第4章指令系统(一)

1、川警安职业学院标准教案纸课程名称计算机组成原理(第二十七讲)任课教师陈平授课时间地点多媒体授课班级人数教学目标1. 了解操作数种类2. 掌握与数据有关的寻址方式3. 掌握与转移地址有关的寻址方式教学重点与操作数有关的寻址方式教学难点基址变址寻址方式计算教学时数2节教学方法讲授法、演示法、实践操教学手 作法段多媒体教学教学内容:第4章8086/8088寻址方式及指令系统(一)4.1.1操作数种类汇编语言程序是由一条一条的指令组成的，指令相当于高级计算机语言(如c语言)中的 语句，它是人们操纵和控制计算机的工具，让计算机按人们的意图工作，即我们常常所说的 编写程序。指令系统是微处理器所能执行的指令

2、的集合，类似于小孩子玩具的积木，我们所 编写的程序由指令组成。指令系统与微处理器有密切的联系，不同的微处理器有不同的指令 系统。在本章中我们主要讨论intel公司生产的8086/8088微处理器指令系统，它有100多 条指令，每条指令最多由四部分组成：标号场、操作场、操作数场、注释场。标号场：操作场操作数场:注释场其中：:表示该项内容可要可不要。标号场:表示该指令的在代码段屮的偏移地址，可以不要，标号后用“：”与操作场 连接。操作场：表示该操作的功能，不能省略。操作数场:表示该指令所需的操作数，各操作数之间用“，”隔开，操作数可以是一 个，也可以是多个，还有些指令不需要操作数。操作数有数据类型

3、操作数和转移地址类型操 作数两种。如操作数场是由两个操作数组成，前而的一个操作数称为目的操作数(0pd)，后而 一个操作数称为源操作数(ops)。;注释场:对该指令进行说明，起到帮助读者阅读理解的作用，不参加指令的执行。8086/8088指令系统中，指令操作数分为数据类型操作数和转移地址类型操作数两大类。1. 数裾类型操作数数据类型操作数表示指令所需要操作数的大小，指令中操作的对象是具体的数据。数据 类型操作数分为：(1) 立即数操作数：指令屮所需的操作数为立即数，即我们常说的常量或常数。如：mov ax, 0指令中的0为立即数操作数。(2) 寄存器操作数：指令中所需的操作数放在指定的寄存器中

4、。如：mov ax, bx指令中的bx寄存器为寄存器操作数。(3) 存储器操作数：指令中所需的操作数放在指定的存储器中的存储单元中，而指令中的 操作数提供存储单元的偏移地址。如：mov ax, ioooh指令中的iooon为存储器操作数。(4) 1/0操作数：指令中所需的操作数来源于1/0端口。如：out 21h, ax指令中的端口号21h为1/0操作数。2. 转移地址类型操作数这类操作数表示指令欲转移的目的地址，操作数只有一个，称为目的操作数。转移地址类型的操作数有立即操作数、寄存器操作数和存储器操作数，长度为16位或32位。转移地 址为16位属于段内转移，转移地址为32位属于段间转移。如：

5、jmp ax指令中的操作数ax寄存器jmp 2000h指令中的操作数2000hjmp word ptr 100h指令中的操作数 word ptr 100hjmp dword ptr bx指令中的操作数 dword ptr bx4.1.2与数据有关的寻址方式8086/8088的与数据有关的寻址方式分如下七种：立即寻址方式、直接寻址方式、寄存器 寻址方式，寄存器间接寻址方式、寄存器相对寻址方式、基址变址寻址方式、相对基址变址 寻址方式。下面分别加以叙述。1. 立即寻址方式操作数直接放在指令屮，以立即数或常数的形式出现，它是紧跟在指令操作码后面的一 个可用8位或16位二进制补码表示的有符号数。汇编语

6、言格式：n功能：指令下一单元的内容为操作数n，如图4-1。图4-1立即寻址方式指令在存储器中存储形式2. 寄存器寻址方式指令指明的寄存器就是操作数的存放地址，操作数在指令指明的寄存器中。 汇编语言格式：r功能：寄存器r的内容是指令所需的操作数。指令寄存器-寄存器i換作数图4-2寄存器寻址方式操作数形成过程对于16位的操作数，寄存器可以是ax、bx、cx、dx、si、)1、sp和bp等，对于8位操 作数可以为 ah、al、bh、bl、ch、cl、dh 和 dl。3. 直接寻址方式操作数的16位偏移地址ea紧跟在指令操作码后面，即操作数的偏移地址ea与操作码一 起存放在代码段屮，而揀作数可以放在数

7、据段(ds)、也可以放在其它段，如代码段(cs)、附 加段(es)和堆栈段(ss),默认情况卜操作数放在数据段。物理地址形成过程见图4. 1.3。汇编语言格式：含有变的地址表达式或段寄存器名：ea功能：指令下一字单元的内容是操作数的偏移地址ea,如阁4-3。默认的物理地址计算公式：物理地址=16*(ds)+ea图4-3直接寻址方式物理地址形成过程4. 寄存器间接寻址方式操作数存放在存储器中，而操作数的偏移地址ea存放在指令中指明的寄存器中，即寄存 器的内容为操作数的偏移地址。这种寻址方式是通过寄存器间接寻址的，故称为寄存器间接 寻址。汇编语言格式：r功能：r的内界为操作数的偏移地址ea。其中中

8、的寄存器只能是bx、bp、si、di这 四个寄存器巾的任一个，其它的寄存器不行，如ax，这种写法是错误的。其巾，bx、si、di所对应的偏移地址是相对数据段(ds)段首的偏移地址，bp所对应的偏移地址是相对堆栈段 (ss)段首的偏移地址。物理地址形成过程见下阁4-4。图4-4寄存器间接寻址方式物理地址形成过程默认的物理地址计算公式：16d*(ds)+(bx)物理地址=j 16d*(ds>(si)|16d*(ds)+(di)16d*(ss>(bp)5. 寄存器相对寻址方式操作数在寄存器中，而操作数偏移地址ea是指令中指明的寄存器的内容与指令中给出的 位移量x(8位或16位的常数)相加

9、之和。其中寄存器只能是bx、bp、si、di这四个寄存器中 的任一个，bx、si、di所对应的偏移地址是相对数据段(ds)段首的偏移地址，bp所对应的偏 移地址是相对堆栈段(ss)段首的偏移地址。物理地址形成过程见下图4-5。汇编语言格式：xr或x+r功能：r的内容与x相加之和为操作数的偏移地址ea。物理地址的形成过程如图4. 1. 5:r图4-5寄存器相对寻址方式物理地址形成过程默认的物理地址计算公式：r 16d*(ds)+(bx)+xj 16d*(ds)+(si)+x 物理地址=< 16d*(ds)+(di)+x 16d*(ss)+(bp)+x6. 基址变址寻址方式操作数在存储器巾，

10、操作数的偏移地址ea是指令中指定的基址寄存器(bx，bp)内容、变 址寄存器(si,di)内容之和。基址与变址搭配情况有四种:bx+si、bx+di、bp+si、 bp+di,其中bx所对应的偏移地址是相对数据段(ds)段首的偏移地址，bp所对应的偏移地 址是相对堆栈段(ss)段首的偏移地址。物理地址形成过程见下图4-6。汇编语言格式：br+ir功能：br的内容加上ir的内容所得之和是操作数的偏移地址ea。物理地址的形成过程 如图4-6：默认的物理地址计算公式：p46d*(ds)+(bx)+(s)離丄 l j 跡(ds)+(bx)+物理地址=1 16d*(ds)+(bp)+(si) k6d*(

11、ss)+(bp)+(dl)图4-6基址变址寻址方式物理地址形成过程7. 相对基址变址寻址方式操作数在存储器屮，操作数的偏移地址ea是指令屮指定的基址寄存器(bx, bp)内容、变址寄存器(si, di)内容及位移量x三项之和。汇编格式：x br+ir功能：br的内容加上ir的内容，在加上x，所得之和是操作数的偏移地址ea。物理地址 的形成过程如图4-7:图4-7相对基址变址寻址方式物理地址形成过程 例 4. 1.9: mov ax, 8bx+stflash 演示指令中的源操作数8bx+si的寻址方式为相对基址变址寻址方式。执行前：若(ax)=45h, (bx)=30h, (st)=28h, (

12、ds)=1oooh, (10058h)=99h 物理地址=161> (ds) +bx+st+x=16*1000h+30h+20h+8h=10000h+30h+28h+8h=10058h执行后： (ax) =0099114.1.3与转移地址有关的寻址方式在8086/8088指令系统屮，有一类指令是用来控制程序执行的顺序。程序所要执行的指 令的物理地址是由cs和ip两寄存器的值确定的，即指令的物理地址为cs: ip，其值为 16*cs+ip。通常情况下，当biu完成1次取指周期后，就自动改变ip的内容(新ip的值为老 的tp的值加上指令的长度，即加上指令所占的字节数)，以便指向下一条指令的地

13、址。使程 序按预先存放在程序存储器中的指令的次序(编程次序)，由低地址到高地址顺序执行。如需 要改变程序的执行顺序，转移到所要的指令地址，在顺序执行时，可以安排一条转移指令， 并按指令的要求修改cs和1p的值，从而将程序执行转移到指定的转移地址。程序转移的寻 址方式就是找出程序转移的地址。转移地址可以在段内，也可在段间。段内转移是指转移指 令和转移标号的定义在同一代码段内，段内转移是指转移指令在一个代码段，而转移标号的 定义在同一代码段内，它是从一个代码段转移到另一个代码段。与转移地址有关的寻址方式 分：段内直接寻址方式、段内间接寻址方式、段间直接寻址方式、段间间接寻址方式。寻址格式：转移指令

14、标号分类：段内直接寻址、段内间接寻址、段间直接寻址、段间间接寻址。1. 段内直接寻址方式段内直接寻址方式也称为相对寻址方式，是指转移地址巾指令直接给出。格式：转移指令标号功能：(+位移量一，即转移的有效地址是当前ip寄存器的内容和指令屮指定的8 位或16位位移量之和。2. 段内间接寻址方式段内间接寻址方式是指转移地址巾指令中指定的间接寻址方式给出，即转移的地址放在 指令中指定的寄存器或存储器中。格式：转移指令opd ; opd为间接寻址方式功能：(opd)-> tp,即按opd的寻址方式在存储器巾找到一个字，将这个字作为转移地 址赋给tp寄存器，而改变程序的执行顺序。图4-8物理地址形成过程3. 段间直接寻址方式段间直接寻址方式是指指令屮直接给出转移的段地址和偏移地址，来改变cs和ip寄存 器的内容，实现段间转移。格式：转移指令标号功能：标号的偏移地址一tp，段首地址cs标号的属性：short 短跳:8 位(-128127); near 近跳：16 位(-3276832767) ； far 远跳：没有限制。4. 段