- 一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件构成，这些器件靠内部总线相连。第一章中所说的总线，相对于CPU内部来说是外部总线。内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系，外部总线实现CPU和主板上其他器件的联系。简单地说，在CPU中：
- 运算器进行信息处理；
- 寄存器进行信息存储；
- 控制器控制各种器件进行工作；
- 内部总线链接各种器件，在它们之间进行数据的传送。
- 对于一个汇编程序员来说，CPU中的主要部件是寄存器。寄存器是CPU中程序员可以用指令读写的部件。程序员通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制。
不同的CPU，寄存器的个数、结构是不相同的。8086CPU有14个寄存器，每个寄存器有一个名称。这些寄存器是：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。 - 通用寄存器：AX、BX、CX、DX，这4个寄存器通常用来存放一般性的数据。
- 8086CPU的上一代CPU中的寄存器都是8位的，为了保证兼容性，使原来基于上代CPU编写的程序稍加修改就可以运行在8086之上，8086CPU的AX、BX、CX、DX这4个寄存器都可分为两个可独立使用的8位寄存器来用：
- AX可分为AH和AL；
- BX可分为BH和BL；
- CX可分为CH和CL；
- DX可分为DH和DL；
- 出于对兼容性的考虑，8086CPU可以一次性处理以下两种尺寸的数据：
- 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，这两个字节分别称为这个字的高位字节和低位字节。
- 为了区分不同的进制，在十六进制表示的数据的后面加H，在二进制表示的数据的后面加B，十进制表示的数据的后面什么也不加。如：十进制：20000，十六进制：4E20H，二进制：0100111000100000B。
- 物理地址：所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间，每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址，我们将这个唯一的地址称为物理地址。
- 16位结构：16位结构（16位机、字长为16位等常见说法，与16位结构的含义相同）描述了一个CPU具有下面几方面的结构特性：
- 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。
- 8086是16位结构的CPU，这也就是说，在8086内部，能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是16位的。内存单元的地址在送上地址总线之前，必须在CPU中处理、传输、暂时存放，对于16位CPU，能一次性处理、传输、暂时存储16位的地址。
- 8086CPU相关部件的逻辑结构：
如图2.6所示，当8086CPU要读写内存时：
（1）CPU中的相关部件提供两个16位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址；
（2）段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件；
（3）地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址；
（4）地址加法器通过内部总线将20位物理地址送入输入输出控制电路；
（5）输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线；
（6）20位物理地址被地址总线传送到存储器。
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。
- “段地址×16+偏移地址=物理地址”的本质含义是：CPU在访问内存时，用一个基础地址（段地址×16）和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。
更一般地说，8086CPU的这种寻址功能是“基础地址+偏移地址=物理地址”寻址模式的一种具体实现方案。 - 内存并没有分段，段的划分来自于CPU，由于8086CPU用“基础地址（段地址×16）+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址，使得我们可以用分段的方式来管理内存。
- 在编程时可以根据需要，将若干地址连续的内存单元看作一个段，用段地址×16定位段的起始地址（基础地址），用偏移地址定位段中的内存单元。有两点需要注意：
- 段地址×16必然是16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数；
- 偏移地址为16位，16位地址的寻址能力为64KB，所以一个段的长度最大为64KB。
- “数据在21F60H内存单元中。”这句话对于8086CPU机一般不这样讲，取而代之的是两种类似的说法：①数据存在内存2000:1F60单元中；②数据存在内存的2000段中的1F60单元中。这两种描述都表示“数据在内存21F60单元中”。
- 可以根据需要，将地址连续、起始地址为16的倍数的一组内存单元定义为一个段。
- 8086CPU有4个段寄存器：CS、DS、SS、ES。
- 8086机中，任意时刻，CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。
- 8086CPU的工作过程可以简要描述如下：
- 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；
- IP=IP+所读取指令的长度，从而指向下一条指令；
- 执行指令。转到步骤1，重复这个过程。
- 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，CPU从内存FFFF0H单元中读取指令执行，FFFF0H单元中的指令是8086PC机开机后执行的第一条指令。
- 在内存中，指令和数据没有任何区别，都是二进制信息，CPU在工作的时候把有的信息看作指令，有的信息看作数据。CPU将CS:IP指向的内存单元中的内容看作指令，因为，在任何时候，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，到内存中读取指令码，执行。
如果说，内存中的一段信息曾被CPU执行过的话，那么，它所在的内存单元必然被CS:IP指向过。 - 能够改变CS、IP的内容的指令被统称为转移指令。
“jmp 段地址:偏移地址”指令的功能为：用指令中给出的段地址修改CS，偏移地址修改IP。
若想仅修改IP的内容，可用形如“jmp 某一合法寄存器”的指令完成，指令的功能为：用寄存器中的值修改IP。 - 代码段：对于8086PC机，在编程时，可用根据需要，将一组内存单元定义为一个段。我们可以将长度为N（N≤64KB）的一组代码，存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中，我们可以认为，这段内存是用来存放代码的，从而定义了一个代码段。
如何使得代码段中的指令被执行呢？将一段内存当作代码段，仅仅是我们在编程时的一种安排，CPU并不会由于这种安排，就自动地将我们定义的代码段中的指令当作指令来执行。CPU只认被CS:IP指向的内存单元中的内容为指令。所以，要让CPU执行我们放在代码段中的指令，必须要将CS:IP指向所定义的代码段中的第一条指令的首地址。
如图2.6所示，当8086CPU要读写内存时：
| 2.9~2.12 小结 |
| （1）段地址在8086CPU的段寄存器中存放。当8086CPU要访问内存时，由段寄存器提供内存单元的段地址。 8086CPU有4个段寄存器，其中CS用来存放指令的段地址。 |
| （2）CS存放指令的段地址，IP存放指令的偏移地址。 8086机中，任意时刻，CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。 |
| （3）8086CPU的工作过程： 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； ②IP指向下一条指令； ③执行指令。（转到步骤①，重复这个过程。） |
| （4）8086CPU提供转移指令修改CS、IP的内容。 |
- Debug程序：Debug是DOS、Windows都提供的实模式（8086方式）程序的调试工具。使用它，可以查看CPU各种寄存器中的内容、内存的情况和在机器码级根据程序的运行。
- 学习汇编过程中，用到的Debug功能（共有20多个，以下是常用的命令）：
- 用Debug的 R 命令查看、改变CPU寄存器的内容；
- 用Debug的 D 命令查看内存中的内容；
- 用Debug的 E 命令改写内存中的内容；
- 用Debug的 U 命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令；
- 用Debug的 T 命令执行一条机器指令；
- 用Debug的 A 命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。
- 进入Debug：【开始】-->【运行】-->输入“command”，确定-->进入DOS后，输入debug。
时间： 2024-11-07 18:25:06