微机系统原理与接口第2章.ppt

第2章80X86微处理器1.位和字节

位（bit）是计算机所能表示的最小最基本的数据单位，它指的
是取值只能为0或1的一个二进制数值位。位作为单位时记作b
字节（byte）由8个位二进制位组成，通常用作计算存储容量的
单位。字节作为单位时记作B

K是kelo的缩写，1K=1024=210；
M是mega的缩写，1M=1024K=220；
G是Giga的缩写，1G=1024M=230；
T是tera的缩写，1T=1024G=240。2.字长(数据宽度)
字长是微处理器一次可以直接处理的二进制数码的位数，它通常取
决于微处理器内部通用寄存器的位数和数据总线的宽度。微处理
器的字长有4位、8位、16位、32位和64位等等。4.主频
主频也叫时钟频率，用来表示微处理器的运行速度，主频越高
表明微处理器运行越快，主频的单位是MHz。型号微处理器的基本功能模块:存储管理(分段和分页部件)
指令和数据流水线
指令和数据CACHE
指令预取
浮点处理
分支预测
并行计算
……Pentium采用了多项先进技术：

CISC和RISC相结合的技术
超标量流水线技术
分支预测技术
RISC和CISC：

RISC（ReducedInstructionSetComputer），精简指令系统的计算机
提供数目较少、格式与功能简单、运行高效的指令
追求的是计算机控制器实现简单，运行高速，更容易在单块超大规模集成电路的芯片内制做出来
CISC（ComplexInstructionSetComputer），复杂指令系统的计算机
相对于RISC一词而提出来的一种说法
特点：指令条数多，格式多样，寻址方式复杂，每条指令的功能强。汇编程序设计容易些，但计算机控制器的实现困难多，很多指令被使用的机会并不多超标量流水线：
标量指单个量，一般的流水计算机因只有一条指令流水线，所以
称为标量流水计算机，所谓超标量是指其具有两条以上的指令流水线.

Pentium有U、V两条整型流水线，一条浮点流水线。分支预测：
所谓分支预测是指当遇到转移指令、CALL调用指令、RET返回指
令、INTn中断指令等跳转指令时，指令预取单元能够较准确地判定
是否转移取指。2.132位微处理器内部结构基本结构寄存器：
486内部寄存器分为4类:
AX(accumulater)-----累加器
BX(Base)-----基址寄存器
CX(Count)-------计数器
DX(Data)-----数据寄存器AX、BX、CX、DX共同特点：
既可作为16位寄存器来用又可作为两个8位寄存器（高、低位）来用；
都是用于暂存操作数，或是运算的中间结果或其它一些信息。
指令＝操作码＋操作数IP、SP、BP、SI、DI：为寻址存贮单元提供偏移地址。其中：
IP(InstructionPointer)-------指令指针CS、DS、ES、SS------4个段寄存器，和偏移地址寄存器一起形成20位存储器物理地址，对存储器中存放的程序、数据、堆栈区域加以区别、寻址。
寻址程序(指令)：CS＋IP；
寻址数据：(DS或ES)＋(SI或DI、BX、BP)；
寻址堆栈：SS＋(SP或BP)
具体用法在寻址方式中介绍标志寄存器FLAGS又称为程序状态字PSW，为16位寄存器，该寄存器主要有两个作用：
记录CPU运行结果状态标志；
提供控制标志。
FLAGS各位含义如下：
1514131211109876543210
OFDFIFTFSFZFAFPFCF根据功能，8086的标志可以分为两类：
状态标志：表示前面的操作执行后，算术逻辑部件处在怎样一种状态，这种状态会像某种先决条件一样影响后面的操作。有SF、ZF、PF、CF、AF和OF
控制标志：每个控制标志都对某一种特定的功能起控制作用。指令系统中有专门的指令用于控制标志的设置和清除。有DF、IF、TF。一.32位微处理器工作模式③存储管理部件对存储器只进行分段管理，没有分页功能，每一逻辑段的最大容量为64K。
在实模式下，段寄存器中存放段基址。操作系统核心3.虚拟86模式（仅作了解）:
虚拟86模式是保护模式下的一种特殊工作模式,可运行实模式程序。
在操作系统管理下,486可以分时地运行多个实模式程序。
例如：有3个任务,操作系统为每一个任务分配1ms,每通过1ms就发生一次任务切换,从宏观上看系统是在执行多个任务。
1.存储空间：
物理空间(物理存储器地址空间）：
程序的运行空间,即主存空间虚拟空间(虚拟存储器地址空间):编程空间
虚拟存储器是一项硬件和软件结合的技术。
存储管理部件把主存(物理存储器)和辅存(磁盘)看作是一个整体，即虚拟存储器。允许编程空间为246=64T，程序员可在此地址范围内编程，程序可大大超过物理空间。该空间对应的地址称为虚拟地址或逻辑地