微机原理与汇编语言(I)

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1、第3章80x86微处理器3.180x86微处理器简介3.28086/8088微处理器3.38086/8088存储器和I/O组织3.4从80286到Pentium系列的技术发展8/31/202113.180x86微处理器简介8/31/202128/31/20213双核处理器8/31/20214Intel和AMD双核处理器Intel系列的PentiumD和PentiumEE两个核心之间是互相隔绝的，通过处理器外部(主板北桥芯片)的仲裁器负责两个核心之间的任务分配以及缓存数据的同步等协调工作。两个核心共享前端总线，并依靠前端总线在两个核心

2、之间传输缓存同步数据。从架构上来看，这种类型是基于独立缓存的松散型双核心处理器耦合方案，其优点是技术简单，只需要将两个相同的处理器内核封装在同一块基板上即可；缺点是数据延迟问题比较严重，性能并不尽如人意.AMD在Athlon64X2双核心处理器的内部提供了一个称为SystemRequestQueue(系统请求队列)的技术，在工作的时候每一个核心都将其请求放在SRQ中，当获得资源之后请求将会被送往相应的执行核心，也就是说所有的处理过程都在CPU核心范围之内完成，并不需要借助外部设备。AMD的架构对于更容易实现双核以至多核，Intel的

3、架构会遇到多个内核争用总线资源的瓶颈问题。8/31/20215“主频”(也称为“内频”)是指芯片所使用的主时钟频率，它直接影响计算机的运行速度。CPU的“外频”是指主板的外部总线时钟，简称系统时钟，即主板上芯片组对内存、CPU的运行时钟。“倍频系数”即CPU的主频和外频之比，它保证了CPU在高速运行的同时，其他设备能够维持以一个相对稳定而且又与CPU有直接联系的工作频率工作。公式：CPU内频=CPU外频×倍频（系数）例如：一块MMX200的CPU的工作频率是3×66=200MHz。“超频”指的是提高CPU的“主频”(也称为“内频”)

4、，提高计算机的运行速度。提高CPU的“主频”的方法：（1）、提高CPU外频，（2）、提高倍频系数（以前常用跳线的方法，现在一般用软件的方法）。8/31/20216“集成度”是指CPU芯片中所包含的晶体管数，单位为万/片。“数据总线”是计算机中各个组成部件间进行数据传送时的公共通道，“内数据总线宽度”是指CPU芯片内部数据传送的宽度（位数），“外数据总线宽度”是指CPU与外部交换数据时的数据宽度，显然，数据总线位数越多，数据交换的速度就越快。CPU的字长(位)=CPU内部数据总线的宽度/位“地址总线”是在对存储器或I/O端口进行访问时

5、，传送 由CPU提供的要访问的存储单元或I/O端口的地址信息的总线，其宽度决定了处理器能直接访问的主存容量大小。8/31/20217寻址空间（直接寻址能力、最大内存容量）由地址总线的根数确定，设一微机的地址总线的宽度（位数）为n，则:寻址空间（直接寻址能力）=2n(B)如n=10，则寻址空间=210=1024=1K(B)如n=20，则寻址空间=220=210×210=1024×1024=1M(B)如n=30，则寻址空间=230=210×210×210=1024×1024×1024=1G(B)计算当n=24，32，36时的寻址空间（直

6、接寻址能力）分别是多少？8/31/20218注：（1）、计算机中的“KB”、“MB”、“GB”代表的并不是实际的容量空间，而是个近似值，如1KB＝1024B（>1000B）。（2）、而在硬盘的容量标识指的是准确值(1KB＝1000B，1MB=106B，1GB=109B)。如80G的硬盘指的是实际的容量空间即80×109B，故80G的硬盘在计算机中显示出来的数值是：80×109/1024/1024/1024=74.5（GB）8/31/20219实际内存（主存）容量指的是微机中实际使用的内存容量，如128MB、256MB、512MB等。

7、实际内存（主存）容量总是小于寻址空间（直接寻址能力、最大内存容量）。高速缓冲存储器Cache：将当前使用频率较高的程序和数据通过一定的替换机制从主存放入Cache，CPU在取指令或读取操作数时，同时对Cache和主存进行访问，如果Cache命中，则终止对主存的访问，直接从Cache中将指令或数据送CPU处理，由于Cache的速度比主存快得多，因此，Cache的使用大大提高了CPU读取指令或数据的速度。一级CACHE（L1CACHE）、二级CACHE（L2CACHE）8/31/202110高速缓冲存储器（Cache）微处理器CPU主存

8、储器（主存）外存储器（外存）图3.1存储器三级结构8/31/2021111999年，英特尔发布了Celeron(赛扬)处理器。简单的说，Celeron与PentiumII并没有本质上的不同，因为它们的内核是一样的，最大的区别在于高速缓