第二章 寄存器
一、CPU
1、概述
1）一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件组成。
2）内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。
外部总线实现CPU和主板上其它器件的联系。
2、x位CPU
1）x位CPU
通常用字长来描述CPU。例如，字长16，则称16位
2）CPU字长
CPU在单位时间内能一次处理的二进制位数
该指标反映出CPU内部运算处理的速度。
3）位宽
CPU通过外部数据总线与内存之间一次能够传送的数据位。
3、8086CPU
8086是Intel系列中16位微处理器，地址总线20位。
二、寄存器
本课程基于8086CPU
8086有14个16位寄存器：
通用寄存器：AX BX CX DX
基址和变址寄存器：SI DI SP BP
段寄存器：IP CS SS DS ES PSW
1、通用寄存器
为保证兼容性，8086的四个通用寄存器可分为两个可独立使用的8位寄存器来使用。
以AX为例，可将AH和AL作为8位寄存器单独使用。AH和AL存放的无符号数据范围：0～2^8-1
2、字在寄存器中的存储
字节 内存划分的基本单位
字 两个字节
双字 四个字节
四字 八个字节
字的高8位 → 存放于通用寄存器的高8位寄存器
字的低8位 → 存放于通用寄存器的低8位寄存器
三、汇编指令
mov add jmp
四、8086CPU给出物理地址的方法
1、内存单元的物理地址概述
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。
2、物理地址=段地址*16+偏移地址
8086在内部用两个16位地址 通过计算合成得到一个20位的物理地址。
段地址*16可以看成基础地址
3、段
段是8086为解决用16位寄存器表示20位的物理地址而引入的一个逻辑上的概念。
可以根据需要，将地址连续、起始物理地址为16倍数的一组内存单元（不超过64KB）当作一个段使用。
「段地址 × 16 」构成段的起始物理地址，故根据需要划分段使用时，段的起始物理地址必须是16的倍数。
4、段的划分是灵活的，一个物理地址可以用不同的「段地址: 偏移地址」表示。只要满足段的起始物理地址是16的倍数。
写法：
物理地址: 123C8H
段地址: 偏移地址 1230:00C8 或 123C:0008
五、CS和IP
1、概念
CS: 代码段段寄存器，用于存放代码段的「段地址」
IP: 指令指针寄存器，用于存放CPU将要读取的指令在代码段中的偏移地址。
CS:IP对应的物理地址存放的是CPU将要读取的指令。
(CS) × 16 + (IP) = 指令的物理地址
2、计算机工作过程的三个步骤
第1步: CPU基于CS:IP，计算出物理地址，然后到相应的内存单元读取指令，送到指令缓冲区。
第2步: CPU自动修改IP的值，IP = IP + 所读取指令的长度，从而为下一条指令读取做准备；
第3步: 执行指令。 转第1步，重复此过程。
3、
(1) CPU从何处执行指令是由CS和IP中的内容决定的。
(2) 程序员可以通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行目标指令。
4、修改CS和IP的指令
CS和IP的修改不能通过mov指令实现，需借助转移指令 (如jmp, call等)。
jmp 段地址:偏移地址
eg jmp 2ae3:3;
CS<—2ae3h
IP<—3h