第8章. Intel系列高档微处理器的技术发展.ppt

Tokenedu.com学习愉快新编16/32位微型计算机原理及应用第八章Intel系列高档微处理器的技术发展Intel系列高档微处理器的技术发展Intel系列高档微处理器的技术发展8.180286微处理器80286具有很大的地址空间,并能以两种不同的方式——实地址方式和保护虚地址方式运行。

在实地址方式下,其寻址能力为1MB,相当于8086的最大方式系统,但执行速度更快。

在保护虚地址方式下(简称保护方式),80286能寻址16MB(224)物理地址空间,能支持多任务操作,并能为每个任务提供多达1GB(230)的虚拟地址空间。

80286的内部框图如图8.1所示

和8086相比,80286的BIU分成了AU(地址部件),IU(指令部件)和BU(总线部件)。硬件电路设在地址部件框内的存储器管理机构（MMU—MemoryManagementUnit）,能用4个分离的特权层支持iAPX286中的每一个任务的服务和应用程序。这4层特权是:操作系统核、系统服务程序、应用服务程序和应用程序。一、80286与8086/8088相比的特点（4）实现虚拟存储管理
80286片内的MMU首次实现虚拟存储管理功能（也称为虚拟内存管理）。
在8086/8088系统中，程序占有的存储器和CPU可以访问的存储器是一致的，只有物理存储器的概念，其大小为１ＭＢ。而从80286开始，CPU内的MMU在保护模式下将支持对虚拟存储器的访问。在80286中，虚拟存储器（虚拟空间）的大小可达２30（＝1GB）字节，而物理存储器（实存空间）的大小只可达２24（＝１６Ｍ）字节。
80286虚拟地址对物理地址的映射示意图如图8.3所示。
二、80286在体系结构上与8086/8088的主要异同点(2)在状态与控制寄存器组中,80286不仅在8086/8088原有的标志寄存器(FLAGS)和指令指针寄存器(IP)的基础上增加了一个机器状态寄存器,而且对FLAGS寄存器中原作保留的12,13,14位也定义了新的内容。
(3)80286新增加了几个寄存器
一个16位的机器状态寄存器(MSW)。它用于表示80286当前所处的工作方式与状态，目前只用到该寄存器的低4位,其他12位为内部保留。MSW各位的含义如下:

2)任务寄存器(TR)
3)描述符表寄存器(GDTR,LDTR和IDTR)。它们总是存放包含各种段描述符的描述符表的地址信息,用于保护模式下的寻址。
(二)寻址方式
80286微处理器支持两种工作方式——实地址方式和保护虚地址方式(简称保护方式)。在这两种方式下的寄存器功能和指令功能完全一致。80286在其实地址方式下与8086/8088的目标码完全兼容,所以任何一个8086/8088的软件,不经修改都可以在80286上运行。80286在实地址方式的寻址方式与8086相同，但是在虚地址方式的寻址方式则大不相同。

(三)80286的存储管理系统
1.实地址模式
2.保护模式

8.280386微处理器一、80386的特点二、80386的内部结构1.总线接口部件（BIU：BusInterfaceUnit）。
2.指令预取部件（CPU：CodePrefetchUnit）。
3.指令译码部件（IDU：InstructionDecodeUnit）。
4.执行部件（EU：ExecutionUnit）。它可进一步分为控制部件（ControlUnit）,保护测试部件（ProtectionTestUnit）和数据处理部件（DataUnit）３部分。
5.段管理部件（SU：SegmentUnit）。
6.页管理部件（PU：PagingUnit）。80386允许使用虚拟存储器。
所谓虚拟存储器是指程序所占有的存储空间，其容量可多达246字节。
实际上，它通常是利用系统中的一个速度较慢而容量很大的外部存储器（通常指硬盘）
来模拟一个速度较快而容量较小
的内存。
程序员编写程序时，其程序
存入磁盘里，因此可编写246字节的
程序。这样，从程序员的角度来看，
系统中似乎有一个容量很大、速度也相当快的虚拟存储器；当然，它并不是真正的物理上的内存。由于80386的虚拟存储器容量可高达246字节（即64TB或64兆兆字节），这样，它就可以运行要求存储容量比实际内存容量大得多的程序。80386的存储器管理部件（MMU）由分段部件和分页部件两部分组成，它们的功能是实现存储器的段、页式管理。在实现段、页式管理的过程中，80386就能将虚拟地址最终转换为物理地址。

分段部件通过提供一个额外的寻址器件对程序员编程时所涉及的逻辑地址空间进行管理，并且把由指令指定的逻辑地址变换成线性地址。

分页部件提供了对物理地址空间的管理，它的功能是把由分段部件或者由指令译码部件所产生