一個(gè)典型的CPU（此處討論的不是某一具體的CPU）由運(yùn)算器、控制器、寄存器（CPU工作原理）等器件構(gòu)成，這些器件靠?jī)?nèi)部總線相連。

匯編基礎(chǔ)1里面所說的總線，相對(duì)于CPU內(nèi)部來說是外部總線。內(nèi)部總線實(shí)現(xiàn)CPU內(nèi)部各個(gè)器件之間的聯(lián)系，外部總線實(shí)現(xiàn)CPU和主板上其他器件的聯(lián)系。簡(jiǎn)單地說，在CPU中：

• 運(yùn)算器進(jìn)行信息處理；
• 寄存器進(jìn)行信息存儲(chǔ)：
• 控制器控制各種器件進(jìn)行工作；
• 內(nèi)部總線連接各種器件，在它們之間進(jìn)行數(shù)據(jù)的傳送。

對(duì)于一個(gè)匯編程序員來說，CPU中的主要部件是寄存器。寄存器是CPU中程序員可以用指令讀寫的部件。程序員通過改變各種寄存器中的內(nèi)容來實(shí)現(xiàn)對(duì)CPU的控制。
不同的CPU，寄存器的個(gè)數(shù)、結(jié)構(gòu)是不相同的。8086CPU有14個(gè)寄存器，每個(gè)寄存器有一個(gè)名稱。這些寄存器是：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、CS、SS、DS、ES、PSW。我們不對(duì)這些寄存器進(jìn)行一次性的介紹，在課程的進(jìn)行中，需要用到哪些寄存器，再介紹哪些寄存器。

2.1 通用寄存器

8086CPU的所有寄存器都是l6位的，可以存放兩個(gè)字節(jié)。AX、BX、CX、DX這4個(gè)寄存器通常用來存放一般性的數(shù)據(jù)，被稱為通用寄存器。
以AX為例，寄存器的邏輯結(jié)構(gòu)如圖所示。

一個(gè)16位寄存器可以存儲(chǔ)一個(gè)16位的數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)在寄存器中的存放情況如圖2.2所示。

想一想，一個(gè)16位寄存器所能存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)的最大值為多少？

8086CPU的上一代CPU中的寄存器都是8位的，為了保證兼容，使原來基于上代CPU編寫的程序稍加修改就可以運(yùn)行在8086之上，8086CPU的AX、BX、CX、DX這4個(gè)寄存器都可分為兩個(gè)可獨(dú)立使用的8位寄存器來用：

• AX可分為AH和AL；
• BX可分為BH和BL；
• CX可分為CH和CL；
• DX可分為DH和DL；

以AX為例，8086CPU的16位寄存器分為兩個(gè)8位寄存器的情況如下圖所示。

AX的低8位（0位~7位）構(gòu)成了AL寄存器，高8位（8位~15位）構(gòu)成了AH寄存器。

AH和AL寄存器是可以獨(dú)立使用的8位寄存器。下圖展示了16位寄存器及它所分成的兩個(gè)8位寄存器的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的情況

2.2 字在寄存器中的存儲(chǔ)

出于對(duì)兼容性的考慮，8086CPU可以一次性處理以下兩種尺寸的數(shù)據(jù)。

• 字節(jié)：記為byte，一個(gè)字節(jié)由8個(gè)bit組成，可以存在8位寄存器中。
• 字：記為word，一個(gè)字由兩個(gè)字節(jié)組成，這兩個(gè)字節(jié)分別稱為這個(gè)字的高位字節(jié)和低位字節(jié)，如圖2.5所示。

一個(gè)字可以存在一個(gè)16位寄存器中，這個(gè)字的高位字節(jié)和低位字節(jié)自然就存在這個(gè)寄存器的高8位寄存器和低8位寄存器中。如圖2.4所示，一個(gè)字型數(shù)據(jù)20000，存在AX寄存器中，在AH中存儲(chǔ)了它的高8位，在AL中存儲(chǔ)了它的低8位。AH和AL中的數(shù)據(jù)，既可以看成是一個(gè)字型數(shù)據(jù)的高8位和低8位，這個(gè)字型數(shù)據(jù)的大小是20000；又可以看成是兩個(gè)獨(dú)立的字節(jié)型數(shù)據(jù)，它們的大小分別是78和32。

關(guān)于數(shù)制的討論

任何數(shù)據(jù)，到了計(jì)算機(jī)中都是以二進(jìn)制的形式存放的。為了描述不同的問題，又經(jīng)常將它們用其他的進(jìn)制來表示。比如圖2.4中寄存器AX中的數(shù)據(jù)是0100111000100000，這就是AX中的信息本身，可以用不同的邏輯意義來看待它。可以將它看作一個(gè)數(shù)值，大小是20000。

當(dāng)然，二進(jìn)制數(shù)0100111000100000本身也可表示一個(gè)數(shù)值的大小，但人類習(xí)慣的是十進(jìn)制，用十進(jìn)制20000表示可以使我們直觀地感受到這個(gè)數(shù)值的大小。
十六進(jìn)制數(shù)的一位相當(dāng)于二進(jìn)制數(shù)的四位，如0100111000100000可表示成：4（0100）、E（1110）、2（0010）、0（0000）四位十六進(jìn)制數(shù)。
由于一個(gè)內(nèi)存單元可存放8位數(shù)據(jù)，CPU中的寄存器又可存放m個(gè)8位的數(shù)據(jù)。也就是說，計(jì)算機(jī)中的數(shù)據(jù)大多是由1-N個(gè)8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的。很多時(shí)候，需要直觀地看出組成數(shù)據(jù)的各個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)的值，用十六進(jìn)制來表示數(shù)據(jù)可以直觀地看出這個(gè)數(shù)據(jù)是由哪些8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的。比如20000寫成4E20就可以直觀地看出，這個(gè)數(shù)據(jù)是由4E和20兩個(gè)8位數(shù)據(jù)構(gòu)成的，如果AX中存放4E20，則AH里是4E，AL里是20.這種表示方法便于許多問題的直觀分析。在以后的課程中，我們多用十六進(jìn)制來表示一個(gè)數(shù)據(jù)。
在以后的課程中，為了區(qū)分不同的進(jìn)制，在十六進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)的后面加H，在二進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)后面加B，十進(jìn)制表示的數(shù)據(jù)后面什么也不加。如：可用3種不同的進(jìn)制表示圖2.4中AX里的數(shù)據(jù)，十進(jìn)制：20000，十六進(jìn)制：4E20H，二進(jìn)制：0100111000100000B。

2.3 幾條匯編指令

通過匯編指令控制CPU進(jìn)行工作，看一下表2.1中的幾條指令。

注意，為了使具有高級(jí)語言基礎(chǔ)的讀者更好地理解指令的含義，有時(shí)會(huì)用文字描述和高級(jí)語言描述這兩種方式來描述一條匯編指令的含義。在寫一條匯編指令或一個(gè)寄存器的名稱時(shí)不區(qū)分大小寫。如：mov ax，18和MOV AX，18的含義相同；bx和BX的含義相同。

接下來看一下CPU執(zhí)行表2.2中所列的程序段中的每條指令后，對(duì)寄存器中的數(shù)據(jù)進(jìn)行的改變。

上表標(biāo)紅的數(shù)據(jù)為什么不是1044CH嗎？為什么是044CH？

程序段中的最后一條指令add ax，bx，在執(zhí)行前ax和bx中的數(shù)據(jù)都為8226H，相加后所得的值為：1044CH，但是ax為16位寄存器，只能存放4位十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)，所以最高位的1不能在ax中保存，ax中的數(shù)據(jù)為：044CH。

程序段中的最后一條指令add al，93H，在執(zhí)行前，al中的數(shù)據(jù)為C5H，相加后所得的值為：158H，但是al為8位寄存器，只能存放兩位十六進(jìn)制的數(shù)據(jù)，所以最高位的1丟失，ax中的數(shù)據(jù)為：0058H。（這里的丟失，指的是進(jìn)位值不能在8位寄存器中保存，但是CPU并不真的丟棄這個(gè)進(jìn)位值，關(guān)于這個(gè)問題，將在后面的文章中討論。）

注意，此時(shí)al是作為一個(gè)獨(dú)立的8位寄存器來使用的，和ah沒有關(guān)系，CPU在執(zhí)行這條指令時(shí)認(rèn)為ah和al是兩個(gè)不相關(guān)的寄存器。不要錯(cuò)誤地認(rèn)為，諸如add al，93H的指令產(chǎn)生的進(jìn)位會(huì)存儲(chǔ)在ah中，addal，93H進(jìn)行的是8位運(yùn)算。
如果執(zhí)行addax，93H，低8位的進(jìn)位會(huì)存儲(chǔ)在ah中，CPU在執(zhí)行這條指令時(shí)認(rèn)為只有一個(gè)16位寄存器ax，進(jìn)行的是16位運(yùn)算。指令add ax，93H執(zhí)行后，ax中的值為：0158H。

此時(shí)，使用的寄存器是16位寄存器ax，add ax，93H相當(dāng)于將ax中的16位數(shù)據(jù)00c5H和另一個(gè)16位數(shù)據(jù)0093H相加，結(jié)果是16位的0158H。

在進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送或運(yùn)算時(shí)，要注意指令的兩個(gè)操作對(duì)象的位數(shù)應(yīng)當(dāng)是一致的，例如：

mov ax,bx
mov bx,cx
mov ax,18H
mov al,18H
add ax,bx
add ax,20000

等都是正確的指令

而：
mov ax，b1（在8位寄存器和16位寄存器之間傳送數(shù)據(jù)）

mov bh，ax（在16位寄存器和8位寄存器之間傳送數(shù)據(jù)）

mov a1，20000（8位寄存器最大可存放值為255的數(shù)據(jù)）

add al，100H（將一個(gè)高于8位的數(shù)據(jù)加到一個(gè)8位寄存器中）

等都是錯(cuò)誤的指令，錯(cuò)誤的原因都是指令的兩個(gè)操作對(duì)象的位數(shù)不一致。