汇编语言学习笔记(二)内存

一、汇编语言学前须知

• 想要学好汇编语言,首先要对CPU等硬件结构有一定的了解.

• 软件 \ 程序 的执行过程
  

  软件\程序的执行过程.png

• 最为关键的是要了解CPU 和 内存.

• 在学习汇编语言的过程中,遇到的绝大部分指令都是跟内存CPU相关的指令.

二、总线

• 每一个CPU芯片都有许多的管脚,这些管脚和总线相连,CPU通过总线和外部器件进行交互.
• 总线: 一根根的导线的集合.
• 总线的分类:

地址总线	数据总线	控制总线

总线.png

CPU 从内存的3号单元读取数据的过程.

CPU数据操作过程.png

• 地址总线

(1)它的宽度决定了CPU的寻址能力
(2)8086的地址总线宽度是20,所有他的寻址能力是1M (2²⁰)

• 数据总线

(1)他的宽度决定了CPU单次数据传送量,也就是数据的传送速度.
(2)8086 的数据总线宽度是16,所以单次最大传送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,分别向内存中写入89D8H.
  8088CPU 分两次传送89D8H,第一次传送D8,第二传入89.

8088CPU.png 8086CPU.png

四、思考

• 1个CPU的寻址能力为8KB,那么他的地址总线宽度为 13

• 8080 8088 80286 80386 的地址总线宽度分别为: 16根\20根\24根\32根,则他们的寻址能力分别为: 64KB 1MB 16MB 4GB

• 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,则他们一次的数据传送能力为: 1B 1B 2B 2B 4B

• 从内存中读取 1024 字节的数据,8086至少读** 512** 次,80386 至少读取256次.

五、内存

• 各种存储器的逻辑连接情况

  
  存储器逻辑结构.png

• 所有的内存单元都有唯一的地址,叫做物理地址

• 各类存储器的物理地址情况

  • 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 2²⁰ 个不同的内存单元(内存地址范围: 0x00000 ~ 0xfffff),所以8086的内存空间大小为1MB.
  • 0x00000 ~0x9ffff: 主存储器,可读可写
  • 0xAffff ~ 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.

8086内存地址划分.png Snip20180130_8.png

六 8086的寻址方式

古怪的寻址方式

• CPU 访问内存单元时,要给出内存单元的地址

• 8086 有20位(根)地址总线,可以传送20位的地址,即1M的寻址能力.

• 但是,但是 8086 又是16位的CPU结构,他的内存能一次性处理\传输\暂时存储的地址为16位.如果将地址从内部简单的发出,那么他只能送出16位的地址,表现出来的寻址能力只有64KB.

• 8086 采用一种在内部用2个16位地址合成的方法来生成一个20位的物理地址
  

  8086CPU地址合成原理.png

• 地址加法器采用 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.例如: 8086CPU 要访问地址为123C8H 的内存单元,此时地址加法器的工作过程:

地址加法器的工作过程.png

地址合成:
段 地 址: 1200H (16位)
偏移地址: 1000H (16位)
物理地址 = 段地址 x 16 + 偏移地址
物理地址 = 段地址 x 10H + 偏移地址
物理地址 = 1200H x 10H + 1000H = 12000H + 1000H = 13000H

• 疑问

  
  段地址与偏移地址的组合.png

七 内存的分段管理

• 8086 是用起始地址 (端地址 X 16 ) + 偏移地址 = 物理地址 的方式给出物理地址.
• 为了开发方便,我们可以采用分段的方式来管理内存,比如:
  -地址为10000H ~ 100FFH的内存单元组成一个段,该段的起始地址为10000H, 段地址为 1000H 大小为 100H. (00H ~ FFH 大小就是100H)

内存地址的分段.png

• 偏移地址为16位,16位地址的寻址能力是64kB ,所以一个段的最大是64KB.

Snip20180130_23.png