Тезисы лекций

Тема 1 Архитектура эвм. Режимы работы микропроцессора

Цель: изучить архитектурные особенности ЭВМ, познакомиться с регистрами, уметь использовать их в своих программах, познакомиться с понятием сегмент.

План:

1. Архитектурные особенности ЭВМ

2. Набор регистров

3. Режимы работы микропроцессора

1 Архитектурные особенности ЭВМ

Архитектура ЭВМ - это абстрактное представление ЭВМ, которое отражает ее структуру, схемотехническую и логическую организацию.

Микропроцессоры, имеющие один конвейер, называются скалярными. Pentium имеет два конвейера, a Pentium Pro - три, поэтому называются суперскалярными.

Кэширование - это способ увеличения быстродействия системы за счет хранения часто используемых данных и кодов в «кэш - памяти первого уровня».

2 Набор регистров

Микропроцессор содержит 32 регистра, которые можно разделить на:

- 16 пользовательских регистра;

- 16 системных регистров.

Пользовательские регистры.

Пользовательскими регистры называются потому, что программист может использовать их при написании своих программ. К этим регистрам относятся:

- восемь 32-битных регистров, которые могут использоваться для хранения данных и адресов: eax/ax/ah/al, ebx/bx/bh/bl, ecx/cx/ch/cl, edx/dx/dh/dl, ebp/bp, esi/si, edi/di, esp/sp;

- шесть регистров сегментов: cs, ds, ss, es, fs, gs;

- регистры состояния и управления: регистр флагов eflags/flags и регистр указателя команды eip/ip.

Регистры общего назначения.

Все регистры этой группы позволяют обращаться к своим "младшим" частям. Старшие 16 бит этих регистров как самостоятельные объекты недоступны.

• eax/ax/ah/al - аккумулятор. Применяется для хранения промежуточных данных.

• ebx/bx/bh/bl - базовый регистр. Применяется для хранения базового адреса некоторого объекта в памяти.

• ecx/cx/ch/cl - регистр - счетчик. Применяется в командах, производящих некоторые повторяющиеся действия.

• edx/dx/dh/dl - регистр данных. Для применения промежуточных данных.

• esi/si - индекс источника, содержит текущий адрес элемента в цепочке-источнике;

• edi/di - индекс приемника, содержит текущий адрес элемента в цепочке-приемнике.

• esp/sp - регистр указателя стека, содержит указатель вершины стека в текущем сегменте стека;

• ebp/bp - регистр указателя базы кадра стека, для организации произвольного доступа к данным внутри стека.

Сегментные регистры.

Типы сегментов:

Сегмент кода. Содержит команды программы; cs - сегментный регистр кода.

Сегмент данных. Содержит обрабатываемые программой данные; ds - сегментный регистр данных.

Сегмент стека. ss - сегментный регистр стека.

Дополнительный сегмент данных. es, gs, fs.

Регистры состояния и управления.

К этим регистрам относятся:

регистр флагов eflags/flags;

регистр указателя команды eip/ip.

eflags/flags - регистр флагов. Отдельные биты имеют определенное функциональное назначение и называются флагами.

Флаги можно разделить на три группы:

1. Восемь флагов состояния, которые могут изменяться после выполнения машинных команд (отражают результат исполнения арифметических и логических команд);

2. Один флаг управления - df. Значение флага определяет направление поэлементной обработки: от начала строки к концу (=0), от конца строки к началу (=1);

3. Пять системных флагов, управляющих вводом - выводом.

3 Режимы работы микропроцессора

Важнейшей характеристикой любого микропроцессора является разрядность его urn грены их регистров, а также внешних шин адресов и данных. МП 8086 имеет 16-разрядную внутреннюю архитектуру и такой же разрядности шину данных. Все регистры внутри процессора, и которых могут храниться данные, имеют длину 16 битов. Таким образом, максимальное целое число (данное или адрес), с которым может работать микропроцессор, составляет 216-1-65535 (64К-1). Однако адресная шина МП, 8086 содержит 20 линий, что соответствует адресному пространству 2М-1 Мбайт. Для того, чтобы с помощью 16-разрядных адресов можно было обращаться в любую точку 20-разрядного адресного пространства, в микропроцессоре преду­смотрена, сегментная адресация памяти, реализуемая с помощью четырех сегментных регистров.

Задание на самостоятельное изучение:

1. Изучить режимы работы микропроцессора.

2. Найти и законспектировать тему Архитектура ЭВМ.

Литература:

1. В. Юров, С. Хорошенко "Ассемблер". - С-П: "ПитерКом", 1999г. – 23с.

2. К. Г. Финогенов "Самоучитель по системным функциям MS-DOS".- М.: "Радио и связь", 1995г. – 48с.

3. С. В. Зубков "Ассемблер для DOS, Windows, Unix".- М: "ДМК", 1999г. – 20с.