8086汇编 CPU 寄存结构
8086汇编 CPU 结构
8086 CPU 组成
一、结构说明
8086CPU主要由三块部分组成、通过内部总线实现CPU内各个器件之间的联系：
- 运算器进行信息处理：处理指令运算使用。
- 寄存器进行信息存储：存储地址数据使用。
- 控制器协调各种器件进行工作：发送读写执行使用。
二、寄存器
寄存器是CPU内部的信息存储单元 CPU通过寄存器存放、内存地址、数据、指令，通过总线访问主板上任意连接的设备。
8086CPU有14个寄存器：
- 通用寄存器：AX、BX、CX、DX
- 变址寄存器：SI、DI
- 指针寄存器：SP、BP
- 指令指针寄存器： IP
- 段寄存器：CS、SS、DS、ES
- 标志寄存器：PSW
通用寄存器说明：
- AX：计算乘法除法专用
- BX：可作为指针寄存器专用、默认指向DS
- CX：默认循环指针、指针转移专用
- DX：配合AX计算乘法除法专用
8086 CPU 存储方式
一、CPU 存储
CPU 存储主要通过寄存器，在8086CPU中寄存器最多可以存储16位数据，两个字节。
CPU寄存器存储单位：
字：CPU寄存器使用位以字为单位、PC位、如 16位 32位 64位、称为字、8086CPU的字长(word size)为16bit=2字节。
字节：1字节 = 8bit 、1bit= 二进制1
二、CPU 兼容
上面说到8086CPU寄存器存储单元最多存储16位数据存储，那么上一代最多存储8位数据、那么如今的16位CPU是如何兼容8位CPU的，下面会有说明。
通用寄存器均可以分为两个独立的8位寄存器使用、两个8位寄存器作为一个16位寄存器使用。
高位低位：
一个字(word)可以存在一个16位寄存器中
- 这个字的高位字节存在这个寄存器的高8位寄存器
- 这个字的低位字节存在这个寄存器的低8位寄存器
通用寄存器
- AX可以分为AH和AL
- BX可以分为BH和BL
- CX可以分为CH和CL
- DX可以分为DH和DL
高低位在内存中存储：
低位字节存在低地址单元，高位字节存在高地址单元。
例：20000D（4E20H）存放0、1两个单元，18D（0012H）存放在2、3两个单元。
注：先读高位地址1、在读低位地址0。4E20H。
（1）0地址单元中存放的字节型数据是（ 20H ）
（2）0地址字单元中存放的字型数据是（ 4E20H ）
（3）2地址单元中存放的字节型数据是（ 12H ）
（4）2地址字单元中存放的字型数据是（ 0012H ）
8086CPU 物理寻址
一、CPU 寻址
- CPU访问内存单元时要给出内存单元的地址。
- 所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间。
- 每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址，这个唯一的地址称为物理地址。
问题说明
上篇博客我们知道了 8086CPU是20位地址总线，可传送20位地址，寻址能力为1M。但是8086CPU是16位结构的CPU。运算器一次最多可以处理16位的数据，寄存器的最大宽度为16位，在8086内部处理的、传输、暂存的地址也是16位，寻址能力也只有64KB，那么8086如何处理在寻址空间缺乏的问题，下面会说明。
解决方法
CPU在访问内存时，用一个基础地址（段地址×16）和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。
- 用两个16位地址(段地址、偏移地址)合成一个20位的物理地址。
- 地址加法器合成物理地址的方法
- 物理地址=段地址×16+偏移地址
注：段地址x16就相当于段地址向左偏移4个二进制位
注：相当于16位段地址向左移动4个二进制位、加上偏移地址、值为20位内存地址。
注：通过段地址向左偏移4位后 + 偏移地址 = 物理地址、只要结果成立，可任意调整段地址与偏移地址。
段地址会采用一个寄存器进行存储16位数据、在通过另一个寄存器存储偏移地址。
二、CPU 内存分段
8086CPU用“（段地址×16）+偏移地址=物理地址”的方式给出内存单元的物理地址。
实际上内存并没有分段，段的划分来自于CPU。
可根据、物理地址、段地址、求出偏移地址。
分段方案
- 段地址×16 必然是 16的倍数，所以一个段的起始地址也一定是16的倍数；
- 偏移地址为16位，16 位地址的寻址能力为 64K，所以一个段的长度最大为64K。
- 段地址：分段内存的起始地址到结尾中、取结尾后16个二进制位。
- 可根据、物理地址、段地址、求出偏移地址。
