第10章80X86的技術(shù)發(fā)展課件

第10章80X86的最新技術(shù)開展Intel80X86處置器的開展Intel8080—8位微處置器Intel8085—高檔8位微處置器 指令比較完善，有了中斷與DMA 匯編、BASIC，F(xiàn)ORTRAN、PL/M 后期配備CP/M操作系統(tǒng)Intel8086—16位 8086數(shù)據(jù)總線16位、地址總線20位Intel8088—準16位 外部數(shù)據(jù)總線8位，內(nèi)部數(shù)據(jù)總線16位 IBMPC、IBMPC/XTIntel80286、MC68010—高檔16位 數(shù)據(jù)總線16位，地址總線24位 IBMPC/AT 實地址方式、虛地址維護方式 虛地址方式可尋址16MB物理地址和1GB的虛擬地址空間Intel80X86處置器的開展〔1〕Intel80386—32位微處置器 數(shù)據(jù)總線32位，地址總線32位 實地址方式、虛地址維護方式、虛擬8086方式 虛地址方式可尋址4GB(232)物理地址和64TB(246)的虛擬地址空間Intel80486—32位微處置器 80386+80387+8KB的Cache 部分采用RISC技術(shù)、突發(fā)總線技術(shù) 運用時鐘倍頻技術(shù)Pentium〔奔騰〕—32位微處置器 5級超標量構(gòu)造、分支預(yù)測技術(shù) 64條數(shù)據(jù)線、32條地址線 常用指令硬件化，運用微程序設(shè)計PentiumMMX〔多能奔騰〕—32位 添加了57條MMX指令 采用了SIMD技術(shù)Intel80X86處置器的開展〔2〕PentiumPro〔高能奔騰〕—32位 64條數(shù)據(jù)線、36條地址線 實現(xiàn)了動態(tài)執(zhí)行技術(shù)(亂序執(zhí)行)PentiumII〔奔騰2〕—32位微處置器 PentiumPro+MMX 雙獨立總線構(gòu)造PentiumIII〔奔騰3〕—32位微處置器 添加了70條SSE指令 初次內(nèi)置序列號Pentium4—32位微處置器(非P6中心構(gòu)造) 超級管道技術(shù) 添加了144條SSE2指令 簡單ALU運轉(zhuǎn)在2倍的處置器中心頻率下Itanium—64位微處置器 采用EPIC技術(shù)、RISC技術(shù)和CISC技術(shù) 具有顯示并行功能 具有斷定執(zhí)行功能 具有數(shù)據(jù)預(yù)裝的功能 采用三級高速緩存Intel微處置器開展圖現(xiàn)代微機開展的特點微處置器性能不斷加強微處置器支持芯片被高度集成主板總線構(gòu)造發(fā)生改動堅持向上兼容性微機主板構(gòu)造發(fā)生很大變化10.180286的體系構(gòu)造Intel公司在80年代初推出了新的微處置器——Intel80286，這是一種具有存儲器管理和維護機構(gòu)的16位微處置器。80286芯片采用68引腳四列直插式封裝，時鐘頻率有8MHz和10MHz兩種。主要特點： 1．CPU內(nèi)部有4個處置單元，可并行任務(wù) 2．支持存儲器管理和維護功能，存儲器管理功能可實如今實地址和維護虛地址方式下訪問存儲器，維護功能包括對存儲器的合法操作，對義務(wù)虛現(xiàn)特權(quán)級維護。 3．實現(xiàn)虛擬存儲管理80286的內(nèi)部構(gòu)造80286在內(nèi)部構(gòu)造上比8086添加了指令執(zhí)行部件(IU)，同時將8086中的總線接口部件分成總線部件(BU)、地址部件(AU)。這樣，80286的CPU有四個獨立的處置元件：EU、AU、BU、IU，這四個部件并行地操作。80286存放器組80286具有15個16位的存放器組，可以分成三組：通用存放器、段存放器、形狀和控制存放器。其中通用存放器和段存放器與8086完全一樣，而形狀和控制存放器中有3個公用存放器，用來記錄或控制80286的某些形狀，包括形狀標志存放器(F)、指令指示器(IP)、機器形狀字存放器(MSW)。〔1〕指令指示器IP。這個16位的存放器用來指出下一條要執(zhí)行的指令偏移地址。〔2〕形狀標志存放器F。F存放器用來記錄算術(shù)或邏輯運算類指令操作結(jié)果的性質(zhì)，在進展I/O操作時，I/O所在的特權(quán)級，也由F存放器來記錄。I/O特權(quán)標志IOPL(第12、13位)：用來指定I/O操作時處于0～3特權(quán)級中的哪一級。嵌套義務(wù)標志NT(第14位)：用來表示當(dāng)前執(zhí)行的義務(wù)能否嵌套在另一個義務(wù)內(nèi)。當(dāng)NT=1時，表示當(dāng)前義務(wù)被嵌套于另一個義務(wù)中，執(zhí)行完該義務(wù)后，要前往到原來的義務(wù)中去?！?〕機器形狀字存放器MSW。MSW用來表示當(dāng)前處置器所處的形狀，目前只運用了它的低4位，其中一位用來使CPU進入虛地址維護方式，其他三位那么起控制協(xié)處置器接口作用，其中，PE為維護方式允許位，用來啟動微處置器任務(wù)方式，當(dāng)PE=0，為實地址方式，PE=1，為虛地址方式。機器形狀存放器MSW功能表當(dāng)執(zhí)行RESET后，MSW被自動置成FFF0H，即將80286置成實地址方式。用LMSW和SMSW指令可在實地址方式裝入和存儲機器形狀字存儲器的內(nèi)容。80286的實地址與虛地址維護方式1.80826的實地址方式80826的實地址方式與8086任務(wù)方式根本一樣。為了和8086兼容，80826的24根地址線中只需低20位A19～A0有用，因此，在實地址方式可尋址空間為1MB。在實地址方式中，80826保管了兩個固定的存儲區(qū)域。在存儲器高端0FFFF0H～0FFFFFH保管的是系統(tǒng)初始化區(qū)。在存儲器低端000000H～0003FFH，存放的是中斷矢量表。2.80826虛地址維護方式80826在實地址方式下操作只相當(dāng)于一個快速的8086，而在虛地址維護方式下操作才干充分發(fā)揚80286的作用。在虛地址維護方式中，80826用實地址方式的功能和存儲器管理、對虛擬存儲器的支持以及對地址空間的維護合為一體，從而使80826能可靠地支持多用戶系統(tǒng)。在虛地址維護方式中，80826的24根地址線A23～A0全被用上，因此，可直接尋址的地址空間范圍為16MB。80826經(jīng)過集成在片內(nèi)的維護機構(gòu)，能給每個義務(wù)提供最大可達1000MB的虛擬存儲空間。虛擬地址維護方式的物理存儲器也是由兩部分組成的，即段基地址和段內(nèi)偏移量。段基地址是24位的，將段基地址和相應(yīng)特征集合在一同構(gòu)成一張表——描畫符表，存放在存儲器的某一區(qū)域。于是，在虛地址維護方式下各段存放器的內(nèi)容，不再是段基地址而是一個參數(shù)，用這個參數(shù)從描畫符表中取出相應(yīng)的描畫符，就找到了段基地址，與16位偏移量相加構(gòu)成了所要尋址單元的物理地址。10.280386的體系構(gòu)造Intel公司于1984年底推出高性能的32位微處置器——Intel80386，它是80826的擴展，從而構(gòu)成由8086、80186、80286、80386組成的完好的86系列。80386的最大特點是在CPU芯片上集成了一個存儲器管理部件(MMU)，可對246的虛擬存儲空間和4千兆字節(jié)(232)的物理存儲空間進展分段和分頁管理，段的最大空間為4千兆字節(jié)。80386的時鐘頻率有16MHz和20MHz兩種，每秒鐘可繼續(xù)執(zhí)行三四百萬條指令，性能為80286的三倍，已超越許多超級小型機的速度。80386的內(nèi)部構(gòu)造80386邏輯上由六個功能部件組成：總線接口部件、代碼預(yù)取部件、指令譯碼部件、存儲器管理部件、執(zhí)行部件及控制部件。這六個功能部件采用流水線構(gòu)造，這樣可以同時處置多條指令，以減少程序?qū)嵺`執(zhí)行時間?？偩€接口部件完成在總線周期內(nèi)對必要的信號線進展控制。在其他五個部件沒有傳送要求時，總線接口部件那么執(zhí)行從存儲器預(yù)取指令的任務(wù)。代碼預(yù)取部件從存儲器中以4個字節(jié)為單位預(yù)先取出指令，存放在16個字節(jié)的指令預(yù)取隊列中。指令譯碼部件從代碼預(yù)取部件中的預(yù)取隊列里按順序取出指令并譯碼。執(zhí)行部件與別的部件協(xié)同完成指令的功能。存儲器管理部件由分段部件和分頁部件構(gòu)成，分段部件將邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址，芯片上有一個段描畫符高速緩沖存放器，其中存有當(dāng)前段的段描畫符，它可加快這種轉(zhuǎn)換。分頁部件將線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址，在芯片中還有頁描畫符高速緩沖存放器。它存放著頁描畫符。分頁部件把物理總線地址接到總線接口部件，以執(zhí)行存儲器訪問或I/O訪問。80386的內(nèi)部構(gòu)造框圖3輸入加法器描畫符存放器界限和屬性PLA加法器頁面超高速緩存控制和保持PLA懇求特權(quán)地址驅(qū)動器流水線/總線寬度控制器多路收發(fā)器維護檢測部件移位地址加法器乘/除存放器堆譯碼和定序控制ROM指令譯碼已譯碼隊列預(yù)取器界限檢測器16B指令隊列3232分段部件分頁部件總線控制80386存放器組〔1〕〔1〕通用存放器80386有八個32位的通用存放器：EAX、EBX、ECX、EDX、ESP、EBP、ESI、EDI。為了與8086系列微處置器兼容，各存放器的低16位部分可作為16位寄器存器運用，這時分別指定為AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI和DI。前四個寄器的低16位又可分作高8位和低8位，作為8位寄器運用?！?〕段存放器80386有六個16位段存放器：CS、DS、SS、ES、FS和GS。其中CS為代碼段、SS為堆棧段、其他為數(shù)據(jù)段。段存放器主要在實地址方式時存放段基地址，在維護方式時，它作為保管段描畫符的選擇器?！?〕公用存放器80386有兩個32位公用存放器：指令指針(EIP)和標志存放器(EFLAGS)。EIP的低16位稱為IP，用于執(zhí)行8086的指令。EFLAGS的低16位和80286的形狀標志存放器完全一樣，新添加的兩個標志位在高16位中。其中VM用于控制方式轉(zhuǎn)移，當(dāng)VM=1時，從維護方式轉(zhuǎn)換到虛擬8086方式；當(dāng)VM=0時，恢復(fù)維護方式。RF是恢復(fù)標志，當(dāng)指令執(zhí)行終了時，RF=0；執(zhí)行過程中發(fā)生中斷時，RF=1。因此，在頁變換后需檢查RF標志，假設(shè)RF=1，那么再執(zhí)行該指令；假設(shè)RF=0時，那么從下一條指令開場執(zhí)行。80386存放器組〔2〕〔4〕控制存放器80386有四個32位的控制存放器：CR0～CR3。CR0是機器形狀存放器，各位的含義如表3.2.1所示。PG為分頁允許位，指示能否運用分頁。EF、EM、MP位控制了與協(xié)處置器的接口，TS進展義務(wù)切換。PG、PE組合后設(shè)置操作方式，用來控制80386的任務(wù)方式。CR1是Intel公司的保管存放器。CR2是頁缺點線性地址存放器，保管最后發(fā)生頁缺點的線性地址。CR3是頁目錄地址存放器，用來保管頁表的基地址?！?〕系統(tǒng)地址存放器80386有四個系統(tǒng)地址存放器：GDTR、IDTR、LDTR和TR。GDTR為全局描畫符表存放器，用來保管GDT的32位線性基地址和16位界限值。IDTR為中斷描畫符表存放器，用來保管IDT的32位線性基地址和16位界限值。LDTR為部分描畫符表存放器，用來保管LDT的16位選擇器的值。TR為義務(wù)形狀存放器，用來保管TS的16位選擇器的值。這四個存放器在維護方式時都可運用，但在實地址時只能訪問GDTR和IDTR?！?〕調(diào)試存放器80386有八個32位調(diào)試存放器DR0～DR7，用于調(diào)試功能。DR0～DR3設(shè)定四個斷點線性地址。DR6是調(diào)試形狀存放器，保管斷點的當(dāng)前形狀，DR7是調(diào)試控制存放器，設(shè)置斷點并指示中斷結(jié)果，DR4和DR5保管，供Intel公司運用。80386任務(wù)方式三種任務(wù)方式 1.實地址方式 2.維護虛地址方式 3.虛擬8086方式實地址方式與虛擬8086方式的區(qū)別10.380486的體系構(gòu)造80486是Intel公司于1989年推出的32位高檔微處置器，它在80386的根底上作了一些改良。簡單地說，80486芯片相當(dāng)于一片80386加上一片80387(數(shù)學(xué)協(xié)處置器)，再加上8KB的內(nèi)片快速緩存(Cache)。80486完全擁有80386的一切功能，諸如頁式存儲管理、段式存儲管理、DEBUG功能，自測試功能、三種任務(wù)方式、多義務(wù)、流水線指令執(zhí)行方式和32位整數(shù)算術(shù)邏輯運算，等等。80486完全和80386兼容，目的碼一級也兼容。在軟件上，80486實踐上和80386一樣，區(qū)別主要表如今底層硬件實現(xiàn)上的不同。80486可以用于高檔微機和任務(wù)站，它的屬性能使它在DOS、OS/2、Windows和UNIX系統(tǒng)上得到廣泛的運用。80486特點〔1〕80486在IntelCPU的歷史上初次采用了RISC技術(shù)，常用指令僅需一個時鐘周期便可完成。〔2〕80486采用了突發(fā)總線(BurstBus)同RAM進展高速數(shù)據(jù)交換。通常CPU同RAM交換數(shù)據(jù)時，是獲得一個地址，交換一個數(shù)據(jù)，再獲得一個地址，交換一個數(shù)據(jù)，而采用突發(fā)總線后，每獲得一個地址，那么這個地址及其后地址的數(shù)據(jù)都一同進展交換?！?〕80486CPU將數(shù)學(xué)協(xié)處置器和Cache及Cache控制器一同集成到片內(nèi)，極大的提高了CPU的處置速度。隨著CPU任務(wù)時鐘的提高，普通動態(tài)RAM芯片的存取速度相對較低，不能跟上快速CPU的速度，致使CPU出現(xiàn)等待形狀。為此，在80386系統(tǒng)中，采用在主機板上設(shè)置高速緩沖存貯器(CacheRAM)的方法，是CPU在大多數(shù)情況下可以快速訪問最近運用過的指令和數(shù)據(jù)，實現(xiàn)零等待，從而大大提高系統(tǒng)的性能。由于以上特點，在一樣的時鐘頻率下，80486CPU的′處置速度普通比80386快2～3倍。即使是時鐘頻率為25MHz的486SX-25，在運轉(zhuǎn)WordPerfect5.1、PageMaker4.0、Microsoft6.0和AutoCAD11.0等8種典型運用程序時，其運轉(zhuǎn)速度平均也是時鐘頻率為40MHz的386DX-40的1.22倍。80486內(nèi)部構(gòu)造2X32DB桶式移位器存放器文件

ALU分段部件描畫符存放器界限和屬性PLA分頁部件轉(zhuǎn)換后援緩沖器超高速緩存8KB超高速緩存地址驅(qū)動器寫緩沖器4X80數(shù)據(jù)總線收發(fā)器總線控制請求定序器突發(fā)總線控制總線寬度控制超高速換存控制奇偶校驗生成和控制浮點部件浮點存放器文件控制和維護測試部件控制ROM指令譯碼預(yù)取器2X16B指令隊列32AB128386/486機的根本構(gòu)造微處置器80386/80486總線控制器Cache控制器Cache主存80387(386微機)擴展總線控制器實時時鐘/日歷CMOSRAMISA總線CPU部分總線集成外圍控制器10.4Pentium的體系構(gòu)造特點:80x86系列微處置器兼容32位地址總線、64位數(shù)據(jù)總線RISC型超標量流水線:U浮點運算流水線,五級〔指令預(yù)取，指令譯碼，地址生成，執(zhí)行指令，回寫〕,V定點運算流水線重新設(shè)計的高性能浮點運算器獨立的指令Cache和數(shù)據(jù)Cache加強的錯誤檢測和報告功能分支指令預(yù)測常用的指令固化:指令MOVINCDECPUSHPOPJMPCALLADDNOP等固化Pentium的構(gòu)造特點〔1〕RISC型CPU采用超標量微構(gòu)造實現(xiàn)，有兩條指令流水線，即"U"流水線和"V"流水線。U和V流水線都執(zhí)行整數(shù)指令，但只需U流水線執(zhí)行浮點指令。每條流水線在一個時鐘內(nèi)執(zhí)行一條常用的指令，所以Pentium在每個時鐘可以執(zhí)行兩條指令，或在一個時鐘內(nèi)執(zhí)行一條浮點指令。Pentium片上有兩個獨立的超高速緩存，即指令和數(shù)據(jù)超高速緩存。它們分別為8KB，是80486的兩倍。數(shù)據(jù)超高速緩存有兩個端口，分別用于兩條流水線。它有一個公用的轉(zhuǎn)換后援緩存器〔TLB〕，用來把線性地址轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)超高速緩存用的物理地址。指令超高速緩存，轉(zhuǎn)移目的緩沖器和預(yù)取緩沖器擔(dān)任將原始指令送入Pentium的執(zhí)行部件。指令取自指令超高速緩存或外部總線。Pentium的構(gòu)造特點〔2〕轉(zhuǎn)移地址由轉(zhuǎn)移目的緩沖器予以記錄。指令超高速緩存的TLB將線性地址轉(zhuǎn)換成指令超高速緩存用的物理地址。譯碼部件將預(yù)取的指令譯碼成Pentium可以執(zhí)行的指令?？刂芌OM含有控制實現(xiàn)Pentium體系構(gòu)造必需執(zhí)行的運算順序微代碼，控制ROM部件直接控制兩條流水線。Pentium為了支持共享主存的多處置器系統(tǒng)。還改動了片上超高速緩存的主存改寫方式。80486采用通寫方式，而Pentium那么改用回寫方式，抑制了訪問總線的運用次數(shù)Pentium還經(jīng)過總線監(jiān)測能否更新了與該超高速緩存一樣的數(shù)據(jù)內(nèi)容。假設(shè)在本身的超高速緩存中有同一主存地址的內(nèi)容，那么使其無效，以堅持系統(tǒng)的一致性。Pentium微處置器內(nèi)部構(gòu)造分支目的緩沖器代碼Cache8KBTLB指令指針預(yù)取緩沖存儲器指令譯碼部件256位總線接口部件分頁部件64位數(shù)據(jù)總線預(yù)取地址32位地址總線控制控制部件地址生成〔U流水線〕地址生成〔V流水線〕控制ROMALU〔U流水線〕ALU〔V流水線〕整數(shù)存放器組桶形移位器數(shù)據(jù)Cache8KBTLB浮點部件控制存放器組加法器除法器乘法器80位80位分支檢測和目的地址64位數(shù)據(jù)總線32位地址總線32位32位32位32位32位32位5個部分：根本構(gòu)造存放器：16個，通用，指令、標志、段系統(tǒng)級存放器：9個，系統(tǒng)地址，控制調(diào)試存放器：8個模型公用存放器：20個浮點存放器：18個Pentium存放器1．通用存放器：EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP、ESP2．公用存放器：EIP、EFLAGSEFLAGS：17個標志位，分三類：形狀9個，控制5個，系統(tǒng)3個Pentium根本構(gòu)造存放器〔1〕16位通用存放器高16位擴展32位通用存放器16位的IP高16位擴展32位指令指針存放器EIP嵌套標志I/O特權(quán)位恢復(fù)標志虛擬8086方式對齊檢查虛擬中斷位虛擬中斷掛起位標識位這部分同8088OF31……222120191817161514131211109876543210DFIFTFSFZFAFCFPFIOPLNTRFVMACVIFVIPID保留Pentium根本構(gòu)造存放器〔2〕3.段存放器：CS、DS、SS、ES、FS、GS實地址方式下：段地址，段地址＊16＋偏移量＝物理地址維護方式下：段選擇符，即段描畫符的索引值。64位段描畫符存放器用戶不可見。Pentium系統(tǒng)級存放器〔1〕1．系統(tǒng)地址存放器GDT：全局描畫符表，操作系統(tǒng)運用的段描畫符和各項義務(wù)公用的段描畫符放在一同組成的表。整個系一致個。LDT：部分描畫符表，某項義務(wù)公用的一切的各種段描畫符放在一同組成的表。每個義務(wù)各有一個。IDT：中斷描畫符表，一種特殊的表，它把每個中斷向量與段描畫符聯(lián)絡(luò)在一同，包含中斷效力程序入口地址和特性。整個系一致個。TR：義務(wù)存放器，保管當(dāng)前正在執(zhí)行的義務(wù)的形狀。Pentium段描畫符段描畫符：8個字節(jié)，共64位段基址：32位段長：20位訪問權(quán)〔屬性〕：12位P：存在位，P＝1該段在物理存儲器中， P＝0不存在DPL：本段特權(quán)級，2位，編碼00～11， 共4級，0最高S：本段是代碼段或數(shù)據(jù)段嗎， S＝1本段是代碼段或數(shù)據(jù)段的描畫符， S＝0不是，而是系統(tǒng)描畫符。TYPE：段描畫符的類型，3位，包括：E、ED、W E＝1代碼段描畫符，E＝0數(shù)據(jù)段描畫符 ED＝1數(shù)據(jù)段向下擴展，即偏移量應(yīng)大于段長，ED＝0數(shù)據(jù)段向上擴展，即偏移量應(yīng)小于、等于段長 W＝1數(shù)據(jù)段允許寫入，W＝0數(shù)據(jù)段可讀不可寫A：訪問標志， A＝1該段被訪問過，A＝0該段未被訪問過G：段長單位， G＝1該段的段長以頁面為單位， G＝0該段的段長以字節(jié)為單位D：本次尋址的操作數(shù)的位數(shù)〔只用于代碼段〕，D＝1默許值為16位地址及16位或8位數(shù)據(jù)，D＝0默許值為32位地址及32位或8位數(shù)據(jù)O及U都為0，系統(tǒng)保管，與以后CPU兼容。Pentium描畫符表構(gòu)造Pentium以段為單位分配內(nèi)存。描畫符用于描畫段的信息，由8個字節(jié)組成。各個段的描畫符作為一種數(shù)據(jù)構(gòu)造，組合在一同，構(gòu)成了描畫符表。描畫符表的開場地址放在描畫符表存放器中，該首地址加上描畫符表偏移量，就得到相應(yīng)的描畫符。Pentium系統(tǒng)級存放器〔2〕2．控制存放器作用：保管全局性及其形狀。3176543210MCE0PSEDETSDVMEPVI保管，缺省為全0CR4311211430PWTPCD頁目錄基地址存放器CR3頁缺點線性地址存放器CR2310保留CR1WP313029181716543210NEETPEMPNWCDPGCR0310EMTSAMPentium控制存放器CR0寫維護定位屏蔽允許分頁制止Cache不寫貫穿維護方式允許浮點協(xié)處置器監(jiān)控模擬浮點協(xié)處置器義務(wù)切換處置器擴展類型數(shù)值異常WP313029181716543210NEETPEMPNWCDPGCR0EMTSAMPentium控制存放器CR3制止Cache頁面寫貫穿311211430PWTPCD頁目錄基地址存放器CR3Pentium控制存放器CR4允許機器檢查頁大小擴展位調(diào)試擴展位制止定時標志維護方式虛擬中斷虛擬8086方式擴展3176543210MCE0PSEDETSDVMEPVI保管，缺省為全0CR4Pentium的任務(wù)方式1.實地址方式1MB空間，分段管理，全在0級2.維護方式存儲器采用虛擬地址空間、線性地址空間和物理地址空間三種方式來描畫虛擬地址空間64TB〔246〕4級管理，可以運用分頁技術(shù)3.虛擬8086方式4.系統(tǒng)管理方式〔電源管理及為操作系統(tǒng)和正在運轉(zhuǎn)的運用程序提供平安〕Pentium有3類地址空間： 虛擬地址空間：編寫程序的地址空間，對應(yīng)為虛地址、邏輯地址 主存地址空間：運轉(zhuǎn)程序的地址空間，對應(yīng)為實地址、物理地址 輔存地址空間：存放程序的地址空間，對應(yīng)為輔存地址、磁盤地址46位虛地址→32位物理地址段選擇符→描畫符表→描畫符→段基址→偏移量→物理地址描畫符分類： 1．程序段描畫符 2．系統(tǒng)段描畫符：TSS、LDT 3．門描畫符：控制程序轉(zhuǎn)換，義務(wù)轉(zhuǎn)換，確定轉(zhuǎn)移目的程序入口。包括：調(diào)用門、義務(wù)門、中斷門、圈套門。Pentium的存儲管理Pentium程序轉(zhuǎn)移方法分頁的管理對象是頁，頁是大小固定的存儲塊整個線性空間和物理空間都分成大小一樣的頁，每頁4KB，這樣，32位的線性空間和物理空間中，低12位為頁內(nèi)地址，高20位為頁面地址地址映象關(guān)系 物理頁內(nèi)偏移量〔低12位〕＝線性頁內(nèi)偏移量〔低12位〕 物理頁號〔高20位〕＝F［線性頁號〔高20位〕］Pentium采用二級頁表構(gòu)造：頁目錄表和頁表頁描畫符：描畫頁的信息，4個字節(jié)，提供頁面基址的高20位，低12位自然為0〔頁的起始地址為頁內(nèi)偏移量為0的地址〕。頁表：保管頁描畫符頁目錄表：保管頁表描畫符〔頁表即頁目錄，所以又稱頁目錄描畫符〕CR3提供頁目錄表基址，頁式尋址過程：CR3→頁目錄表→頁表描畫符→頁表→頁描畫符→頁面基址→偏移量→物理地址Pentium的分頁Pentium段頁式構(gòu)造尋址過程Pentium的中斷機制〔1〕1.中斷描畫符表IDT〔用于維護方式〕描畫符表長度：8字節(jié)，每個表項對應(yīng)一個中斷類型號。表項類型：義務(wù)門、中斷門、圈套門。經(jīng)過特征位(位b40～b44)區(qū)分不同類型。Pentium的中斷機制〔2〕描畫符表長度：8字節(jié)×256=2KB。描畫符表位置：中斷描畫符表存放器IDTR指向。2.中斷描畫符指針指向中斷描畫符表中的中斷描畫符的指針。中斷描畫符指針=IDT基地址+中斷類型號*8。3.中斷門/圈套門內(nèi)容：段選擇符、屬性和偏移量。中斷門與圈套門區(qū)別：〔1〕經(jīng)過中斷門處置時EFLAG的IF被清0。〔2〕中斷門的優(yōu)先級比圈套門高，是面向外部硬件中斷的門。Pentium的中斷機制〔3〕中斷效力子程序入口地址的獲取偏移屬性選擇符中斷門/圈套門IDTRIDT中斷類型號n×8邊境屬性基地址段描畫符CSGDT/LDT線性地址中斷效力子程序代碼段基地址偏移EIPCS段描畫符緩沖器Pentium的中斷機制〔4〕TSS選擇符義務(wù)門IDTRIDT中斷類型號n×8屬性段限基址TSS描畫符TRGDT線性地址TSS基址TR描畫符緩存器4.義務(wù)門內(nèi)容：TSS選擇符。TSS獲取方法如圖優(yōu)點：中斷義務(wù)和被中斷義務(wù)完全隔開。Pentium的I/O維護I/O維護在維護方式下有效，在實地址方式下無效。1.I/O特權(quán)級IOPL維護維護經(jīng)過比較當(dāng)前義務(wù)的特權(quán)級CPL和標志存放器的IOPL字段實現(xiàn)的。假設(shè)CPL<IOPL，可執(zhí)行IN、OUT、INS、OUTS、CLI、STI等敏感指令(對IOPL敏感)；否那么不行。每個義務(wù)都有本人的IOPL，0級特權(quán)的過程可經(jīng)過POPF和IRET指令修正義務(wù)的IOPL。2.I/O允許位映象維護I/O允許位映象用來修正IOPL對I/O敏感指令的影響，允許低特權(quán)的程序訪問某些I/O端口。I/O允許位映象是一個位向量，每位對應(yīng)一個端口的操作權(quán)限(0表示允許)。操作系統(tǒng)可經(jīng)過改動義務(wù)TSS中的I/O允許映象來為某義務(wù)分配端口。82815EPMCH芯片具有32位系統(tǒng)總線，66/100/133MHz系統(tǒng)總線頻率集成SDRAM控制器支持包含4×AGP數(shù)據(jù)傳送的AGP2.0符合ACPI電源管理規(guī)范

-Full-on〔S0，全開〕

-StopGrant〔S1，停允許〕

-SuspendtoRAM〔S3，掛起到RAM〕

-SuspendtoDisk〔S4，掛起到磁盤〕

-Soft-off〔S5，軟件關(guān)〕具有APIC緩沖管理支持82801AA〔ICH〕和82801BA〔ICH2〕兩種芯片的橋電路82801BA〔ICH2〕芯片支持PCI2.2規(guī)范集成了LAN〔局域網(wǎng)〕控制器集成了IDE控制器,支持UltraATA/100/66/33集成了USB控制器，符合USB1.1規(guī)范為音頻和編碼解碼器設(shè)置的AC’97鏈接集成了中斷控制器基于82C54的時鐘擁有256字節(jié)電池供電的CMOSSRAM，硬件實現(xiàn)世紀變換有兩個級聯(lián)的8237DMA控制器，支持PC/PCI和LPCDMA允許銜接像SuperI/O那樣的傳統(tǒng)的ISA和X總線設(shè)備經(jīng)過可選的外接PCI-ISA橋來支持ISA總線Pentium中斷系統(tǒng)硬件構(gòu)造82801BA82815EPPII/IIICPUPCIINTAINTA中斷類型號CPU總線INTR主8259A從8259AIRQ內(nèi)部邏輯兩個INTA#PentiumII微處置器1.特點PentiumPro中心+MMX雙獨立總線構(gòu)造

后端總線銜接到L2Cache上

前端總線FSB主要擔(dān)任主存儲器的信息傳送操作自創(chuàng)了RISC技術(shù)來實現(xiàn)傳統(tǒng)的x86指令系統(tǒng)

每一條x86操作都轉(zhuǎn)換成簡單的微操作采用動態(tài)執(zhí)行技術(shù)和存放器重命名技術(shù)采用了最新的Slot1接口規(guī)范2.動態(tài)執(zhí)行技術(shù)多路分支預(yù)測

允許程序的幾個分支流向同時在處置器中執(zhí)行數(shù)據(jù)流分析

處置器分析幾條指令的數(shù)據(jù)相關(guān)性和資源可用性

以優(yōu)化的執(zhí)行順序高效地處置這些指令推測執(zhí)行

盡量堅持多端口、多功能的執(zhí)行部件一直為“忙〞PentiumII的內(nèi)部構(gòu)造L2Cache后端總線主存前端總線總線接口單元BIUL1數(shù)據(jù)Cache16KBL1代碼Cache16KB指令預(yù)取單元IFU分支目的緩沖器BTB存儲器排序緩沖器MOBx86指令譯碼器譯碼器0譯碼器1譯碼器2存放器別名表RAT指令重排緩沖器ROB保管站RS端口4微指令序列器MIS存儲數(shù)據(jù)單元端口3存儲地址單元端口2加載地址單元端口1MMX移位器MMXALU簡單整數(shù)單元轉(zhuǎn)移執(zhí)行單元端口0MMXALUMMX乘法器復(fù)雜整數(shù)單元復(fù)雜浮點單元簡單浮點單元結(jié)果總線PentiumII的控制存放器物理地址擴展頁全局允許性能計數(shù)器允許PGEPCE83176543210MCEPAEPSEDETSDVMEPVI保管，缺省為全0CR4311211430PWTPCD頁目錄基地址存放器CR3頁缺點線性地址存放器CR2310保留CR1WP3130291817165