汇编语言基础2

1、计算机的发展计算机的发展 重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练世界上第一台计算机世界上第一台计算机ENIAC重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练图图2.1 冯诺依曼结构计算机的组成冯诺依曼结构计算机的组成计算机的软/硬件发展史起迄年份起迄年份代别代别主要逻辑元件主要逻辑元件软软 件件微型计算机系统组成微型计算机系统组成重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练图图. 微型机的硬件结构微型机的硬件结构重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练微机系统微型计算机系统软件：OS、汇编、编译等外设：打印机、键盘、CRT等微处理器系

2、统总线：AB、CB、DB存贮器：ROM、RAMI/O接口：串/并行接口等ALU累加器、寄存器控制器明确明确3个概念的区别个概念的区别运算器运算器 控制器控制器 寄存器组寄存器组 内存储器内存储器 总线总线 输入输出输出输入输出输出 接口电路接口电路外部设备外部设备 软件软件微处理器微处理器微型计算微型计算机机微型计算机系统微型计算机系统区别区别3个概念个概念明确明确3个概念的区别个概念的区别n微处理器（微处理器（Microprocessor）一个大规模集成电路芯片一个大规模集成电路芯片内含控制器、运算器和寄存器等内含控制器、运算器和寄存器等微机中的核心芯片微机中的核心芯片n微型计算机（微型计算

3、机（Microcomputer）通常指微型计算机的硬件系统通常指微型计算机的硬件系统还有一般的说法：微机、微型机还有一般的说法：微机、微型机n微型计算机系统（微型计算机系统（Microcomputer system）指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统指由硬件和软件共同组成的完整的计算机系统重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练微型计算机系统的软件微型计算机系统的软件重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练解释程序解释程序:重庆邮电学院计算机科学与技术学院 王练图图微处理器微处理器微处理器的发展微处理器的发展 微处理

4、器的发展微处理器的发展微处理器的发展微处理器的发展n第四代 80年代初 向系列化方向发展 Intel80386,80486 32位 时钟频率：12.533MHZ（80386） 5066MHZ（80486）微处理器的发展微处理器的发展n第五代 1993年 Intel Pentium(Intel 586),IBM,Apple, Motorola Power PC 64位 时钟频率：166MHZ微处理器的发展微处理器的发展n第六代 PentiumPro, MMX Pentium,Pentium,Pentium,Pentiumn第五代和第六代微处理器的性能和速度都已经与中小型计算机抗衡，能采用DOS,

5、Windows,Windows95,Windows98,Unix等多种操作系统，使用多种编程语言，如：VB,VC+,VF等n1971年年Intel公司研制出公司研制出Intel 4004芯片。芯片。Intel 4004是第是第 一个将一个将CPU的所有元器件包含在单个芯片上，标志的所有元器件包含在单个芯片上，标志的诞生。的诞生。n1972年年Intel研制出研制出8008微处理器。微处理器。Intel 4004 和和8008都是专用微处理器，属于都是专用微处理器，属于。n 1974年年Intel研制出第一个通用微处理器研制出第一个通用微处理器Intel 8080,是是8位微处理器位微处理器,属

6、于属于第二代微处理器第二代微处理器.当时，当时，Zilog、 Motorola和和Intel在微处理器领域三足鼎立。在微处理器领域三足鼎立。n1978年年16位微处理器位微处理器Intel 8086出现出现,标志标志第三代微处理器第三代微处理器问世问世.n1982年年2月月1日，日，Intel发布了发布了80286，它也是，它也是Intel公司的第三代公司的第三代16位微处位微处理器。理器。Intel系列微处理器的发展简史系列微处理器的发展简史n1985年年Intel研制出研制出第四代微处理器第四代微处理器,即即32位的位的80386微处理器微处理器.n1989年年4月月,Intel推出推出2

7、5MHz 486微处理器微处理器.n1993年年3月月586CPU问世问世. 第五代产品命名为第五代产品命名为Pentium(奔腾奔腾).n1997年年5月月Intel发布了发布了Pentium处理器处理器.Pentium开始开始,Intel将同一代产品细分为赛扬将同一代产品细分为赛扬(Celeron) 、奔腾、奔腾(Pentium)和至强和至强(Xeon)三个档次三个档次.n1999年年1月月Intel推出奔腾推出奔腾Pentium处理器处理器.n2000年年11月月Intel发布了发布了Pentium处理器处理器.n2003年年4月月Intel增加了增加了迅驰迅驰(Centrino)系列产

8、品系列产品,主要用于笔记主要用于笔记本电脑本电脑,产品性能比奔腾低产品性能比奔腾低,但发热量小但发热量小,功耗低功耗低,并支持无线通讯并支持无线通讯.Intel系列微处理器的发展简史系列微处理器的发展简史Pentium, Pentium, Pentium以及以及Pentium的数据总线都是的数据总线都是64位位,通用寄存器都是通用寄存器都是32位位,被归类被归类为为32位位CPU.Intel的的Itanium 微处理器的数据总线、地址总线、微处理器的数据总线、地址总线、通用寄存器都是通用寄存器都是64位位,被认为是被认为是64位位CPU.寄 存 器 组桶 形 移 位 器ALU整 数 部 件描

9、述 符 寄 存 器极 限 /属 性PLA分 段 部 件分 页 部 件转 移 用 旁视 缓 冲 区TLB高 速 缓 存部 件8KB高 速 缓存总 线 控 制 器数 据 总 线收 发 器地 址 总 线驱 动 器指 令 译 码 部 件已 译 码 队 列浮 点 运 算 部 件浮 点 寄 存 器 组指 令 预 取 部 件32字 节指 令 队 列控 制 ROMA31 A2BE0 BE1D31 D0各 种 控制 信 号控 制 /保 护 部 件64 DB32323212832203224X ALAH ABH B X BLCH C X CLDH D X DLSIDISPBPEAXEBXECXEDXESIEDIE

10、BPESP078151631图图3.3 (a) 控制寄存器控制寄存器nPEPE为保护虚拟地址方式位为保护虚拟地址方式位PE=1,80486PE=1,80486工作于保护虚拟地址方式工作于保护虚拟地址方式PE=0,80486PE=0,80486工作于实地址方式工作于实地址方式nMP为监视协处理器位。nEM为仿真协处理器位。nTS为任务转换位。nET为协处理器类型位。nNE为数学运算错位。nWPWP为写保护位为写保护位WP=1,禁止任何特权级的程序对只读页面进行写入操作.nAMAM为对齐标志位。NW=0,在数据写入片内Cache的同时也写入主存NW=1,数据仅写入片内Cache.nCDCD为片内C

11、ache的无效位。分页部件工作的前提是微处理器必须工作在保护虚拟地址方式,即PE=1.控制寄存器控制寄存器CR3:nPWT为Cache的页级透写位。nPCD为页级Cache允许位GDTRIDTR32 位基地址 16 位限制对应TR 的描述符寄存器(64 位)对应LDTR的描述符寄存器(64 位)16 位选择符TRLDTR调试控制寄存器31150调试状态寄存器保 留保 留断点3的线性地址断点2的线性地址断点1的线性地址断点0的线性地址DR7DR6DR5DR4DR3DR2DR1DR0基本概念 7 6 5 4 3 2 1 015 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0字

12、 存储单元的地址和内容存储单元的地址和内容计算机存储信息的基本单位是一个二进制位，一位可存储一计算机存储信息的基本单位是一个二进制位，一位可存储一个二进制数：个二进制数：0或或1。每。每8位组成一个字节。位编号如下：位组成一个字节。位编号如下：一个字节占用内存的一个地址，称为一个。存储单元的地址即为该。高位字节在地址号高的存储单元中，低位字节在地址号低的存储单元中。多字节数据的地址为该数据最低字节存放的存储单元的地址。 存储单元的内容 存储器的内容是取之不尽的，即取出内容后，原单元的内容不变。直到存入新的内容。段寄存器：段寄存器： IBM PC机中，有四个专用的存放地址的寄存器：机中，有四个专

13、用的存放地址的寄存器：代码段代码段CS,数据段数据段DS,堆栈段堆栈段SS,附加段附加段ES。n代码段代码段CS：存放当前正在运行的程序。：存放当前正在运行的程序。n数据段数据段DS：存放当前运行程序的所用的数据。：存放当前运行程序的所用的数据。n堆栈段堆栈段SS：一种数据结构。：一种数据结构。n附加段附加段ES：附加的数据区，起辅助作用。：附加的数据区，起辅助作用。80386及其后续机型：及其后续机型：FS,GS 除非专门指定，一般情况下，各段在存储器中的分配是由除非专门指定，一般情况下，各段在存储器中的分配是由操作系统负责的。操作系统负责的。 每个段可以独立占用每个段可以独立占用64K存储

14、区，各段也可以允许重叠存储区，各段也可以允许重叠各段在存储器中的分配由操作系统负责,可独立,也可重叠CSDSSSES01500H 1CD00H42000HB0000H64KB附加数据64KB数据64KB堆栈64KB代码B000H1CD0H4200H0150H0480H0400H0200H CSDSSSES存储器256B堆栈2KB数据8KB代码02000H04000H04800H80X86中，段寄存器和与其对应存放偏移地址的寄存器之间的缺省组合关系32位偏移量描述符表线性地址线性基地址(段基地址)选择符32位基地址线性基地址0 15位311570段限制0 15位23线性基地址24 31位段限制1

15、619 位GDB0AVL访问权限位 线性基地址16 23位0 480386、80486和Pentium段描述符： 访问权限各位的定义 PDPLSEEDCWRA4746454443424140TI表示描述符在表中的位置157RPL21032 位偏移量描述符表线性地址线性基地址(段基地址)选择符32 位基地址线性地址页目录页表页内偏移量31222112110(1 K 个页 表 )页目录310(1 K 页 )表310页 (4 K B)70页目录基地址CR3n为使主机访问外设方便起见，外设中的每个寄存器给予一个端口地址。80X86的I/O端口地址空间可达64KB,地址范围为0000HFFFFH.n系统编制的子程序,通过中断方式转入所需要的子程序去执行,执行完后返回原来的程序继续执行.462322图图 地址变换地址变换162图图3.6 物理空间物理空间202 3 级 应用程序