X86架构面试复习知识点

1、数据操作

（1）原码、补码、反码，浮点数表示方法

（2）BCD码、补码运算、溢出与判断、BCD码运算和十进制调整

（3）计算机的经典结构——冯诺依曼体系：

<1>计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五大部分组成

<2>数据和程序已二进制形式不加区别的放在存储器中，存放位置由地址决定

<3>控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程序来工作的，并由一个程序计数器来控制指令的执行

2、一台计算机的组成部分有微处理器(运算器和控制器)、存储器(RAM和ROM)、I/O设备接口(输入输出设备)和总线(地址总线、数据总线和控制总线)。

微处理器：算术逻辑单元(ALU),累加器、累加锁存器和暂存器，标志寄存器，寄存器组(专用寄存器和通用寄存器)，堆栈和堆栈指针SP，程序计数器PC(用于存放下一条要执行的指令的地址码，但代码段寄存器(CS)和指令指针寄存器(IP/EIP)结合来给出待执行指令的地址)。

存储器：又称内存和主存。按工作方式，内存分为两大类：

随机存取存储器RAM(Random Access Memory):可以被CPU随机的读写，但断电后所存储消息会消失。

只读存储器ROM(Read Only Memory):只能被CPU随机读取，而不能写入。断电后信息不会消失。

总线：数据线、地址线和控制线。在系统中，除了CPU有控制使用总线的能力外，DMA控制器和协处理器等设备也有控制和使用总线的能力，称其为“总线主控设备”

3、衡量计算机的标准：

(1)字长：计算机内部一次可以并行处理的二进制数的位数。一般一台计算机的字长决定于它的通用寄存器、内存储器、ALU的位数和数据总线的宽度。386/486的字长为32位。

(2)存储器容量：8比特(b,bit)是1字节(B,Byte),那么1024B为1KB，1024KB为1MB.

(3)运算速度：每秒钟可以执行的指令条数。有三种衡量方法：(1)MIPS(百万条指令/s)法(2)最短指令法(3)直接计算

4、X86系列的微处理器(CPU)

（1）8086是X86的第一代处理器，其数据线是16位，地址线是20位。

（2）X86的微处理器内核由执行控制单元EU(Execution Uint)和总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)构成。EU由运算器(ALU)、寄存器阵列、控制器等组成，负责指令的执行，包括算术运算、逻辑运算和16位有效地址的EA运算，然后将执行结果传输给BIU。BIU是EU与外部总线之间的接口单元，由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列组成，负责与系统总线及预处理指令打交道，并计算20位的物理地址。两者各自独立工作，采用指令流水线(并行)方式进行工作。

（3）X86的CPU内部有三组寄存器，通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。堆栈中其为双字节操作，每次进、出栈的数据均为两个字节，最大堆栈深度为64KB。标志寄存器FR中的CF为无符号数溢出的判断标志，OF为有符号数溢出的判断标志。

（4）X86系列的有20位地址，可寻址的存储空间为1MB，而其内部寄存器只有16位，即最大寻址空间为64KB。8086采用存储器分段方法，将1MB的物理存储空间分成若干逻辑段，每个逻辑段的最大长度为64KB。因此一个具体的存储单元可以由段基址和偏移量组成，且段基址的低四位为0，即可以被16整除。

采用存储器分段管理后，存储器有物理地址和逻辑地址之分。物理地址是存储器空间中的某一单元地址，用20位地址码表示，其编码范围为00000H~FFFFFH。CPU访问存储器时，地址总线送出的是物理地址，编制程序时，则采用逻辑地址。逻辑地址由段基址和段内偏移地址两部分组成，都是无符号16位二进制数。物理地址=段基址*16+偏移地址

寻址方式与指令系统

（1）数据存放的方式不外乎三种可能：

<1>操作数直接存放在指令中。对应的寻址方式称为立即数寻址。

<2>操作数在CPU的某个寄存器中。对应的寻址方式称为寄存器寻址。

<3>操作数在内存储器中。对应的寻址方式称为存储器寻址。

<4>七种寻址方式：

立即数寻址、寄存器寻址、直接寻址、寄存器间接寻址、基址寻址和变址寻址、基址变址寻址、基址变址相对寻址