一. 总线

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• 每一个CPU芯片都有许多管脚，这些管脚和总线相连，CPU通过总线跟外部器件进行交互
• 总线: 一根根导线的集合
• 总线的分类:
  • 地址总线
  • 数据总线
  • 控制总线

计算机基本结构.png

举个🌰 :

总线作用.png

该图作用:

• CPU 通过地址线找到3号单元的地址
• 同时CPU通过控制线发出内存读命令
• 内存通过数据线将3号单元相关数据通过数据线返回给CPU

二. 总线类别

• 地址总线:

  • 它的宽度决定了CPU的寻址能力
  • 8086的地址总线宽度是20，所以寻址能力是1M(2 ^ 20)。

• 数据总线

• 它的宽度决定了CPU的单次数据传送量，也就是数据传送速度

• 8086的数据总线宽度是16，所以单次最大传递2个字节的数据

• 控制总线

  • 它的宽度决定了CPU对其他器件的控制能力，能有多少种控制。

三. 数据总线

• 8088的数据总线宽度是8，8086的数据总线宽度是16，分别向内侧中写入89D8H如下图所示:
  注意:这里是16进制，后方的H是单词Hexadecimal的意思。

8088数据总线传输.png image.png

四.练习

• 一个CPU 的寻址能力为8KB,那么它的地址总线的宽度为____

• 8080,8088,80286,80386 的地址总线宽度分别为16根,20根,24根,32根.那么他们的寻址能力分别为多少____KB, ____MB,____MB,____GB?

• 8080,8088,8086,80286,80386 的数据总线宽度分别为8根,8根,16根,16根,32根.那么它们一次可以传输的数据为:____B,____B,____B,____B,____B,

• 从内存中读取1024字节的数据,8086至少要读____次,80386至少要读取____次.

答案:

答案.png

解答:

1. 因为 2 ^ 10 = 1024,2 ^ 20 = 1024 * 1024 = 1M ;所以8K = 8 * 1024 = 2 ^ 3 * 2 ^ 10 = 2 ^ 13。

2. 16根地址总线就是2 ^ 16 = 64 KB, 20根地址总线就是2 * 20 = 1M， 24根地址总线就是2 ^ 24 = 16M; 32根地址总线就是2^32 = 1024 * 1024 * 1024 * 2^2 = 4GB

3. 1根数据线能传输1bit，8根数据线能传输1字节，所以16根2字节，32根4字节。

4. 因为8086数据有16根数据线，每次可以传输2个字节，80386有32根数据线，一次可以传输4个字节，所以8086至少要读512字节，80386至少要读256字节。

五. 内存

各类存储器的逻辑连接.png 各类存储器的逻辑连接.png 各类存储器的物理地址情况.png

• 内存地址空间的大小受CPU地址总线宽度的限制。8086的地址总线宽度为20，可以定位2^20个不同的内存单元(内存地址范围0x000000~0xFFFFF),所以8086内存空间大小1MB
  -0x00000 ~ 0x9FFFF：主存储器。可读可写
  -0xA0000 ~ 0xBFFFF：向显存中写入数据，这些数据会被显卡输出到显示器。可读可写。
• 0xC0000 ~ 0xFFFFF：存储各种硬件、系统信息。只读。

六. 寄存器

内部部件之间由总线连接:

CPU的典型构成.png

• 对程序员来说，CPU中最主要部件是寄存器，可以通过改变寄存器的内容来实现对CPU的控制
• 不同的CPU,寄存器个数、结构是不相同的(8086是16位结构的CPU)
• 8086有14个寄存器
  • 都是16位的寄存器
  • 可以存放2个字节

8086内部寄存器.png

通用寄存器:

• AX、BX、CX、DX这4个寄存器通常用来存放一般性的数据，称为通用寄存器(有时也有特定用途)
• 通常，CPU会先将内存中的数据存储到通用寄存器中，然后再对通用寄存器中的数据进行运算
• 假设内存中有块红色内存空间的值3，现在想把它的值加1，并将结果存储到蓝色内存中

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• 首先CPU会将红色内存空间的值放到AX寄存器中: mov ax, 红色内存空间值

• 然后让AX寄存器与1相加: add ax, 1

• 最后将值赋值给内存空间: mov 蓝色内存空间，ax

• AX、BX、CX、DX这4个通用寄存器都是16位的，如下图所示:

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• 因为上一代8086的寄存器都是8位的，为了保证兼容，AX、BX、CX、DX都可以分为2个独立的8位寄存器来使用
  • H代表高位寄存器
  • L代表低位寄存器

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字和字节

• 在汇编的数据存储中，有2个比较常用的单位
• 字节: byte, 1个字节由8bit组成，可以存储在8位寄存器中
• 字: word,1个字有两个字节组成，这2个字节分为成为字的高字节和低字节
• 比如数据2000(4E20H, 01001110000100000B),高字节是78，低字节是32.

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• 1个字可以存在1个16位寄存器中，这个字的高字节，低字节分别存储在这个寄存器的高8位寄存器，低8位寄存器中。