регистры є є
ИННННННННННННННННј
Память
__________________________________________________________________________
Рис.1.2. Сегменты и регистры.
Внутри программы все адреса памяти относительны к началу cегмента.
Такие адреса называются смещением от начала сегмента. Двухбайтовое
смещение (16-бит) может быть в пределах от шест.0000 до шест.FFFF или от 0
до 65535. Для обращения к любому адресу в программе, компьютер складывает
адрес в регистре сегмента и смещение. Например, первый байт в сегменте
кодов имеет смещение 0, второй байт - 01 и так далее до смещения 65535.
В качестве примера адресации, допустим, что регистр сегмента данных
содержит шест.045F и некоторая команда обращается к ячейке памяти внутри
сегмента данных со смещением 0032. Несмотpя на то, что регистр сегмента
данных содержит 045F, он указывает на адрес 045F0, т.е. на границе
параграфа. Действительный aдрес памяти поэтому будет следующий:
Адрес в DS: 045F0
Смещение: 0032
-----
Реальный адрес: 04622
Каким образом процессоры 8086/8088 адресуют память в один миллион
байт? В регистре содержится 16 бит. Так как адрес сегмента всегда на
границе параграфа, младшие четыре бита адреса pавны нулю. Шест.FFF0
позволяет адресовать до 65520 (плюс смещение) байт. Но специалисты решили,
что нет смысла иметь место для битов, которые всегда равны нулю. Поэтому
адрес хранится в cегментном регистре как шест. nnnn, а компьютер полагает,
что имеются еще четыре нулевых младших бита (одна шест. цифра), т.е. шест.
nnnn0. Таким образом, шест.FFFF0 позволяет адресовать до 1048560 байт.
Если вы сомневаeтесь, то декодируйте каждое шест.F как двоичное 1111,
учтите нулевые биты и сложите значения для единичных бит.
Процессор 80286 использует 24 бита для адресации так, что FFFFF0
позволяет адресовать до 16 миллионов байт, а процессор 80386 может
адресовать до четырех миллиардов байт.
РЕГИСТРЫ
________________________________________________________________
Процессоры 8086/8088 имеют 14 регистров, используемых для yправления
выполняющейся программой, для адресации памяти и для обеспечения
арифметических вычислений. Каждый регистр имеет длину в одно слово (16
бит) и адресуется по имени. Биты регистра принято нумеровать слева
направо:
15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0
Процессоры 80286 и 80386 имеют ряд дополнительных регистров,
некоторые из них 16-битовые. Эти регистры здесь не рассматриваются.
Сегментные регистры CS, DS, SS и ES
-------------------------------------
Каждый сегментный регистр обеспечивает адресацию 64К памяти, которая
называется текущим сегментом. Как показано ранее, cегмент выравнен на
границу параграфа и его адрес в сегментном pегистре предполагает наличие
справа четырех нулевых битов.
1. Р е г и с т р CS. Регистр сегмента кода содержит начальный
адрес сегмента кода. Этот адрес плюс величина смещения в командном
указателе (IP) определяет адрес команды, которая должна быть выбрана
для выполнения. Для обычных программ нет необходимости делать ссылки
на регистр CS.
2. Р е г и с т р DS. Регистр сегмента данных содержит начальный
адрес сегмента данных. Этот адрес плюс величина смещения,
определенная в команде, указывают на конкретную ячейку в сегменте
данных.
3. Р е г и с т р SS. Регистр сегмента стека содержит начальный
адрес в сегменте стека.
4. Р е г и с т р ES. Некоторые операции над строками используют
дополнительный сегментный регистр для управления адресацией памяти. В
данном контексте регистр ES связан с индексным регистром DI. Если
необходимо использовать регистр ES, ассемблерная программа должна его
инициализировать.
Регистры общего назначения: AX, BX, CX и DX
---------------------------------------------
При программировании на ассемблере регистры общего назначения
являются "рабочими лошадками". Особенность этих регистров состоит в том,
что возможна адресация их как одного целого слова или как oднобайтовой
части. Левый байт является старшей частью (high), a правый - младшей
частью (low). Например, двухбайтовый регистр CX состоит из двух
однобайтовых: CH и CL, и ссылки на регистр возможны по любому из этих трех
имен. Следующие три ассемблерные команды засылают нули в регистры CX, CH и
CL, соответственно:
MOV CX,00
MOV CH,00
MOV CL,00
1. Р е г и с т р AX. Регистр AX является основным сумматором и
применяется для всех операций ввода-вывода, некоторых операций над
строками и некоторых арифметических операций. Например, команды
умножения, деления и сдвига предполагают использование регистра AX.
Некоторые команды генерируют более эффективный код, если они имеют
ссылки на регистр AX.
AX: | AH | AL |
2. Р е г и с т р BX. Регистр BX является базовым регистром. Это
единственный регистр общего назначения, который может использоваться
в качестве "индекса" для расширенной адресации. Другое общее
применение его - вычисления.
BX: | BH | BL |
3. Р е г и с т р CX. Регистр CX является счетчиком. Он необходим
для управления числом повторений циклов и для операций сдвига влево
или вправо. Регистр CX используется также для вычислений.
CX: | CH | CL |
4. Р е г и с т р DX. Регистр DX является регистром данных. Он
применяется для некоторых операций ввода/вывода и тех операций
умножения и деления над большими числами, которые используют
регистровую пару DX и AX.
DX: | DH | DL |
Любые регистры общего назначения могут использоваться для cложения и
вычитания как 8-ми, так и 16-ти битовых значений.
Регистровые указатели: SP и BP
--------------------------------
Регистровые указатели SP и BP обеспечивают системе доступ к данным в
сегменте стека. Реже они используются для операций сложения и вычитания.
1. Р е г и с т р SP. Указатель стека обеспечивает использование
стека в памяти, позволяет временно хранить адреса и иногда данные.
Этот регистр связан с регистром SS для адресации стека.
2. Р е г и с т р BP. Указатель базы облегчает доступ к
параметрам: данным и адресам переданным через стек.
Индексные регистры: SI и DI
-----------------------------
Оба индексных регистра возможны для расширенной адресации и для
использования в операциях сложения и вычитания.
1. Р е г и с т р SI. Этот регистр является индексом источника и
применяется для некоторых операций над строками. В данном контексте
регистр SI связан с регистром DS.
2. Р е г и с т р DI. Этот регистр является индексом назначения и
применяется также для строковых операций. В данном контексте регистр
DI связан с регистром ES.
Регистр командного указателя: IP
----------------------------------
Регистр IP содержит смещение на команду, которая должна быть
выполнена. Обычно этот регистр в программе не используется, но он может
изменять свое значение при использовании отладчика DOS DEBUG для
тестирования программы.
Флаговый регистр
------------------
Девять из 16 битов флагового регистра являются активными и определяют
текущее состояние машины и результатов выполнения. Многие арифметические
команды и команды сравнения изменяют состояние флагов. Назначение флаговых
битов:
Флаг Назначение
O (Переполнение) Указывает на переполнение старшего бита при
арифметических командах.
D (Направление) Обозначает левое или правое направление пересылки
или сравнения строковых данных (данных в памяти
превышающих длину одного слова).
I (Прерывание) Указывает на возможность внешних прерываний.
T (Пошаговый режим) Обеспечивает возможность работы процессора в
пошаговом режиме. Например, программа DOS DEBUG
устанавливает данный флаг так, что возможно
пошаговое выполнение каждой команды для проверки
изменения содержимого регистров и памяти.
S (Знак) Содержит результирующий знак после арифметических
операций (0 - плюс, 1 - минус).
Z (Ноль) Показывает результат арифметических операций и
операций сравнения (0 - ненулевой, 1 - нулевой
результат).
A (Внешний перенос) Содержит перенос из 3-го бита для 8-битных данных
используется для специальных арифметических
операций.
P (Контроль четности) Показывает четность младших 8-битовых данных (1 -
четное и 0 - нечетное число).
C (Перенос) Содержит перенос из старшего бита, после
арифметических операций, а также последний бит
при сдвигах или циклических сдвигах.
При программировании на ассемблере наиболее часто используются флаги
O, S, Z, и C для арифметических операций и операций сравнения, а флаг D
для обозначения направления в операциях над строками. В последующих главах
содержится более подробная информация о флаговом pегистре.
АРХИТЕКТУРА PC
________________________________________________________________
Основными элементами аппаратных средств компьютера являются:
cистемный блок, клавиатура, устройство отображения, дисководы, печатающее
устройство (принтер) и различные средства для асинхронной коммуникации и
управления игровыми программами. Системный блок состоит из системной
платы, блока питания и ячейки расширения для дополнительных плат. На
системной плате размещены:
- микропроцессор (Intel);
- постоянная память (ROM 40Кбайт);
- оперативная память (RAM до 512К в зависимости от модели);
- расширенная версия бейсик-интерпретатора.
Ячейки расширения обеспечивают подключение устройств отображения,
дисководов для гибких дисков (дискет), каналов телекоммуникаций,
дополнительной памяти и игровых устройств.
Клавиатура содержит собственный микропроцессор, который oбеспечивает
тестирование при включении памяти, сканирование клавиатуры, подавление
"дребезга" клавишей и буферизацию до 20 символов.
"Мозгом" компьютера является микропроцессор, который выполняет
обработку всех команд и данных. Процессор 8088 использует 16-битовые
регистры, которые могут обрабатывать два байта oдновременно. Процессор
8088 похож на 8086, но с одним различием: 8088 ограничен 8-битовыми
(вместо 16-битовых) шинами, которые обеспечивают передачу данных между
процессором, памятью и внешними устройствами. Это ограничение соотносит
стоимость передачи данных и выигрыш в простоте аппаратной реализации.
