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2.5 外部设备
计算机运行时的程序和数据以及所产生的的结果都要通过输入/输出设备与人交互,或者保存在大容量的外存储器中,因此输入/输出设备(或简称外部设备)是计算机必不可少的组成部分,对外设进行有效的管理和信息传输是汇编语言的重要应用领域之一。
从图2.1可见,外部设备与主机(微处理器和存储器)的通信是通过外设接口进行的。每个接口包括一组寄存器。一般说来,这些寄存器有三种不同的用途:
1. 数据寄存器:用来存放要在外设和主机间传送的数据,这种寄存器实际上起缓冲器的作用。
2. 状态寄存器:用来保存外部设备或接口的状态信息,以便微处理器在必要时测试外设状态,了解外设的工作情况。
3. 命令寄存器:CPU给外设或接口的控制命令通过此寄存器送给外部设备。例如,CPU要启动磁盘工作,必须发出启动命令等。
各种外部设备都有以上三种类型的寄存器,只是每个接口所配备的寄存器数量是根据设备的需要确定的。
为了便于主机访问外设,外设中的每个寄存器给予一个端口地址(又称端口号),由这些端口地址组成了一个独立于内存储器的I/O地址空间。80x86的I/O地址空间可达64KB,所以端口地址的范围是0000~FFFFH,用16位二进制代码来表示。端口可以是8位或16位。
在80x86系列机中,由于I/O地址空间是独立编址的,所以系统提供了访问外设的输入/输出指令IN和OUT。
为了便于用户使用外设,8086提供了两种类型的例行程序供用户调用。一种是BIOS(Basic Input/Output System),另一种是DOS(Disk Operating System)功能调用。它们都是系统编制的子程序,通过中断方式转入所需要的子程序去执行。用户通过调用DOS或BIOS例行程序来实现对外设的访问,降低了程序设计的复杂程度,缩短了开发周期。
【本章小结】
1.计算机系统
计算机系统包括硬件和软件两部分。硬件结构包括80X86微处理器、存储器和I/O子系统,这三个主要部分由系统总线连接在一起。软件分为系统软件和应用软件。操作系统是系统软件的核心,主要对系统的硬、软件资源进行管理,其中汇编程序是将汇编语言程序翻译成机器语言程序的一种系统程序。
2.存储器
存储器以字节为单位存储信息,一个字节单元对应一个地址编码,地址码用无符号整数来表示。8086微型机既能处理8位数据(字节),也能处理16位数据(字),字数据存储在连续的两个字节单元中。
存储空间在逻辑上分为代码段、数据段、附加段和堆栈段,每个段可寻址64KB,段的起始地址分别由段寄存器CS、DS、ES、SS给出,段内地址称为偏移地址。
存储器单元的物理地址(20位)的计算:物理地址=段地址×24+偏移地址。
存储器的分段是很灵活的,各段之间可以相互独立,也可以互相重叠。
3.8086寄存器组
8086寄存器按功能可分为:①通用数据寄存器(AX、BX、CX、DX、AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL)②指针及变址寄存器(SP、BP、SI、DI)③段寄存器(CS、DS、ES、SS)④专用寄存器(IP、FLAGS)
4.外部设备
外设接口负责微处理器对I/O设备的控制和信息的传送,每个接口包括一组寄存器,分别存放控制信息、状态信息和数据信息。
外设中的寄存器都分配一个端口地址,CPU与外设交换信息用两条专门的输入输出指令IN和OUT来完成。
BIOS和DOS功能调用是系统提供给用户的例行程序,这些例行程序给程序员提供了易于使用的直接对硬件操作的子功能,程序员编程时可直接中断调用这些功能,而不必了解硬件操作的具体细节。
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