一个典型嘚CPU由运算器、控制器、寄存器包括哪些(CPU工作原理)等器件构成内部总线实现 CPU 内部各个器件之间的联系，外部总线实现CPU和主板其他器件的联系
在CPU中(下列重要内容)
- 控制器控制各个器件进行工作；
- 内部总线连接各种器件，在它们之间进行数据的传送
对于汇编程序员来说，CPU中的主要部件是寄存器包括哪些寄存器包括哪些是CPU中与程序员可以用指令读写的部件。
不同的CPU寄存器包括哪些的个数、结构是不相同的。
8086CPU的所有寄存器包括哪些都是16位的
一个16位寄存器包括哪些的逻辑结构：
8086CPU的上一代CPU中的寄存器包括哪些都是8位的。
为了保证兼容8086的16bit寄存器包括哪些可分为两个独立8bit寄存器包括哪些
一个8bit寄存器包括哪些所能存储的数据的最大值为255。
2.2 字在寄存器包括哪些中的存储
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字节(byte)：一个字节有8个bit组成可以存在8位寄存器包括哪些中。
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字(word)：一个字由两个字节组成这两个字节分別称为高位字节和低位字节
一个字可以存在一个16位寄存器包括哪些中，这个字的高位字节和低位字节自然就存在这个寄存器包括哪些的高8位寄存器包括哪些和低8位寄存器包括哪些中一个word数据20000的例子，如图：
其中信息本身是二进制数据，而不是十进制数据别搞混。
再强調一遍信息本身就是二进制数据。
a代表寄存器包括哪些b代表数据或者寄存器包括哪些。
问题2.1：指令执行後AX中的数据是多少
指令执行后AX中的数据为 004CH。
问题2.2：指令执行后AX中的数据是多少
指令执行后AX中的数据为 0158H。
(1) 写出每条汇编指令执行后相关寄存器包括哪些中的值
(2) 只能使用目前学过的汇编指令，最多使用4条指令编程计算2的4次方。
所有的内存单元构成的存储空间是┅个一维的线性空间每一个内存单元在这个空间中都有一个唯一的地址，称为物理地址
CPU通过地址总线送入存储器的，必须是一个内存單元的物理地址
16位结构的CPU具有的结构性质
- 运算器一次最多可以处理16位的数据；
- 寄存器包括哪些的最大宽度位16位；
- 寄存器包括哪些和运算器之间的通路为16位。
8086是16位结构的CPU也就是说，能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是16位的
8086CPU囿20位地址总线，可以传送20位地址达到1MB的寻址能力。8086CPU是16位结构在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16位。从表面上看CPU只能寻址64KB
8086CPU采用一种内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。
- CPU中的相关部件提供两个16位的地址一个称为段地址，另一个称为偏移地址；
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段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件；
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地址加法器将两个16位合成为一个20位的物理地址；
- 地址加法器通过内蔀将20位物理地址送入输入输出控制电路；
- 输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线；
- 20位物理地址被地址总线传送到存储器
地址加法器采用物理地址 = 段地址x16+偏移地址
地址加法器工作过程(图中数据皆用十六进制表示)：
由段地址x16引发的讨论
“段地址x16”有一个更为常用的说法昰左移4位。
观察上面移位数和各种进制数据的关系我们可以发现：
- 一个数据的 二进制形式左移 1位，相当于该数据 乘以2；
- 一个数据的 二进淛形式左移 N位相当于该数据乘以2的N次方；
- 地址加法器如何完成段地址x16的运算？就是将以二进制形式存放的段地址左移4位
不难得出，一個数据的十六进制形式左移1位相当于乘以16。
2.7 “段地址x16+偏移地址=物理地址”的本质含义
本质含义是：CPU茬访问内存时用一个基础地址(段地址x16)和偏移地址相加，给出内存单元的物理地址(可以理解为从基础地址出发+偏移量 = 你要去的目的地)
实际上，内存并没有分段段的划分来自于CPU。
我们可以在逻辑上将内存“分段”如图
编程时，可以根据需要将若干个地址连续嘚内存单元看做一个段(注意：段地址一定是16的倍数，一个段的长度最大为64KB)
（1）观察下面的地址，你有什么发现
结论：CPU可以用不同的段地址(SA)和偏移地址(EA)形成同一个物理地址。
（2）如果给定一个段地址仅通过变化偏移地址来寻址最多可定位多少个内存单え？
结论：如果给定一个段地址仅通过变化偏移地址来寻址最多可定位64KB个内存单元。
数据在 21F60H 内存单元中CPU 表示 形式为 单元中。
（1）给定段地址为0001H仅通过变化偏移地址寻址，CPU的寻址范围为 到 0001:FFFF
（2）有一数据存放在内存 20000H 单元中，现给定段地址为SA若想用偏移地址寻到此单元。则SA应满足的条件是：最小为 1001H 最大为 2000H 。
2.9 段寄存器包括哪些(提供段地址)
CS为段寄存器包括哪些IP为指令指针寄存器包括哪些。
一个例子(展示CPU执行指令原理比较长)
从下面一系列的图展示过程。
将CS、IP的内容送入地址加法器
地址加法器将物理地址送叺输入输出控制电路
输入输出控制电路将物理地址送到地址总线
内存中存放的机器指令被送入CPU
输入输出控制电路将指令送入指令缓冲器
IP中嘚值自动增加以使CPU可以读取下一条指令
指令被执行后，AX内容发生了变化
同上过程读取下一条指令
到此为止，4条指令执行历程结束！
通過上面的例子8086CPU的工作过程可以简要描述如下。
- 从CS:IP指向的内存单元读取指令读取的指令进入缓冲器。
- IP=IP+所读取指令的长度从而指向下一條指令。
- 执行指令转到步骤1，重复这个过程
CPU从何处执行指令？
显然由CS、IP中的内容决定的。
我们如何改变CS、IP的值呢
8086CPU提供楿应的指令。
我们在初步了解汇编指令的时候使用过 mov 指令那我们能够使用mov指令来修改CS、IP的内容吗？
答案是不可以的因为8086CPU的mov指令没有提供这样的功能。
我们将用最简单的可以修改CS、IP的指令： jmp 指令
使用方式形如： jmp 段地址 : 偏移地址。这个指令的功能是修改CS和IP的值
还有另一種修改方式： jmp 某一合法寄存器包括哪些。这个指令的功能是修改IP的值
对于8086PC机，在编程时可以将一组内存单元定义为一个段。我們可以将长度为 N(N<=64KB) 的一组代码存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中。我们可以认为这段内存是用来存放代码的，从而定義了代码段
这段长度为10个字节的指令，存放在123B0H~123B9H的一组内存单元中我们就可以认为，123B0H~123B9H这段内存时用来存放代码的是一个代码段，它的段地址为123BH长度为10个字节。
这段代码如何被执行呢
- 段地址在8086CPU的段寄存器包括哪些中存放；
- CS存放指令的段地址，IP存放指令的偏移地址(CPU將 CS:IP 指向的内容当做指令执行)；
- 从CS:IP指向的内存单元读取指令读取的指令进入指令缓冲器；
- 执行指令。(转到步骤1重复这个过程)
- 8086CPU提供转移指囹修改CS、IP的内容。
下面的3条指令执行后CPU几次修改IP？都是在什么时候最后IP中的值是多少？
实驗1 查看CPU和内存用机器指令和汇编指令编程
1.预备知识：Debug的使用
Debug是 DOS、Windows 都提供的实模式(8086 方式)程序的调试工具。使用它可以查看CPU各种寄存器包括哪些中的内容、内存的情况和在机器码级跟踪程序的运行。
（2）我们用到的Debug功能
- 用Debug的R命令查看、改变CPU寄存器包括哪些嘚内容；
- 用Debug的D命令查看内存中的内容；
- 用Debug的E命令改写内存中的内容；
- 用Debug的U命令将内存中的机器指令翻译成汇编指令；
- 用Debug的T命令执行一条机器指令；
- 用Debug的A命令以汇编指令的格式在内存中写入一条机器指令。
Debug的命令比较多共有20多个，但这6个命令是和汇编学习密切相关的在以後还有用到一个P命令。
Debug是在DOS方式下使用的程序我们在进入Debug前，应先进入到DOS方式
用以下方式可以进入DOS。
- 重启计算机进入DOS方式，此时进叺的是实模式的DOS
- 在Windows中进入DOS方式，此时进入的是虚拟8086模式的DOS
在这里，我用的是 的环境这样降低了学习成本。
（4）用 R命令 查看、改变CPU寄存器包括哪些的内容
如下，成功显示了寄存器包括哪些的内容
如下成功修改了AX寄存器包括哪些的内容
我们注意到 DS:0000 = 0 以后的章节会介绍。還看到了最下面一行出现的 TEST …的汇编指令
可以用 R命令 修改CS和IP的内容。
（5）用Debug的 D命令 查看内存中的内容
用Debug的D命令，可以查看内存中的内嫆D命令的格式比较多。
可以用：D 段地址 : 偏移地址如下。
使用D命令Debug将输出3部分内容，如下
- 中间是从指定地址开始的128个内存单元的内嫆，用十六进制的格式输出每行的输出从16的整数倍的地址开始，最多输出16个单元的内容
- 左边是每行的起始地址。
- 右边是每个内存单元Φ的数据对应的可显示的 ASCII 码字符
（6）用 Debug 的 E命令 改写内存中的内容。
E 10 ;修改当前数据段10H号单元内容
（7）用E命令向内存中写入机器码用U命令查看内存中机器码的含义，用T命令执行内容从中的机器码
E命令其他用法
编写一个如下代码的汇编程序
编写代码如下：
修改CS、IP寄存器包括哪些
使用T命令执行汇编指令
观察以上所有图片寄存器包括哪些的变化(眼睛都花了)。
（8）用Debug的 A命令 以汇编指令形式在内存中写入机器指令
洳图。
从最后一行可以看出内存1000H段的内容已经被修改成功。
最后在一张命令表格吧。
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将内存中的内容解释为机器指令和对应的汇编指囹
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执行CS:IP指向的内存单元处的指令
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以汇编指令的形式向内存中写入指令
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（1）使用 Debug将下面的程序段写入内存，逐条执行观察每条指令执行后，CPU中相关寄存器包括哪些中内容的变化
Debug下用A命令输入汇编指令：
再用D命令查看是否输入汇编指令到内存：
在使用R命令查看和修改CS、IP的值，修改成代码段的开始位置：
最后T命令执行，自行实验观察步骤
（2）将下面3条指令写入从 2000:0 开始的内存单元中，利用这3条指囹计算2的8次方
分析，我们知道 mov ax,1 占了3个内存单元所以我们代码段的开始位置为2000H。
如下(要算2的8次方add ax,ax，这个跟算法的快速幂一样我们只偠add ax,ax四次就行，因为ax初始化为1)：
（3）查看内存中的内容
PC机主板上的ROM中写有一个生产日期，在内存 FFF00H~FFFFFH 的某几个单元中请找到这个生产日期，茬内 FFF00H~FFFFFH 的某几个单元中请找出这个生产日期并试图改变它。
（4）向内存从B8100H开始的单元中填写数据如：
发现：数据没有被改变，为什么呢
原因：我们阅读第一章的时候，我们知道我们将所有内存当做一个逻辑连续的内存而B810H地址段是ROM(只读)的内存段。
真嘚太多了码了一天。
