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1、1、80 x86微处理器的结构2、存储器组织从从 8086 到到 pentium (8086:16位，位，8088:准准16位位)执行部件（执行部件（EU）总线接口部件（总线接口部件（BIU）微处理器的结构微处理器的结构微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构8086微微处理器处理器的基本的基本框图框图微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构功能：负责与功能：负责与 M M、I/O I/O 端口传送数据。端口传送数据。总线接口部件要从内存总线接口部件要从内存 取指令送到指令队列；取指令送到指令队列；CPUCPU执行指令时，要配合执行部件从指定的内存单元执行指令时，要配合执行部件从指定的
2、内存单元 或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件；或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件；或把执行部件的操作结果传送给指定的或把执行部件的操作结果传送给指定的M M或或I/OI/O口。口。通过总线从内存取指令和操作数通过总线从内存取指令和操作数-指令队列指令队列-EU-EU-执行完毕执行完毕-BIU-BIU-内存。内存。总线接口单元总线接口单元微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构组成组成q4 4 个段地址寄存器（个段地址寄存器（CSCS、DSDS、ESES、SSSS），），q1616位指令指针寄存器位指令指针寄存器IPIP，q2020位的地址加法器位的地址加法器(16d(16d
3、 段地址段地址+偏移地址物理地址偏移地址物理地址),),q6 6字节（字节（80868086）或）或4 4字节（字节（80888088）的指令队列）的指令队列,q总线控制电路总线控制电路:处理器与外界总线联系的转接电路。处理器与外界总线联系的转接电路。包括三组总线：包括三组总线：20 20 位地址总线，位地址总线，16 16 位双向数据总线，一组控制总线。位双向数据总线，一组控制总线。总线接口单元总线接口单元微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构指令队列指令队列80868086的指令队列为的指令队列为6 6个字节个字节,8088,8088的指令队列为的指令队列为4 4个字节。个字节。执行
4、指令的同时从内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在执行指令的同时从内存中取下一条或几条指令，取来的指令放在指令队列中，使指令队列中，使 BIU BIU 具有预取指令的功能，是一种先进先出具有预取指令的功能，是一种先进先出（FIFOFIFO）的数据结构。）的数据结构。指令执行顺序指令执行顺序顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。顺序指令执行：指令队列存放紧接在执行指令后面的那一条指令。执行转移指令：执行转移指令：BIU BIU 清除指令队列中的内容，从新的地址取入指清除指令队列中的内容，从新的地址取入指 令，立即送往执行单元，然后再从新单元开始重令，立即送往执行单元，然后再
5、从新单元开始重 新填满队列。新填满队列。总线接口单元总线接口单元微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构功能：负责指令执行。功能：负责指令执行。组成：组成：4 4个通用寄存器：个通用寄存器：AXAX、BXBX、CXCX、DX;DX;4 4个专用寄存器：个专用寄存器：BPBP、SPSP、SISI、DIDI，标志寄存器（标志寄存器（PSWPSW）9 9个标志位个标志位算术逻辑单元算术逻辑单元:16:16位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行位加法器，用于对寄存器和指令操作数进行算术或逻辑运算，算术或逻辑运算，EU EU 控制系统：接受从总线接口单元的指令队列中取来的指令控制系统：接受从总线接口
6、单元的指令队列中取来的指令代码，对其译码和向代码，对其译码和向 EU EU 内各有关部分发出时序命令信号，协内各有关部分发出时序命令信号，协调执行指令规定的操作。调执行指令规定的操作。执行单元执行单元微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构8086/80888086/8088微处理器微处理器:BIUBIU和和EUEU分开，取指和执行可以重迭，分开，取指和执行可以重迭，大大减少了等待取指所需的时间，提高大大减少了等待取指所需的时间，提高CPUCPU的利用率。的利用率。重迭操作技术：一方面提高了整个执行速率，重迭操作技术：一方面提高了整个执行速率，另一方面降低了与之相配的存储器的存取速度的要求
7、。另一方面降低了与之相配的存储器的存取速度的要求。执行单元执行单元微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构80868086、80888088共有共有1414个个1616位寄存器位寄存器8 8个通用寄存器：个通用寄存器：AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DIAX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI4 4个段寄存器：个段寄存器：CS,SS,DS,ESCS,SS,DS,ES指令指针：指令指针：IPIP标志寄存器：标志寄存器：FRFR编程结构编程结构微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构 80868086的寄存器结构的寄存器结构AXAX、BXBX、CXCX、DX DX 作为通用
8、寄存器。作为通用寄存器。用来暂存计算过程中所用到的用来暂存计算过程中所用到的8 8位或位或1616位的操作数或位的操作数或操作数操作数的地址或指令，结果或其它信息。的地址或指令，结果或其它信息。访问形式访问形式:可以用可以用1616位的访问位的访问;或者可以用字节（或者可以用字节（8 8位）形式访问位）形式访问,高高8 8位记作位记作 :AH:AH、BH BH、CH CH、DH DH 低低8 8位记作位记作 :AL:AL、BL BL、CL CL、DLDL通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构AXAX（AccumulatorAccumulator）作为累加器。）作为累加
9、器。它是算术运算的主要寄存器，它是算术运算的主要寄存器，所有所有I/OI/O指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。指令都使用这一寄存器与外部设备交换数据。例：例：IN AL ,20HIN AL ,20HOUT 30H,AXOUT 30H,AXBXBXBaseBase用作基址寄存器使用。用作基址寄存器使用。在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。在计算内存储器地址时，经常用来存放基址。例：例：MOV AX,BX+03HMOV AX,BX+03H通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构CXCX Count Count可以作计数寄存器使用。可以作计数寄存器使用。在循环在循环
10、LOOPLOOP指令和串处理指令中用作隐含计数器。指令和串处理指令中用作隐含计数器。DXDX Data Data可以作为数据寄存器使用。一般在双字长乘除法运算可以作为数据寄存器使用。一般在双字长乘除法运算时，时，把把DXDX和和AXAX组合在一起存放一个双字长组合在一起存放一个双字长(32(32位位)数，数，DXDX用来存放高用来存放高1616位位;对某些对某些I/OI/O操作操作DXDX可用来存放可用来存放I/OI/O的端口地址（口地址的端口地址（口地址 256256）。例：）。例：MUL BX;(AX)MUL BX;(AX)(BX)(BX)(DX)(AX)(DX)(AX)例例:IN AL,
11、DX:IN AL,DX通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构地址指针与变址寄存器地址指针与变址寄存器：SPSP、BPBP、SISI、DI DI 四个四个1616位寄存器。位寄存器。以字为单位在运算过程中存放操作数，以字为单位在运算过程中存放操作数，经常用以在段内寻址时提供偏移地址。经常用以在段内寻址时提供偏移地址。段地址段地址:只取段起始地址高只取段起始地址高1616位值。位值。偏移地址偏移地址:指在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。指在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。高高16位值位值 0000B通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的
12、结构微处理器的结构地址指针寄存器地址指针寄存器(SP(SP、BP)BP)SPSP（stack pointerstack pointer）堆栈指针寄存器堆栈指针寄存器用来指示栈顶的偏移地址用来指示栈顶的偏移地址,必须与必须与SSSS段寄存器联合使用确定实际段寄存器联合使用确定实际地址。地址。BPBP（base pointerbase pointer）基址指针寄存器基址指针寄存器可以与可以与SSSS寄存器联合使用来确定堆栈段中某一存储器单元地址。寄存器联合使用来确定堆栈段中某一存储器单元地址。通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构8086系统存储器与总线连接系统存储器与总
13、线连接堆栈和指针堆栈和指针设设:(SS)=3F00H,(SP)=0060H:(SS)=3F00H,(SP)=0060H堆栈和指针如下图：堆栈和指针如下图：堆栈是内存开辟的一个特殊数据区，一端固定，一端浮动，严格按堆栈是内存开辟的一个特殊数据区，一端固定，一端浮动，严格按照后进先出的工作原则。照后进先出的工作原则。数据总线数据总线地址总线地址总线D7D0D7D01 M X 81 M X 8位存储体位存储体A19A0A19A000000H00000HFFFFFHFFFFFHA1910A1910.a1a1a0a0栈底栈底4EFFFH4EFFFH3F060H3F060H(SP)=60H(SP)=60H
14、3F000H3F000H(SS)=3F00H(SS)=3F00H变址寄存器变址寄存器(SI(SI、DI)DI)SI SI Source Index Register Source Index Register 源变址寄存器。源变址寄存器。DIDI Destination Index Destination Index 目的变址寄存器。目的变址寄存器。使用场合：常用于变址寻址。使用场合：常用于变址寻址。一般与一般与DSDS联用，用来确定数据段中某一存储单元的地址，联用，用来确定数据段中某一存储单元的地址，SI,DISI,DI具有自动增量和自动减量功能具有自动增量和自动减量功能.例：例：MOV A
15、X,SIMOV AX,SI通用寄存器通用寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构在串处理指令中，在串处理指令中，SISI、DIDI作为隐含的源变址和目的变址寄存器作为隐含的源变址和目的变址寄存器分别达到在数据段和附加段中寻址的目的。分别达到在数据段和附加段中寻址的目的。如右图。如右图。例：例：MOV SI,2000HMOV SI,2000HMOV DI,3000HMOV DI,3000HMOV CX,100HMOV CX,100HCLD.CLD.MOVSBMOVSB.串处理指令执行示意图串处理指令执行示意图段寄存器段寄存器:4:4个个1616位段寄存器位段寄存器CSCS、DSDS、S
16、SSS、ESES。用来识别当前可寻址的四个段，不可互换的使用。用来识别当前可寻址的四个段，不可互换的使用。CSCSCode Segment Register Code Segment Register 代码段寄存器代码段寄存器,用来识别当前代码用来识别当前代码段（程序一般放在代码段）。段（程序一般放在代码段）。DSDSData Segment RegisterData Segment Register数据段寄存器数据段寄存器,用来识别当前数据用来识别当前数据段寄存器。段寄存器。SSSSStack Segment RegisterStack Segment Register堆栈段寄存器，用来识别
17、当前堆堆栈段寄存器，用来识别当前堆栈段。栈段。ESESExtra Segment RegisterExtra Segment Register附加段寄存器，用来识别当前附附加段寄存器，用来识别当前附加段。加段。段寄存器段寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构IPIPInstruction PointerInstruction Pointer指令指针寄存器指令指针寄存器用来存储代码段中的偏移地址用来存储代码段中的偏移地址;16;16位，为指令计数，具有自动位，为指令计数，具有自动加加1 1功能，指向下一个内存单元，使指令能按顺序执行。程序运功能，指向下一个内存单元，使指令能按顺序执行
18、。程序运行过程中行过程中IPIP始终指向下一次要取出的指令偏移地址。始终指向下一次要取出的指令偏移地址。IPIP要与要与CSCS寄存器相配合才能形成真正的物理地址。寄存器相配合才能形成真正的物理地址。指令指针寄存器指令指针寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构PSWPSW（Processor States Word ProgramProcessor States Word Program）程序状态字寄存器，程序状态字寄存器，1616位寄存器。位寄存器。由条件码标志由条件码标志FLAGFLAG、控制标志构成。、控制标志构成。只用了其中只用了其中9 9位位,6,6位条件码标志位条件码标
19、志,3,3位控制标志。位控制标志。控制寄存器控制寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构标志寄存器标志寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构条件码包括条件码包括6 6位：位：CF CF、PF PF、AF AF、ZF ZF、SF SF、OF OF。OFOF（Overflow FlagOverflow Flag）溢出标志（一般指补码溢出）溢出标志（一般指补码溢出）OF=1OF=1：在运算过程中，如操作数超过了机器表示的范围称为溢：在运算过程中，如操作数超过了机器表示的范围称为溢出。出。OF=0OF=0：在运算过程中，如操作数未超过了机器能表示的范围称：在运算过程中，如操作数未
20、超过了机器能表示的范围称为不溢出。为不溢出。字节允许范围字节允许范围 -128-128+127+127，字运算范围字运算范围 -32768-32768+32767+32767标志寄存器标志寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构SFSF（Sign FlagSign Flag）符号标志）符号标志 SF=1SF=1：记录运算结果的符号为负。：记录运算结果的符号为负。SF=0SF=0：记录运算结果的符号为正。：记录运算结果的符号为正。ZFZF（Zero FlagZero Flag）零标志）零标志 ZF=1ZF=1：运算结果为：运算结果为0 0。ZF=0ZF=0：运算结果不为：运算结果不为0
21、 0。CFCF（Carry FlagCarry Flag）进位标志）进位标志 CF=1CF=1：记录运算时从最高有效位产生进位值。：记录运算时从最高有效位产生进位值。CF=0CF=0：记录运算时从最高有效位不产生进值。：记录运算时从最高有效位不产生进值。标志寄存器标志寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构AFAF（Auxiliary Carry FlagAuxiliary Carry Flag）辅助进位标志）辅助进位标志AF=1AF=1：记录运算时第：记录运算时第3 3位（半个字节）产生进位值。位（半个字节）产生进位值。AF=0AF=0：记录运算时第：记录运算时第3 3位（半个字节
22、）不产生进位值。位（半个字节）不产生进位值。PF(Parity Flag)PF(Parity Flag)奇偶标志奇偶标志 PF=1:PF=1:结果操作数低结果操作数低8 8位中有偶数个位中有偶数个1 1。PF=0:PF=0:结果操作数低结果操作数低8 8位中有奇数个位中有奇数个1 1。标志寄存器标志寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构对控制标志位进行设置后对控制标志位进行设置后,对其后的操作起控制作用。对其后的操作起控制作用。控制标志位包括控制标志位包括3 3位位:TF:TF、IF IF、DFDF。跟踪（陷阱）标志跟踪（陷阱）标志TFTF、中断标志、中断标志IFIF、方向标志方向
23、标志DFDF。TF(Trap Flag)TF(Trap Flag)跟踪跟踪(陷阱陷阱)标志位标志位 TF=1,TF=1,每执行一条指令后，自动产生一次内部中断，每执行一条指令后，自动产生一次内部中断，使使CPUCPU处于单步执行指令工作方式，便于进行程序调试，用户处于单步执行指令工作方式，便于进行程序调试，用户能检查程序。能检查程序。TF=0,CPUTF=0,CPU正常工作，不产生陷阱。正常工作，不产生陷阱。控制标志控制标志微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构IF(Interupt Flag)IF(Interupt Flag)中断标志位中断标志位 IF=1,IF=1,允许外部可屏蔽中断
24、。允许外部可屏蔽中断。CPUCPU可以响应可屏蔽中断请求可以响应可屏蔽中断请求IF=0,IF=0,关闭中断。关闭中断。CPUCPU禁止响应可屏蔽中断请求。禁止响应可屏蔽中断请求。IFIF的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。的状态对不可屏蔽中断和内部软中断没有影响。DF(Direction Flag)DF(Direction Flag)方向标志位方向标志位 DF=1,DF=1,每次串处理操作后使变址寄存器每次串处理操作后使变址寄存器SISI和和DIDI减量，使串处理减量，使串处理高地址向低地址方向处理。高地址向低地址方向处理。DF=0,DF=0,每次串处理操作后使变址寄存器每次串处理操作后
25、使变址寄存器SISI和和DIDI增量增量,使串处理从使串处理从低地址向高地址方向处理。低地址向高地址方向处理。DFDF方向标志位是在串处理指令中控制处理信息的方向用的。方向标志位是在串处理指令中控制处理信息的方向用的。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构控制标志控制标志控制信息：由系统程序或用户程序根据需要用指令来设置的。控制信息：由系统程序或用户程序根据需要用指令来设置的。状态信息：由中央处理器，根据计算结果自动设置的，机器提状态信息：由中央处理器，根据计算结果自动设置的，机器提供了设置状态信息指令，必要时，程序员可以用这些指令来建供了设置状态信息指令，必要时，程序员可以用这些指令来
26、建立状态信息。立状态信息。标志寄存器标志寄存器微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构标志标志:运算结果最高位为运算结果最高位为0 0SF=0 SF=0 运算结果本身运算结果本身0 0 ZF=0ZF=0低低8 8位中位中1 1的个数为奇数个的个数为奇数个 PF=0 PF=0 最高位没有进位最高位没有进位 CF=0CF=0第三位向第四位无进位第三位向第四位无进位 AF=0AF=0次高位向最高位没有进位，最高位向前没有进位次高位向最高位没有进位，最高位向前没有进位,OF=0,OF=0例例1 1：执行两个数的加法，分析对标志位的影响。：执行两个数的加法，分析对标志位的影响。微机原理微机原理微处理
27、器的结构微处理器的结构运算结果最高位为运算结果最高位为1 1 SF=1SF=1运算结果本身不为运算结果本身不为0 0 ZF=0 ZF=0 最高位向前无进位最高位向前无进位CF=0 CF=0 次高位向最高位产生进位，而最高位向前没有进位次高位向最高位产生进位，而最高位向前没有进位 OF=1OF=1结果低结果低8 8位含偶数个位含偶数个1 1PF=1PF=1第三位向第四位有进位第三位向第四位有进位AF=1AF=1在绝大多数情况下，一次运算后并不影响所有标志，程序也并不需要对所在绝大多数情况下，一次运算后并不影响所有标志，程序也并不需要对所有的标志作全面的关注。一般只是在某些操作后，对其中某个标志进
28、行检有的标志作全面的关注。一般只是在某些操作后，对其中某个标志进行检测。测。例例2 2：执行两个数的加法，分析对标志位的影响。：执行两个数的加法，分析对标志位的影响。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构例：例：1 1、10110001101100011100110011001100 2 2、2345H+3219H=(162345H+3219H=(16位相加位相加)3 3、23451H+3219H=23451H+3219H=1 1、10110001101100011100110011001100则则CF=1,PF=1,AF=0,ZF=0,SF=0,OF=1CF=1,PF=1,AF=0,Z
29、F=0,SF=0,OF=12 2、2345H+3219H=(162345H+3219H=(16位相加位相加)则则CF=0,PF=1,AF=0,ZF=0,SF=0,OF=0CF=0,PF=1,AF=0,ZF=0,SF=0,OF=03 3、23451H+3219H=23451H+3219H=则则CF=0,PF=1,AF=0,ZF=0,SF=0,OF=0CF=0,PF=1,AF=0,ZF=0,SF=0,OF=0微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构1、80 x86微处理器的结构2、存储器组织存储单元的地址和内容存储单元的地址和内容 存储器位编号：存储器位编号：80868086字长字长1616位
30、，由二个字节组成，位编号如下：位，由二个字节组成，位编号如下：高位字节高位字节 MSBMSB（8 81515位）位）低位字节低位字节LSBLSB（0 07 7位）位）存储器组织存储器组织微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构 内存单元的地址和内容内存单元的地址和内容存储单元地址存储单元地址微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构.1100 1111B1100 1111B.物理地址物理地址内容内容00000H00000H00001H00001H00002H00002H00006H00006HFFFFFHFFFFFH机器字长是机器字长是1616位，大部分数据以字节为单位，大部分数据以字节
31、为单位表示，一个字存入存储器占有相继的二位表示，一个字存入存储器占有相继的二个单元：个单元：低位字节存入低地址，高位字节存入高地低位字节存入低地址，高位字节存入高地址。址。字单元的地址采用它的低地址来表示。字单元的地址采用它的低地址来表示。例：字单元例：字单元:（0004H0004H）=1234H,=1234H,字节单元字节单元:（0004H0004H）=34H=34H 微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储单元内容存储单元内容存储器分段存储器分段CPUCPU只只能能进进行行1616位位运运算算，寻寻址址范范围围 64K64K，对对于于1M1M空空间间只只能能分分段段，将将段段起起始
32、始地地址址放放在在段段寄寄存存器器，称称为为段段基基址址，段段起起始始地地址址必必须须能能被被1616整整除除。信信息息在在1M1M空空间间内内的的实实际际地地址址称称为为物物理理地地址址。为为2020位位，由由1616位位段段基基址址左左移移4 4位位，再再加加上上1616位位段段内内偏偏移移量量也也即即由由这这两两部分逻辑地址相加。部分逻辑地址相加。存储器组织存储器组织微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器分段存储器分段 例：例：CS=2010HCS=2010H，IP=3550HIP=3550H(逻辑地址逻辑地址)20100H20100H3550H=23650H3550H=23
33、650H(物理地址物理地址)取指令取指令CS+IPCS+IP物理地址物理地址堆栈操作堆栈操作SS+SPSS+SP操作数操作数DS+16 DS+16 位偏移量位偏移量数据块移动数据块移动ES+DIES+DI存储器组织存储器组织微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构有有2020条地址线，可直接寻址条地址线，可直接寻址1M1M，地址范围，地址范围00000H00000HFFFFFHFFFFFH，每，每个地址可放一个字节，相邻两地址可放一个字（低位在前，高个地址可放一个字节，相邻两地址可放一个字（低位在前，高位在后）。位在后）。存储器特性：存储器特性：存储器的内容是取之不尽的。存储器的内容是取之
34、不尽的。即从某个单元取出其内容后，该单元仍保持原来的内容不变，即从某个单元取出其内容后，该单元仍保持原来的内容不变，可以重复取出；只有存入信息后，原有的内容自动消失。可以重复取出；只有存入信息后，原有的内容自动消失。存储器组织存储器组织微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器地址分段：存储器地址分段：80868086有有2020条地址总线，直接寻址能力为条地址总线，直接寻址能力为2 22020=1M=1M字节。字节。用用1616进制数表示进制数表示1M1M字节的地址范围应为字节的地址范围应为00000HFFFFFH00000HFFFFFH。（1 1）80868086内部内部2020位
35、物理地址形成位物理地址形成（2 2）逻辑地址与物理地址）逻辑地址与物理地址微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织存储器地址分段存储器地址分段80868086地址总线是地址总线是2020位的，位的，CPUCPU中的寄存器是中的寄存器是1616位的，位的，2020位地址无法用位地址无法用1616位寄存器表示，必须分段。位寄存器表示，必须分段。程序员在编制程序时把存储器划分成段。程序员在编制程序时把存储器划分成段。段内地址段内地址1616位位,每个段的大小最大可达每个段的大小最大可达64KB64KB；实际可以根据需要；实际可以根据需要来确定段大小，可以是来确定段大小，可以是
36、1 1，100100，10001000，在，在64K64K范围内的任意范围内的任意字节数。字节数。IBM PCIBM PC机对段的起始地址有限制，即段不能从任意地址开始：机对段的起始地址有限制，即段不能从任意地址开始：必须从任一小段（必须从任一小段（paragraphparagraph）的首地址开始。）的首地址开始。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织物理地址：物理地址：在在1M1M字节存储器里，每个存储单元都有一个唯一的字节存储器里，每个存储单元都有一个唯一的2020位位地址作为该存储单元的物理地址。地址作为该存储单元的物理地址。CPUCPU访问存储器时，必须先确
37、定所要访问的存储单元的物理访问存储器时，必须先确定所要访问的存储单元的物理地址才能取出（或存入）该单元中的内容。地址才能取出（或存入）该单元中的内容。2020位物理地址形成：由位物理地址形成：由1616位段地址和位段地址和1616位偏移地址组成。位偏移地址组成。段地址段地址:只取段起始地址高只取段起始地址高1616位值。位值。偏移地址偏移地址:在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。在段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织物理地址计算方法：物理地址计算方法：把段地址左移把段地址左移4 4位再加上偏移地址值形成物理地
38、址，写成：位再加上偏移地址值形成物理地址，写成：物理地址物理地址=16d=16d 段地址段地址+偏移地址。偏移地址。每个存储单元只有唯一的物理地址。但可由不同的段地址和不同每个存储单元只有唯一的物理地址。但可由不同的段地址和不同的偏移地址组成。的偏移地址组成。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织逻辑地址与物理地址概念逻辑地址与物理地址概念 逻辑地址：由段基址和段内偏移地址组成的地址，段基址和段逻辑地址：由段基址和段内偏移地址组成的地址，段基址和段内偏移地址都是内偏移地址都是1616位的无符号二进制数，在程序设计时使用。位的无符号二进制数，在程序设计时使用。物理地址：
39、存储器的绝对地址（物理地址：存储器的绝对地址（2020位的实际地址）位的实际地址），范围从范围从00000H00000HFFFFFH,FFFFFH,是由是由CPUCPU访问存储器时由地址总线发出的地址。访问存储器时由地址总线发出的地址。存储器管理：将程序中逻辑地址转移为物理地址的机构。存储器管理：将程序中逻辑地址转移为物理地址的机构。微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织 物理地址的形成物理地址的形成.20000H20000H25F60H25F60H25F61H25F61H25F62H25F62H25F63H25F63H2000H2000H段基址段基址逻逻辑辑地地址址段内偏移地址段内偏移地址5F62H5F62H逻辑地址与物理地址逻辑地址与物理地址微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构存储器组织存储器组织逻辑地址来源逻辑地址来源(ES)16d+(DI)DI无ES目标字符串(DS)16d+(SI)SICS,ES,SSDS源字符串(DS)16d+EA有效地址EACS,ES,SSDS存取变量(SS)16d+EA有效地址EACS,DS,ESSSBP间址(SS)16d+(SP)SP无SS堆栈操作(CS)16d+(IP)IP无CS取指令物理地址计算偏移地址可替换段地址正常使用（隐含）段基址操作类型微机原理微机原理微处理器的结构微处理器的结构