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1、第二章80x86微处理器本章学习目的1.掌握微处理器的编程结构;2.掌握8086微处理器的主要寄存器;3.掌握8086系统的存储器组织结构及堆栈的活动情况;2．1微处理器的性能指标和技术特点2.1.1微处理器的主要性能指标1.主频主频也叫时钟频率，单位是MHz，用来表示CPU的运算速度。CPU的主频＝外频×倍频系数。2.外频外频是CPU的基准频率，单位也是MHz。CPU的外频决定着整块主板的运行速度。在台式机中，所说的超频，都是超CPU的外频，一般情况下，CPU的倍频都是被锁住的。3.倍频系数倍频系数是指
2、CPU主频与外频之间的相对比例关系。4、位和字长位：在数字电路和计算机技术中采用二进制，代码只有“0”和“1”，其中无论是“0”或是“1”在CPU中都是一“位”。字长：计算机技术中对CPU在单位时间内（同一时间）能一次处理的二进制数的位数叫字长。5、高速缓存Cache高速缓存大小也是CPU的重要指标之一，而且缓存的结构和大小对CPU速度的影响非常大。基本原理：把速度较快的Cache集成到CPU内部，Cache复制了频繁使用的数据及其在内存中的地址，当处理器引用内存地址时，先检查Cache中有无此地址，若有
3、则将数据返回，不需访问内存，若无则从内存读取。6、CPU内核电压和I/O工作电压从586CPU开始，CPU的工作电压分为内核电压和I/O电压两种，通常CPU的核心电压小于等于I/O电压。7、指令集和扩展指令集CPU依靠指令来计算和控制系统，每款CPU在设计时就规定了一系列与其硬件电路相配合的指令系统。指令的强弱也是CPU的重要指标，指令集是提高微处理器效率的最有效工具之一。补充：指令和程序的解释方式2.28086CPU内部结构2.2.18086微处理器的内部结构8086/8088CPU的内部是由两个独立的
4、工作部件构成,分别是执行部件EU(ExecutionUnit)和总线接口部件BIU(BusInterfaceUnit)。图中虚线右半部分是BIU,左半部分是EU。两者并行操作,提高了CPU的运行效率。下面分别介绍EU和BIU两者的功能：执行部件EU▲功能：执行指令并暂存运算结果▲结构：(1)16位算术逻辑单元ALU;(2)16位标志寄存器F;(3)数据暂存寄存器(与编程无关,即不对用户开放)(4)通用寄存器组：数据寄存器（AX、BX、CX、DX），指针寄存器（SP、BP），变址寄存器(SI、DI)(5)E
5、U控制电路：内部电路,不对用户开放总线接口部件BIU▲功能：实现8086CPU与存储器和外部设备之间的数据传送。▲任务：(1)从内存取指令到指令队列缓冲器;(2)取数据到运行单元进行运算并将运算结果送到目的单元(内存或外设端口);(3)重叠实现取指令与执行指令！指令队列缓冲器▲结构：指令队列缓冲器为6字节(8088只有4字节))容量的FIFO。设立指令队列缓冲器的目的是为了实现重叠解释指令。▲工作原理：①缓冲器中只要有一条指令,EU就开始执行;②缓冲器中只要有两个字节为空,BIU便自动执行取指操作;③当E
6、U执行完转移、调用和返回等切换程序流程的指令时,缓冲器中原来的内容将被清除,BIU从内存中新的位置开始重新预取指令填入队列中。地址发生器▲组成：地址加法器、指令指针IP和段寄存器。▲设立地址加法器的目的：内部地址寄存器都是16位,其编址范围只能达到64K，8086CPU地址总线有20位,为了实现每个段的访存范围为1M,需要加法器形成20位地址。▲工作原理：段寄存器内容×16+偏移地址(IP或指令中的操作数地址给出)。2.2.28086的寄存器结构1.通用寄存器通用寄存器共有8个,又可分为两组。(1)数据寄
7、存器。数据寄存器可以用于存放8位或16位的二进制操作数,这些操作数可以是参加操作的原始数据、运算得到的中间结果,也可以是操作数的地址。大多数算术和逻辑运算指令都可以使用这些寄存器。在8086微处理器中,数据寄存器有4个,累加器AX(Accumulator)、基址寄存器BX(Base)、计数寄存器CX(Count)、数据寄存器DX(Data)。每个16位数据寄存器可分为高8位(AH、BH、CH和DH)和低8位(AL、BL、CL和DL),可分别寻址,独立操作。(2)指针寄存器和变址寄存器指针寄存器和变址寄存器
8、一般用来存放地址偏移量,用于堆栈操作和变址运算中计算操作数的有效地址。指针寄存器指的是堆栈指针寄存器SP(StackPointer)和基址指针寄存器BP(BasePointer),其中SP用来指示堆栈顶部单元的位置,实现堆栈操作,而BP用来存放在现行堆栈段中的一个数据区的基地址。变址寄存器包括源变址寄存器SI(SourceIndex)和目的变址寄存器DI(DestinationIndex),分别用来存放源操作数和目的操作数的偏
