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第二章第二章微型计算机指令系统

第二章微型计算机指令系统
?IA-16微机系统结构-工作原理 8086/8088微处理器周期性地执行指令时钟/T周期—指令周期—总线周期(内部操作/总线操作) 指令---微机算术、逻辑和控制功能的实现基础
重点：信息交换方法(数据流),程序流控制
*1、目标地址传送目标地址传送 *寻址方式 2、标志传送 3、转移控制（转移指令、过程调用、中断）转移控制（转移指令过程调用中断）
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RISC/CISC--两种指令体系计算机
? 精简指令计算机 (RISC R d d Instruction (RISC—Reduced I t ti Set S t Computer) C t ) SPARC, PowerPC, Alpha,ARM 指令简单，复杂功能代码存储器利用率低特点：指令种类很少，组合特点指令种类很少组合使用, 依赖:编译器执行程序?指令序列 ? 复杂指令计算机 (CISC Comple Instruction (CISC—Complex Instr ction Set Computer) Comp ter) 变长编码，种类多，代码利用率低，可人工优化设计例: 80X86/Pentium 变长字节 1-16字节，向下兼容， 8086指令向下兼容8080/8085指令，共指令共92种基本指令
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指令与指令系统
指令(Instructions) 指示CPU执行某种规定操作的命令指令集或指令系统（Instruction Set）
某一CPU所能执行的全部指令的集合 ?定义了程某序员能使硬件完成的基本操作(CPU基本性能）。
机器码（指令）汇编语言/助记符（Mnemonic Symbol） F8H=CLC指令 05H 00H 10H B9H 25H 00H 01H C8H
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F5H=CMC
F9H=STC
ADD AX,1000H MOV CX,0025H ADD AX AX, CX
指令的表示
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指令(代码)的获取—机器汇编
程序设计编辑器（Editor) 编译器(Compiler)
汇编语言(与机器有关) IDE(集成开发环境) 命令行(CMD/脚本语言)
高级语言程序(与机器无关)
汇编器(Assembler)
待装配的BIN指令代码 (P434指令表)
链接器（Linker)
人工汇编
可执行BIN指令代码（指令序列）动态调试器(DEBUG) (软件) SOFTWARE—FIRMWARE(固件) 微机系统与接口东南大学
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汇编语言指令与构成
? 机器指令：指令的二进制代码形式。如： 050020H í?MOV AX,2000H AX 2000H ? 汇编指令：助记符形式的指令如：MOV BX，DX; ADD AX,2000H 语法结构--动作＋对象指令=指令操作码+操作数
? 指令操作码→动作功能：做什么？MPU设计者定义 ? 指令操作数指令操作数→源源/目标：针对什么操作？程序员决定 ? 指令格式：指令中对操作码、操作数的编码方式 ?电路译码,微代码生成,微控制器执行
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8086指令运行环境--CPU执行某种规定操作
∑
AH AL BH BL CH CL DH DL SP BP DI SI
AX BX CX DX
地址总线 20位数据总线 8088:8位 8086:16位
ALU数据总线（16位）
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通用寄存器
段寄存器
指令指针
CS DS SS ES IP 内部暂存器
总线控制逻辑外部
总线
运算寄存器
EU 控制系统
指令队列 Q总线（8位）总线接口单元BIU 1 2 3 4 5 6 8088 8086
ALU 标志寄存器
执行单元 EU
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8086/8088指令格式与编码
? 8086指令的书写格式教材附录:机器码格式操作码 [[操作数1], [操作数2]]
（操作码：必备；操作数：0，1或2个，8位或16位）
? 8086/8088采用变长编码格式，属于CISC 8086/8088采用变长编码格式属于CISC
字段1（低）字段2 字段3 字段4 Prefix OP C Code d Mode M d r/m / s-i-b ib 1~4字节字段5 di disp 字段6（高） I d# Imd
0,1,2,4 0,1,2,4 1~2字节 1字节 1字节前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数操作码指定操作类型（操作数类型、寄存器、方向）典型操作助记符 MOV,ADD,SUB,CMP,JMP,CALL, INT r/m=寄存器/存储器; s-i-b=Scale(2)Index(3)Base(3) Disp=偏移量前缀:锁定/重复, 段、操作码、地址范围超越微机系统与接口东南大学
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8086/8088指令格式与编码
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
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前缀:锁定/重复, 段、操作码、地址范围超越 F0H –Lock; F2—REPNE; F3—REP/REPE 2EH CS 36H—SS, 2EH—CS, 36H SS 3EH 3EH—DS, DS 26H—ES 26H ES 例：MOV CS:[2000H],AL 66H—操作码范围 67H—地址范围 REP MOVSB
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8086/8088指令格式与编码
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
操作码: 典型 X X X X X X D/S/V W d=1 到寄存器 d=0 源自寄存器 v=1 v 1 移位计数 1，=0 0 计数CL W=0 字节操作 W=1 字操作指令 s:w=01 16 位立即数位立数 s:w=11字节带符号扩展成字节带符号扩成16位
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8086/8088指令格式与编码
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
寻址方式字
Mod=00 Mod=01 Mod=10 M d 11 Mod=11
存储器寻址, 存储器寻址, 存储器寻址, 寄存器寻址,
Disp=0 (R/M=110 除外) Disp=1 byte Disp=2 bytes 由REG和R/M决定
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8086/8088指令格式与编码
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
REG字段和MOD=11时R/M字段 R/M=000 001 010 011 AL(W=0) AX(W=1) CL DL BL CX DX BX
(寄存器寻寄存器寻址) 100 101 110 111 AH CH DH BH SP BP SI DI 东南大学
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8086/8088指令格式与编码（例）
ADD 加法：寄存器/存储器í?存储器/寄存器 P414 立即数?寄存器/存储器立即数?累加器
05 00 10H 01H C8H 01H C1H 01H D9H
ADD AX,1000H ADD AX, CX ADD CX CX,AX AX ADD CX,BX 东南大学 00H C8H ADD AL,CL 00H C1H ADD CL CL,AL AL
81H C3H 00H 10H ADD BX,1000H
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8086/8088指令格式与编码
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
MOD≠11 存储器寻址 R/M=000 : MOD=00 (BX)+(SI) =01 (BX)+(SI) +8disp =10 +16Disp 001 (BX)+(DI) 010 (BP)+(SI) 011 (BP)+( DI) 100 (SI) 101 (DI) P432 附表四东南大学
110 MOD=00 直接寻址直接址 01 (BP)+8disp 111 (BX)
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8086/8088指令格式与编码
前缀前缀操作码寻址寻址 R/MSIB SIB 存储操作码 R/M 存储偏移量偏移量立即数立即数
A1 34 12 8B 04H 8B 8C 00 10H 8B 56 05H 81 C3 00 10H 8B 36 34 12 3A 74 02H
MOV AX,[1234H] MOV AX AX,[SI] [SI] 00 C8H ADD AL AL,CL CL MOV AX,[SI+1000H] 00 C1H ADD CL,AL MOV DX DX,[BP+5] [BP+5] ADD BX,1000H OV CX, C ,[ [1234H] ] MOV CMP DH,[SI+2] 3A 70 05H DH,[SI+BX+5] 微机系统与接口东南大学
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8086/8088指令—操作数(Operands)
操作数源操作数: 值或存在何处 (Oprd1,Oprd2) 目标操作数:结果送往何处；结果送往何处 (O d1) (Oprd1) 或转移控制指令JMP/CALL/INT目标地址
?8086指令操作数的个数情况 ? 无操作数指令，例:空操作NOP，等待指令 WAIT
? ?系统操作指令：STD,CLD,STC,CLC,CLI,STI (目标?)
? 单操作数指令，例：加1指令 INC AX 双操作数指令，例：减法指令减法指令 SUB AL，BL ? 双操作数指令，例
?源操作数：AL,BL; 目的操作数：前者(AL) ? ?默认操作数: DIV DL 源:AX,目标:DL
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8086/8088指令—操作数(Operands)
前缀操作码寻址R/M SIB存储偏移量立即数
操作数:直接/间接几种存放地点: ?立即数：操作数直接包含在指令当中例：MOV AL，50H ?寄存器操作数：操作数存放在寄存器中例：INC AL ?内存操作数：操作数存放在内存单元中例：MOV AL，[2000H] ? I/O操作数：操作数来自I/O端口例：IN AL A ，28H 28
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确定操作数(操作数地址) 的方式?
寻址方式
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8086/8088操作数寻址环境
8086/8088微处理器操作数寻址环境
地址总线 AB
CPU
控制器运算器寄存器
存储器
00000H : FFFFFH
输入设备
I/O接口 0000H : FFFFH
输出设备数据总线 DB 控制总线 CB
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8086/8088操作数寻址方式分类
非存储器寻址立即数寻址寄存器寻址隐含（默认）寻址 * I/O寻址粗分4种直接寻址
细分7种
间接寻址 *
存储器寻址基址寻址变址寻址基址+变址寻址
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指令寻址方式（一）
1. 立即寻址（Immediate Addressing）
MOV AL,100; AL 100; MOV CX,2000H CX 2000H；（ MOV DS,200H DS 200H ╳）
2.寄存器寻址（Register g Addressing g）
MOV DS,AX； MOV CX，BX；MOV SI，DX
3.直接寻址（Direct Addressing）
MOV OV AX，[ [2000H 000 ] ；
=？ 4.寄存器间址 (Register物理地址 Indirect Addressing ） MOV AX，[SI]； MOV BL有效地址，[DI]； (寄存器间接寻址 ) EA=?
MOV CH，[BX]； MOV DX，[BP]
?
问题 MOV OV AL，BUFFER U （内存）；
默认段寄存器=？
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寻址：物理地址获取
存储器访问：单元/变量物理地址PA
逻辑地址: 段基地址SA+偏移地址EA(Effective Addr)两部分书面表示 SA:EA? 1000:2000H, DS:2000H 有效地址EA=偏移(Offset)地址(直接寻址/寄存器间址表示)
物理地址PA=SA*16+EA
2000:0100 2000:0103 2000:0106 2000:0109 2000:010C 2000:010E 2000:010F
2000:3456H~2200:1456H？
?存放代码、数据存放代码数据(默认Hex H 数制)
A1 00 80 MOV AX，[8000H ]； 05 34 12 ADD AX AX,1234H 1234H A3 00 80 MOV [8000H],AX BB 00 80 MOV BX, , 8000H; ; 8B 07 MOV AX，[BX] ; 2E ;段超越前缀 FE 06 00 20 INC BYTE PTR CS：[2000H] 东南大学
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第二章指令系统例题习题(按朱定华书重编

第二章指令系统例题习题一、选择题： 1. 指令MOV寻址空间是【】。 A．片外ROM B。片外RAM C。片内RAM D。片内ROM 2. 指令MOVX寻址空间是【】。 A．片外ROM B。片外RAM C。片内RAM D。片内ROM 3．下列指令中正确的是（）。（A）MOV P2.1，A （B）MOV 20H,30H （C）MOVX B，@DPTR (D)MOV A，@R3 4. “MUL AB”指令执行后，16位乘积的高位在【】中。 A. A B. C C. AB D. B 5. “MOV A, 30H”的寻址方式是【】。 A。寄存器寻址 B。寄存器间接寻址 C。直接寻址 D。立即寻址６．下列指令中错误的是（）。（A）SETB 50H.0 （B）MOV A，B （C）XCH A,R3 （D）SUBB A，R0 7、下列各条指令的书写格式正确的是 A. MUL R0，R1 B. MOVX A, @R1 C. MOVC @A+DPTR, A D. MOV A,@R7 8．当需要从MCS-51单片机程序存储器取数据时，采用的指令为（）。 A. MOV A, @R1 B. MOVX A, @ R0 C. MOVC A, @A+DPTR D.MOVX A, @ DPTR 9、若原来使用工作寄存器0组作为当前寄存器组，现要该为1组，不能使用的指令为 A）SETB PSW.3 B) MOV PSW.3,1 C) SETB 0D0H.3 D) CPL PSW.3 10、不能为程序存储器提供和构成地址的有 A）PC B）A C）DPTR D）PSW 11．执行PUSH ACC指令，MCS-51完成的操作是（） A). SP+1 SP ,（ACC）（SP） B）.（ACC）（SP）,SP-1 SP C）. SP-1 SP, （ACC） (SP) D）.（ACC）（SP）,SP+1 SP 12.假定累加器A的内容为30H,执行指令: 1000H:MOVC A,@A+PC 后,把程序存储器（）单元的内容送累加器A中

微机原理课后习题答案第二章微处理器和指令系统习题答案

2.9如果GDT寄存器值为0013000000FFH，装人LDTR的选择符为0040H，试问装人描述符高速缓存的LDT描述符的起始地址是多少? 解:GDT寄存器的高32位和低16位分别为GDT的基址和段限，所以:GDT的基址=00130000H LDTR选择符的高13位D15~D3=000000001000B是该LDT描述符在GDT中的序号，所以: LDT描述符的起始地址= GDT的基址十LDT描述符相对于GDT基址的偏移值 =00130000H+8×8=00130040H 2.10假定80486工作在实模式下，(DS)=1000H, (SS)=2000H, ( SI ) = El07FH, ( BX )=0040H, (BP) = 0016H，变量TABLE的偏移地址为0100H。请间下列指令的源操作数字段是什么寻址方式?它的有效地址(EA)和物理地址(PA)分别是多少? (1)MOV AX，[1234H ] (2) MOV AX, TABLE (3) MOV AX，[BX+100H] (4) MOV AX,TABLE[BPI[SI] 解:(1)直接寻址，EA=1234H , PA =(DS)×16+EA=11234H。 (2)直接寻址，EA= O100H,PA= (DS)×16+EA=10100H。（3）基址寻址，EA=（ EBX)+100H =0140H,PA= (DS) × 16+EA=10140H。（4)带位移的荃址加变址寻址。（EA）= (BP)+[SI]十TABLE的偏移地址=0195H PA=(SS)×16+EA=20195H} 2.11下列指令的源操作数字段是什么寻址方式? (1)MOV EAX ， EBX (2)MOV EAX，[ ECX] [EBX ] （3) MOV EAX，[ESI][EDX * 2] （4）MOV EAx，[ ESI*8] 解:（1）寄存器寻址。（2）基址加变址寻址。 (3)基址加比例变址寻址。 (4)比例变址寻址。 2.12分别指出下列指令中源操作和目的操作数的寻址方式。式表示出EA和PA。 (1)MOV SI,2100H （2）MOV CX, DISP[BX] （3) MOV [SI] ,AX （4）ADC AX，[BX][SI] （5）AND AX，DX （6) MOV AX，[BX+10H] (7) MOV AX,ES:[BX] (8) MOV Ax, [BX+SI+20H] (9) MOV [BP ].CX (10) PUSH DS 解:(1) 源操作数是立即数寻址;目的操作数是寄存器寻址。（2）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+DISP，PA=（DS）×16+（BX）+DISP 目的操作数是寄存器寻址。（3)源操作数是寄存器寻址; 目的操作数是寄存器间接寻址，EA=（SI).PA=（DS) × 16十(SI)。（4）操作数是基址加变址寻址，EA= （BX）+（SI).PA= （DS) × 16十（BX）+(SI) 目的操作数是寄存器寻址。（5)源操作数和目的操作数均为寄存器寻址。（6）源操作数是基址寻址，EA=（BX）+10H.PA= （DS) × 16十(BX)+10H 目的操作数是寄存器寻址。（7）源操作数是寄存器间接寻.EA= （Bx).PA= （ES) × 16+（BX）

计算机系统结构-第二章自考练习题答案

计算机系统结构- 第二章自考练习题答案第二章数据表示与指令系统历年真题精选 1. 计算机中优先使用的操作码编码方法是（C ）。 A. BCD码 B. ASCII码 C.扩展操作码 D.哈夫曼编码2．浮点数尾数基值r m=16 ，除尾符之外的尾数机器位数为8 位时，可表示的规格化最大尾数值为（D ）。 A. 1/2 B. 15/16 C. 1/256 D. 255/256

3. 自定义数据表示包括（标志符）数据表示和（数据描述符）两类。 4. 引入数据表示的两条基本原则是：一看系统的效率是否有提高；二看数据表示的（通用）性和（利用）率是否高。 5. 简述设计RISC的一般原则。 6. 简述程序的动态再定位的思想。 7. 浮点数表示, 阶码用二进制表示，除阶符之外的阶码位数p=3, 尾数基值用十进制表示，除尾符外的尾数二进制位数m=8计算非负阶、规格化、正尾数时，（1 ）可表示的最小尾数值；（2）可表示的最大值；3）可表示的尾数个数。

8. ( 1)要将浮点数尾数下溢处理成K —1 位结果，则ROM表的单元数和字长各是多少？并简述ROM表各单元所填的内容与其地址之间的规则。 (2) 若3 位数，其最低位为下溢处理前的附加位，现将其下溢处理成2 位结果，设计使下溢处理平均误差接近于零的 ROK表，以表明地址单元与其内容的关系。同步强化练习一. 单项选择题。 1. 程序员编写程序时使用的地址是 ( D ) 。 A ?主存地址 B . 有效地址 C. 辅存实地址D . 逻辑地址

2. 在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是）。 A .舍入法 B .截断法C.恒置“ 1 ”法 D . ROM查表法 3. 数据表示指的是（C ）。 A.应用中要用到的数据元素之间的结构关系 B . 软件要处理的信息单元之间的结构关系 C. 机器硬件能识别和引用的数据类型 D ?高级语言中的数据类型说明语句 4. 标志符数据表示中的标志建立由（A ）。 A . 编译程序完成 B . 操作系统完成 C . 高级语言编程时完成

计算机系统结构第二章自考练习题答案

第二章数据表示与指令系统历年真题精选 1. 计算机中优先使用的操作码编码方法是（ C ）。 A. BCD码 B. ASCII码 C. 扩展操作码 D. 哈夫曼编码 2．浮点数尾数基值r m=16，除尾符之外的尾数机器位数为8位时，可表示的规格化最大尾数值为（ D ）。 A. 1/2 B. 15/16 C. 1/256 D. 255/256 3. 自定义数据表示包括（标志符）数据表示和（数据描述符）两类。 4. 引入数据表示的两条基本原则是：一看系统的效率是否有提高；二看数据表示的（通

用）性和（利用）率是否高。 5. 简述设计RISC的一般原则。 6. 简述程序的动态再定位的思想。 7. 浮点数表示,阶码用二进制表示,除阶符之外的阶码位数p=3,尾数基值用十进制表示,除尾符外的尾数二进制位数m=8,计算非负阶、规格化、正尾数时，（1）可表示的最小尾数值；（2）可表示的最大值；（3）可表示的尾数个数。 8. (1)要将浮点数尾数下溢处理成K—1位结果，则ROM表的单元数和字长各是多少? 并简述ROM表各单元所填的内容与其地址之间的规则。 (2)若3位数，其最低位为下溢处理前的附加位，现将其下溢处理成2位结果，设

计使下溢处理平均误差接近于零的 ROM表，以表明地址单元与其内容的关系。同步强化练习一．单项选择题。 1. 程序员编写程序时使用的地址是（ D ）。 A．主存地址B．有效地址C．辅存实地址D．逻辑地址 2. 在尾数下溢处理方法中，平均误差最大的是（ B ）。 A．舍入法B．截断法C．恒置“1”法D．ROM查表法 3. 数据表示指的是（ C ）。A．应用中要用到的数据元素之间的结构关系

第二章微型计算机指令系统

第二章微型计算机指令系统题2-1 试分别说明以下各指令的源操作数属于何种寻址方式。答：1、MOV AX ,[BP] ——寄存器间接寻址 2、MOV DS ,AX ——寄存器寻址 3、MOV DI ,0FF00H ——立即数寻址 4、MOV BX ,[2100H] ——直接寻址 5、MOV CX ,[SI+5] ——变址寻址 6、MOV AX ,TABLE[BP][DI] ——基址加变址寻址 7、MOV DX ,COUNT[BX] ——基址寻址题2-2 已知有关寄存器中的内容为，（DS）=0F100H ，（SS）=0A100H ,（SI）=1000H,（DI）=2000H ，（BX）=3000H ,（BP）=4000H 。偏移量TABLE=0AH ,COUNT=0BH 。说明题2-1中第1小题和第4~7小题指令源操作数的物理地址。答：1、物理地址=SS×16＋SP=0A1000H+4000H=A5000H 4、物理地址=DS×16＋2100H=F3100H 5、物理地址=DS×16＋SI+5H=F1000H+1000H+5H=F2005H 6、EA=BP+DI+TABLE=600AH 物理地址=SS×16＋EA=A1000H+600AH=A700AH 7、EA=BX+COUNT=300BH 物理地址=DS×16＋EA=F1000H+300BH=F400BH 题2-3 某一个存储单元的段地址为ABCDH,偏移地址为ABCDH，试说明其物理地址是什么；而另一个存储单元的物理地址为F1000H，偏移地址为FFF0H,试说明其段地址是什么。答：ABCD0H+ABCDH=B689DH——物理地址 F1000H-FFF0H=E1010H ，所以段地址为:E101H。题2-4 分别采用三种不同寻址方式的指令将偏移地址为5000H的存储单元的一个字传送到6000H单元，要求源操作数和目标操作数分别采用以下寻址方式： 1、直接寻址 2、寄存器间接寻址 3、变址寻址答：1、 MOV AX,[5000H] MOV [6000H],AX 2、 MOV SI,5000H MOV DI,6000H MOV BX,[SI] MOV [DI],BX 3、 MOV AX,[SI+5000H] MOV [SI+6000H],AX 题2-5 说明以下8086/8088指令是否正确，如果不正确，简述理由。 1、MOV AL,SI

第2章指令系统及汇编语言程序设计

第2章指令系统及汇编语言程序设计2.1 8086（88）的寻址方式 2.1.1决定操作数地址的寻址方式 1. 立即寻址 2. 直接寻址 3. 寄存器寻址 4. 寄存器间接寻址 5. 寄存器相对寻址 6. 基址、变址寻址 7. 基址、变址、相对寻址 8. 隐含寻址 2.1.2决定转移地址的寻址方式 1. 段内转移 2. 段间转移 2.2 8086（88）的指令系统 2.2.1传送指令 1. MOVOPRD1，OPRD2 图2.1数据传送

微型计算机原理与接口技术(第2版) 2 2. 交换指令 3. 地址传送指令 4. 堆栈操作指令图2.2堆栈操作 5. 字节、字转换指令 6. 标志寄存器传送指令 7. XLA T换码指令 2.2.2算术指令图2.3加减运算操作数之间的关系 1. 加法指令 2. 减法指令 3. 乘法指令 4. 除法指令 5. 调整指令 2.2.3逻辑运算和移位指令 1. 逻辑运算指令 2. 移位指令

微型计算机原理与接口技术(第2版) 3 图2.4 SAL/SHL操作图2.5 SAR操作图2.6 SHR操作 3. 循环移位指令图2.7循环移位指令 2.2.4串操作指令 1. MOVS/MOVSB/MOVSW 2. CMPS/CMPSB/CMPSW 3. SCAS/SCASB/SCASW 4. LODS/LODSB/LODSW 5. STOS/STOSB/STOSW 6. REP 7. REPE/REPNE 2.2.5程序控制指令 1. 无条件转移、子程序调用和返回指令 2. 条件转移指令

微型计算机原理与接口技术(第2版) 4 3. 循环控制指令 4. 软中断指令及中断返回指令 2.2.6处理器控制指令 1. 标志位操作指令 2. 外部同步指令