ЛЕКЦИЯ 2 Программная модель микропроцессора Intel Составляющие

ЛЕКЦИЯ № 2 Программная модель микропроцессора Intel Составляющие программной модели: • пространство адресуемой памяти; • набор регистров для хранения данных общего назначения; • набор сегментных регистров; • набор регистров состояния и управления; • набор регистров сопроцессора; • набор регистров целочисленного ММХ – расширения; • набор регистров ММХ-расширения с плавающей точкой; • программный стек.

Программная модель микропроцессора Intel

Классификация регистров 1. • • • 2. • • • Пользовательские регистры: общего назначения eax/ax/ah/al, ebx/bx/bh/bl, edx/dx/dh/dl, eex/ex/eh/el, ecx/cx/ch/cl, ebp/bp, esp/sp, esi/si, edi/di; сегментные регистры cs, ds, ss, es, fs, gs; регистры сопроцессора st(0) – st(7); целочисленные регистры ММХ-расширения mmx 0 – mmx 7; регистры ММХ –расширения с плавающей точкой xmm 0 – xmm 7; Регистры состояния и управления: регистр флагов eflags/flags; регистр – указатель команды eip/ip; системные регистры.

Регистры общего назначения: • eax/ax/ah/al – (Accumulator register) регистр-аккумулятор: хранение промежуточных данных; в некоторых командах его использование обязательно и предусмотрено логикой работы машинной команды; • ebx/bx/bh/bl – (Base register) базовый регистр: хранение базового адреса некоторого объекта в памяти; • ecx/cx/ch/cl – (Count register) регистр-счетчик: применяется в командах, производящих повторяющиеся действия; • edx/dx/dh/dl – (Data register) регистр данных: для хранения промежуточных данных; регистры поддержки цепочечных операций • esi/si – (Sourse Index register) индекс источника: хранение текущего адреса элемента в цепочке-источнике; • edi/di – (Destination Index register) индекс приемника: хранение текущего адреса элемента в цепочке-приемнике; регистры поддержки работы со стеком • esp/sp – (Stack Pointer register) регистр-указатель стека: указатель на вершину стека в текущем сегменте стека; • ebp/bp – (Base Poiner register) регистр – указатель базы кадра стека: организация произвольного доступа к данным внутри стека.

Типы сегментов и закрепленные регистры: • сегмент кода – регистр cs; • сегмент данных – регистр ds; • сегмент стека – регистр ss; • дополнительные сегменты данных – регистры es, fs, gs. Регистр флагов: • флаги состояния cf, pf, af, zf, sf, of, iopl, nt; • флаг управления df; • системные флаги tf, if, rf, vm, ac, vif, vip, id.

Содержимое регистра eflags

ОРГАНИЗАЦИЯ ПАМЯТИ Модели использования памяти: • сегментированная модель; • страничная модель. Режимы работы микропроцессора: • реальный режим; • защищенный режим; • режим виртуального i 8086; • режим системного управления. Сегментация – механизм адресации, обеспечивающий существование нескольких независимых адресных пространств как в пределах одной задачи, так и в системе в целом, для защиты задач от взаимного влияния. Сегмент – независимый, поддерживаемый на аппаратном уровне блок памяти.

Модели сегментированной организации памяти микропроцессора Intel

Формирование физического адреса в реальном режиме

Основные типы данных микропроцессора

Основные логические типы данных микропроцессора

Формат команд 1. Поле префиксов – элемент команды, который уточняет либо модифицирует действие этой команды в следующих аспектах: • замена сегмента по умолчанию; • изменение размерности адреса; • изменение размерности операнда; • указание на необходимость повторения. 2. Поле кода операции – определяет действие данной команды. 3. Поле операндов (от 0 до 2). 4. Возможные сочетания операндов • регистр – регистр; • регистр – память; • память – регистр; • непосредственный операнд – память.

Прерывание – временное прекращение основного процесса для выполнения некоторых незапланированных или запланированных действий, вызываемых работой аппаратуры или программы. Классификация прерыванпий • аппаратные (асинхронные); • программные (синхронные); • исключения.