微机原理与接口技术的课件_第3章1.ppt
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1、第第3 3章章 指令系统指令系统1主要内容:n指令系统的一般概念指令系统的一般概念n对操作数的寻址方式对操作数的寻址方式n六大类指令的操作原理:六大类指令的操作原理:操作码的含义操作码的含义指令对操作数的要求指令对操作数的要求指令执行的结果指令执行的结果23.13.1 概述3了解:n指令及指令系统;指令及指令系统;n指令的格式;指令的格式;n指令中的操作数类型;指令中的操作数类型;n指令字长与机器字长;指令字长与机器字长;n指令的执行时间指令的执行时间nCISCCISC和和RISCRISC指令系统指令系统4一、指令与指令系统指令:指令:控制计算机完成某种操作的命令控制计算机完成某种操作的命令指
2、令系统:指令系统:处理器所能识别的所有指令的集合处理器所能识别的所有指令的集合指令的兼容性:指令的兼容性:同一系列机的指令都是兼容的。同一系列机的指令都是兼容的。5二、指令格式指令中应包含的信息:指令中应包含的信息:运算数据的来源运算数据的来源运算结果的去向运算结果的去向执行的操作执行的操作6指令格式操作码操作码 操作数操作数,操作数操作数指令的功能指令的功能(即执行何种(即执行何种操作)操作)目标操作数目标操作数源操作数源操作数指令的操作对象,指明指令的操作对象,指明参加操作的数据或数据参加操作的数据或数据存放的地址存放的地址7指令格式:零操作数指令:零操作数指令:操作码操作码 单操作数指令
3、:单操作数指令:操作码操作码 操作数操作数双操作数指令:双操作数指令:操作码操作码 操作数,操作数操作数,操作数多操作数指令:多操作数指令:三操作数及以上三操作数及以上8三、指令中的操作数类型立即数操作数立即数操作数寄存器操作数寄存器操作数存储器操作数存储器操作数表征参加操作的数据本身表征参加操作的数据本身表征数据存放的地址表征数据存放的地址9立即数操作数n立即数只能作为源操作数。立即数只能作为源操作数。其本身是参加操作其本身是参加操作的数据,可以是的数据,可以是8位或位或16位。位。例:例:MOV AX,1234H MOV BL,22Hn立即数无法作为目标操作数立即数无法作为目标操作数n立即
4、数可以是无符号或带符号数,其数值应在立即数可以是无符号或带符号数,其数值应在可取值范围内。可取值范围内。10寄存器操作数:n参加运算的数存放在指令给出的寄存器中,参加运算的数存放在指令给出的寄存器中,可以是可以是16位或位或8位。位。n例:例:nMOV AX,BXn MOV DL,CH11存储器操作数n参加运算的数存放在存储器的某一个或某参加运算的数存放在存储器的某一个或某两个单元中。两个单元中。n表现形式:表现形式:立即数或寄存器立即数或寄存器12存储器操作数例n例:例:MOV AX,1200H MOV AL,1200H22H11H1200H偏移地址偏移地址AH AL 13四、指令字长与机器
5、字长n指令字长:指令字长:n由操作码的长度、操作数地址长度、操作数个由操作码的长度、操作数地址长度、操作数个数决定;数决定;n机器字长:机器字长:n计算机能够直接处理的二进制数的位数。计算机能够直接处理的二进制数的位数。14五、指令的执行速度n指令的字长影响指令的执行速度。指令的字长影响指令的执行速度。(常用指令的执行时间见表(常用指令的执行时间见表3-4)n对不同的操作数,指令执行的时间不同:对不同的操作数,指令执行的时间不同:存储器存储器快!快!立即数立即数寄存器寄存器15六、CISC和RISC指令系统nCISC(复杂)指令系统(复杂)指令系统n指令的功能强,种类多,高级语言和机器语言间指
6、令的功能强,种类多,高级语言和机器语言间的距离缩小;的距离缩小;n指令系统复杂,难使用。指令系统复杂,难使用。nRISC(精简)指令系统(精简)指令系统n指令功能较弱,种类少,格式简单;指令功能较弱,种类少,格式简单;n多数指令在一个计算机周期内完成;多数指令在一个计算机周期内完成;n对存储器的结构和存取速度要求较高。对存储器的结构和存取速度要求较高。163.2 寻址方式17寻址方式 寻找操作数所在地址的方法寻找操作数所在地址的方法 寻找转移地址的方法寻找转移地址的方法 本节本节18一、立即寻址n指令中的源操作数是立即数,即源操作数是参指令中的源操作数是立即数,即源操作数是参加操作的数据本身。
7、加操作的数据本身。n主要用于给寄存器或存储单元赋初值。主要用于给寄存器或存储单元赋初值。n例:例:MOV AX,1200H12H00HAH ALMOV代代码码段段 19二、直接寻址n操作数在内存中,指令中直接操作数在内存中,指令中直接给出操作数的偏移地址。操作给出操作数的偏移地址。操作数一般在数一般在DS段(默认)。段(默认)。n例:例:MOV AX,1200H22H11H1200H偏移地址偏移地址 数数据据段段AH AL20直接寻址n直接寻址方式下,操作数的段地址默认为数据直接寻址方式下,操作数的段地址默认为数据段,但允许段重设,即由指令定义段。段,但允许段重设,即由指令定义段。n例:例:M
8、OV AX,ES:1200H21三、寄存器寻址n参加操作的操作数在参加操作的操作数在CPU的通用寄存器中。的通用寄存器中。n例:例:MOV AX,BX AX BX22四、寄存器间接寻址n参与操作的操作数存放在内存中,用参与操作的操作数存放在内存中,用寄存器的内容表示操作数的偏移地址。寄存器的内容表示操作数的偏移地址。23寄存器间接寻址n由寄存器间接给出操作数的偏移地址;由寄存器间接给出操作数的偏移地址;n存放偏移地址的寄存器称为间址寄存器,它们存放偏移地址的寄存器称为间址寄存器,它们是:是:BX,BP,SI,DIn操作数的段地址(数据处于哪个段)取决于选操作数的段地址(数据处于哪个段)取决于选
9、择哪一个间址寄存器:择哪一个间址寄存器:BX,SI,DI BP默认在数据段默认在数据段默认在堆栈段默认在堆栈段24寄存器间接寻址例n例:例:MOV AX,BX 设设BX=1200H22H11H1200H偏移地址偏移地址AH AL 11 22数数据据段段代代码码段段MOV25寄存器间接寻址 寄存器寄存器间接寻址间接寻址基址寻址(间址基址寻址(间址寄存器为基址寄存寄存器为基址寄存 器器BX,BP)变址寻址(间址变址寻址(间址寄存器为变址寄存寄存器为变址寄存 器器SI,DI)26五、寄存器相对寻址n操作数的偏移地址为寄存器的内容加上一个位移操作数的偏移地址为寄存器的内容加上一个位移量。量。n例:例:
10、nMOV AX,BX+DATA 设:设:DS=2000H,BX=0220H,DATA=05H n则:则:AX=20225H27六、基址、变址寻址n操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加上一个变址寄存器的内容,操作数的段地址由上一个变址寄存器的内容,操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。选择的基址寄存器决定。n例例 3-9(P103):):MOV AX,SI+BX28七、基址、变址、相对寻址n操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加上操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容加上一个变址寄存器的内容,再加上一个位移量。一个变址寄存器的内容,再加上一个位移量。
11、n操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。n例:例:3-10(P104)29八、隐含寻址n指令隐含了的一个或两个操作数的指令隐含了的一个或两个操作数的地址,即操作数在默认的地址中。地址,即操作数在默认的地址中。n例:例:MUL BL 指令的执行:指令的执行:ALBLAX303.33.3 8086指令系统31掌握:n指令码的含义指令码的含义n指令对操作数的要求指令对操作数的要求n指令的对标志位的影响指令的对标志位的影响n指令的功能指令的功能328086指令系统从功能上包括六大类:从功能上包括六大类:数据传送数据传送算术运算算术运算逻辑运算和移位逻辑运算和移位串
12、操作串操作程序控制程序控制处理器控制处理器控制33数据传送指令n通用数据传送通用数据传送n输入输出输入输出n地址传送地址传送n标志位操作标志位操作34一、通用数据传送一般数据传送指令一般数据传送指令堆栈操作指令堆栈操作指令交换指令交换指令查表转换指令查表转换指令字位扩展指令字位扩展指令特点:特点:该类指令的执行对标志位不产生影响该类指令的执行对标志位不产生影响 351.一般数据传送指令格式:格式:MOV DST,SRC 目的操作数目的操作数 源操作数源操作数功能:将源操作数传送至目的地址中,功能:将源操作数传送至目的地址中,源保持不变。源保持不变。(SRC)DSTn例:例:MOV AL,BL3
13、6一般数据传送指令注:注:n两操作数字长必须相同两操作数字长必须相同;n两操作数不允许同时为存储器操作数;两操作数不允许同时为存储器操作数;n两操作数不允许同时为段寄存器;两操作数不允许同时为段寄存器;n在源操作数是立即数时,目标操作数不能是段在源操作数是立即数时,目标操作数不能是段寄存器;寄存器;nIP和和CS不作为目标操作数,不作为目标操作数,FLAGS一般也不一般也不作为操作数在指令中出现。作为操作数在指令中出现。3738一般数据传送指令判断下列指令的正确性:判断下列指令的正确性:nMOV AL,BXnMOV AX,SI05HnMOV DS,1000HnMOV BXBP,BXnMOV C
14、S,BXnMOV DX,09HnMOV 1200,SInMOV 2000H,AXX,类型不一致,类型不一致X,立即数不能送段寄存器,立即数不能送段寄存器X,CS不能做目的操作数不能做目的操作数X,不能同时为存储器操作数,不能同时为存储器操作数X,目的不能为立即操作数,目的不能为立即操作数392.堆栈操作指令掌握:掌握:n有关堆栈的概念有关堆栈的概念 栈顶、栈首、栈底栈顶、栈首、栈底n堆栈指令的操作原理堆栈指令的操作原理 执行过程,执行结果执行过程,执行结果40堆栈操作的原则n先进后出先进后出n以字为单位以字为单位41堆栈操作指令n压栈指令压栈指令 PUSH 格式格式:PUSH OPRDn出栈指
15、令出栈指令 POP 格式格式:POP OPRD42进栈指令 PUSHn指令执行过程:指令执行过程:(SP (SP)(SPSP)-2-2 (SPSP)-1-1操作数高字节操作数高字节 (SPSP)-2-2操作数低字节操作数低字节过程:过程:SP-1SP-1,存源操作数的高,存源操作数的高8 8位;位;SP-2SP-2,存存源源操操作作数数的的低低8 8位位,完完成成进进栈栈操作。操作。SP堆堆栈栈段段SP高高8位位低低8位位43进栈指令的操作设设AX=1234H,SP=1200H执行执行 PUSH AX 指令后堆栈区的状态:指令后堆栈区的状态:1200H 堆堆栈栈段段 SP-2=11FEH12H
16、34H1200H 堆堆栈栈段段12H 34HAX入栈后入栈后入栈前入栈前44出栈指令POPn指令执行过程:指令执行过程:将将SSSS:SPSP所所指指示示的的栈栈顶顶处处的的两两个个字字节的数据传送到目的操作数中。节的数据传送到目的操作数中。SP+2SP+2,指指示示当当前前栈栈顶顶位位置置,完完成成出出栈操作。栈操作。SPSP SP+1 SP+1 SP SP+2 SP SP+2操作数低字节操作数低字节操作数高字节操作数高字节 SP堆堆栈栈段段SP高高8位位低低8位位45出栈指令的操作执行执行 POP AX 12H34H11FEH 堆堆栈栈段段代代码码段段PUSH 12 34 AX SP+21
17、200H 出栈后出栈后出栈前出栈前46堆栈操作指令说明n指令的操作数必须是指令的操作数必须是1616位的;位的;n操操作作数数可可以以是是寄寄存存器器或或存存储储器器两两单单元元,但但不不能能是立即数;是立即数;n不能从栈顶弹出一个字给不能从栈顶弹出一个字给CSCS;nPUSHPUSH和和POPPOP指令在程序中一般成对出现;指令在程序中一般成对出现;nPUSHPUSH指指令令的的操操作作方方向向是是从从高高地地址址向向低低地地址址,而而POPPOP指令的操作正好相反。指令的操作正好相反。47堆栈操作指令例nPUSH AXnPUSH BXnPOP AXnPOP BX 如此,会使如此,会使AX和
18、和BX的内容互换的内容互换483.交换指令n格式:格式:XCHG XCHG REGREG,MEM/REGMEM/REG操作操作:(DST)(SRC)即源地址与目的地址中的内容互换即源地址与目的地址中的内容互换n注:注:n两操作数必须有一个是寄存器操作数两操作数必须有一个是寄存器操作数n不允许使用段寄存器不允许使用段寄存器。n例:例:nXCHGXCHGAXAX,BXBXnXCHGXCHG20002000,CLCL49例:例:XCHG AX,BX XCHG BH,BL XCHG AX,1122H XCHG DS,AX XCHG SI,BP XCHG SI,DI 504.查表指令n格式:格式:XLA
19、Tn 操作:操作:(BX+AL)AL,即将即将BX为首址(偏移地址),为首址(偏移地址),AL为位移量的字节单元的内容为位移量的字节单元的内容AL 该指令常用于进行代码转换,转换时先建立相应表。表该指令常用于进行代码转换,转换时先建立相应表。表首址首址BX,与表有关的某个偏移值,与表有关的某个偏移值(一般为被传送的字一般为被传送的字节到表头地址的字节数节到表头地址的字节数)AL。该指令的操作数是隐含寻址,不带操作数或带表头地址。该指令的操作数是隐含寻址,不带操作数或带表头地址。n说明:说明:n用用BX的内容代表表格首地址,的内容代表表格首地址,AL内容为表内位移量,内容为表内位移量,BX+AL
20、得到要查找元素的偏移地址得到要查找元素的偏移地址51查表指令例数据段中存放有一数据段中存放有一张张ASCIIASCII码转换表,码转换表,设首地址为设首地址为20002000H H,现欲查出表中第现欲查出表中第1111个代码的个代码的ASCIIASCII码码303132.394142.45462000H+02000H+110 129ABEF52查表指令例n n可用如下指令实现:可用如下指令实现:可用如下指令实现:可用如下指令实现:MOV BX MOV BX MOV BX MOV BX,2000H 2000H 2000H 2000H ;BXBXBXBX表首地址表首地址表首地址表首地址 MOV A
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