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CPU工作的实质即为不断从存中取指令并执行指令的过程。

一、8086CPU构成
CPU的工作：取指令和执行指令
1． CPU部两大功能部件：总线接口部件BIU和执行部件EU（2部件并行工作提高了
CPU的工作效率）
重点：理解2个独立功能部件的分工和协同配合关系。
理解BIU地址加法器的作用，理解指令队列的作用。
2． 掌握CPU部寄存器的作用
包括：通用寄存器AX，BX，CX，DX，BP，SP，SI，DI
段寄存器CS，DS，SS，ES
指令指针寄存器IP
标志寄存器FLAG
二、存储器的基础知识
1．物理地址
8086的存储器是以字节(即每个单元存放8位二进制数）为单位组织的。8086CPU具
有20条地址总线，所以可访问的存储器地址空间容量为220即１Ｍ字节（表示为1MB）。
每个单元对应一个唯一的20位地址，对于1MB存储器，其地址围用16进制表示为00000H～
0FFFFFH，如图1所示。
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图1 1MB存储器地址表示
物理地址：存储器的每个单元都有一个唯一的20位地址，将其称为物理地址。
2．字节地址与字地址
存储器两个连续的字节，定义为一个字，一个字中的每个字节，都有一个字节地址，每
个字的低字节（低8位）存放在低地址中，高字节（高8位）存放在高地址中。字的地址指
低字节的地址。各位的编号方法是最低位为位0，一个字节中，最高位编号为位7；一个字
中最高位的编号为位15。
字数据在存储器中存放的格式如图2所示。

图2 字数据在存储器中的存放
地址低端

地址高端

地址低端
地址高端
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3．单元地址与容

图3
如图3，地址是00100H的字节单元的容为27H，表示为 （00100H）= 27H。

图3中字数据3427H存放在地址是00100H和00101H的两个字节单元中，其中低字
节27H在低地址的字节单元00100H中，高字节34H在高地址的字节单元00101H中，字
数据3427H的地址是低地址00100H。 地址是00100H的字单元的容为3427H，表示
为 （00100H）= 3427H
可见 一个地址既可作字节单元的地址，又可作字单元的地址，视使用情况而定。
总结：
字节单元：（00100H）=27H
字单元： （00100H）=3427H
设寄存器DS=0000H，
用MOV指令访问字节单元：MOV AL，[0100H]
用MOV指令访问字单元： MOV AX，[0100H]

三、存储器的分段

1． 为什么要分段

内容
单元地址
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8086CPU有20位地址总线，可寻址的最大存空间达1M字节，地址围为

00000H-0FFFFFH。存中每个字节单元有唯一的20位物理地址，CPU存取存中的程序和数
据必须使用20位物理地址。
问题：8086 CPU访问1MB空间的存必须有20位地址，而其部的寄存器均为16位的，
那么在传输地址时一次只能传输16位地址，即只能访问64K字节地址空间。
8086 CPU应如何提供20位地址，以寻址1MB存？
2．如何分段
为了使8086 CPU能访问到1MB存空间中任何一个单元，8086巧妙地采用了地址分
段方法（即将1MB空间分成若干个逻辑段），从而将寻址围扩大到了1MB。
分段的规则：
（1）为了能在1MB空间进行全围寻址，即可访问到1MB存储器的任何一个存储单元，
把lMB存储器分成若干段(segment)，每一段最大为64KB。
（2）在分段时，要求段起始单元的20位物理地址的低4位全为0（即是16的整数倍），

写成十六进制，最后一位应是0，即XXXX0H（X为任一个十六进制数码）。
图4 分段示意图
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分析：既然段起始地址的低4位为零，则只需将段起始地址的高16位保存到CPU部的

寄存器中（保存段起始地址的寄存器称之为段寄存器）
3．有关存地址的概念
段基址：将段起始地址的高16位称为段基址。
偏移量：段各存储单元相对段的起始单元都有一个距离，称为段偏移量，又称偏移地址
或有效地址（EA）。
因段的大小不超过64KB，所以段任何一个单元距离段首的偏移量均在0000H-FFFFH
之间，即偏移量可以用一个16位二进制数表示。
总结：段基址决定了一个段在存的开始位置（即段首地址），偏移地址描述了该单元与
段首的距离。
可见，由段基址与偏移地址可描述出一个单元在存的空间位置。例如：一个单元所在段
的段基址为1234H，该单元与段首的距离为2，该单元在存的位置表示如图5。

12340H-----段首（物理地址表示）
地址低端

地址高端
该单元所在的段基址为1234H，
它距离段首偏移2个单元

逻辑地址表示：1234H：0000H

逻辑地址表示：1234H：0002H
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图5 存单元的物理地址与逻辑地址表示

把1MB的存贮空间分成若干个逻辑段以后，对一个段的任意存贮单元，都可以用两部
分地址来描述，一部分地址为段基址，另一部分为段偏移地址(有效地址EA)，段基址和段偏
移地址都是16位二进制数，常用4位十六进制数表示。
逻辑地址：使用段基址：偏移地址表示存单元的地址形式称为逻辑地址。
上图中单元的地址用逻辑地址表示为：1234H：0002H
4．物理地址的形成
在整个1M地址空间中，存储单元的物理地址等于段起始地址加上段偏移。

已知某存储单元的逻辑地址,该单元的物理地址PA的计算方法为：物理地址=段基址
*10H+段偏移地址。
8086CPU 的总线接口部件BIU中设置了地址加法器Σ，它用来完成物理地址的计算。

图6 物理地址的形成
例1：某单元的逻辑地址为1234H:1000H，则该存储单元的物理地址为：
物理地址（PA）=段地址*10H+EA=1234H* 10H+1000H=12340H+1000H=13340H
例2：物理地址为00020H单元，其逻辑地址可以有：0000H:0020H和0001H：0010H
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可见，一个单元的物理地址是唯一的，逻辑地址确有多个。
5．信息的分段存储与段寄存器的关系
用8086汇编语言编写程序时，要把程序中的不同信息安排在不同的段。而程序中的信息
包括：程序（代码）信息；数据信息；堆栈信息。
其中，代码信息存放在代码段，其地址由CS:IP提供。
堆栈信息存放在堆栈段，其地址由SS:SP提供。
数据信息，通常情况下，存放在数据段（段基址由DS提供），当然也可以存放在附加数

据段（段地址由ES提供），其段偏移地址依据寻址方式的不同来求得。
图 7 信息的分段存储与段寄存器的关系
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其中段基址由段寄存器提供：

CS ——提供当前代码（程序）段的段基址；
DS ——提供当前数据段的段基址；
SS ——提供当前堆栈段的段基址；
ES ——提供当前附加数据段的段基址；

一个存储单元用逻辑地址表示后，CPU 访问该单元时应提供两部分地址：段基址和段
偏移地址。CPU访问存时，根据对应的操作，形成段基址和偏移地址，具体来说：
 当CPU 从存取指令时，由寄存器CS提供代码段的段基址，由指令指针寄存器IP提供指令
所在单元的偏移地址。

在取指令时，CPU会自动引用代码段寄存器CS，再加上由IP所给出的16位段偏移，得

到要取指令的物理地址。
 当进行堆栈操作时，由寄存器SS提供堆栈段的段基址，由寄存器SP提供堆栈段的段偏移地
址。

当涉及堆栈操作时，CPU会自动引用堆栈段寄存器SS，再加上由SP所给出的16位段偏

移，得到堆栈操作所需的物理地址。
 当CPU 对存储器进行数据读/写操作时，可由寄存器BX，SI，DI，BP以某种寻址方式向存
储器提供段偏移地址。

当段偏移涉及BP寄存器时，缺省引用的段寄存器为堆栈段寄存器SS。