[零基础入门学习]·12·寄存器(内存访问)·内存中字的存储·DS和[address]·字的传送

课程内容:

问题解答:

第三章 寄存器（内存访问）

第2章中，我们主要从CPU如何执行指令的角度讲解了8086CPU的逻辑结构、形成物理地址的方法、相关的寄存器以及一些指令。读者应该通过了钱一章所有的检测点，并完成了实验任务后，再开始学习当前的课程。这一章中，我们从访问内存的角度继续学习几个寄存器。

3.1 内存中字的存储

CPU中，用16位寄存器来存储一个字。高8位存放高位字节，低8位存放低位字节。在内存中存储时，由于内存单元是字节单元（一个单元存放一个字节），则一个字要用两个地址连续的内存单元来存放，这个字的低位字节存放在低地址单元中，高位字节存放在高地址单元中。比如我们从0地址开始存放20000，这种情况如图3.1所示。

3.1

在图3.1中，我们用0、1两个内存单元存放数据20000（4E20H）。0、1两个内存单元用来存储一个字，这两个单元可以看作一个起始地址为0的字单元（存放一个字的内存单元，由0、1两个字节单元组成）。对于这个字单元来说，0号单元是低地址单元，1号单元是高地址单元，则字型数据4E20H的低位字节存放在0号单元中，高位字节存放在1号单元中。同理，将2、3号单元看作一个字单元，它的起始地址为2。这个字单元中存放数据18（0012H），则2号单元中存放低位字节12H，在3号单元中存放高位字节00H。

我们提出字单元的概念：字单元，即存放一个字型数据（16位）的内存单元，由两个地址连续的内存单元组成。高地址内存单元中存放字型数据的高位字节，低地址内存单元中存放字型数据的低位字节。

在以后的课程中，我们将起始地址为N的字单元简称为N地址字单元。比如一个字单元由2、3两个内存单元组成，则这个字单元的起始地址为2，我们可以说这是2地址字单元。

问题 3.1

对于图3.1：

1. 0地址单元中存放的字节型数据是多少？
2. 0地址字单元中存放的字型数据是多少？
3. 2地址单元中存放的字节型数据是多少？
4. 2地址字单元中存放的字型数据是多少？
5. 1地址字单元中存放的字型数据是多少？

思考后看分析。

分析：

1. 0地址单元中存放的字节型数据：20H；
2. 0地址字单元中存放的字型数据：4E20H；
3. 2地址单元中存放的字节型数据：12H；
4. 2地址字单元中存放的字型数据：0012H；
5. 1地址字单元，即起始地址为1的字单元，它由1号单元和2号单元组成，用着两个单元存储一个字型数据，高位放在2号单元中，即：12H，低位放在1号单元中，即：4EH，它们组成字型数据是124EH，大小为：4686。

从上面的问题中我们看到，任何一个地址连续的内存单元，N号单元和N+1号单元，可以将它们看成两个内存单元，也可看成一个地址为N的字单元中的高位字节单元和低位字节单元。

3.2 DS和[address]

CPU要读写一个内存单元的时候，必须先给出这个内存单元的地址，在8086PC中，内存地址由段地址和偏移地址组成。8086CPU中有一个DS寄存器，通常用来存放要访问数据的段地址。比如我们要读取10000H单元的内容，可以用如下的程序段来进行。

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov al,[0]

上面的3条指令将10000H（1000:0）中的数据读到al中。

下面详细说明指令的含义。

mov al,[0]

前面我们使用mov指令，可完成两种传送：①将数据直接送入寄存器；②将一个寄存器中的内容送入另一个寄存器。

也可以使用mov指令将一个内存单元中的内容送入一个寄存器中。从哪一个内存单元送到哪一个寄存器中呢？在指令中必须明确指令。寄存器用寄存器名来指明，内存单元则需用内存单元的地址来指明。显然，此时mov指令的格式应该是：mov 寄存器名，内存单元地址。

“[...]”表示一个内存单元，“[...]”中的0表示内存单元的偏移地址。我们知道只有偏移地址是不能定位一个内存单元的，那么内存单元的段地址是多少呢？指令执行时，8086CPU自动取ds中的数据为内存单元的段地址。

再来看一下，如何用mov指令从10000H中读取数据。10000H的段地址和偏移地址表示为1000:0，我们先将段地址1000H放入ds，如何用mov al,[0]完成传送。mov指令中的[]说明操作对象是一个内存单元，[]中的0说明这个内存单元的偏移地址是0，它的段地址默认放在ds中，指令执行时，8086CPU会自动从ds中取出。

mov bx,1000H
mov ds,bx

若要用mov al,[0]完成数据从1000:0单元到al的传送，这条指令执行时，ds中的内容应为段地址1000H，所以在这条指令之前应该将1000H送入ds。

如果把一个数据送入寄存器？我们以前用类似“mov ax,1”这样的指令来完成，从理论上讲，我们可以用相似的方式：mov ds,1000H，来将1000H送入ds。可是，事实并非如此，8086CPU不支持将数据直接送入段寄存器的操作，ds是一个段寄存器，所以mov ds,1000H 这条指令是非法的。那么如何将1000H送入ds呢？只好用一个寄存器来进行中转，即先将1000H送入一个一般的寄存器，如bx，再将bx中的内容送入ds。

为什么8086CPU不支持将数据直接存入段寄存器的操作？这属于8086CPU硬件设计的问题，我们只要知道这一点就行了。

问题 3.2

写几条指令，将al中的数据送入内存单元10000H中，思考后看分析。

分析：

怎样将数据从寄存器送入内存单元？从内存单元到寄存器的格式是：“mov 寄存器名，内存单元地址”，从寄存器到内存单元则是：“mov 内存单元地址，寄存器名”。10000H可表示为1000:0，用ds存放段地址1000H，偏移地址是0，则mov [0],al 可完成从al到10000H的数据传送。完整的几条指令是：

mov bx,1000
mov ds,bx
mov [0],al

3.3 字的传送

前面我们用mov指令在寄存器和内存之间进行字节型数据的传送。因为8086CPU是16位结构，有16根数据线，所以，可以一次性传送16位的数据，也就是说可以一次性传送一个字。只有在mov指令中给出16位的寄存器就可以进行16位数据的传送了。
比如：

mov bx,1000H
mov ds,bx
mov ax,[0]          ;1000:0处的字型数据送入ax
mov [0],cx          ;cx中的16位数据送到1000:0处

问题3.3

内存中的情况如图3.2所示，写出下面的指令执行后寄存器ax,bx,cx中的值。

mov ax,1000H
mov ds,ax
mov ax,[0]
mov bx,[2]
mov cx,[1]
add bx,[1]
add cx,[2]

3.2

思考后看分析。

分析：

进行单步跟踪，看一下每条指令执行后相关寄存器中的值，见表3.1。

问题3.4

内存中的情况如图3.3所示，写出下面的指令执行后内存中的值，思考后看分析。

mov ax,1000H
mov ds,ax
mov ax,11316
mov [0],ax
mov bx,[0]
sub bx,[2]
mov [2],bx

3.3

分析：

进行单步跟踪，看一下每条指令执行后相关寄存器或内存单元中的值，见表3.2。