河科大微机原理第2章1A

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1、§28086微处理器微处理器（MicroProcessingUnit），即微型化的中央处理器。中央处理器CPU的英文全称是CentralProcessingUnit。早期微处理器以MPU表示，以区别于大型主机的多芯片CPU。但现在已经不加区分，都用CPU表示。1CPU性能指标主频：即微处理器时钟频率。如Pentium42GHz同系列的微处理器，主频越高，速度越快。但主频相同的微处理器，速度不一定都相同，因结构有差异外频：微处理器外部总线工作频率。如Pentium42GHz的外频为400MHz地址线宽度：决

2、定访存空间。如36位地址线访问236=64GB存储单元数据线宽度：决定了字长，决定微处理器与外部存储器、输入/输出部件之间一次交换的二进制数据位数。如8、16、32、64位。2高速度缓存(CACHE)：L1/L2Write-through缓存，只对读有效write-back缓存，对读写都有效内置协处理器：加快数值运算超标量结构：一个时钟周期内执行一条以上的指令。低标量结构：一条指令至少需要一个以上的时钟周期工作电压：微处理器正常工作所需要的电压，早期为5V，后来有3.3V,2.8V,1.5V等。制造工艺：

3、晶体管之间的最小线距，0.35m,0.25m,0.18m,0.13m,45nm,32nm等38086/8088微处理器8086：Intel系列的16位微处理器，16条数据线、20条地址线，可寻址地址范围220=1MB，8086工作时，只要一个5V电源和一个时钟，时钟频率为5MHz。8088：内部与8086兼容，也是一个16位微处理器，只是外部数据总线为8位，所以称为准16位微处理器。它具有包括乘法和除法的16位运算指令，所以能处理16位数据，还能处理8位数据。8088有20根地址线，所以可寻址的地

4、址空间达220即1M字节。4§2.18086CPU的内部结构1.8086CPU的组成CPUEUBIU16位通用寄存器组（AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI）算术逻辑单元——ALUEU控制器标志寄存器——FLAG段寄存器组（CS、DS、SS、ES）指令指针——IP地址加法器指令队列总线接口控制逻辑EU负责指令的执行，从BIU的指令队列中取指令和数据，不直接与外部总线相连BIU根据EU的请求，完成CPU与存贮器或I/O设备之间的数据传送58086的内部结构1234内部暂存器IPESSSDSCS输入

5、/输出控制电路外部总线执行部分控制电路∑ALU标志寄存器AHALBHBLCHCLDHDLSPBPSIDI通用寄存器地址加法器指令队列执行部件（EU)总线接口部件（BIU)16位20位8位8位返回6取指执指BIU动作EU动作……7一、执行部件EU（功能为负责指令的执行）作用：1）从指令队列中取出指令。2）对指令进行译码，发出相应的控制信号。3）接收由总线接口送来的数据或发送数据至接口。4）进行算术逻辑运算。8执行部件的组成（1）四个数据寄存器AX、BX、CX、DX。四个数据寄存器都是16位或作两个8位来使用

6、。AX：累加器。可分成两个八位寄存器AH、AL使用。BX：基址寄存器。可分成两个八位寄存器BH、BL使用。CX：为计数器。可分成两个八位寄存器CH、CL使用。DX：数据寄存器。可分成两个八位寄存器DH、DL使用。9（2）地址指针寄存器和变址寄存器SP、BP、SI、DI，都是16位寄存器，可存放数据，常用来存放逻辑地址的偏移量，是形成20位物理地址的其中一部分。SP：堆栈指针，是栈顶的偏移量。BP：基址指针，存放堆栈数据区基址的偏移地址。SI：源变址寄存器，存放源操作数地址的偏移量。DI：目的变址寄存器，存

7、放目的操作数地址的偏移量10AXBXCXDX目的变址指针(DestinationIndex)DI源变址指针(SourceIndex)SI基址指针(BasePointer)BP堆栈指针(StackPointer)SP数据寄存器(Data)DLDHDX计数寄存器(Count)CLCHCX基址寄存器(Base)BLBHBX累加器(Accumulator)ALAHAX数据寄存器可分为两个8位，主要用于数据操作地址指针主要用于地址操作16位8811一般，通用寄存器可以用于任何指令的任意操作，可以相互替换16位的数据

8、寄存器可分解为2个8位使用，是同一个物理介质地址寄存器不能分解为8位使用有些操作规定只能使用某个寄存器，即寄存器的特殊用法12通用寄存器的特殊用法(默认用法)寄存器特殊用法AX，AL乘法/除法指令，作累加器；I/O操作时，作数据寄存器AH在LAHF指令中用作目的寄存器((AH)←标志)AL在BCD码及ASCII码运算指令中作为累加器；在XLAT指令中作为累加器（AL）←((AL)＋（BX）)BX在间接寻址中作为基址寄存器和变址