第一章 微型计算机系统导论

1-1 引言

计算机的应用领域
    1、科学计算
        a.采用高级语言编程
        b.时间不会影响结果的有效性
        c.不需要专门的输入输出设备
    2、数据（信息）处理
    3、过程控制
        a.采用高级语言和汇编语言编程，并要求有较高的程序设计能力
        b.对系统的实时性要求很高
        c.需要专门的输入和输出设备
        

1-2 计算机的发展概况

(1) 自1946年世界上第一台电子计算机(ENIAC)问世以来，计算机的发展已经历了四代：
        第一代：电子管计算机
        第二代：晶体管计算机
        第三代：集成电路计算机
        第四代：大规模、超大规模集成电路计算机

(2) 微型计算机 (MicroComputer)：是由微处理器(CPU)、存储器和I/O接口电路组成的计算机。(主机)        

(3) 微处理器(MicroProcessor)：微型计算机的核心芯片，它是将计算机中的运算器和控制器集成在一片硅片上制成的集成电路。这样的芯片也被称为中央处理单元，简称为CPU(Central Processing Unit)。 

(4) 30多年来，微处理器和微型计算机获得了极快的发展，几乎每两年微处理器的集成度翻一番，每24年更新换代一次，现已进入第五代。
        第一代：4位或低档8位机
        第二代：中档8位机
        第三代：16位机
        第四代：32位机
        第五代：64位机
    特点：
        1、速度越来越快。
        2、容量越来越大。
        3、功能越来越强。
        

1-3 微型计算机系统的组成

 (1) 插入图片 chapter 1
 
 
 操作系统：用于提供人机接口和管理、调度计算机的所有硬件和软件资源。其中最为重要的核心部分是常驻监控程序(BIOS)。另外还包括I/O驱动程序和文件管理程序等。

 系统应用程序：为用户程序提供支持的系统程序。系统应用程序很多，如：
   ① 各种高级语言的编译解释程序；
   ② 汇编程序；
   ③ 诊断和调试程序；
   ④ 文字处理程序；
   ⑤ 服务性工具程序；
   ⑥ 数据库管理程序等。
   

1-4 微处理器

(1) 运算器

(2) 控制器
        指令寄存器IR(Instruction Register)
        指令译码器ID(Instruction Decoder)
        可编程逻辑阵列PLA(Programmable Logic Array)
    
(3) 内部寄存器
        程序计数器PC(Program Counter)
        地址寄存器AR(Address Register)
        数据缓冲寄存器DR(Data Register)
        指令寄存器IR(Instruction Register)
        累加器A(Accumulator)
        标志寄存器FLAGS(Flag Register)

第二章 计算机中的数制和编码

溢出及其判断方法
 1. 进位与溢出
 进位，是指运算结果的最高位向更高位的进位，用来判断无符号数运算结果是否超出了计算机所能表示的最大无符号数的范围。 溢出，是指带符号数的补码运算溢出，用来判断带符号数补码运算结果是否超出了补码所能表示的范围。 
 ......... PPT 43-48 

第三章 80×86微处理器

3-1 80×86微处理器简介

1.主频：越来越高，主频直接决定CPU的运行速度。

2.数据总线越来越宽，数据总线的宽度决定CPU交换数据速度。

3.地址总线越来越宽，地址总线的宽度决定了CPU能够直接访问主存空间的大小，也就是说地址总线的的宽度决定了主存空间的容量。

4.三级存储器的演变。

3-2 8086/8088微处理器

#### 1.总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)    
    总线接口部件由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成。BIU与外部总线连接为执行部件EU完成所有的总线操作，并计算形成20位的内存物理地址。
    PPT3-11  
    
    功能：
       负责完成CPU与存储器（内存或主存）或I/O设备之间的数据传送。
       任务：
           ① 取指令到指令队列缓冲器
           ② 从内存或外设端口读取数据
           ③ 向内存或外设端口发送数据
 #### 2.执行部件EU(Execution Unit)
    执行部件EU由通用寄存器、标志寄存器、运算器(ALU)和EU控制系统等组成。负责全部指令的执行。
    PPT3-13、14
 
 
    
#### 3.引脚
         1.地址数据引脚分时复用 
         2.部分控制引脚双重功能定义 
         目的：减少CPU的引脚
         

3-3 8086/8088的寄存器、存储器和I/O组织

 一、 8086/8088寄存器结构
   在8086/8088微处理器中可供程序员使用的有14个16位寄存器，这14个寄存器按其用途可分为通用寄存器、指令指针、标志寄存器和段寄存器等4类。
   

第三章 80×86指令系统

寻址方式

4-1-1 数据的寻址方式

(1) 立即数寻址方式
(2) 寄存器寻址方式
(3) 存储器寻址方式
        (1)直接寻址方式
        (2)寄存器间接寻址
        (3)寄存器相对寻址
        (4)基址加变址寻址方式
        (5)基址加变址相对寻址
(4) I/O端口寻址方式
        (1)直接端口寻址方式
        (2)间接端口寻址方式

4-2-1 地址的寻址方式

地址的寻址方式就是找出程序转移的地址

(1) 段内直接寻址方式
(2) 段内间接寻址方式

(3) 段间直接寻址方式
(4) 段间间接寻址方式

指令系统

8086/8088CPU指令系统包含有133条基本指令。按其功能可以分为6类，它们是：

    (1) 数据传送类指令
    (2) 算术运算类指令
    (3) 逻辑运算与移位类指令
    (4) 字符串指令
    (5) 控制转移类指令
    (6) 处理器控制类指令

用到的符号意义如下：
    DST：目的操作数
    SRC：源操作数
    OPR：操作数
    MEM：存储器操作数
    REG：寄存器操作数
            （16位的AX,BX,CX,DX,BP,SP,SI,DI或8位的AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL)
    SEG：段寄存器（16位的CS,DS,ES,SS)
    Data：立即数
    port：8位的端口地址
    DST_ADDR：转移的目标地址
    COUNT：计数器

4-3-1和4-3-2 数据传送类指令

数据传送类指令将数据、地址或立即数传送到寄存器或存储器单元中。

(1) 通用数据传送指令
        a.最基本的传送指令MOV
            说明：
                DST和SRC的组合关系是：
                    REG/MEM <= data 
                    REG/MEM <=> REG 
                    REG/MEM <=> SEG
                CS不能做目的操作数；
                不能MEM<=>MEM，不能SEG<=>SEG，不能SEG<=data;
                MOV不改变源操作数，不影响标志位。

        b.堆栈操作指令
            源操作数src和目的操作数dst可以是REG/MEM/SEG ，且必须是16位的操作数，但不能是立即数。
            说明：
                堆栈按后进先出原则组织。
                堆栈操作以字为单位进行。
                目的操作数dst不可以是CS。
                指令中的操作数不能是立即数。

        c.交换指令XCHG (Exchange)
            说明：
              两个操作数中必有一个是寄存器
              REG <=> REG/MEM
              段寄存器的内容不能参加交换

(2) 累加器专用传送指令
    这类指令中的一个操作数必须是累加器。累加器操作数可以是8位的，也可以是16位的
    a.输入/输出指令
        ⑴ 输入指令
            ①直接寻址的输入指令
            ②间接寻址的输入指令
        ⑵ 输出指令
            ①直接寻址的输出指令
            ②间接寻址的输出指令
    
    b.字节转换指令
        XLAT-->Translate
        AL<-(BX+AL)
        
(3) 地址传送指令
    a.取有效地址指令
        LEA --> Load effective address
       此指令的功能是将存放源操作数的16位偏移地址(即有效地址EA)送到一个16位的通用寄存器中。
       即源操作数必须是一个存储器操作数，目的操作数必须是一个寄存器操作数。
       
    b.地址指针装入DS指令
        LDS
    
    c.地址指针装入ES指令
        LES

(4) 标志传送指令
    a.取标志指令
        指令格式： LAHF

    b.置标志指令
        指令格式： SAHF

    c.标志压入堆栈指令
        PUSHF
        
    d.标志弹出堆栈指令
        POPF

4-4-1和4-4-2 算术运算类指令

(1) 加法指令
        说明：
        1、DST：REG/MEM，SRC：8/16data/REG/MEM。
        2、DST、SRC不能同时为MEM。
        3、加法指令影响标志寄存器的状态标志。
        4、INC指令不影响CF标志。

(2) 减法指令
        说明：
        1、DST：REG/MEM，SRC：8/16data/REG/MEM。
        2、DST、SRC不能同时为MEM。
        3、减法指令影响标志寄存器的状态标志。
        4、DEC指令不影响CF标志。

(3) 乘法指令
        说明：
        1、SRC 为 REG/MEM。
        2、乘法指令影响状态标志，但只对CF和OF有定义且CF=OF，其余的状态位不确定。

(4) 除法指令
        说明：
        1、SRC 为 REG/MEM。
        2、除法指令影响状态标志但对所有标志无定义。
        3、商可能出现溢出，会立即产生除法溢出中断。

(5) 符号扩展指令
        CBW(Convert byte to word)字节扩展到字
        CWD(Convert word to double word)字扩展到双字

(6) BCD码运算调整指令
        组合（紧缩格式）BCD码的调整指令：
        DAA加法调整     
        DAS减法调整
        
        分离（非紧缩格式）BCD码的调整指令：
        AAA加法调整
        AAS减法调整
        AAM乘法调整
        AAD除法调整

4-5-1和4-5-2 逻辑运算与移位类指令

(1) 逻辑运算指令
    ⑴ 清进位标志位： AND AX,AX 或 OR AL,AL等。
    ⑵ 清零操作数：XOR AX,AX 不仅把AX清零，而且也影响了状态标志。
    ⑶ 把某几位取反：用XOR指令，把要取反的位和1异或，不变的位和0异或。
    ⑷ 清零或置位某几位：用AND指令清零，用OR指令置位。

(2) 移位操作指令
  
(3) 循环移位操作指令

4-6-1和4-6-2和4-7-1 串操作指令

(1) MOVS指令
  
(2) LODS指令

(3) STOS指令
  
(4) CMPS指令

(5) SCAS指令

4-7-2和4-8-1 控制转移类指令

(1) 无条件转移
    1、段内直接短转移
    2、段内直接近转移
    3、段内间接转移
    4、段间直接转移
    5、段间间接转移
    
(2) 条件转移
    1、判断单个标志
    2、判断无符号数的大小
    3、判断有符号数的大小
    4、判断CX寄存器

(3) 循环控制

(4) 子程序调用 

4-8-1 控制类指令(了解)

(1) 标志处理指令
    CLC	对CF清零， CF ← 0
    STC	对CF置位， CF ← 1
    CMC 对CF取反， CF ← CF
    CLD	对DF清零， DF ← 0
    STD	对DF置位， DF ← 1
    CLI	对IF清零， IF ← 0
    STI	对IF置位， IF ← 1

(2) 处理器控制指令
    1、NOP  (No Operation) 空操作 
    2、HLT  (Halt) 停机 
    3、WAIT (Wait) 等待 
    4、ESC  (Escape) 换码 
    5、LOCK (Lock) 封锁 

第五章 汇编语言程序设计

5-1-1 汇编语言的基本概念

附录：单词

chapter 1

中央处理单元：Central Processing Unit
操作系统：Operating System
控制单元CU：Control Unit

指令寄存器IR：Instruction Register
指令译码器ID：Instruction Decoder
可编程逻辑阵列PLA：Programmable Logic Array

程序计数器PC：Program Counter
指令指针IP：Instruction Pointer
地址寄存器AR：Address Register
数据缓冲寄存器DR：Data Register
指令寄存器IR：Instruction Register
累加器A：Accumulator
标志寄存器FLAGS：Flag Register

只读存储器ROM：Read Only Memory
随机读写存储器RAM：Random Access Memory

chapter 2

chapter 3

高速缓冲存储器Cache
总线接口部件BIU(Bus Interface Unit) 
执行部件EU(Execution Unit)

A.通用寄存器

    1.数据寄存器AX、BX、CX、DX
    AX(Accumulator)称为累加器
    BX(Base)称为基址寄存器
    CX(Counter)称为计数器
    DX(Data)称为数据寄存器
    
    2.地址指针寄存器SP、BP
    SP(Stack Pointer)称为堆栈指针寄存器
    BP(Base Pointer)称为基址寄存器
    
    3.变址寄存器SI、DI
    SI(Source Index)称为源变址寄存器
    DI(Destination Index)称为目的变址寄存器

B.四个段寄存器
    CS(Code Segment)——代码段寄存器
    DS(Data Segment)——数据段寄存器
    SS(Stack Segment)——堆栈段寄存器
    ES(Extra Segment)——附加数据段寄存器

C.控制寄存器
     IP(Instruction Pointer)——指令指针寄存器
     
     FLAGS——标志寄存器  
         CF(Carry Flag)——进位标志
         PF(Parity Flag)——奇偶标志位
         AF(Auxiliary Flag)——辅助进位标志位
         ZF(Zero Flag)——零标志位
         SF(Sign Flag)——符号标志位
         OF(Overflow Flag)——溢出标志位
         
         TF(Trap Flag)——跟踪（陷阱）标志位
         IF(Interrupt Flag)——中断允许标志位
         DF(Direction Flag)——方向标志位