概述

一个典型的CPU由运算器、控制器、寄存器等器件构成，这些器件靠内部总线相连接。 内部总线实现CPU内部各个器件之间的联系，外部总线实现CPU和主板上其他器件的联系。

简单来说，在CPU中：

• 运算器进行信息处理
• 寄存器进行信息存储
• 控制器控制各种器件进行工作
• 内部总线连接各种器件，在它们之间进行数据的传送

寄存器是CPU中程序员可以用指令读写的部件。程序员通过改变各种寄存器中的内容来实现对CPU的控制。 不同的CPU，寄存器的个数、结构是不同的。

2.1 通用寄存器

通用寄存器通常用来存放一般性的数据。

2.2 字在寄存器中的存储

出于对兼容性的考虑，8086CPU可以一次性处理两种尺寸的数据：

• 字节：记为byte，一个字节由8个比特（即二进制位）组成，可以存在8位寄存器中。
• 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。

2.3 几条汇编指令

2.4 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。

2.5 16位结构的CPU

16位结构的CPU具有下面几方面的结构特性：

• 运算器一次最多可以处理16位的数据
• 寄存器最大宽度为16位
• 寄存器和运算器之间的通路为16位

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。

2.6 8086CPU给出物理地址的方法

8086CPU有20位地址线，可以传送20位地址，达到1MB的寻址能力。

8086CPU相关部件的逻辑结构如图所示： 当8086CPU要读写内存时：
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。

2.7 “段地址×16+偏移地址=物理地址”的本质含义

本质含义就是：

更一般的说，8086CPU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×16可以看作是基础地址。

2.8段的概念

"段地址"中的“段”的概念，其实来自于CPU。内存并没有分段，段的划分来自于CPU。

2.9段段寄存器

段地址在8086CPU的段寄存器中存放。

2.10 CS和IP

当8086CPUCPU要访问内存时由这4个段寄存器提供内存单元的段地址。

CS和IP是8086CPU中两个最关键的寄存器，他们指示了CPU当前要读取指令的地址。

• CS为代码段寄存器
• IP为指令指针寄存器

在8086PC中，任意时刻，设CS中的内容为M，IP中的内容为N，8086CPU将从内存M×16+N单元开始，读取一条指令并执行。
8086机中，任意时刻，CPU将CS:IP指向的内容当作指令执行。

如图显示了8086CPU读取、执行指令的工作原理：

• 8086CPU当前状态：CS中的内容为2000H，IP中的内容为1000H
• 内存20000H~20009H单元中存放着可执行的机器码

2.11 修改CS、IP的指令

在CPU中，程序员能够用指令读写的部件只有寄存器，程序员可以通过改变寄存器的内容实现对CPU的控制。 CPU从何处执行指令是由CS、IP中的内容决定的，程序员可以通过改变CS、IP中的内容来控制CPU执行目标指令。
传送指令。
转移指令。

指令：jmp 某一合法寄存器 功能：用寄存器中的值修改IP的值

例如：

jmp ax
执行命令前：ax=1000H,CS=2000H,IP=0003H
执行命令后：ax=1000H,CS=2000H,IP=1000H

jmp bx
执行命令前：bx=0B16H,CS=2000H,IP=0003H
执行命令后：bx=0B16H,CS=2000H,IP=0B16H

jmp ax，其实就是用ax将IP的值覆盖

2.12 代码段

对于8086PC机，在编程时，可以根据需要，将一组内存单元定义为一段。可以将长度为N（N<=64KB5）的一组代码，存在一组地址连续、起始地址为16的倍数的内存单元中。存在这段内存单元中的代码可以成为一个代码段。

例如：

mov ax,0000
(B8 00 00)
add
ax,0123
(05 23 01)
mov bx,ax
(8B D8)
jmp bx
(FF E3)
这段长度为10字节的指令，存在从123B0H~123BAH的一组内存单元中，
我们就可以认为123B0H~123BAH这段内存是用来存放代码的，是一个代码段，它的段地址为123BH,长度为10字节

将一段内存当作代码段，仅仅是我们在编程时的一种安排，CPU并不会由于这种安排，就自动的将我们定义的代码段中的指令当作指令来执行。

2.9节~2.12节 小结

• 段地址在8086CPU的段寄存器中存放。当8086CPU要访问内存时，由段寄存器提供内存单元的段地址。8086CPU有4个段寄存器，其中CS用来存放指令的段地址。
• CS存放指令的段地址，IP存放指令的偏移地址。
• 8086机中，任意时刻，CPU将CS：IP指向的内容当作指令执行
• 8086CPU的工作过程：
  
• 8086CPU提供转移指令修改CS、IP的内容。