IBM-PC(80x86)汇编语言与接口技术-第2章80x86计算机组织

IBM—PC(80x86)汇编语言与接口技术-第2章80x86计算机组织80x86计算机概述80x86计算机的体系结构80x86计算机的指令系统80x86计算机的汇编语言程序设计80x86计算机的接口技术总结与展望80x86计算机概述0180486及后续发展1989年，Intel推出了80486微处理器，集成了浮点运算单元，提高了运算性能。此后，x86架构不断发展和完善，成为PC领域的主流架构。8086的诞生1978年，Intel公司推出了8086微处理器，标志着x86架构的诞生。80286的推出1982年，Intel推出了80286微处理器，引入了保护模式和实模式，并支持多任务处理。80386的革新1985年，Intel发布了80386微处理器，实现了32位寻址和内存管理，成为x86架构的重要里程碑。80x86计算机的发展历程80x86计算机具有良好的兼容性，可以运行大量的x86架构的软件和操作系统。兼容性性能扩展性稳定性随着技术的不断进步，80x86计算机的性能不断提升，可以满足各种复杂的应用需求。80x86计算机支持各种扩展卡和外部设备，方便用户进行功能扩展和升级。经过多年的发展和优化，80x86计算机在稳定性和可靠性方面表现出色。80x86计算机的特点与优势个人电脑服务器工业控制嵌入式系统80x86计算机的应用领域0102030480x86计算机是PC领域的主流架构，广泛应用于个人电脑、笔记本电脑等终端设备。许多服务器采用x86架构的处理器，提供高性能和可扩展性，满足各种企业级应用需求。80x86计算机在工业控制领域也有广泛应用，如自动化设备、机器人等。一些嵌入式系统也采用x86架构的处理器，如智能家居、智能交通等领域。80x86计算机的体系结构02执行部件EU负责指令的译码和执行。寄存器组包括通用寄存器、段寄存器、控制寄存器等，用于暂存数据和地址。总线接口部件BIU负责CPU与存储器、I/O端口之间的数据传送。80x86计算机的总体结构用于暂存操作数和地址，包括AX、BX、CX、DX等。通用寄存器用于存放段地址，包括CS、DS、ES、SS等。段寄存器用于控制CPU的操作，包括IP、FLAGS等。控制寄存器80x86计算机的寄存器组织80x86计算机采用分段式存储器管理，将物理内存划分为多个逻辑段，每个逻辑段最大可为64KB。存储器分段段寄存器中存放的是段选择子，段选择子指向描述符表中的一个描述符，描述符中包含了该段的基地址和段限长等信息。段寄存器与段选择子80x86计算机支持实模式和保护模式两种访问方式。在实模式下，CPU直接访问物理内存；在保护模式下，CPU通过段选择子和描述符访问逻辑内存。存储器的访问方式80x86计算机的存储器组织80x86计算机的指令系统0380x86计算机的指令格式包括操作码、寻址方式和操作数等部分。操作码指定了要执行的操作，寻址方式描述了操作数的位置或获取方式，操作数则是参与运算的数据。指令格式80x86计算机支持多种寻址方式，如立即寻址、直接寻址、间接寻址、寄存器寻址和相对寻址等。这些寻址方式提供了灵活的数据访问方式，使得程序员能够高效地编写程序。寻址方式指令格式与寻址方式MOV指令MOV指令用于在寄存器之间、寄存器和内存之间传送数据。它可以实现各种数据类型的传送，如字节、字和双字等。PUSH和POP指令PUSH指令将数据压入堆栈，POP指令则从堆栈中弹出数据。这两个指令通常用于保存和恢复寄存器的内容，以及实现函数调用和返回等操作。XCHG指令XCHG指令用于交换两个操作数的内容。它可以在寄存器之间、寄存器和内存之间交换数据。数据传送指令INC和DEC指令INC指令将操作数加1，DEC指令则将操作数减1。这两个指令通常用于循环计数和索引等操作。MUL和DIV指令MUL指令用于无符号乘法运算，DIV指令用于无符号除法运算。这两个指令可以处理字节和字等数据类型。ADD和SUB指令ADD指令将两个操作数相加，SUB指令则从第一个操作数中减去第二个操作数。这两个指令可以用于实现各种算术表达式。算术运算指令AND、OR和NOT指令AND指令对两个操作数执行按位与运算，OR指令执行按位或运算，NOT指令执行按位非运算。这些指令通常用于处理位字段和标志位等操作。SHL和SHR指令SHL指令将操作数的位向左移动，SHR指令则将操作数的位向右移动。这两个指令通常用于实现数据的缩放、旋转和移位等操作。SAL和SAR指令SAL指令将有符号数的位向左移动，SAR指令则将有符号数的位向右移动。这两个指令保持了符号位的特性，通常用于处理有符号整数。逻辑运算和位移指令80x86计算机的汇编语言程序设计0480x86计算机中的程序和数据被组织成不同的逻辑段，每个段由一个段定义伪指令来描述，包括段名、段属性和段内容。段定义过程和子程序是汇编语言程序中的基本结构单元，用于实现特定的功能。它们通过标签和跳转指令进行调用和返回。过程和子程序汇编语言程序使用数据结构和变量来存储和操作数据。数据结构可以是数组、结构体等，变量可以是字节、字、双字等类型。数据结构和变量汇编语言源程序的结构伪指令伪指令是汇编语言中的特殊指令，用于指示汇编器进行特定的操作，如定义数据、分配存储空间、设置段属性等。常见的伪指令包括DB、DW、DD、ORG、ASSUME等。宏指令宏指令是一种用户自定义的指令，通过宏定义伪指令来创建。宏指令可以包含一条或多条汇编语言指令，以及参数和局部变量。使用宏指令可以简化程序结构，提高代码的可读性和可维护性。伪指令与宏指令算术运算程序设计通过汇编语言实现基本的算术运算，如加法、减法、乘法、除法等。可以使用80x86计算机中的寄存器或内存操作数进行运算，并处理运算结果。逻辑运算程序设计利用汇编语言提供的逻辑运算指令，如AND、OR、NOT等，实现逻辑表达式的计算和判断。逻辑运算常用于控制程序的流程和条件判断。输入输出程序设计通过汇编语言与外设或外部设备进行数据交换。可以使用80x86计算机中的输入输出指令或中断服务程序来实现输入输出操作，如读取键盘输入、显示输出到屏幕等。高级程序设计技巧掌握一些高级程序设计技巧，如循环结构、分支结构、子程序调用等，能够编写更复杂、功能更强大的汇编语言程序。同时，合理优化程序结构和使用寄存器可以提高程序的执行效率。01020304汇编语言程序设计举例80x86计算机的接口技术05接口概述与I/O端口地址译码接口概述接口是计算机与外部设备之间的连接电路，用于实现数据交换和控制。80x86计算机接口技术涵盖了各种接口标准和协议，如ISA、EISA、PCI等。I/O端口地址译码I/O端口地址译码是计算机与外部设备通信的关键环节，它将CPU发出的I/O指令中的端口地址翻译为对应的设备地址，从而实现对设备的读写操作。8253可编程间隔计时器8253是一种可编程的间隔计时器芯片，它可以产生精确的时间延迟或频率信号，用于定时、计数和控制等操作。8254可编程间隔计时器8254是8253的改进型芯片，具有更高的计数频率和更灵活的编程方式，可应用于更复杂的计时和控制系统。可编程间隔计时器8253/828255A是一种通用的可编程并行接口芯片，它提供了三个8位的并行I/O端口，可通过编程实现不同的数据传输和控制功能。8255A可编程并行接口芯片并行通信是一种同时传输多个比特的数据通信方式，具有传输速度快、效率高的特点。8255A芯片支持并行通信，可实现与外部设备的高速数据传输。并行通信原理可编程并行接口芯片8255A中断控制器8259A及中断程序设计8259A是一种可编程的中断控制器芯片，用于管理多个外部设备的中断请求。它可以对中断请求进行优先级排队和屏蔽处理，确保CPU能够及时响应重要的中断事件。8259A中断控制器中断程序是处理中断事件的程序段，当中断发生时，CPU将暂停当前程序的执行，转而执行中断程序。中断程序设计需要考虑中断的响应、处理、返回等过程，以及中断的优先级和屏蔽等管理机制。中断程序设计总结与展望0680x86计算机组织概述介绍了80x86计算机的基本组成，包括CPU、内存、I/O接口等部分，以及它们之间的互连和数据传输方式。详细讲解了80x86计算机的寄存器组织，包括通用寄存器、段寄存器、控制寄存器等，以及它们的功能和使用方法。介绍了80x86计算机的存储器组织，包括内存地址空间、物理内存和虚拟内存等概念，以及存储器的分段和分页管理机制。阐述了80x86计算机的I/O接口技术，包括I/O端口地址空间、I/O指令和I/O数据传输方式等，以及中断和DMA等高级I/O技术。寄存器组织存储器组织I/O接口技术本章内容回顾与总结随着集成电路技术的不断发展，未来CPU的性能将不断提高，同时功耗和成本也将得到优化。更高性能的CPU技术新型存储器技术如相变存储器、光存储