伪指令EVEN操作机理的问题分析论文

关于汇编伪指令EVEN操作机理的问题分析论文

　　汇编语言属于低级语言范畴，是一种面向机器的、功能很强的程序设计语言。它具有目标代码简短，占用内存少，执行速度快等优点。

　　汇编语言指令是机器指令的一种符号表示，不同类型的CPU就有不同的机器指令系统，也就有不同的汇编语言。除了同系列、不同型号CPU之间的汇编语言程序有一定程度的可移植性之外，其他不同类型CPU之间的汇编语言程序是无法移植的。

　　正因为汇编语言具有“与机器相关性”的特性，程序员使用汇编语言编写程序时，可以对机器内部的各种资源进行合理的安排，编写出高效且需要对机器硬件精确控制的程序。所以掌握计算机系统的硬件结构对学习汇编语言具有很大帮助。

　　在学习《汇编语言程序设计》课程时，有一条对准伪指令EVEN，其作用就是将下一个字节的地址设置为偶数，并且指出一个字的地址最好从偶地址开始。但其原因却并没有过多给以说明。因此，学生对它的功能比较茫然，为了充分说明该伪指令的功能，该文从8086微机系统的存储器组织结构着手，详细阐述这个问题。

　　1 存储器中的数据组织

　　在计算机系统中，作为一个整体存入或取出内存储器的数据称为“存储字”。例如：8位计算机的存储字是8位字长（1个字节）；16位计算机的存储字是16位字长（2个字节）……

　　对于内存储器的字长（一个存储单元所包含二进制代码的个数），如果和主机的字长相同，则一个存储单元存放一个存储字，存储字的地址就是存储单元的地址，这种存储器称为“字编址结构”。但在微机系统中，内存储器一般都是以字节作为基本存储单元。这样，对16位字长以及16位以上字长的计算机，一个存储字将被存放在几个连续的存储单元中，这种存储器称为“字节编址结构”。

　　2 8086微机系统的存储器组织结构

　　8086 CPU有16条数据线，20条地址线，可直接寻址1M字节的内存储器地址空间，而这1M字节的存储器地址空间是按字节顺序排列的。由于8086是16位的微型计算机，而在16微机系统中，CPU除了可以对一个字节（8位）操作外，还可以进行一个字（16位）的操作。为了能满足一次访问一个整字又能访问一个字节的要求，在8086微机系统中，1M字节的存储器地址空间实际分成两个512K字节的存储体——“偶存储体”和“奇存储体”。两个存储体之间采用字节交叉编址方式。

　　对于任何一个存储体，只需要19条地址线（A19—A1）就可以直接寻址，剩下1条地址线（A0）用来区分当前访问的是哪一个存储体，A0=0时，表示访问的是偶存储体；A0=1时，表示访问的是奇存储体。

　　在8086微机系统中，读写一个字节的信息时，可以直接采用上述方法进行操作，但读写一个整字的信息时，则需要同时访问两个存储体，在这种情况下，若只用A0的取值来控制读写操作显然就不行了。为此，在8086微机系统中，又增加一个总线高位有效控制信号。当有效时（低电平有效），选定奇存储体，体内地址由A19—A1确定；当A0=0时，选定偶存储体，体内地址同样由A19—A1确定。奇存储体和数据总线高8位（D15—D8）连接，偶存储体和数据总线低8位（D7—D0）连接。有时候，奇存储体称为高字节存储体，偶存储体称为低字节存储体。因此，在8086微机系统中，允许CPU访问任何一个存储体，读写一个字节的信息或同时访问两个存储体读写一个整字的信息。

　　3 8086微机系统的存储器读/写操作

　　8086CPU访问存储器时，在一个总线周期内，既可以访问一个字节，也可以访问一个整字。

　　（1）字节访问。

　　当8086CPU访问一个字节信息时，可以分为两种情况：

　　①如果访问的字节是偶地址，则数据总线低8位（D7—D0）和偶存储体之间直接进行数据传送。

　　②如果访问的字节是奇地址，则数据总线高8位（D15—D8）和奇存储体之间直接进行数据传送。

　　由上可以看出，无论哪种情况，在一个总线周期内，都可以完成访问一个字节的操作。

　　（2）整字访问。

　　从上表可见，8086CPU能同时访问奇存储体和偶存储体中的一个字节，以组成一个16位存储字。此时，也有两种情况：

　　①如果要访问的一个字的低8位字节存放在偶存储体中，高8位字节存放在奇存储体中，以这种方式存放的一个字称为规则字。从上面分析可知，这时不需要字节交换地址交叉，直接就可以进行数据传送。因而，只需经过一个总线周期就可完成对一个规则字的访问。

　　②如果要访问的一个字的高8位字节存放在偶存储体中，低8位字节存放在奇存储体中，以这种方式存放的一个字称为非规则字。从上面分析可知，这时需要字节交换，才可以进行数据传送。因而，需要经过两个总线周期才可完成对一个非规则字的访问。

　　对于以非规则字方式存放的一个字的操作过程是这样的（以写操作为例）：在第一个总线周期内，送出奇地址（A0=1），同时发出=0信号，然后由8086 CPU把该字的低8位传送到数据总线的高8位（注意：此时发生了字节交换），写入存储器的奇存储体；然后，在第二个总线周期内，8086 CPU又发出一个由该奇地址加1的偶地址，此时A0=0，=1，8086 CPU把该字的高8位传送到数据总线的低8位（注意：此时又发生了字节交换），写入存储器的偶存储体。这样，经过二次存储器访问，才能把一个非规则字写入存储器的奇地址字单元。

　　4 结语

　　通过上面的分析，我们说可以得到如下的结论，在8086微机系统中，对于按字的读写操作（比如字数组），应尽可能地使要操作的数据，以规则字的方式存放在存储器中，这样，可以在一个总线周期内，完成一个字的读写操作，否则的话就需要用二个总线周期，从而使指令的执行时间延长。因此，在编写汇编语言源程序时，涉及到操作多字的时候，往往在存放多字的前面，插入一条伪指令EVEN，目的就是使字的地址从偶地址开始，既使该字成为规则字。

　　对于16位微机系统中，一个字存入存储器要占有相继的两个字节，存放时，低位字节存入低地址，高位字节存入高地址，这样两个字节单元就构成了一个字单元，字单元的地址采用它的低地址来表示。

　　例如：1：MOV AX，

　　2；MOV AX，

　　从上面的分析可知，第一条指令中的操作数是以规则字的                形式存放的，用一个总线周期的时间，就可以把操作数从存储器中取出。第二条指令中的操作数是以非规则字的形式存放的，要用二个总线周期的时间，才可以把操作数从存储器中取出。因此，执行第一条指令所需的时间要比执行第二条指令所需的时间少。

　　32位微机系统中存储器接口是16位的扩展，数据总线有32位，故有4个存储体，每个存储体占1GB存储空间，存储体选择线通过字节允许线BE#0—BE#3实现，每个存储体要有独立的写通信号。操作机理与8086微机系统基本一致。

　　参考文献

　　沈美明.80X86汇编语言程序设计. 北京：清华大学出版社，2000.

　　周明德.微型计算机系统原理及应用.北京：清华大学出版社，2005.

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