5.8086/8088CPU的引腳和工作模式

（1）8086和8088的引腳如圖4-7所示：18086／8088各引腳信號的：功能如下：

1．AD15一AD0。（AddressDatabus）地址／數(shù)據(jù)復(fù)用引腳（雙向工作）作為復(fù)用引腳，在總線周期的T1狀態(tài)用來輸出要訪問的存儲器或I／O端口地址。T2一T3狀態(tài)，對讀周期來說，處于浮空狀態(tài)；對寫周期來說，則是傳輸數(shù)據(jù)。

2．A19／S6一A16／S3（Address／Status）地址／狀態(tài)復(fù)用引腳（輸出）2

3．

NMI（Non一Maskab1einterrupt）非屏蔽中斷引腳（輸入）非屏蔽中斷信號是不受中斷允許標(biāo)志IF的影響，也不能用軟件進(jìn)行屏蔽。每當(dāng)NMI端進(jìn)入一個正沿觸發(fā)信號時，CPU就會在結(jié)束當(dāng)前指令后，進(jìn)入對應(yīng)于中斷類型號為2的非屏蔽中斷處理程序。

4．INTR（1nterruptRequest）可屏蔽中斷請求信號引腳（輸入）可屏蔽中斷請求信號為高電平有效，CPU在執(zhí)行每條指令的最后一個時鐘周期會對INTR信號進(jìn)行采樣，如果CPU中的中斷允許標(biāo)志為1，并且又接收到INTR信號，那么，CPU就會在結(jié)束當(dāng)前指令后，響應(yīng)中斷請求，進(jìn)入一個中斷處理子程序。34．CLK（Clock）時鐘引腳（輸入）

5．RESET（Reset）復(fù)位信號引腳（輸入）復(fù)位信號來到后，CPU便結(jié)束當(dāng)前操作，并對處理器標(biāo)志寄存器、IP、DS、SS、ES及指令隊列清零，而將CS設(shè)置為FFFFH。當(dāng)復(fù)位信號變?yōu)榈碗娖綍r，CPU從FFFF0H開始執(zhí)行程序。

46．TEST測試信號引腳（輸入）測試信號為低電平有效。TEST信號是和指令WAIT結(jié)合起來使用的，在CPU執(zhí)行WAIT指令時，CPU處于空轉(zhuǎn)狀態(tài)進(jìn)行等待；當(dāng)8086的TEST信號有效時，等待狀態(tài)結(jié)束，

CPU繼續(xù)往下執(zhí)行被暫停的指令。7．MN／MX（Minimum／MaximumModeControl）最?。畲竽Ｊ娇刂菩盘栆_（輸入）它是最大模式及最小模式的選擇控制端。此引腳固定接為+5V時，CPU處于最小模式；如果接地，則CPU處于最大模式。58、INTA（1nterruptAcknowledge）中斷響應(yīng)信號（輸出）

9、ALE（AddressLatchEnable）地址鎖存允許信號（輸出）這是8086／8088提供給地址鎖存器8282／8283的控制信號，高電平有效。

6（2）8086/8088CPU工作模式

8086／8088的工作模式完全是由硬件決定的。為了盡可能適應(yīng)各種使用場合，在設(shè)計8086／8088CPU芯片時，就使得它們可以在兩種模式下工作，即最大模式和最小模式。所謂最小模式，就是在系統(tǒng)中只有8086／8088一個微處理器。在這種系統(tǒng)中，所有的總線控制信號都直接由8086／8088產(chǎn)生，因此，系統(tǒng)中的總線控制邏輯電路被減到最少。

7

8087是一種專用于數(shù)值運算的處理器，它能實現(xiàn)多種類型的數(shù)值操作，例如高精度的整數(shù)和浮點運算，也可以進(jìn)行超越函數(shù)（如：三角函數(shù)、對數(shù)函數(shù)）的計算。最大模式是相對最小模式而言，它用在中等規(guī)模的或者大型的8086／8088系統(tǒng)中，在此系統(tǒng)中，包含兩個或多個微處理器，其中一個主處理器就是8086／8088，其它的處理器稱為協(xié)處理器,它們是協(xié)助主處理器工作的。和8086／8088配合的協(xié)處理器有兩個，一個是數(shù)值運算協(xié)處理器8087，一個是輸入／輸出協(xié)處理器8089。8

由于在通常情況下，這些運算往往通過軟件方法來實現(xiàn)，而8087是用硬件方法來完成這些運算的，所以在系統(tǒng)中加入?yún)f(xié)處理器8087之后，會提高系統(tǒng)的數(shù)值運算速度。

8089在原理上有點兒象帶有兩個DMA通道的處理器，它有一套專門用于輸入／輸出操作的指令系統(tǒng)，但8089又和DMA的控制器不同，它可以直接為輸入／輸出設(shè)備服務(wù)，使8086／8088不再承擔(dān)這類工作。所以在系統(tǒng)中增加協(xié)處理器8089后，會提高主處理器的效率，尤其是在輸入輸出頻繁的場合。98086最小工作模式的典型配置108086最大工作模式的典型配置11作業(yè)：p107~1081，2，3，4，612二、Pentium微處理器性能簡介13

4、Pentium微處理器

（1）概述Pentium微處理器是新一代產(chǎn)品。它支持多機處理，也支持多任務(wù)操作系統(tǒng)，可以在Windowxp、OS／2、UNIX等操作系統(tǒng)中運行。14

（2）結(jié)構(gòu)框圖及其特點

圖4-36為Pentium的內(nèi)部結(jié)構(gòu)框圖。

Pentium采用超標(biāo)量結(jié)構(gòu)，即在硬件上具有兩條分開的整數(shù)執(zhí)行流水線：U流水線與V流水線。每條流水線都有自己的地址產(chǎn)生部件、ALU執(zhí)行部件和數(shù)據(jù)Cache接口。每條流水線可在一個時鐘周期內(nèi)發(fā)送一條整數(shù)指令，因此Pentium能夠在每個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行兩條整數(shù)指令。再加上它具有片上的浮點部件，故在一個時鐘周期內(nèi)它可執(zhí)行一條浮點指令（在某些情況下可執(zhí)行二條）。15Pentium具有兩個獨立的Cache，即一個指令Cache和一個數(shù)據(jù)Cache，二者容量各為8K字節(jié)。每一Cache行的寬度為32個字節(jié)。每個Cache都有一個專用的轉(zhuǎn)換檢測緩沖器TLB，用于將線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。數(shù)據(jù)Cache有兩個端口，分別用于兩條流水線。

Pentium采用轉(zhuǎn)移預(yù)測策略，以減少轉(zhuǎn)移相關(guān)性引起的流水線效能的損失。Pentium實際上有兩個預(yù)取緩沖，一個是以順序方式預(yù)取指令，一個是按轉(zhuǎn)移預(yù)測設(shè)置的轉(zhuǎn)移目標(biāo)緩存BTB預(yù)取指令。因此，不管轉(zhuǎn)移實際上是否發(fā)生，所需的指令總是在執(zhí)行以前預(yù)先取出來。16

Pentium把數(shù)據(jù)Cache與總線部件之間的數(shù)據(jù)總線擴展為64位及以上寬度，它還支持成組傳送方式?？偩€周期流水線結(jié)構(gòu)可使兩個總線周期同時進(jìn)行。

Pentium還增設(shè)有較強的錯誤檢測和報告功能，以提高處理器的可靠性。數(shù)據(jù)奇偶校驗是在字節(jié)的基礎(chǔ)上進(jìn)行的。17第五章微型計算機的指令系統(tǒng)指令是讓計算機完成某種操作的命令，指令的集合稱作指令系統(tǒng)，不同系列計算機有不同的指令系統(tǒng)。指令是根據(jù)計算機CPU硬件特點研制出來的，指令的符號用規(guī)定的英文字母組成，稱為助記符。指令系統(tǒng)與計算機硬件有著某些對應(yīng)關(guān)系，用指令進(jìn)行編程能夠充分開發(fā)計算機硬件資源，它的程序目標(biāo)代碼短、運行速度快，因此，指令語言是面向機器的語言，它在自動控制、智能化儀器儀表、監(jiān)測等領(lǐng)域應(yīng)用非常廣泛。18一、8086／8088匯編語言指令語句格式任何一種匯編語言的指令語句都是與機器指令一一對應(yīng)的，它通過匯編程序?qū)⑵浞g成機器指令代碼（目標(biāo)代碼）、CPU執(zhí)行某種操作。8086/8088匯編語言指令語句格式如圖：5-1所示，圖中由前向后的箭頭表示是可選項，由后向前的箭頭表示是重復(fù)項，圓頭方框表示是語句中的關(guān)鍵字。19

1．標(biāo)號是給該指令所在地址取的名字，必須后跟冒號“：”，它可以缺省，是可供選擇的標(biāo)識符。8086/8088匯編語言中可使用的標(biāo)識符必須遵循下列規(guī)則：（1）標(biāo)識符由字母（a--z、A--Z）、數(shù)字（0一9）或某些特殊字符（＠，-，？）組成；

（2）第一個字符必須是字母（a--z、A--Z）或某些特殊的符號（＠，-，？），但“？”不能單獨作標(biāo)識符；（3）標(biāo)識符有效長度為31個字符，若超過31個字符，則只保留前面的31個字符為有效標(biāo)識符。20

下面是有效的標(biāo)識符：

START：

MY-CODE：ALPHA：

NUM@-1：LOOP1：X：

?MORE-350：BETA-1：DELAYIS：

下面是無效的標(biāo)識符：

4LOOP：MAINA／B：

BETA*：START=3：GAMA＄1：

NUM+1：?：

ONE*TWO：2．指令助記符是指令名稱的代表符號，它是指令語句中的關(guān)鍵字，不可缺省，它表示本指令的操作類型，必要時可在指令助記符的前面加上一個或多個“前綴”，從而實現(xiàn)某些附加操作。21

3.操作數(shù)是參加本指令運算的數(shù)據(jù)，有些指令不需要操作數(shù)，可以缺??；有些指令需要兩個操作數(shù)，這時必須用逗號（，）將兩個操作數(shù)分開；有些操作數(shù)可以用表達(dá)式來表示。

4.注釋部分是可選項，允許缺省，如果帶注釋則必須用分號（；）開頭，注釋本身只用來對指令功能加以說明，給閱讀程序帶來方便，匯編程序不對它做任何處理。22二、8086／8088的尋址方式

1．立即數(shù)尋址

8086指令系統(tǒng)中，有一部分指令所用的8位或16位操作數(shù)就在指令中提供，這種方式叫立即數(shù)尋址方式，例如：

MOVAL，80H；將十六進(jìn)制數(shù)80H送入AL，

MOVAX，1090H；將1090H送AX，AH中為10H，AL中為90H

采用立即數(shù)尋址方式的指令主要用來對寄存器賦值。因為操作數(shù)可以從指令中直接取得，不需要運行總線周期，所以，立即數(shù)尋址方式的顯著特點就是速度快。2324252．寄存器尋址如果操作數(shù)就在CPU的內(nèi)部寄存器中，那么寄存器名可在指令中指出，這種尋址方式就叫寄存器尋址方式。對16位操作數(shù)來說，寄存器可以為AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP或者BP，而對8位操作數(shù)來說，寄存器可為AH、AL、BH、BL、CH、CL，DH、DL。例如：

INCCX；將CX的內(nèi)容加1ROLAH，1；將AH中的內(nèi)容循環(huán)左移一位采用寄存器尋址方式的指令在執(zhí)行時，操作就在CPU內(nèi)部進(jìn)行，不需要使用總線周期，因此，執(zhí)行速度快。2627

一條指令中，可以對源操作數(shù)采用寄存器尋址方式，也可以對目的操作數(shù)采用寄存器尋方式，還可以兩者都用寄存器尋址方式。

3．直接尋址

使用直接尋址方式時，數(shù)據(jù)總是在存儲器中，存儲單元的有效地址由指令直接指出，所以直接尋址是對存儲器進(jìn)行訪問時可采用的最簡單的方式。例如：

MOVAX，[1070H]；將DS段的1070H和

1071H兩單元的內(nèi)容取到AX中要注意的是采用直接尋址方式時，如果指令前面沒有用前綴指明操作數(shù)在哪一段，則默認(rèn)為段寄存器是數(shù)據(jù)段寄存器DS。28

例如，上一條指令執(zhí)行時，設(shè)DS=2000H，則執(zhí)行過程是將絕對地址為21070H和21071H兩單元的內(nèi)容取出送AX。

如果要對其它段寄存器所指出的存儲區(qū)進(jìn)行直接尋址，則本條指令前必須用前綴指出段寄存器名。例如：

CS：MOVBX，[3000H]；將CS段的3000H和3001H兩單元的內(nèi)容送BX

設(shè)CS為5100H，則本指令在執(zhí)行時，將54000H和54001H兩單元的內(nèi)容取出送BX。

注意：在匯編語言中常將“[]”方括號中的內(nèi)容作為存儲單元的地址。29304．寄存器間接尋址

采用寄存器間接尋址方式時，操作數(shù)一定在存儲器中，存儲單元的有效地址由寄存器指出，這些寄存器可以為BX、BP、SI和Dl之一，即有效地址等于其中某一個寄存器的值：31

和直接尋址的情況一樣，如果指令前面沒有用前綴指明具體的段寄存器，則尋址時默認(rèn)的段寄存器通常為DS。如寄存器為BP時，則對應(yīng)的段寄存器為SS。

采用寄存器間接尋址時，允許在指令中指定一個位移量，這樣，有效地址通過將一個寄存器的內(nèi)容加上一個位移量來得到。位移量可以為8位，也可以為16位。即32在有些資料中，將位移量看成是一個相對值，因此把帶位移量的寄存器間接尋址叫寄存器相對尋址。細(xì)分起來，寄存器間接尋址可分為以下四種：（1）以BX寄存器進(jìn)行間接尋址——數(shù)據(jù)段基址尋址

用BX寄存器進(jìn)行間接尋址時，默認(rèn)的段寄存器為DS，因為BX稱為基址寄存器，所以這種尋址方式也叫數(shù)據(jù)段基址尋址。例如：

MOVAX，[BX]

設(shè)DS=5000H，BX=3000H，則本指令在執(zhí)行時，將53000H和53001H兩單元的內(nèi)容送AX。333435

如果要對其他段寄存器所指的區(qū)域進(jìn)行尋址，則必須在指令前用前綴指出段寄存器名。例如：

ES：MOVCX，[BX]

設(shè)ES=3000H，BX=4000H，則本指令在執(zhí)行時，將34000H和34001H兩單元的內(nèi)容送CX。（2）以BP寄存器進(jìn)行間接尋址——堆棧段基址尋址如果以寄存器BP對操作數(shù)進(jìn)行間接尋址，則必須注意，操作數(shù)默認(rèn)在堆棧段中，因為BP稱為基址寄存器，所以這種尋址方式通常稱為堆棧段基址尋址。例如：36

MOVBX，[BP]

設(shè)SS=5000H，BP=4000H，則本指令在執(zhí)行時，將54000H和54001H兩單元的內(nèi)容送BX。（3）以S1、DI寄存器進(jìn)行間接尋址——變址尋址

SI和Dl寄存器分別稱為源變址寄存器和目的變址寄存器，所以用這兩個寄存器來進(jìn)行間接尋址也叫變址尋址。變址尋址通常用于對數(shù)組元素進(jìn)行操作，另外，后面還將講到有些串操作指令要求用固定的變址寄存器對操作數(shù)進(jìn)行尋址，操作過程中，指令會自動修改變址寄存器中的地址，以指向下一個操作數(shù)。37（4）將BX、BP和S1、DI寄存器組合起來進(jìn)行間接尋址——基址加變址的尋址

通常將BX和BP稱為基址寄存器，將SI和DI稱為變址寄存器。8086指令系統(tǒng)允許把基址寄存器和變址寄存器組成起來構(gòu)成一種新的尋址方式，叫基址加變址的尋址。用這種尋址方式時，操作數(shù)的有效地址是：個基址寄存器（BX或BP）的內(nèi)容加上一個變址寄存器（S1或D1）的內(nèi)容。即38例如：

MOVAX，[BX+SI]設(shè)DS=1000H，BX=5000H，SI=2000H，則上面指令在執(zhí)行時，有效地址為7000H，本指令將17000H和17001H兩單元的內(nèi)容取到AX中。在基址加變址的尋址方式中，只要用上BP寄存器，那么默認(rèn)的段寄存器就是SS；在其它情況下，默認(rèn)的段寄存器均為DS。如果操作數(shù)不在默認(rèn)段，則要用前綴指出相應(yīng)的段寄存器名。

39

用基址加變址的尋址方式時，與變址尋址、基址尋址的情況類似，也允許帶一個8位或16位的位移量。帶位移量的基址加變址的尋址，在有些資料中也稱為相對的基址加變址尋址。例如：

MOVAX，[BX＋SI＋0050]；將BX和SI中的內(nèi)容與0050相加作為有效地址。

由于基址加變址的尋址方式中，允許兩個地址分量分別改變，而且有一個對段寄存器的約定規(guī)則——即如果基址寄存器用BX，則默認(rèn)的段寄存器為DS；如果基址寄存器用BP，則默認(rèn)的段寄存器為SS——這種尋址方式使用起來很靈活，特別是為堆棧中數(shù)組的訪問過程提供了極大的方便。40如圖5-2所示，在訪問堆棧數(shù)組時，可以在BP中存放堆棧頂?shù)牡刂?，位移量表示?shù)組第一個元素到棧頂?shù)木嚯x，變址寄存器SI（也可為DI）指出數(shù)組元素。

圖5-3對8086有關(guān)操作數(shù)的各種尋址方式進(jìn)行了總結(jié)。圖中不僅指出了每種尋址方式下操作數(shù)的來源，還表明了有效地址的計算方法。414243

為了使