微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5

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1、2.4Pentium的工作方式实地址方式保护方式虚拟8086方式（Real-addressmode）①寻址机构、存储器管理、中断处理机构均和8086一样。②操作数默认长度为16位。③存储器容量最大为1MB，采用分段方式，每段大小固定为64KB。④存储器中保留两个固定区域FFFF0H～FFFFFH，00000～003FFH。（Protectedmode）①存储器用逻辑地址空间、线性地址空间和物理地址空间三种方式来描述。②映像机制使逻辑地址空间大大超过实际的内存空间③既能进行16位运算，也能进行32位运算。④保护是指对存储器的保护。具有强大的段页式存储管理和特权与保护能力,使用全部32条地

2、址总线，可寻址4GB物理存储器①可以执行8086的应用程序。②段寄存器的用法和实地址方式时一样，即段寄存器内容左移4位加上偏移量为线性地址。③存储器寻址空间为1MB，在分段基础上又分页，每页4KB。第二章16位和32位微处理器2021/9/181逻辑地址:在处理器内部、程序员编程时采用的地址逻辑地址＝段地址∶偏移地址段地址＝逻辑分段在主内存中的起始地址偏移地址＝距离段起始地址的相对位移量某个存储单元可以有多个逻辑地址，但只有一个唯一的物理地址逻辑地址线性地址物理地址编程使用处理器转换地址总线输出第二章16位和32位微处理器2021/9/182实地址方式和虚拟8086方式区别：①多任务问

3、题②寻址空间问题。③内存管理问题第二章16位和32位微处理器2021/9/1832.5Pentium的原理结构第二章16位和32位微处理器2021/9/1842.6Pentium的寄存器和相关机制寄存器就是CPU内部暂时存放数据的地方:通过编写程序、由处理器执行指令控制IA-32处理器基本执行环境：8个32位通用寄存器:用来存放数据和地址6个16位段寄存器：用来存放逻辑段的段选择子32位标志寄存器:用来存放状态标志、控制标志、系统标志32位指令指针:用来存放下一条要执行的指令的地址偏移量2.6.1基本寄存器组对应用人员（程序员）来说，处理器被抽象为可编程寄存器第二章16位和32位微处理

4、器2021/9/185EAX：累加器(Accumulator)EBX：基址寄存器(Base)ECX：计数器(Counter)EDX：数据寄存器(Data)ESI：源变址寄存器(SourceIndex)EDI：目的变址寄存器(DestinationIndex)EBP：基址指针(BasePointer)ESP：堆栈指针(StackPointer)第二章16位和32位微处理器2021/9/186标志寄存器第二章16位和32位微处理器2021/9/187第二章16位和32位微处理器2021/9/1882.6.2段寄存器和描述符以及保护方式的寻址机制IA-32处理器支持4GB存储器：000000

5、00H～FFFFFFFFH第二章16位和32位微处理器实模式下的地址计算实模式下地址计算与8086相同，在8086中，段寄存器直接存放某一段的段基址，将其内容乘以16（左移4个二进制位）再加上有效地址（有效地址是高4位为0，低16位为偏移地址构成的20位地址），就得到一个存储单元的物理地址。段的大小固定为64KB。保护模式下的地址计算保护模式下，32位CPU可寻址4GB的物理地址空间，段的最大长度可达4GB，段寄存器不再直接存放段基址，而是存放指示段基址的选择子（选择符），间接指向段基址。2021/9/18916位段寄存器保存16位段选择子段选择子：用于选择某个描述符表中的段描述符，每

6、个描述符指示存储器段的位置（段基址）、长度、访问权限等属性。段选择器16位段寄存器64位段描述符主存储器空间段基地址数据或指令描述符表:8字节信息包含段基址、段长度、段特性2021/9/1810逻辑地址、线性地址、物理地址指示图第二章16位和32位微处理器2021/9/1811三种描述符表全局描述符表GDT局部描述符表LDT中断描述符表IDT每个描述符对应一个段段选择子包含3个部分的内容描述符表指示标志TI描述符索引DI请求特权级RPL第二章16位和32位微处理器2021/9/1812特权级与特权保护：在保护方式下，支持特权级与特权保护。它是为了支持多用户多任务操作系统，使系统程序和用

7、户的任务程序之间、各任务程序之间互不干扰而采取的保护措施。IA-32提供4级特级管理系统，可以为不同程序规定一个权限，控制特权指令和I/O指令的使用，控制对段和段描述符的访问，从而有效防止不同程序执行时的相互干扰或非法访问、非法改写GDT和LDT。特权级用PL表示，分为0，1，2，3级，0级特权最高，一般赋给操作系统的核心程序；1级赋给来自操作系统的服务程序；2级赋给操作系统的扩展程序；3级赋给用户程序，级别最低。第二章16位和32位微处理器2