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文档简介

1、第二章一、微处理器的原理与组成(一)微处理器的基本结构随着超大规模集成电路的发展,微处理器的功能越来越高。从80386到Pentium,到现在的64位的微处理器,其内部结构越来越复杂。其主要功能部件有总线接口部件、高速缓存(Cache)部件、取指译码部件、指令缓冲池部件、调度执行部件、结果回退部件、寄存器组部件等。(二)微处理器的工作原理1.指令的执行微处理器在执行一条指令时,主要将它分解成以下几个步骤去完成。(1)取指令;(2)指令译码;(3)取操作数;(4)执行运算;(5)回送结果。2.微处理器的定时由于微处理器的操作是周期性的,即取指令,指令译码,取操作数再取指令周而复始地进行。而这一系

2、列操作步骤需要精确定时,按照精确时序进行,因此微处理器需要一个时序电路。时序电路受控于晶体振荡电路所生成的标准振荡脉冲信号,一旦机器加电,时序电路发出的时钟信号便连续不断地产生。(三)微处理器的特点与分类1.微处理器的特点(1)体积小,功耗低;(2)可靠性高,使用环境要求低;(3)系统设计灵活,使用方便。2.微处理器分类(1)按微处理器位数分类有:位片、4位、8位、12位、16位、32位、64位等微处理器。(2)按微处理器的应用领域分类有:通用高性能微处理器、嵌入式微处理器、数字信号处理器和微控制器。二、ALU结构运算器主要是由寄存器和算术逻辑线路构成的。寄存器主要用来存放数据,其长度取决于运

3、算数据的位数,它每位触发器的状态与所表示数据对应位的数值是一一对应的。假设约定,触发器右端输出高电位为“1”,其输出低电位为“0”。若一个数据第i位为“1”,则寄存器第i位触发器右端输出为高电位,或者说,状态为“1”。因此,参加运算的数据或运算结果都可保存在寄存器中。算术逻辑线路主要是完成各种运算功能。它是根据各种运算规则而设计的组合逻辑线路,一般没有寄存的功能,它的核心部分是加法器。因为加、减、乘、除等算法都归结为加法与移位操作,所以加法器的设计是算术逻辑线路设计的关键。六、计算机网络基础(一)计算机网络的功能和分类1.什么是计算机网络计算机网络是利用通信设备、通信线路和网络软件,把地理上分

4、散的多台具有独立工作能力的计算机(及其他智能设备)以相互共享资源(硬件、软件和数据等)为目的连接起来的一个系统。2.计算机网络的功能计算机网络具有下列基本功能:(1)数据通信(2)资源共享(3)实现分布式的信息处理(4)提高计算机系统的可靠性和可用性3.计算机网络的分类(1)从网络的交换功能进行分类 网络的设计者常常从网络所使用的交换技术将网络分类为:电路交换网;报文交换网;分组交换网;ATM等。(2)从网络的拓扑结构进行分类 根据网络中计算机之间互连的拓扑形式把计算机网络分为:星型网;环形网;总线网;网状网等。(3)从网络的作用范围进行分类广域网WAN(Wide Area Network)的

5、作用范围通常为几十到几千公里。广域网有时也称为远程网。局域网LAN(Local Area Network),一般用PC机通过高速通信线路相连(速率通常在10Mb/s以上),但在地理上则局限在较小的范围(如几公里左右),一般是一幢楼房或一个单位内部。城域网或市域网MAN(Metropolitan Area Network),其作用范围在广域网和局域网之间,例如作用范围是一个城市。城域网的传送速率也相当高,其作用距离约为550km。4.广域网及其通信子网广域网简称WAN,是一种跨越很大地域范围的计算机网络,通常覆盖一个省、一个国家甚至全球。广域网物理上由两部分组成:运行用户程序的主机和进行数据通信

6、的子网,前者称为资源子网(Resource Subnet),后者称为通信子网(Communication Subnet),所有的主机(端系统)通过通信子网进行连接和通信。一般而言,广域网的通信子网常常以电信部门提供的公共数据通信网络为基础。我国已经和正在建设的公共分组交换数据网(CHINPAC)、数字数据网(CHINPAC)、帧中继(Frame Relay)网、综合业务数字网(ISDN)等,为构筑各种类型的广域网创造了很好的条件。(二)数据通信基础1.数据通信的基本概念所谓数据通信是指传统的通信技术通过使用计算机来实现信息的传输、交换、存储和处理。2.物理信道与传输介质物理信道的类型很多,由于

7、它们的属性各不相同,故而分别用在不同的网络中。物理信道的类型可以从不同的角度进行分类:(1)按传输介质的类型可把信道分为有线信道和无线信道;(2)按传输信号的形式可把信道分成模拟信道和数字信道;(3)按使用方式又分成专用信道和公用信道。3.传输和复用技术(1)基带传输和频带传输所谓基带(Base Band)是指电信号固有的基本频带。而基带传输是指将数字设备发出的数字信号,原封不动地送入信道去传输。所谓频带传输是指把数字信号调制成音频信号后再发送和传输,到达接收端时再把音频信号解调成原来的数字信号。(2)多路复用技术实现多路复用功能的设备称为多路复用器,它能实现由多路到一路(集中)和由一路到多路

8、(分配)的功能,故也称为多路转换器。最基本的多路复用方法是频分多路复用和时分多路复用,即各终端以事先规定好的固定频带或固定时间间隔的方式来共享公用传输线。还有一种比较新的多路复用技术称为码分多址复用(CDMA),在CDMA中,各发送端用各不相干的相互(准)正交的地址码去调制其所发送的信号,在接收端利用码开型的(准)正交性,通过地址识别从混合信号中选出相应的信号。这种复用技术抗干扰能力强、保密性好、灵活机动,已越来多地受到人们的重视。4.交换技术目前在计算机网络中使用的交换技术有:(1)电路交换;(2)报文交换;(3)分组交换;(4)帧中继交换;(5)信元交换异步转移模式(ATM)。(三)网络体

9、系结构与TCP/IP协议1.网络体系结构计算机网络的分层及其所使用协议的集合,就是所谓的网络体系结构。2.TCP/IPTCP(Transmission Control Protocol,传输控制协议)和IP(Internet Protocol,网际协议)源于美国国防部高等研究规划局(ARPA,现在的DARPA)的ARPANET网,现在已成为因特网的通信协议。目前TCP/IP协议泛指以TCP/IP为基础的一个协议集。(四)因特网及其应用1.因特网(Internet)的功能因特网的原意是“网络的网络”,它起源于美国国防部ARPANET计划,后来与美国国家科学基金会的科学教育网合并。20世纪90年代

10、,政府机构和公司的计算机也纷纷入网,并迅速扩大到全球约100多个国家和地区。它能提供的服务主要有:(1)电子邮件(2)专题讨论(3)信息检索(4)布告栏服务(5)远程登录(6)WWW(World Wide Web)服务2.因特网的地址与域名系统为了实现因特网中的计算机相互通信,必须为每一台入网的计算机(也称为主机,Host)分配一个惟一的地址(简称IP地址),该地址必须表明计算机所在的网络号(Net-id)以及它在该网络中的主机号(Host-id)。IP地址分为5类(A、B、C、D、E),每一个IP地址由3个部分构成: IP地址=类型号+网络号(Net-id)+主机号(Host-id)IP地址

11、使用4个字节(32个二进位)表示。为了便于记忆,通常用4个十进制数来表示一个IP地址,每个十进制数对应IP地址中的一个字节,十进制数之间采用小数点“.”分隔。因特网IP地址的5种类型是:(1)·A类地址 A类地址用于拥有大量主机(16777214)的网络,只有少数几个网络可获得A类地址。A类IP地址的特征是其二进制表示的最高位为“0”。(2)·B类地址 规模适中(65534台主机)的网络使用B类地址,B类IP地址的特征是其二进制表示的最高两位为“10”。(3)·C类二址 C类地址用于主机数量不超过254台的网络,其IP地址的特征是其二进制表示的最高3位为“110”

12、。(4)·D类地址 用做多播(multicast)地址,其特征是其二进制表示的最高4位为“1110”。(5)·E类地址 用做备用地址,其特征是其二进制表示的最高5位为“11110”。3.如何接入因特网(1)局域网接入因特网申请本单位需要的IP地址,然后将本单位的网络通过路由器并经电信部门提供的公共网络(X.25、ISDN、DDN、帧中继或ATM)或者自行建设的专线接入所属部门的互联网络(如学校的校园网接入CERNET),或中国公用计算机互联网(CHINANET)。(2)个人用户接入因特网个人用户(家用电脑)要接入因特网,可向当地的因特网服务中心(如电信局)申请一个因特网用户

13、账号,便可利用现有的电话线,使计算机通过调制解调器(MODEM)连到单位的信息中心或电信局的因特网服务中心,获得因特网的各种服务。为了提高接入的传输速率,目前有多种“宽带”接入方案,例如ISDN、ADSL、Cable MODEM,甚至直接使用光纤接入(FTTH)。(五)计算机局域网局域网的主要特点是:(1)·为一个单位所拥有,地理范围有限(0.125km)。(2)·使用专用的通信线路,数据传输速率高(0.11Gb/s)。(3)·通信延迟时间较低,可靠性较好(10 -8 10 -11 )。(4)·能按广播方式或组播方式(一个站向多个站发送信息)进行通信。四

14、、80x86微处理器的结构和功能(一)80x86微处理器1.8086/8088主要特征(1)16位数据总线(8088外部数据总线为8位)。(2)20位地址总线,其中低16位与数据总线复用。可直接寻址1MB存储器空间。(3)24位操作数寻址方式。(4)16位端口地址线可寻址64K个I/O端口。(5)7种基本寻址方式。有99条基本指令。具有对字节、字和字块进行操作的能力。(6)可处理内部软件和外部硬件中断。中断源多达256个。(7)支持单处理器、多处理器系统工作。2.8086微处理器内部结构8086微处理器的内部结构由两大部分组成,即执行部件EU(Execution Unit)和总线接口部件BIU

15、(Bus Interface Unit)。和一般的计算机中央处理器相比较,8086的EU相当于运算器,而BIU则类拟于控制器。3.8086最小模式与最大模式及其系统配置最小模式在结构上的特点表现为:系统中的全部控制信号直接来自8086CPU。与最小模式相比,最明显的不同是系统中的全部控制信息号不再由8086直接提供,而是由一个专用的总线控制器8288输出的。4.8087与8089处理机简述(1)8087协处理机8087协处理机与8086组合在一起工作,以弥补8086在数值运算能力方面的不足,所以它又称为协处理机。(2)8089I/O处理机8089是一个带智能的I/O接口电路,相当于大型机中的通

16、道,它将CPU的处理能力与DMA控制器结合在一起。它具有52条基本指令,1MB的寻址能力,包含两个DMA通道。8089也可以与8086联合在一起工作,执行自己的指令,进行I/O操作,只在必需时才与8086进行联系。在8089的控制下,可以进行外设与存储器之间、存储器与存储器之间以及外设与外设之间的数据传输。同时,8089还可以设定多种终止数据传输的方式。5.总线时序一个基本的总线周期包括4个时钟周期,即4个时钟状态T 1 、T 2 、T 3 和T 4 。(二)802868038680486微处理器1.80286微处理器(1)80286的特征80286是一种高性能的16位微处理器,向上兼容808

17、6/8088,可以有效地利用8086系列软件。80286引入虚拟地址空间的概念,具有存储器管理功能,能为每一个任务分配多达1G字节的虚拟地址空间并映射到16M字节的物理地址中去。80286具有保护功能,可对段的边界、属性和访问权等进行自动检查,通过四级环结构和任务之间相互隔离,可建立可靠性高的系统软件。80286具有高效率的任务转换功能,适用于多用户、多任务系统。80286工作时钟为812MHz,工作时钟多样化,便于组成高性能价格比的系统。(2)80286的结构80286内部结构中,除了EU执行单元外,总线接口部件BIU又细分成地址部件AU、指令部件IU和总线部件BU。(3)80286的工作方

18、式80286微处理器有两种工作方式:实地址方式和保护虚拟地址方式。2.80386微处理器(1)80386的特征80386是一种灵活的32位微处理器,可以处理8位、16位、32位等多种类型的数据,有8个32位通用寄存器。80386可直接输出32位的物理地址,最大可支持4GB字节的物理内存空间。(2)80386微处理器内部结构80386的内部结构是由6个能并行操作的功能部件组成,即总线接口部件、代码预取部件、指令译码部件、存储器管理部件、指令执行与控制部件。这些部件按流水线结构设计,指令的预取、译码、执行等步骤由各自的处理部件并行处理。这样,可同时处理多条指令,提高微处理器的处理速度。(3)803

19、87协处理器80387协处理器使用80位内部结构,实现了IEBB浮点格式。其中包括32位单精度实型数、64位双精度实型数、80位的扩展实型数、16位字整型数、32位短整型数、64位长整型数和18位BCD整数7种数据类型的运算。80387还扩充了80386的指令系统。3.80486微处理器80486完全兼容80386系列机体结构和软件。与80386相比,80486采用RISC技术,并将以前的微代码控制改为布线逻辑直接控制,从而大大加快了指令执行速度,基本指令可在一个时钟周期内完成。采用单倍时钟,最高时钟频率达100MHz。80486开始将8KB的数据和指令混合型高速缓冲存储器和浮点运算部件FPU

20、集成在芯片内。内部数据总线宽度为64位。处理速度比大大提高。4.80486的内部构成80486是增强性能的80386,80486芯片内集成有自己的数值协处理器和自己的芯片Cache(这两者在80386系统中是两块独立的芯片),这大大增强了80486的整体性能。五、Pentium微处理器(一)Pentium特征(1)高集成度。片内集成有310万个晶体管。(2)时钟频率高。早期的Pentium为60MHz或66MHz。目前已发展到1500MHz。(3)采用超标量流水线结构,比相同频率的486DX CPU性能提高1倍。(4)数据总线宽度增加。外部数据总线宽度为64位。(5)使用分立的指令Cache和

21、数据Cache结构,可以无冲突地同时完成指令预取和数据读写。(6)采用了新型的分页模式。(7)固化常用指令,进一步加快指令的运行。(8)Pentium内部提供了一个分支目标缓冲器,加快了循环操作的速度。(9)重新设计了浮点运算部件,其速度比80486快十多倍。(10)在数据的完整性、容错性和节电性等方面采用了新的设计方法。(11)Pentium的软件在二进制代码级上与80386/80486保持向上兼容,可以在MS-DOS、Windows95、Windows NT、OS/2、UNIX和Solaris等操作系统下运行。(二)Pentium的内部结构1.超标量流水线2.分立的指令Cache和数据Ca

22、che3.新型的分页模式4.数据总线带宽增加5.重新设计的浮点运算部件6.固化常用指令7.采用动态转移预测技术(三)Pentium微处理器的寄存器组(1)基本结构寄存器组。包括通用寄存器、段寄存器、指令指针、标志寄存器。(2)系统级寄存器组。包括系统地址寄存器、控制寄存器。(3)调试和测试寄存器组。其中,基本结构寄存器组和浮点部件寄存器组是用户程序可访问的;系统级寄存器组仅能以特权级0的系统程序来访问;调试和测试寄存器组也只能以特权级0才可访问。(四)Pentium的工作模式Pentium微处理器的外部数据总线64位,但其内部寄存器仍是32位宽,故应认为是32位微处理器。Pentium的存储管

23、理硬件基本上与80386、80486相同,只是有某些改进。Pentium也支持三种工作模式:实地址模式、受保护的虚拟地址模式和虚拟8086(V86)模式。(五)中断管理1.中断类型中断和异常,这两类事件可引起Pentium挂起当前的指令流。(1)中断中断由硬件信号引发,在程序执行的任何时刻都可能出现。有两类中断源:可屏蔽中断。非屏蔽中断。(2)异常异常由指令执行引发。有两类中断源:执行异常。执行软件中断指令。2.中断处理中断处理程序的入口地址信息存放在一个表内。在实地址模式下,此表为中断向量表;在保护模式下,此表为中断描述符表。(六)总线时序Pentium微处理器中,每一个总线周期包含两个状态

24、。Pentium微处理器两种典型的存储器操作时序为非流水线存储器周期与突发周期。(七)Pentium处理器的发展1.Pentium处理器Pentium的优异性能在于它采用动态执行技术与MMX技术、双重独立的总线结构和SEC单边接触封装技术。2.Pentium处理器Pentium最重要的技术创新之一就是增加了71条称为互联网SSE(Streaming SIMD Extensions,直译为数据流单指令多数据扩展)的指令和处理机序列号。SIMD意为单指令多数据操作,就是让Pentium用一条指令完成以往需4条指令才能完成的任务,即在相同的时间周期内,Pentium可以处理4倍于原来的浮点运算数据。

25、在高速缓冲存储器方面,Pentium和Pentium大体相同。3.Pentium微处理器Pentium处理器基于最新高科技技术:运用Hyper Pipelined通道技术,实现处理器性能和频率的大幅度提高;通过Rapid Execution Engine技术,处理器的算术逻辑单元运行在两倍的核心频率上,允许在1/2时钟周期里执行某一指令,大大降低了运算中的延迟;400MHz系统总线,新的总线结构相当于3倍的Pentium总线,它有128字节行,外部传输速率高达3.2GB/s;Execution Trace Cache技术,Pentium的L1Cache采用新的解码结构,可以更加有效地使用Cac

26、he的存储区;SSE2指令集,SSE2在MMX和SSE指令集的基础上新增144条指令集,提高了应用程序的处理能力。4.安腾(ltanium)处理器安腾处理器这款新一代Intel处理器,是Intel和HP合作的结晶,它是第一块由两大著名厂商合作的IA-64芯片。该款芯片不仅有多种配置和尺寸的缓存系统(128KB一级缓存、256KB1024KB核心整合二级缓存、4MB全速片外三级缓存),还有创记录的核心频率(800MHz以上)和前端总线时钟频率、并且安腾处理器还兼容目前的IA-32体系架构。六、汇编语言基础(一)汇编语言的基本语法1.字符集(1)英文字符:AZ az(2)数字字符:09(3)算术运

27、算符:+ - * /(4)关系运算符:<=>(5)分隔符: , : ;() (空格) TAB(6)控制符: CR(回车) LF(换行) FF(换页)(7)其他字符: & - (下划线)?. $ ! %在用汇编语言编写程序时,程序中的指令助记符、标识符、运算符、分隔符等,均应由上述字符集中的字符组成。使用其他字符均为非法字符,8086/8088宏汇编程序不能识别和翻译。2.标识符标识符在程序中用作变量名、常量名、记录名、段名等。规定如下:(1)标识符由131个字符组成,打头的字符必须是字母、?(问号)、和 - (下划线)。(2)从第2个字符开始。组成标识符的字符可以是字母、数

28、字、?、 - 等,不能使用其他字符。3.保留字8086/8088中指令助记符、伪指令、寄存器名、表达式运算符及属性操作符等都是系统的保留字。保留字不能用作标识符。4.语句80x86宏汇编语言有三种基本语句,即指令语句、伪指令语句和宏指令语句。指令语句对应着机器的一种操作,汇编时产生一个目标代码;伪指令是为汇编程序提供编译信息、指标汇编程序做某些操作的语句,它不产生目标代码,与机器的操作无关。一条语句在源程序中一般只占一行,长度超过一行时必须用续行符号&。5.汇编语言程序结构用汇编语言编写的源程序,在结构上具有以下特点:(1)由若干逻辑段组成,各逻辑段由伪指令语句定义和说明。(2)整个源

29、程序以END伪指令结束。(3)每个逻辑段由语句序列组成,各语句可以是指令语句、伪指令语句、宏指令语句、注释语句或空行语句。(二)汇编语言和汇编处理过程计算机完成汇编任务是由一个称为汇编程序(Assembler)软件工具实现的。汇编程序是一种系统软件。汇编程序加工的对象是汇编语言程序,称为源程序,而汇编后产生的结果是机器语言程序,称为目标程序。常见的汇编程序有行汇编和宏汇编。1.行汇编这种类型的汇编程序按行对汇编语言源程序逐条汇编,常见的IBM PC动态调试程序DEBUG中的A命令就属于这种汇编类型。2.宏汇编这种类型的汇编程序首先对扩展名为.ASM的汇编语言源程序进行汇编,产生扩展名为.OBJ

30、的可重定位目标代码文件,然后用链接程序LINK链接一个或多个.OBJ模块(包括库文件),生成一个扩展名为.EXE的可执行目标文件。使用这种汇编语言进行汇编处理的过程如下:(1)建立源程序;(2)产生目标程序;(3)链接目标程序;(4)运行和调试。七、80x86指令系统(一)8086指令系统8086/8088指令系统是整个80x86系列微处理器的基础,按功能可以分为六种类型。1.传送指令传送指令用于在存储单元、寄存器、输入/输出端口之间传送地址或数据。通用数据传送指令MOV指令:该指令可以将一个立即数传送到寄存器或存储单元中,也可以在寄存器与寄存器之间、寄存器与存储器之间传送字数据或字节数据。例

31、如:将一个立即数传送到寄存器中的指令MOV AL,05H;在两个寄存器之间传送字节数据的指令MOV AL,BL;在寄存器和存储器之间传送数据的指令MOV SI,BX+5AH。XCHG指令:该指令可以将源操作数和目的操作数进行交换,但操作数可以是寄存器或存储单元,不能是段寄存器或立即数,也不能同时为两个存储器操作数。PUSH指令:PUSH指令是对一个16位操作数执行进栈操作,这是在一个操作数和堆栈之间进行数据传送,而不是在两个操作数之间进行数据传送。POP指令:POP指令是将一个16位操作数执行出栈操作,这也是在一个操作数和堆栈之间进行数据传送。XLAT指令:该指令专门用于在AL寄存器与字节表中

32、某一存储单元之间进行数据传送。其中字节表的首地址存放在BX基址寄存器中,根据AL设置的偏移地址,可以将该单元的内容传送到AL累加寄存器中。输入/输出指令该指令专门用于在累加器和I/O端口之间进行数据传送操作。输入/输出的工作原理:CPU使用AL或AX寄存器接收数据或发送数据,最多可提供64K个8位端口地址,或32K个16位端口地址。当端口地址小于256时使用直接寻址来获得操作数,即在指令中直接指定端口地址;当端口地址超过256时使用间接寻址来获得操作数,即先将端口地址放到DX寄存器中,然后利用IN指令或OUT指令进行输入/输出操作。例如:IN AX,28H是从I/O端口28H输入一个字到AX寄

33、存器中;OUT 5,AL是从AL寄存器输出一个字节到I/O端口5中。地址传送指令LEA指令:该指令是将源操作数的偏移地址传送到通用寄存器、指针寄存器或变址寄存器中,要求目的操作数是一个16位寄存器,源操作数是一个存储器地址,这样就可以获得指令执行所需的有效地址。LDS指令:该指令是将源操作数指定的连续四个存储单元中存放的32位地址指针(包括一个段地址和一个偏移量)传送到两个16位寄存器,其中两个高位字节(段基址)送段寄存器DS,两个低位字节(指偏移量)送指令指定的16位通用寄存器,这样就获得指令执行所需的地址指针。LES指令:该指令是将源操作数指定的连续四个存储单元中所存放的32位地址指针(一

34、个段地址和一个偏移量)传送到指令指定的16位通用寄存器和段寄存器ES中。其中两个高位字节(段基址)送段寄存器ES,两个低位字节(指偏移量)送指令指定的16位通用寄存器,这样就获得指令执行所需的地址指针。标志传送指令该指令用于对标志寄存器中的内容进行数据传送操作。2.算术运算指令在8086/8088微处理器中,算术运算指令可用于二进制数和无符号十进数的各种算术运算。二进制数可以是单字或双字节,也可以是有符号数或无符号数。十进制数直接使用BCD码,以表示无符号(Unsigned)的十进制数。(1)加法指令ADD格式: ADD OPRD1,OPRD2功能:实现两个操作数相加,结果送原来存放目的操作数

35、的地方。目的操作数可以是累加器、通用寄存器或存储器操作数。加法指令可以完成累加器与立即数,或与任一通用寄存器、或与存储单元的内容相加,结果放在累加器中。说明:加法指令可以完成任一通用寄存器与任一通用寄存器,或与立即数、或与存储单元的内容相同,其“和”放在通用寄存器中。加法指令也可以实现存储器操作数与立即数,或与累加器、或与通用寄存器内容相加,其“和”放在存储单元中。注意:存储器操作数与立即数相加时,必须指明操作数的类型。ADD指令的执行结果将影响标志位CF、AF、PF、ZF、SF和OF。ADC格式: ADC OPRD1,OPRD2功能:ADC指令与ADD类似,不同之处在于两个操作数相加时,还要

36、加上进位标志CF的当前值,结果送原来存放目的操作数的地方。说明:指令执行结果对标志值的影响与ADD相同。INC格式: INC OPRD功能:操作数OPRD加1。操作数可以是通用寄存器,也可为存储器操作数。说明:该指令执行结果影响标志位SF、ZF、AF、PF和OF,而对CF无影响。AAA功能:AAA是未组合BCD码加法调整指令。它对在AL中两个未组合的十进制数相加的结果进行校正,产生一个未组合的十进制和数。DAA功能:DAA为十进制加法调整指令。它对AL中两个组合的十进制数相加的结果进行校正,产生一个组合的十进制和数。(2)减法指令SUB格式: SUB OPRD1,OPRD2功能:完成两个操作数

37、相减,结果放在目的操作数OPRD1中。其规则与加法指令相同。说明:SUB的执行结果影响标志位SF、ZF、AF、PF、CF和OF。SBB格式: SBB OPRD1,OPRD2功能:SBB指令与SUB基本相同,不同的是两个操作数相减时,还要减去借位标志位CF的当前值。DEC格式: DEC OPRD功能:完成对操作数OPRD减1运算后返回操作数中。操作数可以是寄存器或存储器。说明:指令执行对标志位CF无影响,但影响标志位SF、ZF、AF、PF和OF。NEG格式: NEG OPRD功能:完成对操作数取补,即用零减去操作数,再把结果送回操作数。说明:该指令执行结果影响标志位SF、ZF、AF、PF和OF,

38、对于CF一般总是CF=1,只有当操作数为0时,CF=0。CMP格式: CMP OPRD1,OPRD2功能:完成两个操作数相减,但不回送结果,结果只影响状态标志位。操作数规定与加法操作数相同。CMP指令只比较两个数的大小。若两数相等,则ZF=1,否则ZF为0。若两数不相等,则其大小的确定可利用CMP指令执行后的其他标志位来确定。例如,对于无符号数,可利用CF标志值来判断。当CF=1时,则OPRD1OPRD2。对于有符号数,则用标志位SF和OF的状态一同判定。AAS功能:完成对在AL中的两个未组合的十进制数相减的结果进行校正,在AL中产生一个正确的未组合十进制数的差。DAS功能:完成对在AL中两个

39、未组合的十进制数相减以后的结果进行校正,在AL中产生一个正确的组合十进制数的差。(3)乘法指令MUL格式: MUL OPRD功能:完成源操作数OPRD与累加器中的数相乘,结果放在累加器中。参与运算的操作数可以是寄存器或存储器。乘积为单字节长时,放在AX中;乘积为双字长时,分别存放在DX(乘积的高16位)和AX中。说明:将内存单元FIRST和SECOND的两个字节的内容相乘,乘积放在THIRD单元和下一个单元内。MUL指令运行结果只影响标志位CF和OF。IMUL格式: IMUL OPRD功能:IMUL指令为带符号数相乘指令,即将源操作数与累加器中的数都作为带符号数相乘,其余与MUL指令相同。AA

40、M功能:对在AX中两个未组合的十进制数的乘积进行校正,以得到正确的未组合的十进制数的乘积。(4)除法指令DIV格式: DIV OPRD功能:无符号除法指令。用指定的源操作数OPRD去除累加器中的值,所得商和余数分别放在AL和AH(字节操作)或AX和DX(字操作)中。其他除法指令IDIV: 完成带符号数的除法运算。AAD: 完成AX中的两位未组合的十进制数在两个数相除之前进行核正。CBW: 字节转换为字。具体操作是按AL的符号位扩展到整个AH中。CMD: 字转换为双字。按AX的符号扩展到整个DX中。3.逻辑运算和移位指令(1)逻辑运算指令NOT格式: NOT OPRD功能:完成对操作数求反,然后

41、送回原处。说明:此指令对标志位无影响。AND格式: AND OPRD1,OPRD2功能:对两操作数进行按位逻辑“与”运算,结果送目的操作数。目的操作数可为通用寄存器、存储器,源操作数可以是立即数、寄存器、存储器。OR格式: OR OPRD1, OPRD2功能:对两操作数进行按位“或”运算,结果回送目的操作数。操作数规定与AND相同。说明:“或”运算令标志位CF=0,OF=0,其“或”操作后的结果反映在标志位PF、SF和ZF上。XOR格式: XOR OPRD1,OPRD2功能:对两个操作数进行按位“异或”运算,结果回送目的操作数。说明:XOR执行后,标志位CF=0,OF=0,“异或”操作结果反映

42、在标志位PF、SF和ZF上。TEST格式: TEST OPRD1,OPRD2功能:TEST指令的操作与AND指令完全相同,但结果不送目的操作数,仅反映在状态标志位上,TEST指令的操作数规定与AND相同,对标志位的影响亦与AND相同,即:CF=0,OF=0,结果反映在标志位PF、SF和ZF上。(2)移位指令移位指令可将寄存器或存储单元的8位或16位的内容向左或向右移动1位或多位。SAL/SHL格式: SAL/SHL OPRD m功能:SAL(算述左移)和SHL(逻辑左移)指令将操作数OPRD左移m位,移位后空出的位填零。操作数可以是寄存器、存储器。m是移位次数,为1时取立即数,大于1时先将m赋

43、予CL寄存器。SAR格式: SAR OPRD m功能:算术右移指令。将指定操作数右移m位,最低位进入标志位CF,其他位依次右移,但符号位(最高位)保持不变。m的规定与SHL相同。SHR格式: SHR OPRD m功能:逻辑右移指令。与SAR类拟,最低位进入标志位CF,但移位后空位的最高位填0。(3)循环移位指令8086/8088有四条循环移位指令,它们是:ROL OPRD M ;左循环移位ROR OPRD M ;右循环移位RCL OPRD M ;带进位的左循环移位RCR OPRD M ;带进位的右循环移位4.串操作指令串可以是字节串(一组字节)或字串(一组字)。串指令有两类,每类有5种。一类是

44、串操作命令,一类是控制操作重复执行的前缀命令。串操作时,下列寄存器及标志起着特定的作用,程序应根据操作的具体要求先赋予初值。SI寄存器 源串变址用DI寄存器 目的串变址用CX寄存器 重复次数寄存器AL/AX 扫描值(关键字)FLAGS中标志位:DF 0表示重复操作中DI、SI应自动增量,1表示自动减量。 ZF 用于控制扫描或比较操作结果。(1)基本串操作命令MOVS格式: MOVS OPRD1,OPRD2功能:将由SI作为偏移地址的源串中的一个字节或字,传送到由DI作为偏移地址的目的串,且相应修改偏移地址,以指向串中下一个元素。传送完一个字节或字后,则依据控制标志位DF和源、目的操作数的属性,

45、修改偏移地址。在使用MOVS指令之前,必须将源、目的操作数的偏移地址分别送SI、DI,并设置DF。MOVSB/MOVSW字节串/字串传送命令,不带操作数,地址修改MOVSB命令以±1形式修改偏移地址,MOVSW以±2形式修改偏移地址。其余与MOVS相同。CMPS格式: CMPS OPRD1,OPRD2功能:字节串或字串比较。从由SI作为偏移地址的源串中减去由DI为偏移地址的目标串(字或字节),减的结果不送至任何操作数,仅反映到标志位上。同时修改源、目的串的偏移地址,以指向串中的下一个元素。标志位AF、CF、OF、PF、SF和ZF反映两串元素之间的关系。CMPSB/CMPSW

46、字节串/字串比较,无操作数。LODS OPRD读出字节串或字串。从由SI为偏移地址的源串中读出一个字节或一个字送AL或AX,同时修改偏移地址,指向串的下一个元素。此指令对标志位无影响。LODSB/LODSW字节或字操作,无操作数。SCAS格式: SCAS OPRD功能:搜索(扫描)串元素命令。从AL(字节操作)或AX的内容中减去由DI作为偏移地址的目标串元素。结果不改变累加器的值,只改变标志位。利用SCAS指令可以进行搜索,此时将搜索关键字放在AL(字节)或AX(字)中,用于查找字符串中有无此关键字,记下查找次数。SCASB/SCASW搜索串中字节或字元素,无操作数。STOS格式:STOS O

47、PRD功能:存储字节或字串的指令。将AL(字节)或AX(字)中内容,存储到以DI为偏移地址的目的串中,同时修改偏移地址,指向串的下一个元素。STOSB/STOSW存储字节串/字串,无操作数。(2)重复前缀REP可作为串传送、串比较、串存储、串搜索指令的前缀。最常用的是串传送指令,使用时数据长度必须放在CX中。REPE/REPZ用于串传送、串搜索指令的前缀,使紧随其后的指令重复执行,直到CX=0或ZF=0为止。REPNE/REPNZ用于串比较或串搜索指令的前缀,使其重复执行直到XC=1或ZF=1为止。5.程序控制指令8086/8088程序中指令的执行顺序是由代码寄存器CS和指针IP来决定的。程序

48、转移指令用来改变这两个寄存器的内容,从而改变程序的执行顺序。转移指令分四组;无条件转移指令、条件转移指令、循环控制指令及有关中断指令。(1)无条件转移指令JMP格式: JMP OPRD(标号)功能:无条件转移到目的单元,无返回值。段内直接转移,范围为段内任何位址(±32K)。若转移范围在±127B之内时,则称之为段内短转移。例如:JMP SHORT NEXT ;段内短转移段间直接转移,可转到程序的任何位置,例如:JMP FAR PTR NEXT此时需用NEXT的段地址和偏移地址取代当前的CS和IP。段内间接转移,可转移到段内的任何位置,例如:JMP CX指令执行时用CX的内

49、容取代当前IP,而CS不变。段间间接转移,可转移到程序的任何位置。例如:JMP SEGOFF指令执行时,在由SEGOFF的段和偏移量所确定的双字单元中,用较小地址的字单元内容取代IP,较大地址字单元内容取代CS。CALL格式: CALL OPRD调用指令。RET返回指令。(2)条件转移指令条件转移指令以某些标志位或其逻辑运算为依据,满足条件时则转移。本类指令的转移的目的地址在±127字节以内。本类指令大体上分三类:依据单个标志位的条件转移指令依据单个标志位的条件转移指令如下表所示。依据单个标志位的条件转移指令指 令 转移条件 说 明JCJNC CF=1CF=0有进位/借位时转移无进位

50、/借位时转移JE/JZJNE/JNZ ZF=1ZF=0 相等/等于零时转移不相等/不等于零时转移JSJNS SF=1SF=0 符号位为1(负数)时转移符号位为0(正数)时转移JOJNO OF=1OF=0 有溢出时转移无溢出时转移JP/JPEJNP/JPO PF=1PF=0 奇偶位为1/偶时转移奇偶位为0/奇时转移用于无符号数的条件转移指令用于无符号数的条件转移指令如下表所示。本指令用于无符号数比较。用于无符号数的条件转移指令指 令 转移条件 说 明JA/JNBJAE/JNBJB/JNAEJBE/JNA CF=0且ZF=0CF=0或ZF=1CF=1且ZF=0CF=1且ZF=1 高于/不等于且不低

51、于时转移高于或等于/不低于时转移低于/不高于、不等于时转移高于、等于/不等于时转移带符号数的条件转移指令带符号数的条件转移指令如下表所示。带符号数的条件转移指令带符号数的条件转移指令指 令 转移条件 说 明JG/JNLE (SF)XOR(OF)=0且ZF=0 高于/低于且不等于时转移JGE/JNL (SF)XOR(OF)=0或ZF=1 高于或等于/低于时转移JL/JNGE ( SF)XOR(OF)=1且ZF=0 高于/低于时转移JLE/JNG (SF)XOR(OF)=1或ZF=0 低于或等于/高于时转移上述指令用于带符号数的比较。(3)循环指令循环控制指令用来控制一个程序段的重复执行。LOOP

52、格式: LOOP 标号功能:目标地址在+1128字节以内,重复次数置CX中且CX0时循环。它等效于下述2条指令的组合:DEC CXJNE NEXTLOOPZ(或LOOPE)标号此指令有两种助记符。此指令使(CX)(CX)-1,当CX0并且在标志位ZF=1的条件下,循环至目标操作数。LOOPZ(或LOOPE)标号指令使(CX)(CX)-1,且判断只有当CX0,且标志位ZF=0的条件下,循环至目标操数。JCXZ 标号若CX=0,则此指令控制转移到目标操作数。(4)中断指令中断指令允许程序在需要时去启动中断服务程序。INT n 启动由类型码n所规定的中断服务程序。INTO 溢出中断。IRET 中断返

53、回。6.处理器控制指令(1)操作标志单独对标志进行操作的指令有:CLC 清进位,CF=0CMC 进位取反STC 置CF=1CLD 置DF=0STD 置DF=1CLI 置IF=0STI 置IF=1(2)处理器暂停HLT 处理器暂停,直到出现中断复位信号。(3)处理器等待WAIT 等待状态,定期检查TEST信号。(4)处理器脱离SEC 换码指令,向外处理器提供数据。(5)总线封锁LOCK 总线锁定命令。(6)空操作指令NOP 除指令地址指针加1外,不执行任何操作。(二)80286扩展的指令80286指令系统完全兼容8086/8088指令系统。由于80286有实地址和虚地址保护两种工作方式,因而与8086指令系统比较,其绝大部分指令是相同的(仅做了少量增加)。

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