《微型計(jì)算機(jī)原理》課件第3章 知識(shí)點(diǎn)目錄

第三章知識(shí)點(diǎn)目錄一、80ｘ86微處理器簡(jiǎn)介CPU發(fā)展過(guò)程中幾個(gè)主要參數(shù)：主頻、數(shù)據(jù)總線寬度，地址總線寬度、Cache80x86微處理器是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的系列微處理器。從8086開(kāi)始到目前已進(jìn)入第五代微處理器：8086（8088）、80286、80386、80486和80586（Pentium、PentiumⅡ~Ⅳ、PentiumD雙核）。其主要發(fā)展特點(diǎn)是：1.主頻從8086的4.77MHz到80586的166MHz，PentiumⅡ~Ⅳ更高，可達(dá)3GHz。2.數(shù)據(jù)總線從8086的16位到80586的64位。3.地址總線從8086的20根到80586的36根。4.高速緩沖存儲(chǔ)器Cache的使用，大大減少了CPU讀取指令和操作數(shù)所需的時(shí)間，使CPU的執(zhí)行速度顯著提高。Cache—主存—外存三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中存儲(chǔ)層次可分為三級(jí)：高速緩沖存儲(chǔ)器、主存儲(chǔ)器、外存儲(chǔ)器。高速緩沖存儲(chǔ)器用來(lái)改善主存儲(chǔ)器與中央處理器的速度匹配問(wèn)題；外存儲(chǔ)器用于擴(kuò)大存儲(chǔ)空間。計(jì)三級(jí)存儲(chǔ)系統(tǒng)解決存儲(chǔ)器速度、容量、價(jià)格三者之間的矛盾，并且提升了CPU訪存速度，改善了系統(tǒng)的總體性能；存儲(chǔ)器管理機(jī)制80x86CPU在發(fā)展過(guò)程中，存儲(chǔ)器的管理機(jī)制也發(fā)生了較大變化。8086/8088CPU：分段實(shí)方式80286CPU：分段實(shí)方式、保護(hù)方式（可提供虛擬存儲(chǔ)管理和多任務(wù)管理機(jī)制）。80386~80586CPU：分段實(shí)方式、保護(hù)方式、虛擬8086方式（可同時(shí)模擬多個(gè)8086處理器工作）。二、8086/8088微處理器8086與8088的區(qū)別Intel8086是16位微處理器，有16條數(shù)據(jù)總線；有20條地址總線，可以直接尋址1M個(gè)存儲(chǔ)單元和64K個(gè)I／O端口。Intel8088是準(zhǔn)16位處理器，其指令系統(tǒng)與8086完全兼容，CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)仍為16位，但外部數(shù)據(jù)總線是8位。這樣設(shè)計(jì)的目的主要是與原有的8位外圍接口芯片兼容。8086分成兩部分BIU和EU8086微處理器為了充分使用總線以提高程序的執(zhí)行速度被設(shè)計(jì)成為兩個(gè)獨(dú)立的功能部件：執(zhí)行部件和總線接口部件。BIU的組成：指令隊(duì)列、段R、IP、地址加法器；EU組成：ALU，F(xiàn)lags，通用R，EU控制電路1.總線接口部件BIU(BusInterfaceUnit)取指令到指令隊(duì)列緩沖器從內(nèi)存或外設(shè)端口讀取數(shù)據(jù)向內(nèi)存或外設(shè)端口發(fā)送數(shù)據(jù)2.執(zhí)行部件EU(ExecutionUnit)向BIU提供數(shù)據(jù)和所需要訪問(wèn)的內(nèi)存或I／O端口的地址，對(duì)通用寄存器、標(biāo)志寄存器和指令操作數(shù)進(jìn)行管理。三、8086寄存器8086的R：通用R的特殊用法，IP，flags各個(gè)值的定義8086

CPU中寄存器總共為14個(gè)，且均為16位。即

AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI，IP，F(xiàn)LAG，CS，DS，SS，ES

共14個(gè)。而這14個(gè)寄存器按照一定方式又分為了通用寄存器，控制寄存器和段寄存器。（1）通用寄存器：AX(Accumulator)：累加寄存器；BX(Base)：基地址寄存器；CX(Count)：計(jì)數(shù)器寄存器；DX(Data)：數(shù)據(jù)寄存器；SP(StackPointer)：堆棧指針寄存器；BP(BasePointer)：基指針寄存器；SI和DI又稱作為變址寄存器：SI(SourceIndex)：源變址寄存器；DI(DestinationIndex)：目的變址寄存器；（2）控制寄存器：IP(InstructionPointer)：指令指針寄存器；FLAG：標(biāo)志寄存器；（3）段寄存器：CS(CodeSegment)：代碼段寄存器；DS(DataSegment)：數(shù)據(jù)段寄存器；SS(StackSegment)：堆棧段寄存器；ES(ExtraSegment)：附加段寄存器；段寄存器與偏移地址寄存器之間的默認(rèn)關(guān)系，段超越四、8086引腳引腳：中斷類，讀寫(xiě)類，最小方式類，總線請(qǐng)求類地址總線/數(shù)據(jù)總線：分時(shí)復(fù)用20根地址總線/狀態(tài)信號(hào)線：分時(shí)復(fù)用4根控制總線：17根其他：3根8088的引腳與8086的區(qū)別（1）8088的地址／數(shù)據(jù)復(fù)用線為8條，即AD7~AD0，而A15~A8為單一的地址線。（2）8088中無(wú)BHE／ST信號(hào)，該引腳為SS0—狀態(tài)信號(hào)線。（3）8088的存儲(chǔ)器/輸入輸出控制線為IO/M，即該信號(hào)為高電平時(shí)是I／O端口訪問(wèn)，為低電平時(shí)是存儲(chǔ)器訪問(wèn)，這與8086的M/IO線正好相反?？偩€周期指令周期，總線周期，時(shí)鐘周期之間的關(guān)系，典型的讀寫(xiě)周期中斷響應(yīng)的時(shí)序五、8086存儲(chǔ)器與IO組織8086存儲(chǔ)器組織，高位庫(kù)和地位庫(kù)，規(guī)則字和非規(guī)則字8086/8088微處理器有20條地址線，可以配置1MB的內(nèi)存儲(chǔ)器。存儲(chǔ)空間都按8位(即字節(jié))進(jìn)行組織，每個(gè)存儲(chǔ)單元存儲(chǔ)一個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，若存放“字”數(shù)據(jù)(16位)，則存放在相鄰兩個(gè)存儲(chǔ)單元中，高字節(jié)存放在高地址單元，低字節(jié)存放在低地址單元。8086的1M存儲(chǔ)空間實(shí)際上分為兩個(gè)512KB的存儲(chǔ)體，又稱存儲(chǔ)庫(kù)，分別叫高位庫(kù)和低位庫(kù)。存儲(chǔ)器分段：⑴邏輯地址：由段地址（邏輯段起始地址的高16位）和偏移地址（16位）表示的存儲(chǔ)單元的地址稱為邏輯地址，記為：段地址∶偏移地址⑵物理地址：由CPU內(nèi)部總線接口單元BIU中的地址加法器根據(jù)邏輯地址產(chǎn)生的20位存儲(chǔ)單元地址稱為物理地址。物理地址＝段地址×10H＋偏移地址堆棧8086／8088系統(tǒng)中的堆棧使用段定義語(yǔ)句在存儲(chǔ)器中定義的一個(gè)堆棧段，和其它邏輯段一樣，它可以在1M字節(jié)的存儲(chǔ)空間中浮動(dòng)，其容量可達(dá)64KB，這是一個(gè)具有“先進(jìn)后出”特性的存儲(chǔ)區(qū)域，且屬于向下生長(zhǎng)的堆棧。堆棧由SS和SP來(lái)尋址。SS給出堆棧段的段地址，而SP給出當(dāng)前棧頂（偏移地址），即指出從段地址到棧頂?shù)钠屏俊?086IO組織8086／8088系統(tǒng)和外部設(shè)備之間是通過(guò)I／O接口電路來(lái)聯(lián)系的。每個(gè)I／O接口都有一個(gè)或幾個(gè)端口。在微機(jī)系統(tǒng)中每個(gè)端口分配一個(gè)地址號(hào)，稱為端口地址