第3章（1）微機原理與接口技術(shù)（第三版）（王忠民）

微機原理與接口技術(shù)西安郵電大學計算機學院范琳——第三章80x86微處理器第三章80x86微處理器

80x86微處理器簡介18086微處理器28086寄存器38086引腳功能48086存儲器組織53.180x86微處理器簡介 80x86微處理器是美國Intel公司生產(chǎn)的系列微處理器。從8086開始到目前已進入第五代微處理器：8086（8088）、80286、80386、80486和80586（Pentium、PentiumⅡ

Ⅳ）。其主要發(fā)展特點是：

1.主頻從8086的4.77MHz到80586的166MHz，PentiumⅡ

Ⅳ更高，可達3GHz。主頻是指芯片所使用的主時鐘頻率，它直接影響計算機的運行速度。第三章80x86微處理器

第三章80x86微處理器

2.數(shù)據(jù)總線從8086的16位到80586的64位。數(shù)據(jù)總線是計算機中組成各部件間進行數(shù)據(jù)傳送時的公共通道。其位數(shù)（寬度）表示CPU的字長，數(shù)據(jù)總線位數(shù)越多，數(shù)據(jù)交換的速度越快。

3.地址總線從8086的20根到80586的32根。地址總線是在對存儲器或I／O端口進行訪問時，傳送由CPU提供的要訪問的存儲單元或I/O端口的地址信息總線，其寬度決定了處理器能直接訪問的主存容量大小。第三章80x86微處理器

第三章80x86微處理器

芯片數(shù)據(jù)總線地址總線主頻（MHz）尋址空間Cache808616204.771MB無808816（8）204.771MB無386開始，才有cachePIII32（64）3645064GB有PD6436360064GB有

4.高速緩沖存儲器Cache的使用，大大減少了CPU讀取指令和操作數(shù)所需的時間，使CPU的執(zhí)行速度顯著提高。從80386以后增加了高速緩沖存儲器Cache。 微機系統(tǒng)增加了高速緩沖存儲器后，使系統(tǒng)的存儲器體系形成三級組織結(jié)構(gòu)，即由高速緩沖存儲器Cache、主存和外存組成。如圖3.1所示。第三章80x86微處理器

Cache的引入80286往前的芯片，都沒有Cache，CPU直接訪問內(nèi)存。從80386以后增加了Cache。引入cache的原因：大容量主存一般采用DRAM，相對SRAM速度慢，而SRAM速度快，但價格高。

因此，在主存和CPU之間可設置一個速度很快而容量相對較小的存儲器，在其中存放CPU當前正在使用以及一個較短的時間內(nèi)將要使用的程序和數(shù)據(jù)，這樣，可大大加快CPU訪問存儲器的速度，提高機器的運行效率。第三章80x86微處理器

微處理器CPU內(nèi)存儲器（主存）外存儲器（外存）高速緩沖存儲器(Cache)第三章80x86微處理器

CPU內(nèi)，主板上6MBcache4GB400元1TB500元速度容量價格思考Cache中存放的是CPU即將訪問的指令和數(shù)據(jù)，或者是訪問頻繁的指令和數(shù)據(jù)。思考：計算機怎么知道哪些內(nèi)容即將被訪問？思考

局部性原理時間局部性：一個數(shù)據(jù)（或指令）被訪問，在不久的將來，很可能被再次使用；空間局部性：一個數(shù)據(jù)（或指令）被訪問，它附近的數(shù)據(jù)可能很快就會被使用。 所以，層次結(jié)構(gòu)的存儲器系統(tǒng)，可以將最近訪問過的內(nèi)容放入Cache，將近期訪問過內(nèi)容所屬的整個塊放入Cache。 80x86CPU在發(fā)展過程中，存儲器的管理機制也發(fā)生了較大變化。

8086/8088CPU：分段實方式

80286CPU：分段實方式、保護方式（可提供虛擬存儲管理和多任務管理機制）。

80386

80586CPU：分段實