微型计算机原理及应用【8086技术总结】

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1.【第一章计算机基础知识】

1.微型计算机由哪些功能部件组成？

     微型计算机由微处理器CPU,一定容量的内部存储器(包括)

 

 

2.通用寄存器:

                      

       1. 【AX，BX，CX，DX 称作为数据寄存器：】

              AX (Accumulator)：累加寄存器，也称之为累加器；

　　　　BX (Base)：基地址寄存器；

　　　　CX (Count)：计数器寄存器；

　　　　DX (Data)：数据寄存器；

       2.【SP 和 BP 又称作为指针寄存器：】

             SP (Stack Pointer)：堆栈指针寄存器；

             BP (Base Pointer)：基指针寄存器；

　

       3.【SI 和 DI 又称作为变址寄存器：】

　　　　SI (Source Index)：源变址寄存器；

　　　　DI (Destination Index)：目的变址寄存器；

       控制寄存器：

                   IP (Instruction Pointer)：指令指针寄存器；

                   FLAG：标志寄存器；

        段寄存器：

　　　　CS (Code Segment)：代码段寄存器；

　　　　DS (Data Segment)：数据段寄存器；

　　　　SS (Stack Segment)：堆栈段寄存器；

　　　　ES (Extra Segment)：附加段寄存器；

通用寄存器：

　　　　从上面可以知道，在 8086 CPU 中，通用寄存器有 8 个，分别是 AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI ，

　　　　至于为什么给它们取名做通用寄存器，那是因为，这些个寄存器每一个都有自己专门的用途，

　　　　比如 CX 作为计数寄存器，则是在使用 LOOP 指令循环时用来指定循环次数的寄存器，

　　　　如果它们每一个都只有一个专用的作用，那就它们只能称之为专用寄存器了，

　　　　正是因为这些个寄存器还可以用来传送数据和暂存数据，所以才称它们为通用寄存器 。

【介绍讲解】:

                      

 　　　　　　数据寄存器（AX，BX，CX，DX）：

　　　　　　数据寄存器有 AX，BX，CX，DX 四个组成，

　　　　由于在 8086 之前的 CPU 为 8 位 CPU，所以为了兼容以前的 8 位程序，在 8086 CPU 中，每一个数据寄存器都可以当做两个单独的寄存器来使用，由此，每一个 16 位寄存器就可以当做 2 个独立的 8 位寄存器来使用了 。

　　　　AX 寄存器可以分为两个独立的 8 位的 AH 和 AL 寄存器；

　　　　BX 寄存器可以分为两个独立的 8 位的 BH 和 BL 寄存器；

　　　　CX 寄存器可以分为两个独立的 8 位的 CH 和 CL 寄存器；

　　　　DX 寄存器可以分为两个独立的 8 位的 DH 和 DL 寄存器；

除了上面 4 个数据寄存器以外，其他寄存器均不可以分为两个独立的 8 位寄存器 ；

　　　　注意在上面标志中的“独立”二字，这两个字表明 AH 和 AL 作为 8 位寄存器使用时，可以看做它们是互不相关的，也就是看做两个完全没有联系的寄存器 X 和 Y 即可，比如指令   MOV   AH , 12H ，CPU 在执行时根本就不会知道 AL 中是什么鬼东西，因为它只认识  AH 。

　　　　下面给出一幅 16 位数据寄存器的结构图：

　　　　表示 16 位 寄存器 AX 可以表示成两个 8 位寄存器，

　　　　其中 AH 表示高位的 8 位寄存器，AL 表示低位的 8 位寄存器 。

                                                                                                                                                                  

AX

15

14

13

12

11

10

9

8

7

6

5

4

3

2

1

0

AH

AL

                                                                                   

8086 CPU 访问内存（物理地址）：

   　　当 CPU 需要访问一个内存单元时，需要给出内存单元的地址，而每一个内存单元在物理内存空间中都有一个唯一的地址，即可以通过这个地址定位到内存单元，而这个地址即为物理地址。

CPU 通过地址总线将一个内存单元的物理地址送入存储器，而后 CPU 便可以通过这个物理地址来访问这个物理地址所指向的内存单元了。那么这个物理地址在 CPU 中是如何形成的呢？

    　　 首先，我们知道 8086 CPU 的地址总线是 20 根，即每次都可以传输 20 位的地址，从而寻址能力有 2²⁰ 也就是 1MB 的大小，但是 8086 CPU 的寄存器只有 16 位，也就是在 8086 CPU 的内部，

一次性处理，传输，暂存的地址都只能是 16 位，即 8086 CPU 不能完整的保存下一个物理地址（物理地址为 20 位），如果单单以最简单的方式（即直接用 16 位寄存器来保存物理地址）的话，那么，寻址能力只有 2¹⁶ ，也就是 64KB，如果真以如此简单的方式的话，那么地址总线还需要 20 根干嘛呢？而且，难不成我们以后的内存就是 64KB 了吗？

   　　　　当然不是的，8086 CPU 在这里采取了一定的措施从而使其寻址能力达到 1MB 。8086 CPU 在内部通过两个 16 位的地址进行合成从而形成一个 20 位的物理地址，由此，8086 CPU 的寻址能力便可以达到 1MB 。

[So]【那么 8086 CPU 又是如何将两个 16 位的地址合成为一个20 位的物理地址的呢？】

　　　　当 CPU 在访问内存时，其会使用一个 16 位的基地址，然后再使用一个 16 位的偏移地址，通过将基地址和偏移地址传入 8086  CPU 的地址加法器中进行合成即可以构造出 20 位的物理地址。

至于合成的方式如下：

　　　　基地址其实是通过一个 16 位的段地址来形成的，将一个段地址左移 4 位即形成了基地址，

而至于偏移地址的话，自然不必多说，为 16 位，通过将基地址和偏移地址相加便形成了 20 位的物理地址 。

下面给出一幅示意图来表示物理地址的合成：

段：

   　　至于段的话，其实在物理内存中是没有段这一概念的，事实上，段的概念来自于  CPU ，因为 CPU 拥有段寄存器，既然在 CPU 中拥有了段寄存器，自然，在 CPU 中就肯定有段的概念了，其实段也就是在编程时，我们将若干个地址连续的内存单元看做是一个段，然后通过将一个段地址左移 4 位形成基地址，再通过这个基地址来定位这个段的起始地址，然后，再通过偏移地址便可以精确定位到段中的内存单元了，由于段的起始地址是一个段地址左移 4 位，所以很明显，段的起始地址肯定是 16 的倍数，而且由于一个段内部，只能通过偏移地址来定位，而偏移地址为 16 位，所以一个段的长度也就是 2¹⁶ 也就是 64KB 的大小。

在编程时，可以讲一段内存定义成为一个段，而这里，我们又可以引出数据段，代码段，栈段这三种类型的段 。何为数据段呢？

　　　　其实就是我们自个儿定义一段内存（当然段起始地址肯定是 16 的倍数，并且段长度 <= 64KB），然后我们在这个段里头存放我们所需要使用的数据，这就是数据段；

何为代码段呢？

　　　　其实也很简单，也是我们自己在编程的时候定义一段内存，然后这段内存用来存放我们的代码（也就是指令），既然是存放的代码，自然就称之为代码段；

何为栈段呢？

　　　　至于栈段的话，有接触过数据结构的朋友应该是很清楚栈的，而这里我们也就是在内存中分配出一个段，然后将这个段当做栈来使用，对于栈的介绍，详见下文；

                        这里呢，顺便还点出几个关于段寄存器的内容，当然下文还会详细介绍的，首先，对于任何一个段来说，均有段地址，而这些段地址是存放在段寄存器中（段寄存器的作用也在于此），但是对于不同的段，它们默认的段地址存放在不同的段寄存器中，像数据段来说，它的段地址存放在  DS （Data  Segment）寄存器中，代码段的段地址存放在  CS （Code  Segment）寄存器中，栈段的段地址存放在  SS （Stack  Segment）寄存器中 。

下面给出一幅在段中寻址的示意图：

栈：

8086  CPU 中提供了对栈的支持，并且其还提供了相应的指令来以栈的方式访问内存空间 。

 　　什么是栈？

　　　　通过上面在段中的介绍，栈其实就是一个段，再说白一点，也就是一块内存，当然，这块内存是一块连续的内存 。既然栈是一个段的话，那么当然就可以以使用段的方式来使用栈，当然，除了像段一样的使用栈以外，栈还提供了其特殊的访问方式（如果和段一模一样的话，那还需要栈干吗呢？），众所周知，栈是先进后出类型的数据结构，在 8086  CPU 中也是如此，可以通过 ”PUSH“  指令将数据压入栈中，然后再通过 ”POP“  指令将栈顶的元素取出来 。

下面给出一幅示意图来描述栈：

     

 

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