汇编语言程序设计辅导资料二内 容：第二章 概述 这周我们将学习第二章中的第 1-2 节。这两节主要介绍 80x86 计算机组织的中的微处理器和存储器部分，需要了解基于微处理器的计算机组成结构，掌握计算机访存的的过程和存储器的分段原理。第一节 80x86 计算机的组织1、80x86 微处理器1）总线：符合一定通信协议的通信通道就称为总线。计算机系统总线分为地址总线、数据总线和控制总线2）80x86 微处理器的总线：80x86 系列机是 Intel 公司于 1978 年发布的，最低端的 8086 机器字长是16 位，可以看出，系列机的数据总线经历了小于、等于、大于地址总线的过程3）微处理器的寻址范围（空间）和存储单元：8086 的地址总线宽度是 20 位，因此它的寻址范围就是 220=1MB，对于总线宽度为 32 位的 80386 来说，寻址范围就是：232=4GB。其中 B 就是字节 Byte的首字母，在计算机的存储器中一般都是以字节作为一个存储单元的，因此 1B 就是一个存储单元2、基于微处理器的计算机系统构成 1）计算机构成：主要由 CPU、存储器、输入输出子系统（I/0）三部分构成2）中央处理机：CPU 由算术逻辑单元（ALU）和控制逻辑单元以及工作寄存器组三部分构成，80386以后还在 CPU 中集成了高速缓冲存储器（cache）,以实现运算器与存储器的速度匹配，现代的 CPU有时还集成了显卡等芯片3)计算机存储器的分层结构：因为 CPU 运算器是非常快的，需要存储器不停的提供指令给 CPU，这就要对存储器进行分层设计。计算机的存储器分为高速缓冲处理器、主存和外存。 Cache 是速度最快也是层次最高的存储器；主存和外存的区别就是主存是通过系统总线直接挂到 CPU 上的，而外存需要通过 I/0 接口间接挂到系统总线上。系统程序存放在主存上，一般程序及大量数据是存放在外存中的 4）I/O 子系统：I/O 子系统包括 I/O 设备和大容量存储器两类外部设备。I/O 设备包括显示终端，键盘，打印机等第二节 存储器1、存储单元的地址和内容 1）存储器的存储单元是一个字节 2）每个存储单元分配唯一的一个地址 3）地址用无符号的正数表示，并且用十六进制数表示 4）存储字占用存储器中相继的两个存储单元，高位字节存入高地址，低位字节存入低地址 5）字单元地址用它的低位地址表示 6）计算机以偶地址访存（读和写）说明：本门课程为了便于说明，用小括号括起来的内容代表存储器存储单元中的值也就是它的内容 ，比如（0001H）就代表地址单元 0001H 中存放的数据值，如果其中存放的内容是 5CH，则表示为：（0001H）=5CH 还有一种情况，比如指针结构数据或寄存器数据，其存储内容本身又代表一个地址，而为了取得这个指针或寄存器指向的值，可以采用小括号嵌套的方式表示，比如（005CH）=4D11H，就可以表示为 （（0001H））=（005CH）=4D11H 另外，因为计算机是偶地址访存的，因此在取奇地址字结构的内容时需要访存两次，这个需要注意。 2、实模式的存储器寻址 1）实模式和保护模式，保护模式是相对实模式而言的，可以简单的理解成真实的存储器模式和虚拟存储器模式，比如我们常用到的虚拟内存的就是在保护模式下工作的。保护模式是实现了系统多任务处理和虚拟内存寻址的工作模式。8086/8088 只能工作在实模式下，其他微处理器则可以工作在两种模式下 2）存储器的地址分段（实模式） 我们知道 8086 的 20 位地址线寻址空间是 1MB，但是它的机器字长只有 16 位，比如 CPU 需要访存，但是通过控制总线只能给地址线发送 16 位格式的地址数据，这就无法完成访存任务。 但是存储器分段可以解决 16 位字长和 20 位地址线间的通信矛盾，我们分两次传送，每次都传送16 位数据，通过 CPU 的地址累加器对这两次数据进行加法运算就可以产生 20 位地址值。这两次传送的数据分别称为段地址和偏移地址。 3）8086 实模式存储器分段采用了 16 的段地址和 16 的偏移地址格式，对于 1MB 存储器分段具体如下： 第 0 段 00000， 00001， 00002， 00003，…………,0000F; 第 1 段 00010, 00011, 00012, 00013,………….,0001F; 第 2 段 00020, 00021, 00022, 00023,………….,0002F; ……………………………………………………………. …………………………………………………………….第 32766 段 FFFE0, FFFE1, FFFE2, FFFE3,………….,FFFEF;第 32767 段 FFFF0, FFFF1, FFFF2, FFFF3,………….,FFFFF;可见 8086 是采用 64KB=216 为段空间的，每个段大小为 16B=24。段地址规定为每个段的首地址，如第一段的段地址就是 00010，第 32766 段的段地址就是 FFFE0，可见每个段的段地址后 4 位都是 0，故可以将这 20 位段地址的高 16 位装入地址累加器作为段地址，地址累加器的计算公式如下： 物理地址=16 位段地址 16D+16 偏移地址乘数 16D 就是为了将段地址向左移动 4 位，从而与偏移地址相加后得到 20 位的物理地址本周要求掌握的内容如下：基本概念：总线宽度及分类、存储单元和内容、存储器寻址范围及分层结构、实模式与保护模式、段地址及偏移地址、逻辑地址与物理地址等。 基本理论：基于微处理器的计算机组织结构，CPU 的三种主要构成部分，不同类型数据的存储器存储形式，存储器的分层结构及作用，存储器地址的分段和寻址。 练习：1、有两个 16 位字 1EE5H 和 2A3CH 分别存放在 80x86 微机的存储器的 000B0H 和 000B2H 单元中，请画图表示出它们在存储器中的存放情况解题提示：请参照课本中“存储单元的地址和内容”小节中，关于数据分配及字节和字的分配部分。2、实模式下，段地址和偏移地址为 3017：000A 的存储单元的物理地址是什么？解题提示：请参考课本“实模式存储器寻址”小节（公式：物理地址= 16d x 段地址 + 偏移地址）3、8086 采用多少位的偏移地址,偏移地址的寻址空间是多大？解题提示：请参考课本“实模式存储器寻址”小节中关于“存储器地址的分段”部分。