來(lái)完成。對(duì)應(yīng)一個(gè)I/O設(shè)備的I/O接口，可能包括幾個(gè)I/O端口，每個(gè)I/O端口都有一個(gè)唯一的I/O地址與其對(duì)應(yīng)。,3.1.2微處理器的外部結(jié)構(gòu),存儲(chǔ)單元和I/O端口以字節(jié)為單位存放數(shù)據(jù)，每個(gè)字節(jié)對(duì)應(yīng)一個(gè)標(biāo)識(shí)地址。地址總線的條數(shù)即為二進(jìn)制地址碼的位數(shù)，它可能表示的不同地址的集合稱(chēng)為地址空間。地址碼的位數(shù)決定了地址空間的大?。?n,二．存儲(chǔ)器和I/O地址空間,單地址空間：對(duì)存儲(chǔ)器和I/O端口統(tǒng)一進(jìn)行編址。雙地址空間：對(duì)存儲(chǔ)器和I/O端口獨(dú)立進(jìn)行編址。,存儲(chǔ)器：高位——選擇模塊，低位——選擇模塊內(nèi)的存儲(chǔ)單元。I/O設(shè)備：高位——選擇I/O接口，低位——選擇I/O端口。,3.1.2微處理器的外部結(jié)構(gòu),8086由兩個(gè)獨(dú)立的邏輯單元組成，即總線接口單元（BIU）和執(zhí)行單元（EU）。,BIU的任務(wù)：執(zhí)行總線操作。（1）訪問(wèn)存儲(chǔ)器，包括取指令、取操作數(shù)、存結(jié)果等。（2）與I/O之間的信息傳輸。EU的任務(wù)：執(zhí)行指令，進(jìn)行全部算術(shù)和邏輯運(yùn)算、完成偏移地址的計(jì)算，向BIU提供指令執(zhí)行結(jié)果的數(shù)據(jù)和訪問(wèn)存儲(chǔ)器需要的偏移地址，并對(duì)通用寄存器和標(biāo)志寄存器進(jìn)行管理。,3.28086的功能結(jié)構(gòu),3.28086的內(nèi)部結(jié)構(gòu),（3）EU取得指令，譯碼并執(zhí)行指令。若指令需要取操作數(shù)或存操作結(jié)果，需要訪問(wèn)存儲(chǔ)器或I/O，EU向BIU發(fā)出訪問(wèn)總線請(qǐng)求。當(dāng)BIU接到EU的總線請(qǐng)求，若正忙，則須等BIU執(zhí)行完當(dāng)前的總線周期，才能響應(yīng)EU的請(qǐng)求；若BIU空閑，則立即執(zhí)行EU申請(qǐng)總線的請(qǐng)求。,（1）BIU的指令隊(duì)列有兩個(gè)或兩個(gè)以上字節(jié)為空時(shí)，BIU自動(dòng)啟動(dòng)總線周期，取指填充指令隊(duì)列。直至隊(duì)列滿(mǎn)，進(jìn)入空閑狀態(tài)。,（2）EU每執(zhí)行完一條指令，從指令隊(duì)列的隊(duì)首取指。特殊情況：系統(tǒng)初始化后，指令隊(duì)列為空，EU等待BIU從內(nèi)存取指，填充指令隊(duì)列。,（4）EU執(zhí)行轉(zhuǎn)移、調(diào)用和返回指令時(shí)，若下一條指令不在指令隊(duì)列中，則隊(duì)列被自動(dòng)清除，BIU根據(jù)本條指令執(zhí)行情況重新取指填充指令隊(duì)列。,流水線技術(shù)原則,取指令——取操作數(shù)(如果需要)——執(zhí)行指令——寫(xiě)入存儲(chǔ)器。,8086首次引入了流水線技術(shù)，執(zhí)行指令和總線訪問(wèn)可以同時(shí)進(jìn)行，提高了總線利用率。,8086/8088以前的CPU,指令流水線,3.38086的寄存器結(jié)構(gòu),3.3.1通用寄存器組,一、數(shù)據(jù)寄存器,（1）16位數(shù)據(jù)寄存器AX——累加器，使用頻度最高，用于算術(shù)、邏輯運(yùn)算以及與外設(shè)傳送信息等；BX——基址寄存器，常用做存放存儲(chǔ)器基地址；CX——計(jì)數(shù)器，循環(huán)和串操作等指令中的隱含計(jì)數(shù)器；DX——數(shù)據(jù)寄存器，常用來(lái)存放雙字長(zhǎng)數(shù)據(jù)的高16位，或存放外設(shè)端口地址。,（2）8位數(shù)據(jù)寄存器：AHBHCHDHALBLCLDL,3.3.1通用寄存器組,二、地址指針和變址寄存器,變址寄存器常用于存儲(chǔ)器尋址時(shí)提供地址：SI——源變址寄存器DI——目的變址寄存器,指針寄存器用于尋址內(nèi)存堆棧內(nèi)的數(shù)據(jù)：SP——堆棧指針，指示棧頂?shù)钠频刂?。SP不能再用于其他目的，具有專(zhuān)用目的。BP——基址指針，表示數(shù)據(jù)在堆棧段中的基地址。SP和BP寄存器與SS段寄存器聯(lián)合使用以確定堆棧段中的存儲(chǔ)單元地址。,8086有4個(gè)16位段寄存器：CS——CodeSegment，執(zhí)行程序所在段的段地址SS——StackSegment，堆棧段的段地址DS——DataSegment，數(shù)據(jù)段的段地址ES——ExtraSegment，附加段的段地址,3.3.2段寄存器組,3.3.3控制寄存器組,指令指針寄存器IP（InstructionPointer）：指示下一條要執(zhí)行指令的偏移地址，計(jì)算機(jī)通過(guò)CS和IP來(lái)控制指令序列的執(zhí)行流程。IP寄存器是一個(gè)專(zhuān)用寄存器。,標(biāo)志寄存器（FLAG）：狀態(tài)標(biāo)志——記錄程序運(yùn)行結(jié)果的狀態(tài)信息，許多指令的執(zhí)行都將相應(yīng)地設(shè)置它。CFZFSFPFOFAF控制標(biāo)志——可由程序根據(jù)需要用指令設(shè)置，用于控制處理器執(zhí)行指令的方式。DFIFTF,3.3.3控制寄存器組,標(biāo)志寄存器（FLAG）,進(jìn)位標(biāo)志CF：當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高有效位有進(jìn)位（加法）或借位（減法）時(shí)，進(jìn)位標(biāo)志置1，即CF=1；否則CF=0。例如：3AH+7CH＝B6H，沒(méi)有進(jìn)位：CF=0AAH+7CH＝（1）26H，有進(jìn)位：CF=1,溢出標(biāo)志OF：若算術(shù)運(yùn)算的結(jié)果有溢出，則OF=1；否則OF＝0例如：3AH+7CH＝B6H，產(chǎn)生溢出：OF=1AAH+7CH＝（1）26H，沒(méi)有溢出：OF=0,標(biāo)志寄存器（FLAG）,標(biāo)志寄存器（FLAG）,問(wèn)題：1.什么是溢出？2.溢出和進(jìn)位有什么區(qū)別？3.處理器怎么處理，程序員如何運(yùn)用？4.如何判斷是否溢出？,處理器內(nèi)部以補(bǔ)碼表示有符號(hào)數(shù)。8個(gè)二進(jìn)制位能夠表達(dá)的整數(shù)范圍是：+127~-128如果運(yùn)算結(jié)果超出了這個(gè)范圍，就是產(chǎn)生了溢出。有溢出，說(shuō)明有符號(hào)數(shù)的運(yùn)算結(jié)果不正確。,1.什么是溢出？,標(biāo)志寄存器（FLAG）,例如：3AH+7CH＝B6H，即58+124＝182，已經(jīng)超出-128~127范圍，產(chǎn)生溢出，所以O(shè)F=1；另一方面，補(bǔ)碼B6H表達(dá)真值是-74，顯然運(yùn)算結(jié)果也不正確。,溢出標(biāo)志OF和進(jìn)位標(biāo)志CF是兩個(gè)意義不同的標(biāo)志。進(jìn)位標(biāo)志表示無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果仍然正確；溢出標(biāo)志表示有符號(hào)數(shù)運(yùn)算結(jié)果是否超出范圍，運(yùn)算結(jié)果已經(jīng)不正確。,2.溢出和進(jìn)位,標(biāo)志寄存器（FLAG）,例1：3AH+7CH＝B6H無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算：58＋124＝182，范圍內(nèi)，無(wú)進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算：58＋124＝182，范圍外，有溢出,2.溢出和進(jìn)位,標(biāo)志寄存器（FLAG）,例2：AAH+7CH＝（1）26H無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算：170＋124＝294，范圍外，有進(jìn)位有符號(hào)數(shù)運(yùn)算：－86＋124＝38，范圍內(nèi)，無(wú)溢出,處理器對(duì)兩個(gè)操作數(shù)進(jìn)行運(yùn)算時(shí)，按照無(wú)符號(hào)數(shù)求得結(jié)果，并相應(yīng)設(shè)置進(jìn)位標(biāo)志CF；同時(shí)，根據(jù)是否超出有符號(hào)數(shù)的范圍設(shè)置溢出標(biāo)志OF。,3.如何應(yīng)用溢出和進(jìn)位標(biāo)志,標(biāo)志寄存器（FLAG）,應(yīng)該利用哪個(gè)標(biāo)志，則由程序員來(lái)決定。也就是說(shuō)，如果將參加運(yùn)算的操作數(shù)認(rèn)為是無(wú)符號(hào)數(shù)，就應(yīng)該關(guān)心進(jìn)位；認(rèn)為是有符號(hào)數(shù)，則要注意是否溢出。,判斷運(yùn)算結(jié)果是否溢出有一個(gè)簡(jiǎn)單的規(guī)則：只有當(dāng)兩個(gè)相同符號(hào)數(shù)相加（異號(hào)數(shù)相減可轉(zhuǎn)化為同號(hào)數(shù)相加），而運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)與原數(shù)據(jù)符號(hào)相反時(shí)，產(chǎn)生溢出；因?yàn)椋藭r(shí)的運(yùn)算結(jié)果顯然不正確。其他情況下，則不會(huì)產(chǎn)生溢出。,4.溢出的判斷,標(biāo)志寄存器（FLAG）,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.1存儲(chǔ)器地址空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式,8086的存儲(chǔ)器是以字節(jié)（Byte，8位）為單位組織的。20條地址總線，可尋址的存儲(chǔ)器地址空間為220B（1MB）。,每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)編號(hào)——存儲(chǔ)器地址每個(gè)存儲(chǔ)單元存放一個(gè)字節(jié)的內(nèi)容,二進(jìn)制位——1位二進(jìn)制數(shù)：0或1。字節(jié)——8個(gè)二進(jìn)制位，D7～D0。字——16位，2個(gè)字節(jié)，D15～D0。雙字——32位，4個(gè)字節(jié)，D31～D0。,信息的表達(dá)單位：,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.1存儲(chǔ)器地址空間和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)格式,兩個(gè)連續(xù)的字節(jié)，為一個(gè)字：低對(duì)低，高對(duì)高（小端方式）。字的地址指低字節(jié)的地址。,字的地址為偶地址，稱(chēng)字的存儲(chǔ)是對(duì)準(zhǔn)的，訪問(wèn)時(shí)只需一個(gè)總線周期。字的地址為奇地址，稱(chēng)字的存儲(chǔ)是未對(duì)準(zhǔn)的，訪問(wèn)時(shí)要兩個(gè)總線周期。,字：[0002H]=1234H[0003H]=5612H,字節(jié)：[0002H]=34H[0003H]=12H,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.2存儲(chǔ)器分段管理和物理地址的形成,對(duì)應(yīng)每個(gè)存儲(chǔ)單元都有一個(gè)唯一的20位編號(hào)，即物理地址。00000H～FFFFFH,8086CPU采用地址分段方法管理存儲(chǔ)器，即用邏輯地址表示一個(gè)存儲(chǔ)器單元地址：段基地址：段內(nèi)偏移地址,段地址左移4位＋偏移地址＝20位物理地址,例如:邏輯地址“1460H:100H”=物理地址14700H顯然，一個(gè)物理地址可以有多個(gè)邏輯地址。,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.2存儲(chǔ)器分段管理和物理地址的形成,偏移地址：說(shuō)明主存單元距離段起始位置的偏移量。每段不超過(guò)64KB，偏移地址也可用16位數(shù)據(jù)表示。,段地址：說(shuō)明邏輯段在主存中的起始位置。8086規(guī)定段地址必須是模16地址：xxxx0H省略低4位0000B，段地址就可以用16位數(shù)據(jù)表示，就能用16位段寄存器表達(dá)段地址。,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.2存儲(chǔ)器分段管理和物理地址的形成,8086對(duì)邏輯段的要求是：段地址低4位均為0，每段最大不超過(guò)64KB。每個(gè)段不要求必須是64KB，段與段可以重疊。,1MB空間最多能分成多少個(gè)段？,每隔64K個(gè)存儲(chǔ)單元開(kāi)始一個(gè)段，所以1MB最少有：220216＝16個(gè)段,每隔16個(gè)存儲(chǔ)單元就可以開(kāi)始一個(gè)段，所以1MB最多有：22016＝216＝64K個(gè)段,1MB空間最少能分成多少個(gè)段？,3.48086的存儲(chǔ)器組織,3.4.3信息的分段存儲(chǔ)與段寄存器的關(guān)系,程序區(qū)：存儲(chǔ)程序的指令代碼，由CS劃定并控制。,數(shù)據(jù)區(qū)：存儲(chǔ)原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最后結(jié)果，由DS和ES控制。,堆棧區(qū)：存儲(chǔ)需要壓入堆棧的數(shù)據(jù)和狀態(tài)信息，由SS控制。,注意：（1）訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)，段地址由默認(rèn)段寄存器提供，或由“指定”的段寄存器提供；（2）DS、ES和SS的內(nèi)容用傳送指令置入，但不能向CS中置入數(shù)；（3）偏移地址的獲得有約定。,程序員如何分配各個(gè)邏輯段？,3.38086的存儲(chǔ)器組織,3.4.3信息的分段存儲(chǔ)與段寄存器的關(guān)系,程序的指令序列必須安排在代碼段；程序使用的堆棧一定在堆棧段；程序中的數(shù)據(jù)默認(rèn)是安排在數(shù)據(jù)段，也經(jīng)常安排在附加段，尤其是串操作的目的區(qū)必須是附加段。,數(shù)據(jù)的存放比較靈活，實(shí)際上可以存放在任何一種邏輯段中。,各個(gè)邏輯段獨(dú)立示意圖,各個(gè)邏輯段重疊示意圖,3.58086的I/O組織,I/O接口與CPU之間的通信是利用稱(chēng)為I/O端口的寄存器來(lái)完成的。微型機(jī)系統(tǒng)要為I/O芯片的每個(gè)端口分配一個(gè)地址，各個(gè)端口有唯一的I/O地址與之對(duì)應(yīng)，是單獨(dú)編址的。,8086CPU地址總線的低16位用來(lái)對(duì)8位I/O端口尋址，I/O地址空間為65536，即可訪問(wèn)65536個(gè)8位的I/O端口，尋址范圍是64KB。任何兩個(gè)編號(hào)相鄰的8位端口可以組成一個(gè)16位端口。,3.58086的數(shù)據(jù)尋址方式,指令由操作碼和操作數(shù)兩部分組成：,操作碼：說(shuō)明計(jì)算機(jī)要執(zhí)行哪種操作，如傳送、運(yùn)算、移位、跳轉(zhuǎn)等操作，它是指令中不可缺少的組成部分。,操作數(shù)：指令執(zhí)行的參與者，即各種操作的對(duì)象。有些指令不需要操作數(shù)，通常的指令都有一個(gè)或兩個(gè)操作數(shù)，也有個(gè)別指令有3個(gè)甚至4個(gè)操作數(shù)。,3.68086的數(shù)據(jù)尋址方式,指令中的操作數(shù)，可以是一個(gè)具體的數(shù)值，可以是存放數(shù)據(jù)的寄存器，或指明數(shù)據(jù)在主存位置的存儲(chǔ)器地址。,指令系統(tǒng)設(shè)計(jì)了多種操作數(shù)的來(lái)源，尋找操作數(shù)的過(guò)程就是操作數(shù)的尋址方式。,8086的數(shù)據(jù)尋址方式有：立即數(shù)尋址方式寄存器尋址方式存儲(chǔ)器尋址方式隱含尋址----以后學(xué)習(xí),3.68086的數(shù)據(jù)尋址方式,MOVdest,src；dest←src；MOV指令的功能是將源操作數(shù)src；傳送至目的操作數(shù)dest,MOVAL,05H；AL←05HMOVBX,AX；BX←AXMOVAX,[SI]；AX←DS:[SI]MOVAX,[BP+06H]；AX←SS:[BP+06H]MOVAX,[BX+SI]；AX←DS:[BX+SI],指令的助記符格式：操作碼操作數(shù)1,操作數(shù)2；注釋,立即數(shù)尋址,指令中的操作數(shù)直接存放在機(jī)器代碼中，緊跟在操作碼之后（操作數(shù)作為指令的一部分存放在操作碼之后的主存單元中）。,可以是8位數(shù)i8（00H～FFH），可以是16位數(shù)i16（0000H～FFFFH）。,立即數(shù)尋址方式常用來(lái)給寄存器賦值。MOVAL,05H；AL←05HMOVAX,0102H；AX←0102H,小地址端,大地址端,寄存器尋址,MOVAX,1234H；AX←1234HMOVBX,AX；BX←AX,操作數(shù)存放在CPU的內(nèi)部寄存器REG中,8位寄存器R8：AH/AL/BH/BL/CH/CL/DH/DL16位寄存器R16：AX/BX/CX/DX/SI/DI/BP/SP4個(gè)段寄存器SEG：CS/DS/SS/ES,存儲(chǔ)器尋址,指令中給出操作數(shù)的主存地址信息（偏移地址，稱(chēng)之為有效地址EA），而段地址在默認(rèn)的或用段超越前綴指定的段寄存器中。,8086設(shè)計(jì)了多種存儲(chǔ)器尋址方式：直接尋址方式寄存器間接尋址方式寄存器相對(duì)尋址方式基址變址尋址方式相對(duì)基址變址尋址方式,存儲(chǔ)器尋址,1.直接尋址方式,有效地址在指令中直接給出，默認(rèn)的段地址在DS段寄存器，可使用段超越前綴改變。,MOVAX,[2000H]；AX←DS:[2000H]；指令代碼：A10020MOVAX,ES:[2000H]；AX←ES:[2000H]；指令代碼：26A10020,存儲(chǔ)器尋址,2.寄存器間接尋址方式,有效地址存放在基址寄存器BX，或變址寄存器SI、DI，或基址指針BP中。,MOVAX,[BX]；AX←DS:[BX]MOVAX,ES:[DI]；AX←ES:[SI],段地址對(duì)應(yīng)BX/SI/DI寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變。,存儲(chǔ)器尋址,3.寄存器相對(duì)尋址方式,有效地址是寄存器內(nèi)容與有符號(hào)8位或16位位移量之和，寄存器可以是BX、BP或SI、DI。有效地址＝BX/BP/SI/DI＋8/16位位移量,MOVAX,[DI+06H]；AX←DS:[DI+06H]MOVAX,[BP+06H]；AX←SS:[BP+06H],段地址對(duì)應(yīng)BX/SI/DI寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變。,存儲(chǔ)器尋址,4.基址變址尋址方式,有效地址由基址寄存器（BX或BP）的內(nèi)容加上變址寄存器（SI或DI）的內(nèi)容構(gòu)成：有效地址＝BX/BP＋SI/DI,MOVAX,[BX+SI]；AX←DS:[BX+SI]MOVAX,[BP+DI]；AX←SS:[BP+DI]MOVAX,DS:[BP+DI]；AX←DS:[BP+DI],段地址對(duì)應(yīng)BX基址寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP基址寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變。,存儲(chǔ)器尋址,5.基址變址且相對(duì)尋址方式,有效地址是基址寄存器（BX/BP）、變址寄存器（SI/DI）與一個(gè)8位或16位位移量之和：有效地址＝BX/BP＋SI/DI＋8/16位位移量,MOVAX,[BX+SI+06H]；AX←DS:[BX+SI+06H]MOVAX,[BP+SI+06H]；AX←SS:[BP+SI+06H],段地址對(duì)應(yīng)BX基址寄存器默認(rèn)是DS，對(duì)應(yīng)BP基址寄存器默認(rèn)是SS；可用段超越前綴改變。,存儲(chǔ)器尋址,注意：（1）位移量可用符號(hào)表示（2）同一尋址方式有多種表達(dá)方式,在寄存器相對(duì)尋址或相對(duì)基址變址尋址方式中，位移量可用符號(hào)表示：MOVAX,[SI+COUNT]；COUNT是已定義的變量或常量MOVAX,[BX+SI+WNUM]；WNUM也是變量或常量,同一尋址方式有時(shí)可以寫(xiě)成不同的形式：MOVAX,[BX][SI]；MOVAX,[BX+SI]MOVAX,COUNT[SI]；MOVAX,[SI+COUNT]MOVAX,WNUM[BX][SI]；MOVAX,WNUM[BX+SI]；MOVAX,[BX+SI+WNUM],3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,3.7.1高檔CPU的寄存器結(jié)構(gòu),與8086的區(qū)別：,（1）8個(gè)通用寄存器的長(zhǎng)度擴(kuò)展為32位：EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP和ESP。,（2）EIP存放下一條要執(zhí)行指令的偏移地址。其低16位稱(chēng)為IP，用于偏移地址為16位的實(shí)模式情況。,（3）標(biāo)志寄存器擴(kuò)展為32位EFLAGS，增加了高檔CPU特有的狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志。,（4）增加了16位的段寄存器FS和GS。,3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,3.7.2高檔CPU的存儲(chǔ)器訪問(wèn)機(jī)制,奔騰CPU可訪問(wèn)存儲(chǔ)器空間為4GB。采用虛擬存儲(chǔ)技術(shù)，可大大擴(kuò)展存儲(chǔ)空間。,實(shí)模式即8086模式，CPU只能訪問(wèn)地址低端的1MB存儲(chǔ)器空間，這部分存儲(chǔ)區(qū)成為實(shí)模式存儲(chǔ)器、常規(guī)內(nèi)存或DOS存儲(chǔ)器系統(tǒng)。,DOS工作于實(shí)模式，WINDOWS工作于保護(hù)模式。,一、實(shí)模式與保護(hù)模式,保護(hù)模式，CPU可訪問(wèn)低端1MB存儲(chǔ)區(qū)和高于1MB以上的存儲(chǔ)區(qū)。,3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,3.7.2高檔CPU的存儲(chǔ)器訪問(wèn)機(jī)制,1.基本概念,二、保護(hù)模式下的存儲(chǔ)器尋址機(jī)制,（2）描述符表：存儲(chǔ)描述符的特殊用途的段。有三種：1個(gè)GDT、多個(gè)LDT和1個(gè)IDT。每個(gè)表最多存放213個(gè)描述符，每個(gè)描述符8字節(jié)，每個(gè)表占用64KB。每個(gè)描述符分配一個(gè)13位的描述符索引號(hào)，索引號(hào)乘以8得到這個(gè)描述符在描述符表中的起始地址。,（1）段描述符：對(duì)段進(jìn)行說(shuō)明的、固定格式的、連續(xù)8個(gè)字節(jié)信息。包括32位的段地址（段基地址），20位的段界限和12位的屬性位（標(biāo)志位和控制位）。,3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,3.7.2高檔CPU的存儲(chǔ)器訪問(wèn)機(jī)制,1.基本概念,二、保護(hù)模式下的存儲(chǔ)器尋址機(jī)制,（3）段寄存器、選擇符和描述符寄存器每個(gè)16位段寄存器（共6個(gè)）對(duì)應(yīng)一個(gè)64位的描述符寄存器。段寄存器由程序置入段選擇符，16位的段選擇符中的13位是描述符索引號(hào)。,一旦程序向某個(gè)段寄存器置入段選擇符，將自動(dòng)地把描述符表中的64位描述符傳入對(duì)應(yīng)的描述符寄存器。,存有描述附表的特殊用途的段，它的描述符存于描述符表寄存器（GDTR、LDTR和IDTR）。,3.7高檔CPU的寄存器和存儲(chǔ)器,3.7.2高檔CPU的存儲(chǔ)器訪問(wèn)機(jī)制,（1）保護(hù)模式下訪問(wèn)存儲(chǔ)器的地址仍有段基地址（32位）和偏移地址（20位）兩部分組成。,二、保護(hù)模式下的存儲(chǔ)器尋址機(jī)制,（2）段基地址的獲取：首先，經(jīng)段寄存器中的選擇符中的索引號(hào)，指明存儲(chǔ)于段描述符表中的描述符，然后，將由這個(gè)描述符提供段地址。,（3）保護(hù)模式下可尋址的存儲(chǔ)器空間可無(wú)限大，通過(guò)虛擬存儲(chǔ)器實(shí)現(xiàn)。,2.尋址機(jī)制,