微机原理第2章ppt.ppt

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1、IA-32结构微处理器第2章1教学重点Intel8086微处理器①功能结构②寄存器结构③存储器结构2知识点2.1IA-32结构微处理器的概要历史2.2IA-32微处理器的功能结构2.3IA-32结构微处理器的执行环境2.1IA-32结构微处理器的概要历史微型计算机的发展是以微处理器的发展来表征的微处理器的集成度每隔18个月就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍微处理器芯片上集成的晶体管的密度Intel80X86微处理器简介8038680486奔腾奔腾2代奔腾4代802868086（8088）奔腾3代IA-64（

2、安腾）4004800880808085微处理器飞速发展本书重点介绍8086微处理器的结构、指令、汇编语言及相应的外设接口8086微处理器：内、外数据总线均为16位，地址总线为20位，称为16位微处理器。。8088微处理器：内部数据总线为16位，外部数据总线为8位，地址总线为20位，称为准16位微处理器。指令系统与8086微处理器相同。8086和8088微处理器2.2IA-32微处理器的功能结构功能结构：指从程序员和使用者的角度看到的结构，按其功能来划分。2.2.1Intel8086微处理器结构8086从功能上

3、分成两大部分：总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）执行单元EU（ExecutionUnit）总线接口单元BIU功能：负责8086CPU与存储器和I/O设备间的信息传送。执行单元EU功能：负责指令的执行。8086（8088）的功能结构8/16位外部数据线AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器AXBXCXDXALU数据总线（16位）运算寄存器ALU标志寄存器EU控制系统执行单元EU∑CSDSSSESIP内部暂存器123456数据总线8088:8位8086:16位总线控制逻辑地

4、址总线20位指令队列80888086队列总线（8位）指令指针段寄存器外部总线总线接口单元BIU20位地址线16位内部数据线8086CPU执行程序的方式取指等待执行取指执行取指取指取指执行........（并行工作）图2-38086的执行顺序时间8080/8085执行程序的方式图2-28位微处理器的执行顺序取指令→执行→取指令→执行...（串行工作）时间2.2.2Intel80386微处理器的功能结构微处理器从8位到16位主要是总线的加宽，32位微处理和16位相比，则是从体系结构设计上有了概念性的改变和革新。I

5、ntel80386微处理器的功能结构总线接口部件代码预取部件指令译码部件执行部件分段部件分页部件2.2.3Intel80486微处理器的功能结构除具有80386的部件外，增加了相当于80387的浮点运算单元和高速缓存部件。浮点运算部件高速缓冲存储器部件80486=80386+8KBCache+80x87FPU2.3IA-32结构微处理器的执行环境保护模式实地址模式系统管理模式2.3.1操作模式2.3.2基本执行环境概要地址空间基本程序执行寄存器80X87FPU寄存器MMX寄存器XMM寄存器堆栈I/O端口基本执

6、行环境系统资源控制寄存器存储管理寄存器调试寄存器存储范围寄存器2.3.3存储器组织存储器是微处理器外部存放程序及其数据的空间程序及其数据可以长久存放在外存，在程序需要时才进入主存主存需要利用地址区别数据信息的表达单位计算机中信息的单位二进制位Bit：存储一位二进制数：0或1，记做b字节Byte：8个二进制位，D7～D0，记做Ｂ字Word：16位，2个字节，D15～D0双字DWord：32位，4个字节，D31～D0数据的存储格式D7D000006H78H00005H56H00004H12H00003H34H00

7、002H00001H00000H低地址地址存储单元及其存储内容每个存储单元都有一个编号，被称为存储器物理地址（简称PA)每个存储单元存放一个字节的内容00002H单元存放有一个数据34H表达为（00002H）＝34H多字节数据存放方式多字节数据在存储器中占连续的多个存储单元：存放时，低字节存入低地址，高字节存入高地址；表达时，用它的低地址表示多字节数据占据的地址空间。上图中0002号“字”单元的内容为：（00002H）=1234H2号“双字”单元的内容为：（00002H）=78561234H1、实地址方式存储

8、器组织实地址方式是为了与8086/8088微处理器兼容而设置的，实地址方式下的存储器组织与8086/8088的存储器组织是一样的。Intel8086微处理器采用了分段的方法对存储器进行管理。问题提出字长为16位的CPU能计算的最大存储器空间为216=65536=64K，但8086CPU有20根地址线，可以接上最大存储容量为220=210*210=1024K=1M个存储单元，那么字长为16位的CPU如