微机原理×86学习

基础知识点整理

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为什么要学习8086汇编语言

• 对硬件控制最彻底、占内存少、运行速度快
• 了解计算机组成结构和工作过程的工具
• 8086指令系统是整个x86系列CPU指令的基本集合，向后兼容
• 应用广泛，资料易于寻找

计算机的组成

• 运算器，控制器（CPU）、存储器、输入输出设备（IO设备）

总线

• 数据和控制总线是双向的，地址总线是单向的！

协处理器

• 协处理器，这是一种协助中央处理器完成其无法执行或执行效率、效果低下的处理工作而开发和应用的处理器。需要说明的是，由于现在的计算机中，整数运算器与浮点运算器已经集成在一起，因此浮点处理器已经不算是辅助处理器。而内建于CPU中的协处理器，同样不算是辅助处理器，除非它是独立存在。
• 专门处理浮点数的处理器叫做浮点数处理器或者协处理器

流水线技术

• 流水线技术指的是并行操作

指令队列

• 指令队列在x86下只有6个字节

内部结构

• 总线接口单元
• 指令预取单元
• 指令译码单元
• 指令执行单元
• 段管理单元
• 页管理单元
• 高速缓存单元
• 浮点运算单元

寄存器必备知识

• 基本寄存器：通用寄存器，指令指针寄存器，标志寄存器，段寄存器。
• 系统级寄存器：控制寄存器，系统地址寄存器
• 调试和测试寄存器
• 调试寄存器

×86系列处理器的位数

• 8086是8位的处理器
• 8088是16位处理器
• 386处理器是一个分水岭表示正式进入了32位处理器的时代

存储相关

• 由于8086/8088寄存器是16位的,能存储的最大值是2的16次方即是2^16=65536=64K
• 8086/8088存储器1MB地址空间最多可以分为64K个段，每个段均为16个字节；最少可分为16个段，每个段均为64KB。

段相关

• 8086分为四个段（CS/DS/SS/ES），每个段的容量最大64KB。
• 每个段都是独立寻址的逻辑单元，用于存放程序和数据
• 各逻辑段在存储器中采用浮动方式，既可以邻接、间隔、完全重叠、部分重叠；
• 一个存储单元的物理地址可以属于一个逻辑段，也可以同属于几个逻辑段
• 8086/8088一个程序最多只能访问到四个段 CS SS DS ES
• 段寄存器是16位的，64K的代码
• 16位段基址移4位加偏移地址是20位的物理地址！
• 每个存储单元只有一个物理地址，但它可由不同段基址和偏移地址组成

处理器三种工作模式

• 实地址模式（16位1M(2的20次方)地址）
• 保护模式（物理内存2的32次方64G，虚拟内存2的46次方）
• 虚拟8086模式

x86实模式下1MB存储器的存储单元进行分段管理

×86的数据存储方式

• 在×86系统下地址高的是高位数据，地址低的是低位数据（小端模式）

几个常见数据长度记忆

• 2的十次方是1K
• 2的16次方是64K
• 2的20次方是1M
• 2的30次方是1G
• 2的32次方是4G

堆栈相关

• 堆栈就是我们临时存放数据的地方
• 堆栈的操作两个，进栈和出栈！
• **进栈地址是减的，出栈地址是加的！
• 堆栈是以字（2个字节）为单位进行操作**。
  同时注意区分：ARM的字是32位！

486的七种数据类型

• 无符号二进制数
• 有符号二进制数
• 浮点数
• BCD码
• 字符串
• ASCII
• 指针数据

寻址方式

• 立即数寻址
  
  • 立即数只能作源操作数，不能作目的操作数；
  • 以A～F打头的数字出现在指令中时，前面必须加数字0。以免与其它符号相混淆(如：0AF22H)
• 寄存器寻址
  
  • 源操作数与目的操作数字长要相同
  • 寄存器寻址与段地址无关(MOV CX, ES: AX)这样写就是错误的！
• 存储器寻址
  
  • 直接寻址
    
    • 中括号表示的就是偏移地址，BX不加特殊说明是DS段（段基址）通常是隐含
    • BP不加特殊说明是SS段
  • 寄存器间接寻址
    
    • 操作数的有效地址（偏移地址）放在寄存器中，寄存器名称必须加方括号！
    • 使用寄存器：基址寄存器BX、基址指针寄存器BP，变址寄存器SI、DI
    • 操作数的物理地址＝ 10H×DS＋BX/SI/DI或＝ 10H×SS＋BP
    • eg:MOV AX，[SI]
    • 关于默认段：BP是在SS里面，其余三个BX/SI/DI均是在DS中
  • 相对寄存器间接寻址
    
    • 寄存器SI和DI、BP和BX不能同时出现在[ ]中
  • 基址和变址寻址
  • 相对基址加变址寻址

立即寻址：我们要找的数在指令里面
直接寻址：我们要找数的地址在指令里面
寄存器寻址：我要找的数就在寄存器里面，
寄存器间接寻址：我要找的数的地址在寄存器里面

寻址方式判断：有寄存器就是寄存器寻址，有括号就是间接，前面再来一个数就是相对

操作数

• 操作数主要有三种：立即数操作数、寄存器操作数和存储器操作数。
• 立即数操作数就是我们常用的常数的形式，另外特别注意立即数只能是用于源操作数。另外注意取值范围：8位的无符号 00H ~ FFH，有符号 80H~7FH。16位的无符号 0000H~FFFFH，有符号8000H~7FFFH

• 寄存器操作数，16位操作数：AX, BX, CX, DX, SI, DI, BP, SP, CS, DS, ES, SS
  8位操作数：AH, AL, BH, BL, CH, CL, DH, DL

• 存储器操作数：字节、字、双字

其他零散知识点

• 所有的地址都是指存储器的地址
• 指令周期就是执行一条指令的时间
• 基址寄存器有BX，BP，变址寄存器有DS SI
• EA表示相加后的最终的地址值，表示有效地址的意思
• 有效地址指的是偏移地址
• 立即数是不能直接送段寄存器的，立即数必须先送达一个普通的寄存器，然后再送到段寄存器。
• 地址在×86里面，它的地址空间有两个。一个是放数据和指令的存储器地址，另外一个是作为输入输出的IO地址。IO的地址有16位，即64K个地址。 64K个地址中如果是小于255也就是8位地址可以直接送，但是如果大于8位需要用一个DX来传送！
• 标志寄存器是不能直接MOV的
• XLAT查表指令得到的结果放入寄存器AL
• IPV4是32位地址，IPV6是128位地址