微机——绪论
目录
计算机的基本结构：
微型计算机的硬件结构：
计算机性能的基本指标：
8086微处理器的内部结构：
8086CPU的寄存器结构：
8086的存储器组织及其地址形成：
物理地址和逻辑地址：
计算机的基本结构：
输入设备：用于输入原始信息和处理信息的程序。如键盘、鼠标器和扫描仪等。
输出设备：用来输出计算机的处理结果及程序清单。如显示器和打印机。
存储器：用来存放程序和数据。在控制器的控制下，可与输入设备、输出设备、运算器、控制器交换信息，是计算机中各种信息存储和交流的中心。
运算器：用来对信息及数据进行处理和计算。也称为算术逻辑部件ALU（Arithmetic and Logic Unit）。
控制器：是整个计算机的指挥中心，用来指挥计算机各部件的操作，使其协调一致地工作。
冯诺依曼基本结构：运算器，存储器，控制器，输入设备，输出设备
运算器+控制器=CPU部分
微型计算机的硬件结构：
1.地址总线：传递地址信息的总线，即Address Bus。
CPU在地址总线上输出将要访问的内存单元或I/O端口的地址，该总线为单向总线。
内存容量的计算：16条地址线可访问 216 = 64 KB。
20条地址线可访问 220 = 1 MB。
1K = 1024B 1M = 1024 KB 1G = 1024 MB
2. 数据总线：传递数据信息的总线，即Data Bus。
在CPU进行读操作时，内存或外设的数据通过数据总线送往CPU；
在CPU进行写操作时，CPU数据通过数据总线送往内存或外设，数据总线是双向总线。
3. 控制总线：传递控制信息的总线，即Control Bus。
控制总线的方向：
一部分是从CPU输出：通过对指令的译码，由CPU内部产生，由CPU送到存储器、输入/输出接口电路和其它部件。如时钟信号、控制信号等。
另一部分是由系统中的部件产生，送往CPU，如：中断请求信号、总线请求信号、状态信号。
地址总线为单向，数据总线为双向
计算机性能的基本指标：
位(bit)：这是计算机中所表示的最基本、最小的数据单元。
字长：是计算机在交换、加工和存放信息时的最基本的长度。
字节（Byte）：是计算机中通用的基本单元，由8个二进制位组成。
字：是计算机内部进行数据处理的基本单位。
主频：也称时钟频率，是指计算机中时钟脉冲发生器所产生的频率。
访存空间：是该微处理器构成的系统所能访问的存储单元数。
指令数：构成微型计算机的操作命令数。
基本指令执行时间：计算机执行程序所花的时间。
可靠性：指计算机在规定时间和条件下正常工作不发生故障的概率。
兼容性：指计算机硬件设备和软件程序可用于其他多种系统的性能。
性能价格比：是衡量计算机产品优劣的综合性指标。
关于位，字长，字节，字的辨析：
位：计算机中数据的最小单元
字节：这是一个计算机领域的基本单位，定位为8位为一个字节
字：不同计算机对于字的定义是不同的，例如32位的计算机字就是32位的,64位的计算机字就是64位的
字长：字的位数
8086微处理器的内部结构：
执行部件EU：
执行部件中包含一个16位的算术逻辑单元（ALU），8个16位的通用寄存器，一个16位的状态标志寄存器，一个数据暂存寄存器和执行部件的控制电路。
功能：从BIU的指令队列中取出指令代码，经指令译码器译码后执行指令所规定的全部功能。执行指令所得结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出命令，对存储器或I/O接口进行读/写操作。
总线接口部件BIU：
总线接口部件BIU内部设有四个16位段地址寄存器：代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、堆栈段寄存器SS和附加段寄存器ES，一个16位指令指针寄存器IP，一个6字节指令队列缓冲器，20位地址加法器和总线控制电路。
主要功能：根据执行部件EU的请求，负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。
EU（执行单元）：CPU 里执行指令的部分，负责算术、逻辑等运算，决定运算速度。
BIU（总线接口单元）：充当 CPU 与外部总线的桥梁，负责读写内存数据，保障系统信息交互。
8086CPU的寄存器结构：
1.通用寄存器：
通用寄存器分为数据寄存器与指针和变址寄存器两组。
数据寄存器包括4个16位的寄存器AX、BX、CX和DX，一般用来存放16位数据，故称为数据寄存器。其中的每一个又可根据需要将高8位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用， 即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL两组，用于存放8位数据，它们均可独立寻址、独立使用。
指针和变址寄存器包括指针寄存器SP、BP和变址寄存器SI、DI，都是16位寄存器, ，一般用来存放地址的偏移量。
2.控制寄存器：
指令指针寄存器IP ：是一个16位的寄存器，存放EU要执行的下一条指令的偏移地址，用以控制程序中指令的执行顺序，实现对代码段指令的跟踪 。
标志寄存器F ：是一个16位的寄存器，共9个标志，其中6个用作状态标志，3个用作控制标志。
3.段寄存器：
8086CPU共有4个16位的段寄存器，用来存放每一个段的段起始地址的高16位。
代码段寄存器CS 数据段寄存器DS
堆栈段寄存器SS 附加段寄存器ES
8086的存储器组织及其地址形成：
1.存储器结构
存储器是按字节进行组织的，两个相邻的字节被称为一个“字” （因为8086是16位机）。存放的信息若是以字节（8位）为单位的，将在存储器中按顺序排列存放；若存放的数据为一个字（16位）时，则将每一个字的低字节（低8位）存放在低地址中，高字节（高8位）存放在高地址中，并以低地址作为该字的地址。
2.存储器分段
8086对1M的存储空间在同一时刻分为四个段，分别为代码段、数据段、堆栈段、附加段，各段的首地址高16位存放在各自的段寄存器中，段内的偏移地址也为16位，那么段的大小为64K。如下图所示。
物理地址和逻辑地址：
物理地址：
就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器进行数据交换时所使用的地址（20位）。
物理地址=段地址×10H＋偏移地址（十六进制下）
二进制下就是左移四位
十进制下就是乘以16
逻辑地址：
是在程序中使用的地址，它由段地址和偏移地址两部分组成（16位）。
逻辑地址的表示形式为“段地址∶偏移地址”。
代码段的逻辑地址：CS：IP
堆栈段的逻辑地址：SS：SP
数据段的逻辑地址：DS：偏移地址
附加段的逻辑地址：ES：偏移地址