大工13春《汇编语言程序设计》辅导资料二
大工13春《汇编语言程序设计》辅导资料二主 题：第二章80x86计算机组织（第1-2节）
学习时间：2013年4月8日－4月14日
内 容：
第二章概述
这周我们将学习第二章中的第1-2节。这两节主要介绍80x86计算机组织的中的微处理器和存储器部分，需要了解基于微处理器的计算机组成结构，掌握计算机访存的的过程和存储器的分段原理。
第一节80x86计算机的组织
1、80x86微处理器
1）总线：符合一定通信协议的通信通道就称为总线。计算机系统总线分为地址总线、数据总线和控制总线
2）80x86微处理器的总线：80x86系列机是Intel公司于1978年发布的，最低端的8086机器字长是16位，可以看出，系列机的数据总线经历了小于、等于、大于地址总线的过程
3）微处理器的寻址范围（空间）和存储单元：8086的地址总线宽度是20位，因此它的寻址范围就是220=1MB，对于总线宽度为32位的80386来说，寻址范围就是：232=4GB。其中B就是字节Byte的首字母，在计算机的存储器中一般都是以字节作为一个存储单元的，因此1B就是一个存储单元
2、基于微处理器的计算机系统构成
1）计算机构成：主要由CPU、存储器、输入输出子系统（I/0）三部分构成
2）中央处理机：CPU由算术逻辑单元（ALU）和控制逻辑单元以及工作寄存器组三部分构成，80386以后还在CPU中集成了高速缓冲存储器（cache）,以实现运算器与存储器的速度匹配，现代的CPU有时还集成了显卡等芯片
3)计算机存储器的分层结构：因为CPU运算器是非常快的，需要存储器不停的提供指令给CPU，这就要对存储器进行分层设计。计算机的存储器分为高速缓冲处理器、主存和外存。Cache是速度最快也是层次最高的存储器；主存和外存的区别就是主存是通过系统总线直接挂到CPU上的，而外存需要通过I/0接口间接挂到系统总线上。系统程序存放在主存上，一般程序及大量数据是存放在外存中的
4）I/O子系统：I/O子系统包括I/O设备和大容量存储器两类外部设备。I/O设备包括显示终端，键盘，打印机等
第二节存储器
1、存储单元的地址和内容
1）存储器的存储单元是一个字节
2）每个存储单元分配唯一的一个地址
3）地址用无符号的正数表示，并且用十六进制数表示
4）存储字占用存储器中相继的两个存储单元，高位字节存入高地址，低位字节存入低地址
5）字单元地址用它的低位地址表示
6）计算机以偶地址访存（读和写）
说明：本门课程为了便于说明，用小括号括起来的内容代表存储器存储单元中的值也就是它的内容，比如（0001H）就代表地址单元0001H中存放的数据值，如果其中存放的内容是5CH，则表示为：（0001H）=5CH
还有一种情况，比如指针结构数据或寄存器数据，其存储内容本身又代表一个地址，而为了取得这个指针或寄存器指向的值，可以采用小括号嵌套的方式表示，比如（005CH）=4D11H，就可以表示为
（（0001H））=（005CH）=4D11H
另外，因为计算机是偶地址访存的，因此在取奇地址字结构的内容时需要访存两次，这个需要注意。
2、实模式的存储器寻址
1）实模式和保护模式，保护模式是相对实模式而言的，可以简单的理解成真实的存储器模式和虚拟存储器模式，比如我们常用到的虚拟内存的就是在保护模式下工作的。保护模式是实现了系统多任务处理和虚拟内存寻址的工作模式。8086/8088只能工作在实模式下，其他微处理器则可以工作在两种模式下
2）存储器的地址分段（实模式）
我们知道8086的20位地址线寻址空间是1MB，但是它的机器字长只有16位，比如CPU需要访存，但是通过控制总线只能给地址线发送16位格式的地址数据，这就无法完成访存任务。
但是存储器分段可以解决16位字长和20位地址线间的通信矛盾，我们分两次传送，每次都传送16位数据，通过CPU的地址累加器对这两次数据进行加法运算就可以产生20位地址值。这两次传送的数据分别称为段地址和偏移地址。
3）8086实模式存储器分段采用了16的段地址和16的偏移地址格式，对于1MB存储器分段具体如下：
第0段 00000，00001，00002， 00003，…………,0000F;
第1段 00010, 00011, 00012,00013,………….,0001F;
第2段 00020, 00021, 00022,00023,………….,0002F;
…………………………………………………………….
…………………………………………………………….
第32766段 FFFE0, FFFE1, FFFE2,FFFE3,………….,FFFEF;
第32767段 FFFF0, FFFF1, FFFF2,FFFF3,………….,FFFFF;
可见8086是采用64KB=216为段空间的，每个段大小为16B=24。段地址规定为每个段的首地址，如第一段的段地址就是00010，第32766段的段地址就是FFFE0，可见每个段的段地址后4位都是0，故可以将这20位段地址的高16位装入地址累加器作为段地址，地址累加器的计算公式如下：
物理地址=16位段地址 16D+16偏移地址
乘数16D就是为了将段地址向左移动4位，从而与偏移地址相加后得到20位的物理地址
本周要求掌握的内容如下：
基本概念：总线宽度及分类、存储单元和内容、存储器寻址范围及分层结构、实模式与保护模式、段地址及偏移地址、逻辑地址与物理地址等。
基本理论：基于微处理器的计算机组织结构，CPU的三种主要构成部分，不同类型数据的存储器存储形式，存储器的分层结构及作用，存储器地址的分段和寻址。
练习：
1、有两个16位字1EE5H和2A3CH分别存放在80x86微机的存储器的000B0H和000B3H单元中，请画图表示出它们在存储器中的存放情况
2、：80x86微机的存储器中存放信息图如下，试读出30022H和30024H字节单元的内容，以及30021H和30022H字单元的内容。
……
12H
34H
ABH
CDH
EFH
……
30020
30021
30022
30023
30024
3、请简单描述下题目1中机器取30021H和30022字单元内容的过程及快慢。
4、实模式下，段地址和偏移地址为3017：000A的存储单元的物理地址是什么？
5、8086采用多少位的偏移地址,偏移地址的寻址空间是多大？
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