Chức năng chính của tập các thanh ghi (Registers) là: A. Điều khiển nhận lệnh B. Giải mã lệnh và thực thi lệnh C. Vận chuyển thông tin giữa các thành phần bên trong máy tính D. Chứa các thông tin phục vụ cho hoạt động của CPU Hướng dẫn Chọn D là đáp án đúng
Intel-8086 là một CPU 16 bit (bus dữ liệu ngoại có 16 dây). Nó được dùng để chế tạo các máy vi tính PC-AT đầu tiên của hãng IBM vào năm 1981. Trong thực tế, hãng IBM đã dùng CPU 8088 (là một dạng của CPU 8086 với bus số liệu giao tiếp với ngoại vi là 8 bit) để chế tạo máy vi tính cá nhân đầu tiên gọi là PC-XT. Cho đến nay CPU 8086 đã không ngừng cải tiến và đã trải qua các phiên bản 80186, 80286, 80386, 80486, Pentium (80586), Pentium Pro, Pentium MMX, Pentium II, III, 4. Các CPU trên tương thích từ trên xuống (downward compatible) nghĩa là tập lệnh của các CPU mới chế tạo gồm các tập lệnh của CPU chế tạo trưóc đó được bổ sung thêm nhiều lệnh mạnh khác. Cấu trúc tổng quát của CPU-8086 có dạng như hình 1.1, gồm 2 bộ phận chính là: Bộ thực hiện lệnh và bộ phận giao tiếp bus. 1. Bộ phận thực hiện lệnh (EU): Thi hành các tác vụ mà lệnh yêu cầu như: Kiểm soát các thanh ghi (đọc/ghi), giải mã và thi hành lệnh. Trong EU có bộ tính toán và luận lý (ALU) thực hiện được các phép toán số học và luận lý. Các thanh ghi đa dụng là các ô nhớ bên trong CPU chứa dữ liệu tương tự như ô nhớ trong bộ nhớ. Cờ cũng là một thanh ghi dùng để ghi lại trạng thái hoạt động của ALU. Thanh ghi lệnh chứa nội dung lệnh hiện tại mà CPU đang thực hiện. Các thanh ghi và bus trong EU đều là 16 bit. EU không kết nối trực tiếp với bus hệ thống bên ngoài. Nó lấy lệnh từ hàng chờ lệnh mà BIU cung cấp. Khi có yêu cầu truy xuất bộ nhớ hay ngoại vi thì EU yêu cầu BIU làm việc. BIU có thể tái định địa chỉ để cho phép EU truy xuất đầy đủ 1 MB (8086 có 20 đường địa chỉ ngoại). 2. Bộ giao tiếp bus (BIU): BIU thực hiện chức năng giao tiếp giữa EU với bên ngoài (Bộ nhớ, thiết bị ngoại vi …) thông qua hệ thống BUS ngoại (bus dữ liệu và bus địa chỉ). BIU thực hiện tất cả các tác vụ về bus mỗi khi EU có yêu cầu. Khi EU cần trao đổi dữ liệu với bên ngoài, BIU sẽ tính toán địa chỉ và truy xuất dữ liệu để phục vụ theo yêu cầu EU. Trong BIU có 5 thanh ghi CS, DS, ES, SS và IP chứa địa chỉ. Thanh ghi IP chứa địa chỉ của lệnh sẽ được thi hành kế tiếp nên gọi là con trỏ lệnh. EU và BIU liên lạc với nhau thông qua hệ thống bus nội. Trong khi EU đang thực hiện lệnh thì BIU lấy lệnh từ bộ nhớ trong nạp đầy vào hàng chờ lệnh (6 bytes). Do đó EU không phải đợi lấy lệnh từ bộ nhớ. Đây là một dạng đơn giản của cache để tăng tốc độ đọc lệnh.  Hình 1.1: Sơ đồ khối của CPU 8086
Thanh ghi (register) là thành phần lưu trữ dữ liệu bên trong CPU, mỗi thanh ghi có độ dài nhất định (16 bit hoặc 8 bit) và được nhận biết bằng một tên riêng. Tùy vào độ dài và chức năng mà thanh ghi có công dụng chứa dữ liệu hoặc kết quả của phép toán, hoặc là các địa chỉ dùng để định vị bộ nhớ khi cần thiết. Nội dung của thanh ghi được truy xuất thông qua tên riêng của nó, do đó tên thanh ghi là từ khóa quan trọng cần phải lưu ý trong lập trình. CPU-8086 có 16 thanh ghi, mỗi thanh ghi là 16 bit, có thể chia 4 nhóm sau:
CS: Thanh ghi đoạn mã lệnh, lưu địa chỉ đoạn chứa mã lệnh chương trình của người sử dụng DS: Thanh ghi đoạn dữ liệu, lưu địa chỉ đoạn chứa dữ liệu (các biến) trong chương trình. ES: Thanh ghi đoạn dữ liệu thêm, lưu địa chỉ đoạn chứa dữ liệu thêm trong chương trình. SS: Thanh ghi đoạn ngăn xếp, lưu địa chỉ đoạn của vùng ngăn xếp.
Thông thường bốn thanh ghi này có thể chứa những giá trị khác nhau, do đó chương trình có thể được truy cập trên bốn đoạn khác nhau và chương trình chỉ có thể truy cập cùng 1 lúc tối đa bốn đoạn. Mặc khác, đối với những chương trình nhỏ, chỉ sử dụng 1 đoạn duy nhất, khi đó cả bốn thanh ghi đều chứa cùng giá trị địa chỉ đoạn, gọi là đoạn chung.
AX : Là thanh ghi tích lũy cơ bản. Mọi tác vụ vào/ra đều dùng thanh ghi này, tác vụ dùng số liệu tức thời, một số tác vụ chuỗi ký tự và các lệnh tính toán đều dùng thanh AX. BX: Thanh ghi nền dùng để tính toán địa chỉ ô nhớ. CX: Là thanh ghi đếm, thường dùng để đếm số lần trong một lệnh vòng lặp hoặc lệnh xử lý chuổi ký tự. DX: Thanh ghi dữ liệu, thường chứa địa chỉ của một số lệnh vào/ra, lệnh tính toán số học (kể cả lệnh nhân và chia). Mỗi thanh ghi 16 bit có thể chia đôi thành 2 thanh ghi 8 bit. Do đó, CPU-8086 có 8 thanh ghi 8 bit là: AH, AL; BH, BL; CH, CL; DH, DL (thanh ghi AH và AL tương ứng với byte cao và byte thấp của thanh ghi AX, tương tự cho các thanh ghi 8 bit còn lại). Ví dụ: AX = 1234h => AH = 12h, AL = 34h
SI : Thanh ghi chỉ số nguồn DI : Thanh ghi chỉ số đích BP: Thanh ghi con trỏ nền dùng để lấy số liệu từ ngăn xếp. SP : Thanh ghi con trỏ ngăn xếp luôn chỉ vào đỉnh ngăn xếp.
SI và DI chứa địa chỉ độ dời của ô nhớ tương ứng trong đoạn có địa chỉ chứa trong DS hoặc ES (dữ liệu, còn gọi là Biến). Còn BP và SP chứa địa chỉ độ dời của ô nhớ tương ứng trong đoạn có địa chỉ chứa trong SS, dùng để thâm nhập số liệu trong ngăn xếp.
Thanh ghi cờ được chia thành hai nhóm:
Dự trữ Hình 1.2: Cấu trúc thanh ghi Cờ
Bảng 1.1: Ý nghĩa cờ
Trạng thái tràn có thể không xảy ra (nếu không tràn) hoặc xảy ra (nếu tràn có dấu, tràn không dấu, đồng thời tràn có dấu và không dấu). Nói chung là có 2 trạng thái tràn: Tràn không dấu và Tràn có dấu. Lưu ý: Nếu một giá trị có MSB=1 (bit dấu) thì CPU luôn luôn cho đó là số có dấu. a. Tràn không dấu: CF=1 Ví dụ: ADD AX, BX ; với AX = 0FFFFh, BX = 1
b. Tràn có dấu: OF = 1 Ví dụ: ADD AX, BX ; với AX = BX = 7FFFh = 32767
|
