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本文章主要依据《汇编语言（第五版）》王爽著、《汇编语言程序设计（第二版）》刘慧婷等著，以及我上课听取的理解编写。如有错漏，请各位大佬大大敬请指出哇！ 又是一篇可以食用的干货哇~写的可能有点慢，不过这是小问题啦！ 就是说，自己写博客的好处就是可以夹带私货哇！放一张美图先~~
目录 一、寄存器总述 二、通用寄存器 AX、BX、CX、DX 二、字在存储器中的存储 三、几条汇编指令 四、物理地址 五、 16 位结构的 CPU 六、8086CPU给出物理地址的方法 七、“段地址x16+偏移地址=物理地址”的本质含义 一、寄存器总述CPU = 寄存器 + 运算器 + 控制器 它们依靠内部总线相连。内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系。PS：地址总线、数据总线、控制总线相对于CPU来说是外部总线，实现CPU和主板上的其他器件之间的联系。在CPU中：（1）寄存器进行信息存储; （2）运算器进行信息处理; （3）控制器控制各种器件进行工作; （4）内部总线连接各种器件，在它们之间进行数据的传送。 不同的 CPU，寄存器的个数、结构是不相同的。8086CPU 有14 个寄存器，每个寄存器有一个名称。这些寄存器是:AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。 二、通用寄存器 AX、BX、CX、DX 8086CPU 的所有寄存器都是16 位的，可以存放两个字节。AX、BX、CX、DX 这 4个寄存器通常用来存放一般性的数据，被称为通用寄存器。以AX为例，寄存器的逻辑结构如图2.1所示。
（1）AX可分为 AH和 AL; （2）BX可分为 BH和 BL; （3）CX可分为 CH和 CL; （4）DX可分为 DH和 DL。
AX的低8位(0 位~7位)构成了AL 寄存器，高8位(8位~15 位)构成了AH寄存器。AH和 AL 寄存器是可以独立使用的8位寄存器。
图2.4 展示了16 位寄存器及它所分成的两个8位寄存器的数据存储的情况。
出于对兼容性的考虑，8086CPU可以一次性处理以下两种尺寸的数据。 二进制位：记为 bit 。——计算机存储信息的最小单位。字节：记为 byte ,一个字节由8个 bit 组成，可以存在8位寄存器中。——基本存储单元 （内存单元）字：记为 word ,一个字由两个字节组成，这两个字节分别称为这个字的高位字节和低位字节。（针对80&86）
注： 任何数据，到了计算机中都是以二进制的形式存放的。为了描述不同的问题，又经常将它们用其他的进制来表示。比如图2.4中寄存器AX中的数据是0100111000100000，这就是AX中的信息本身，可以用不同的逻辑意义来看待它。可以将它看作一个数值，大小是20000。用十六进制来表示数据可以直观地看出这个数据是由哪些8位数据构成的，十六进制数的一位相当于二进制数的四位，如0100111000100000可表示成:4(0100)、E(1110)、2(0010)、0(0000)四位十六进制数。由于一个内存单元可存放8位数据，CPU中的寄存器又可存放n个8位的数据。也就是说，计算机中的数据大多是由1~N个8位数据构成的。 在以后的课程中，为了区分不同的进制，在十六进制表示的数据的后面加H，在二进制表示的数据后面加B，十进制表示的数据后面什么也不加。如:可用3种不同的进制表示图2.4 中AX里的数据，十进制:20000，十六进制:4E20H，二 进制:0100111000100000B。 三、几条汇编指令通过汇编指令控制 CPU 进行工作，看一下表2.1中的几条指令。
注意，为了使具有高级语言基础的读者更好地理解指令的含义，有时会用文字描述和高 级语言描述这两种方式来描述一条汇编指令的含义。在写一条汇编指令或一个寄存器的名 称时不区分大小写。 如:mov ax,18和 MOV AX,18的含义相同;bx 和BX的含义相同。 接下来看一下CPU执行表2.2中所列的程序段中的每条指令后，对寄存器中的数据 进行的改变。 表2.2 程序段中指令的执行情况之一(原AX中的值:0000H，原BX中的值:0000H) 程序段中的指令指令执行后AX中的数据指令执行后BX中的数据mov ax,4E20H4E20H0000Hadd ax,1406H6226H0000Hmov bx,2000H6226H2000Hadd ax,bx8226H2000Hmov bx,ax8226H8226Hadd ax,bx?(参见问题2.1)8226H问题2.1 指令执行后AX中的数据为多少?分析: 程序段中的最后一条指令add ax,bx，在执行前 ax 和 bx 中的数据都为8226H，相加后 所得的值为:1044CH，但是 ax 为16 位寄存器，只能存放4 位十六进制的数据，所以最 高位的1不能在ax 中保存，ax 中的数据为：044CH。 表2.3中所列的一段程序的执行情况。
问题2.2 指令执行后AX中的数据为多少?思考后看分析。分析: 程序段中的最后一条指令 add al,93H，在执行前，al 中的数据为 C5H，相加后所得的 值为:158H，但是al 为8 位寄存器，只能存放两位十六进制的数据，所以最高位的1丢 失，ax中的数据为：0058H。(这里的丢失，指的是进位值不能在8 位寄存器中保存，但 是 CPU 并不真的丢弃这个进位值，关于这个问题，我们将在后面的课程中讨论。) 注意，此时 al 是作为一个独立的8 位寄存器来使用的，和 ah没有关系，CPU 在执行 这条指令时认为 ah 和 al 是两个不相关的寄存器。不要错误地认为，诸如 add al,93H的指 令产生的进位会存储在ah中，add al,93H进行的是8位运算。 如果执行 add ax,93H，低8 位的进位会存储在 ah 中，CPU 在执行这条指令时认为只 有一个16 位寄存器 ax，进行的是 16 位运算。指令 add ax,93H 执行后，ax 中的值为: 0158H。此时，使用的寄存器是16 位寄存器ax，add ax,93H相当于将 ax 中的 16 位数据 00c5H和另一个16 位数据0093H相加，结果是16位的 0158H。 在进行数据传送或运算时，要注意指令的两个操作对象的位数应当是一致的，例如: mov ax,bx mov bx,cx mov ax,18H mov al,l8H add ax,bx add ax,20000 等都是正确的指令，而: mov ax,bl (在8位寄存器和16位寄存器之间传送数据) mov bh,ax (在16位寄存器和8位寄存器之间传送数据) mov al,20000 (8位寄存器最大可存放值为255的数据) add al,100H (将一个高于8位的数据加到一个8位寄存器中) 等都是错误的指令，错误的原因都是指令的两个操作对象的位数不一致。 四、物理地址 CPU访问内存单元时，要给出内存单元的地址。所有的内存单元构成的存储空间是一个一维的线性空间，每一个内存单元在这个空间中都有唯一的地址，我们将这个唯一的地址称为物理地址。CPU 通过地址总线送入存储器的，必须是一个内存单元的物理地址。在 CPU 向地址总线上发出物理地址之前，必须要在内部先形成这个物理地址。不同的CPU可以有不同的形成物理地址的方式。我们现在讨论 8086CPU 是如何在内部形成内存单元的物理地址的。 五、 16 位结构的 CPU 我们说8086CPU的上一代CPU(8080、8085)等是8 位机，而8086是16 位机，也可以说8086是16 位结构的 CPU。那么什么是16 位结构的 CPU 呢?概括地讲，16位结构(16 位机、字长为16 位等常见说法，与16 位结构的含义相同)描述了一个CPU 具有下面几方面的结构特性。（1）运算器一次最多可以处理16 位的数据; （2）寄存器的最大宽度为16位; （3）寄存器和运算器之间的通路为16 位。 8086是16 位结构的CPU，这也就是说，在 8086 内部，能够一次性处理、传输、暂时存储的信息的最大长度是16位的。内存单元的地址在送上地址总线之前，必须在 CPU中处理、传输、暂时存放，对于16位CPU，能一次性处理、传输、暂时存储16位的地址。 六、8086CPU给出物理地址的方法 8086CPU有20位地址总线，可以传送20位地址，达到1MB寻址能力。8086CPU又是16位结构，在内部一次性处理、传输、暂时存储的地址为16 位。从8086CPU的内部结构来看，如果将地址从内部简单地发出，那么它只能送出16位的地址，表现出的寻址能力只有64KB。8086CPU采用一种在内部用两个16位地址合成的方法来形成一个20位的物理地址。8086CPU 相关部件的逻辑结构如图 2.6所示。
(1)CPU 中的相关部件提供两个16 位的地址，一个称为段地址，另一个称为偏移地址; (2)段地址和偏移地址通过内部总线送入一个称为地址加法器的部件; (3)地址加法器将两个16位地址合成为一个20位的物理地址; (4)地址加法器通过内部总线将20 位物理地址送入输入输出控制电路; (5)输入输出控制电路将20位物理地址送上地址总线; (6)20 位物理地址被地址总线传送到存储器。 地址加法器采用物理地址=段地址x16+偏移地址的方法用段地址和偏移地址合成物理地址。例如，8086CPU要访问地址为123C8H的内存单元，此时，地址加法器的工作过程如图2.7所示(图中数据皆为十六进制表示)。
“段地址x16”有一个更为常用的说法是左移4位。计算机中的所有信息都是以二进制的形式存储的，段地址当然也不例外。机器只能处理二进制信息，“左移4位”中的位，指的是二进制位。 我们看一个例子，一个数据为2H，二进制形式为10B，对其进行左移运算: 左移位数 二进制 十六进制 十进制 0 10B 2H 2 1 100B 4H 4 2 1000B 8H 8 3 10000B 10H 16 4 100000B 20H 32 观察上面移位次数和各种形式数据的关系，我们可以发现: (1)一个数据的二进制形式左移1位，相当于该数据乘以2; (2)一个数据的二进制形式左移N位，相当于该数据乘以2的N次方; (3)地址加法器如何完成段地址x16的运算?就是将以二进制形式存放的段地址左移4位。 进一步思考，我们可看出:一个数据的十六进制形式左移1位，相当于乘以16;一个数据的十进制形式左移1位，相当于乘以10;一个X进制的数据左移1位，相当于乘以X。 七、“段地址x16+偏移地址=物理地址”的本质含义 “段地址x16+偏移地址=物理地址”的本质含义是:CPU在访问内存时，用一个基础地址(段地址x16)和一个相对于基础地址的偏移地址相加，给出内存单元的物理地址。更一般地说，8086CPU的这种寻址功能是“基础地址+偏移地址=物理地址”寻址模式的一种具体实现方案。8086CPU 中，段地址x16可看作是基础地址。下面，我们用一个例子比喻说明一下下：
8086只能提供两个16位地址，经过变换得到物理地址。提升了寻址能力。 八、段的概念 |
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