第3章 微型计算机系统ppt课件.ppt

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1、7/29/20211第3章8086微型计算机系统3.1微处理器概述3.28088/8086微处理器3.380x86系列微处理器简介3.4Pentium系列微处理器3.5实例解析7/29/20212第3章8086微型计算机系统微处理器的一般结构和功能8088/8086CPU的特点8088/8086的编程结构、内部寄存器及存储器组织8088/8086在最大和最小模式下引脚功能8088/8086总线的操作时序本章重点内容：中原工学院信息商务学院7/29/202133.1微处理器概述微型计算机系统的组成运算器控

2、制器寄存器组存储器（RAM,ROM）总线(AB,DB,CB)输入输出接口电路(I/O)外部设备软件（系统、应用）微型计算机（主机）微型计算机系统微处理器（CPU）微处理器（CPU）是计算机系统的核心部件，控制和协调着整个计算机系统的工作。运算器算术逻辑运算，由加法器和(ALU)一些辅助逻辑电路组成程序计数器PC指令寄存器IR控制器指令译码器ID(CU)时序系统微操作信号发生器寄存器组存放临时数据、运算的中间结果、运算特征、操作数地址CPU1.微处理器的一般结构PC：用来存放下一条即将要执行的指令在存储器

3、中的地址2.微处理器的功能少量数据的暂存能够进行算术运算和逻辑运算能够对指令进行译码、寄存并执行指令所规定的操作具有与存储器和I/O接口进行数据通信的能力能够提供这个系统所需的定时和控制信号能够响应I/O设备发出的中断请求中原工学院信息商务学院7/29/202163.28088/8086微处理器8086：Intel系列的16位微处理器，具有16条数据线、20条地址线，可寻址地址范围220=1MB。8088：准16位微处理器。CPU内部数据总线是16位，外部数据总线是8位，有20根地址线，可寻址的地址空间

4、达220即1M字节。8086和8088均属于第三代CPU，它们的内部结构基本相同，具有完全相同的指令系统，但是外部性能有所区别。8086与8088差异：1.8088/8086CPU的特点具有4/6个字节指令流水线队列：通过设置指令预取队列（IPQ）实现具有地址段寄存器：对内存空间实行分段管理将内存分段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址。支持多处理器系统：8087协处理器执行部件取指部件8088/8086以前的CPU采用指令串行工作方式取指令1执行1取指令2执行2CPUBUS忙碌忙碌取指令3执行

5、3忙碌空闲空闲空闲t1t0t2t3t4t56个周期执行了3条指令8088/8086CPU采用指令并行工作方式取指令1取指令2取指令3取指令4执行1执行2执行3BUS忙碌执行4CPUt1t0t2t3t4t5取指令5执行5忙碌忙碌忙碌忙碌忙碌6个周期执行了5条指令取指和执行同时进行，加快程序的执行速度。2.8088/8086CPU的内部结构（编程结构）8086/8088CPU从功能上可分为两个部分总线接口部件BIU:BusInterfaceUnit执行部件EU:ExecutionUnit总线接口部件功能：负

6、责与存储器、I/O传送数据。执行部件的功能：完成指令的译码与执行工作。（1）BIU16位16位8086/8088有20根地址线，地址加法器产生20位物理地址，但CPU内部寄存器均为16位，如何输出20位的地址？内存空间的唯一地址(20位)称为物理地址是由两部分组成的：基地址偏移地址组成：基地址16位偏移地址0000XXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXXX+20位物理地址20位物理地址=基地址(段地址)×16+偏移地址(相对地址)例：已知逻辑

7、地址为2000H：1000H则对应的物理地址为：2000H*16+1000H=20000H+1000H=21000H逻辑地址：程序中出现的地址是逻辑地址，是用符号地址表示的。逻辑地址包括段基址和偏移地址，CPU执行程序时，需要将逻辑地址转换为物理地址，称为地址重定位。物理地址：是指信息在存储器中实际有效的地址单元号，CPU访问内存是按物理地址寻址的。每一个物理地址是由段基址和段内偏移量组成物理地址＝段基址×16＋偏移量内存1000H：0000H0001HFFFFHF000H：0000H0001HFFFF

8、H段段段0000H：0000H0001HFFFFH每个段的最大容量为64K段地址：偏移地址30H31H32H内存00000H00001H00002H00003H00004H00005HFFFFEHFFFFFH物理地址逻辑地址（1）BIU16位16位8088/8086在执行指令的同时，从内存中取出下一条或下几条指令放在指令队列中，这样，取指和执值分开操作，可以节省时间，这种结构称为流水线结构。BIU使用指令队列电路来实现流水线操作，该队列为先