8086 CPU 结构考前梳理：BIU/EU、寄存器与物理地址计算

微机原理这门课的计算题和概念题，一大半落在 8086 的内部结构上。把 BIU/EU 的分工、寄存器的分组与惯用法、标志位的置位条件、物理地址计算这几块吃透，卷面上大部分题目就有底了。这篇按考点顺序把 8086 的结构过一遍，最后附一份易错点清单。

一、BIU 与 EU：取指和执行为什么能重叠

8086 内部分成两个独立工作的部件：

• BIU（总线接口部件）：负责所有总线操作——取指令、读写内存和端口。它管理 4 个段寄存器、指令指针 IP、地址加法器（负责把段基址和偏移合成 20 位物理地址）和 6 字节的指令队列。
• EU（执行部件）：负责译码和执行指令，包含通用寄存器、ALU 和标志寄存器。

EU 执行一条指令的同时，BIU 可以继续取下一条指令往队列里填，这就是 8086 上“取指与执行重叠”的流水线雏形。两个常考细节：

1. 指令队列 6 字节；一旦执行转移类指令（JMP/CALL/INT/RET 等），队列里预取的内容全部作废，重新填装。
2. EU 需要访问内存时，BIU 会先完成手头正在进行的取指周期，再响应 EU 的访存请求。

二、寄存器分组与惯用法

几个绑定关系要记死：LOOP 的计数器默认 CX；DIV 的被除数默认 AX（16 位）或 DX:AX（32 位），商在 AL/AX，余数在 AH/DX；串操作源地址 DS:SI、目的地址 ES:DI。

三、标志位：6 个状态位 + 3 个控制位

状态位记录运算结果的特征：

• CF 进位：无符号数运算最高位有进位/借位。8 位加法 0FFH + 01H → CF=1
• PF 奇偶：结果低 8 位中 1 的个数为偶数 → PF=1
• AF 辅助进位：低 4 位向高 4 位进位（BCD 调整指令用）
• ZF 零：结果为 0 → ZF=1
• SF 符号：最高位为 1 → SF=1
• OF 溢出：有符号数运算结果超出表示范围。8 位加法 7FH + 01H → OF=1 而 CF=0

控制位由指令设置：

• TF 陷阱：TF=1 时单步执行，每条指令产生一次类型 1 中断（调试用）
• IF 中断允许：IF=1 才响应可屏蔽中断 INTR；STI 置 1、CLI 清 0
• DF 方向：串操作步进方向；STD 递减、CLD 递增

最容易混的是 CF 和 OF：CF 管无符号、OF 管有符号，同一次加法两者可能同时为 1，也可能只有一个为 1。判断方法是把操作数分别按无符号、有符号两种解释各判一次。

四、物理地址 = 段基址 × 16 + 偏移

8086 地址线 20 根，寻址空间 1MB（00000H–FFFFFH），但寄存器只有 16 位，于是用“段：偏移”两个 16 位数合成 20 位物理地址：

物理地址 = 段寄存器 × 10H + 偏移   （等价于段基址二进制左移 4 位再加偏移）

例：CS = 1234H，IP = 5678H
物理地址 = 12340H + 5678H = 179B8H

由此推出几条常考结论：

1. 每段最大 64KB（偏移 16 位）；
2. 段起始地址必须能被 16 整除（段基址低 4 位为 0），这样的地址叫小节边界，1MB 空间共有 64K 个小节；
3. 段与段可以重叠；同一个物理地址可以对应无数个“段：偏移”组合，如 1000H:0000H 与 0F00H:1000H 都指向 10000H；
4. 默认搭配：取指令用 CS:IP，栈操作用 SS:SP，串操作目的用 ES:DI。

五、易错点清单

1. SP 指向栈顶，BP 默认段是 SS；栈向低地址生长：PUSH 先 SP−2 再存数，POP 先取数再 SP+2。
2. CX 只有在 LOOP 和串操作重复前缀里才被硬件当计数器，其余场合就是普通寄存器。
3. MOV IP, xxx 是非法的——改 IP 只能靠 JMP/CALL/RET/中断返回这类控制转移指令。
4. “段基址能被 16 整除”说的是段起始地址对齐小节，不是物理地址本身；物理地址可以是任意值。
5. 8086 数据总线 16 根、地址总线 20 根，“16 位机”指的是一次能处理 16 位数据，别跟地址线根数混起来。
6. 乘法 MUL 的结果是双倍长度：8 位×8 位放 AX，16 位×16 位放 DX:AX（高位在 DX）。
7. 转移指令清空指令队列——队列作废条件是执行转移类指令，不是“队列满了”。
8. 最小/最大模式由 MN/MX̄ 引脚电平决定：最小模式单处理器、由 CPU 自己产生控制信号；最大模式接 8288 总线控制器，支持多处理器。

写在最后

复习优先级建议：物理地址计算和小节边界这类计算题拿分最快，先练熟；概念题盯住 BIU/EU 分工、队列行为和标志位对比；寄存器表最好自己默写两遍。祝考试顺利。