工学第讲指令系统.pptx
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1、第三讲第三讲 指令系统指令系统内容提要:内容提要:一、指令概述一、指令概述二、寻址方式二、寻址方式三、指令系统三、指令系统2一、指令概述一、指令概述1.1 1.1 基本概念基本概念指令:指令:计算机能够识别和执行的各种操作命令。计算机能够识别和执行的各种操作命令。指令系统:指令系统:是一台计算机或一种微处理器能执行的各是一台计算机或一种微处理器能执行的各种不同类型操作命令的集合。种不同类型操作命令的集合。8086/8088CPU8086/8088CPU指令系统共有指令系统共有119/117119/117条基本指令。条基本指令。指令的指令的组成组成:操作码操作码操作数操作数操作码操作码说明计算机
2、要执行哪种操作,如传送、运算、移说明计算机要执行哪种操作,如传送、运算、移位、跳转等操作,它是指令中不可缺少的组成部分。位、跳转等操作,它是指令中不可缺少的组成部分。每种指令的操作码:每种指令的操作码:使用唯一的一组二进制编码表示;使用唯一的一组二进制编码表示;如:如:10110000B10110000B对应一个唯一的助记符对应一个唯一的助记符(指令功能的英文缩写指令功能的英文缩写););如:如:MOVMOV3操作数操作数是指令执行的参与者,即各种操作对象。是指令执行的参与者,即各种操作对象。有些指令不需要操作数;一般指令通常有一个或两个有些指令不需要操作数;一般指令通常有一个或两个操作数,也
3、有个别指令有操作数,也有个别指令有3 3个甚至个甚至4 4个操作数。个操作数。可以是一个具体数值,如:可以是一个具体数值,如:MOV ALMOV AL,06H06H可以是存放数据的寄存器名,如:可以是存放数据的寄存器名,如:MOV MOV ALAL,06H06H可以是存放数据的存储器地址,如:可以是存放数据的存储器地址,如:MOV MOV 2000H2000H,ALAL下一条执行指令的地址信息,如:下一条执行指令的地址信息,如:CALL CALL SUB_SERSUB_SER一、指令概述一、指令概述指令书写形式:指令书写形式:助记符格式助记符格式、机器代码格式机器代码格式。1.2 1.2 助记
4、符格式助记符格式 标号标号:操作码助记符操作码助记符 操作数助记符操作数助记符 ;注释;注释 助记符格式:也叫符号指令格式助记符格式:也叫符号指令格式可有可无可有可无4一、指令概述一、指令概述F标号标号:代表该条指令存放的地址。为程序分支、循环、跳:代表该条指令存放的地址。为程序分支、循环、跳转提供转移目标地址。标号后加写冒号转提供转移目标地址。标号后加写冒号“:”作为间隔符。作为间隔符。F操作数助记符操作数助记符:给出了参与运算的操作数个数和位置,可:给出了参与运算的操作数个数和位置,可以有若干个。有两个操作数时通常称以有若干个。有两个操作数时通常称第一个为目的操作数第一个为目的操作数,第二
5、个为源操作数第二个为源操作数。F操作码助记符操作码助记符:说明指令要完成的操作与性质。:说明指令要完成的操作与性质。F注释:注释:以分号以分号“;”开始,对指令加以说明以方便阅读程序开始,对指令加以说明以方便阅读程序例如:例如:MOVMOV传送指令的格式:传送指令的格式:LOOP:MOV dest,src LOOP:MOV dest,src ;destsrc destsrc 其功能为:在标号其功能为:在标号LOOPLOOP处完成数据传送,将源操作数处完成数据传送,将源操作数srcsrc送到目的操作数送到目的操作数destdest,即,即srcsrc不变,不变,destdest更改为更改为src
6、.src.并对此语句进行注释说明。并对此语句进行注释说明。5一、指令概述一、指令概述1.3 1.3 机器指令格式机器指令格式 MOV AL,05 MOV AL,05;机器代码是:机器代码是:B0H 05HB0H 05H;第一个字节第一个字节B0HB0H是操作码(含一个操作数是操作码(含一个操作数ALAL)第)第二个字节二个字节05H05H是立即数;是立即数;MOV AX,0102H MOV AX,0102H;机器代码是:机器代码是:B8H 02H 01HB8H 02H 01H;第一个字节第一个字节B8HB8H是操作码(含一个操作数是操作码(含一个操作数AXAX),第),第二、三个字节二、三个字
7、节02H 01H 02H 01H 是是1616位立即数(低字节位立即数(低字节0202在低地址)。在低地址)。B0H05HB8H02H01H低低高高第三讲第三讲 指令系统指令系统内容提要:内容提要:一、指令概述一、指令概述二、寻址方式二、寻址方式三、指令系统三、指令系统7二、寻址方式二、寻址方式根据操作数所存放的位置不同,可将各种根据操作数所存放的位置不同,可将各种寻址方式分为如下四类:寻址方式分为如下四类:立即寻址方式立即寻址方式寄存器寻址方式寄存器寻址方式 存储器寻址方式存储器寻址方式I/OI/O端口寻址方式端口寻址方式 指令系统设计了多种操作数的来源;指令系统设计了多种操作数的来源;寻找
8、操作数的过程就是操作数的寻找操作数的过程就是操作数的寻址方式寻址方式;操作数采取哪种寻址方式,会影响机器运行速操作数采取哪种寻址方式,会影响机器运行速度和效率。度和效率。8二、寻址方式二、寻址方式2.1 2.1 立即寻址方式立即寻址方式 指指令令操操作作码码和和操操作作数数都都在在存存储储器器代代码码段段中中,操操作作数数紧紧跟跟在在操操作码之后;作码之后;这种操作数被称为立即数这种操作数被称为立即数immimm。可以是。可以是8 8位数值(位数值(00H00HFFHFFH)或)或1616位数值(位数值(0000H0000HFFFFHFFFFH),也可为),也可为3232位数值。位数值。立即数
9、寻址方式常用来给寄存器赋值;立即数寻址方式常用来给寄存器赋值;例:例:MOV AXMOV AX,10 ;10 ;执行后执行后 AX=AX=?该该例例中中源源操操作作数数为为立立即即寻寻址址方方式式,立立即即数数为为1010,存存放在指令的下一单元。放在指令的下一单元。指令码指令码0A0A0000执行:执行:10AX10AX执行后:执行后:AX=000AHAX=000AH 例例:MOV MOV AXAX,1234H 1234H;十十六六进进制数制数1234H1234H送入送入AXAX。代码段代码段例:例:MOV EBX,20031231H MOV EBX,20031231H ;20031231H
10、20031231H送入送入EBXEBX低地址低地址高地址高地址9二、寻址方式二、寻址方式2.2 2.2 寄存器寻址方式寄存器寻址方式 操作数存放在指令规定的寄存器中,可以是:操作数存放在指令规定的寄存器中,可以是:1616位寄存器:位寄存器:AXAX,BXBX,CXCX,DXDX,SISI,DIDI,SPSP或或BPBP;8 8位寄存器:位寄存器:AHAH,ALAL,BHBH,BLBL,CHCH,CLCL,DHDH或或DLDL;段段寄存器:寄存器:CSCS,DSDS,ESES,SSSS;3232位寄存器:位寄存器:EAXEAX、EBXEBX、ECXECX、EDXEDX等。等。例:例:MOV A
11、XMOV AX,BX BX;将寄存器;将寄存器BXBX的内容送入的内容送入AXAX中。中。例:例:下列程序执行后,下列程序执行后,AX=AX=?,?,BX=BX=?MOV AXMOV AX,1234H1234H MOV BX MOV BX,5678H5678H ADD AX ADD AX,BXBX执行:执行:1234HAX 1234HAX 5678HBX 5678HBX AX+BXAXAX+BXAX执行后:执行后:AX=68ACHAX=68ACH BX=5678H BX=5678H例:例:ADD EAX,ECX ADD EAX,ECX;EAXEAX和和ECXECX中的内容相加,和送中的内容相加
12、,和送EAXEAX中,中,;ECXECX不变不变10二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 操作数存放在操作数存放在存储器某个逻辑段的存储单元存储器某个逻辑段的存储单元中,根据中,根据存储存储单元物理地址的产生方式单元物理地址的产生方式可分为如下五种:可分为如下五种:直接寻址;直接寻址;寄存器间接寻址;寄存器间接寻址;寄存器相对寻址寄存器相对寻址;基址变址寻址;基址变址寻址;基址变址相对寻址;基址变址相对寻址;指令中给出操作数指令中给出操作数主存地址信息主存地址信息(偏移地址,称之(偏移地址,称之为有效地址为有效地址EAEA););段地址段地址在默认的段寄存器或用
13、段超越前缀指定的段在默认的段寄存器或用段超越前缀指定的段寄存器中。寄存器中。11二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 直接寻址直接寻址有效地址有效地址在指令中直接给出,存放在在指令中直接给出,存放在代码段指令操作码后面的操作数字段。代码段指令操作码后面的操作数字段。段地址段地址在默认的在默认的DSDS段寄存器或用段超段寄存器或用段超越前缀指定的段寄存器中。越前缀指定的段寄存器中。OP地址低地址低8位位地址高地址高8位位操作码操作码物理地址:物理地址:DS*16+EADS*16+EAEAEA有有效地效地址址例例:设设AX=1212HAX=1212H,BUFBUF为
14、为数数据据段段定定义义的的变变量量且且 BUF=2000H(BUF=2000H(表表示示地地址址),DS=3000HDS=3000H,(32000H32000H)=4546H=4546H。执执行指令:行指令:MOV MOV AX AX,BUF BUF ;执执行行后后AX=?AX=?DS*16+BUF=3000H*16+2000H=32000H(32000H)=46H(32001H)=45H执执行行:(32000H)AX执执 行行 后后:AX=4546H12二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 直接寻址直接寻址例:例:设设ES=4000HES=4000H,执行指令
15、:执行指令:MOV ALMOV AL,ES:2000H ES:2000H;执行后执行后AL=AL=?ES*16+2000HES*16+2000H=4000H*16+2000H=4000H*16+2000H=42000H=42000H(42000H42000H)的内容送)的内容送ALAL执行后执行后:AL=56H:AL=56H13二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 寄存器寄存器间间接接寻址寻址F操操作作数数的的有有效效地地址址EAEA在在基基址址寄寄存存器器BXBX、BPBP或或变变址址寄寄存存器器SISI、DIDI中中(EA=SI(EA=SI、DIDI、BXB
16、X、BP),BP),而而操操作作数数在在存存储储器器中;中;F默默认认段段基基址址在在DS(DS(或或SS)SS)段段寄寄存存器器,可可用用段段超超越越前前缀缀改改变;变;间址寄存器间址寄存器或或地址指针地址指针DSDS:BXBXDSDS:SISIDSDS:DIDISSSS:BPBP=DS*16+BX=DS*16+BX=DS*16+SI=DS*16+SI=DS*16+DI=DS*16+DI=SSSS*16+BP*16+BP物物理理地地址址逻逻辑辑地地址址14二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 寄存器寄存器间间接接寻址寻址例例:设设DS=4000HDS=4000
17、H,BX=100HBX=100H,执执行行指指令令:MOV AXMOV AX,BX BX;AX=AX=?DS*16+BXDS*16+BX=4000H*16+0100H=4000H*16+0100H=40100H=40100H(40100H40100H)内容送)内容送ALAL(40101H40101H)内容送)内容送AHAH执行后执行后AX=3425HAX=3425H例:例:MOV BX,1000H MOV BX,1000H;偏移量;偏移量1000H1000H送入送入BXBX MOV EAX,BX MOV EAX,BX;DSDS段偏移量为段偏移量为1000H1000H、1001H1001H、;1
18、002H1002H和和1003H1003H单元的内容送单元的内容送EAXEAX15二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 寄存器寄存器间间接接寻址寻址执行指令:执行指令:MOV AX MOV AX,BP BP 执行后:执行后:AX=?AX=?,BP=?BP=?,SS=?SS=?,(,(20030H20030H)对应字节单元)对应字节单元=?=?例:例:设设AX=0AX=0,BP=0030HBP=0030H,SS=2000HSS=2000H,(,(20030H20030H)=1234H=1234HSS*16+BPSS*16+BP=2000H*16+0030H=200
19、0H*16+0030H=20030H=20030H(20030H20030H)内容送)内容送ALAL(20031H20031H)内容送)内容送AHAH执行后执行后AX=1234H AX=1234H BP=0030H BP=0030H SS=2000H SS=2000H (20030H)=34H(20030H)=34H16二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 寄存器寄存器相对相对寻址寻址操作数有效地址是寄存器(操作数有效地址是寄存器(BXBX、BPBP、SISI、DIDI)内容与)内容与有符号有符号8 8位或位或1616位位移量之和,而操作数在存储器中;位位移量之
20、和,而操作数在存储器中;有效地址有效地址BX/BP/SI/DIBX/BP/SI/DI8/168/16位位位移量位移量默认段基址在默认段基址在DS(DS(或或SS)SS)段寄存器,可使用段超越前缀段寄存器,可使用段超越前缀改变;改变;物理地址物理地址=DS*16+BX+8/16=DS*16+BX+8/16位位移量位位移量=DS*16+SI+8/16=DS*16+SI+8/16位位移量位位移量=DS*16+DI+8/16=DS*16+DI+8/16位位移量位位移量=SSSS*16+BP+8/16*16+BP+8/16位位移量位位移量DSDS:BX+8/16BX+8/16位位移量位位移量DSDS:S
21、I+8/16SI+8/16位位移量位位移量DSDS:DI+8/16DI+8/16位位移量位位移量SSSS:BP+8/16BP+8/16位位移量位位移量逻逻辑辑地地址址17二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 寄存器寄存器相对相对寻址寻址例:例:设设DS=6000HDS=6000H,BX=2000HBX=2000H,执行指令:执行指令:MOV ALMOV AL,BX+5BX+5;执行后执行后AL=AL=?DS*16+BX+5=6000H*16+DS*16+BX+5=6000H*16+2000H+05H=62005H2000H+05H=62005H(62005H62
22、005H)内容送)内容送AL AHAL AH的内容不变的内容不变执行后执行后AL=9AHAL=9AH例:例:MOV EAXMOV EAX,5EBP5EBP;将;将SS*10H+EBP+5SS*10H+EBP+5开始连开始连 ;续四个单元内容送;续四个单元内容送EAXEAX寄存器相对寻址常用于寄存器相对寻址常用于一维数据结构一维数据结构或表格中某存储单元或表格中某存储单元的寻址。的寻址。18二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 基址变址基址变址寻址寻址=DS*16+BX+SI=DS*16+BX+DI=SS*16+BP+SI=SS*16+BP+DI有效地址由有效地址
23、由基址寄存器(基址寄存器(BXBX或或BPBP)内容加上内容加上变址寄存器变址寄存器(SISI或或DIDI)的内容构成的内容构成 ,而操作数在存储器中;,而操作数在存储器中;有效地址有效地址BX/BP+SI/DIBX/BP+SI/DI 默认段基址是默认段基址是DSDS,BPBP时默认段基址是时默认段基址是SSSS,可使用段超越前,可使用段超越前缀改变;缀改变;DS:BX+SIDS:BX+DISS:BP+SISS:BP+DI逻逻辑辑地地址址基址值基址值变址值变址值段首址段首址操作数操作数指指令令EAEAPAPA左移左移4 4位位BRBRIRIR物物理理地地址址19二、寻址方式二、寻址方式2.3
24、2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 基址变址基址变址寻址寻址例:例:设设DS=5000HDS=5000H,BX=2000HBX=2000H,SI=0006HSI=0006H;执行指令:执行指令:MOV AXMOV AX,BX+SIBX+SI;DS*16+BX+SIDS*16+BX+SI=5000H*16+2000H+000=5000H*16+2000H+0006H6H=52006H=52006H(52006H52006H)内容送)内容送ALAL(52007H52007H)内容送)内容送AHAH执行后执行后AX=AB78HAX=AB78H例:例:MOV EAX,EBPEDI MOV EAX,E
25、BPEDI;将;将SS*10H+EBP+EDISS*10H+EBP+EDI开始开始 ;连续四个单元内容送;连续四个单元内容送EAXEAX寄存器寄存器20二、寻址方式二、寻址方式2.3 2.3 存储器寻址方式存储器寻址方式 基址变址基址变址相对相对寻址寻址=DS*16+BX+SI+8/16=DS*16+BX+SI+8/16位位移量位位移量=DS*16+BX+DI+8/16=DS*16+BX+DI+8/16位位移量位位移量 =SSSS*16+BP+SI+8/16*16+BP+SI+8/16位位移量位位移量 =SSSS*16+BP+DI+8/16*16+BP+DI+8/16位位移量位位移量 操作数有
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