艾德才全套配套课件微机原理与接口技术第2版 第2章 微处理器.ppt

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1、第2章微处理器-CPU本章知识要点：本章从科学发展的角度逐步地、由浅入深地引导读者认识微处理器的组成和发展。以微处理器领域内具有代表性的16位的8086和32位的Pentium为平台，以新-旧对比的方式介绍微处理器的组成，以及各部件的结构、功能、操作原理等。对Pentium所采用的超标量执行技术、分支转移预测技术、流水线操作技术等先进技术，进行了说明和剖析。本章是微机系统知识的核心、是重点、难点所在。重点是Pentium体系结构、超标量执行技术、分支转移预测技术、流水线操作技术、浮点流水线操作等先进技术。2.1寄存器寄存器，从某种

2、意义上说，它是一个容量非常小、速度非常快、放置在CPU芯片内的用于“暂时存放”信息的存储器。除特殊用途的寄存器外，像16位的8086微处理器、32位的Pentium微处理器的8个通用寄存器，用来“暂时存放”当前参与运算的值或累加结果。2.1.116位寄存器8086含14个16位寄存器，按功能可分为三类：通用寄存器，8个段寄存器，4个控制寄存器，2个8086/8088的16位寄存器SPIPFLAGSAHALBHBLCHCLDHDLAXBXCXDXBPSIDICSDSESSS通用寄存器控制寄存器段寄存器16位16位1、通用寄存器数据寄

3、存器（AX，BX，CX，DX）地址指针寄存器（SP，BP）变址寄存器（SI，DI）地址指针寄存器SP：堆栈指针寄存器其内容为堆栈栈顶的偏移地址；任何堆栈操作后，SP都会自动增/减量。BP：基址指针寄存器在间接寻址中用于存放操作数的基地址；常用于访问存放在堆栈中的数据。变址寄存器SI：源变址寄存器，用于访问源操作数DI：目标变址寄存器，用于访问目的操作数常用于操作数的间接寻址或变址寻址。在串操作指令中，SI存放源操作数的偏移地址，而DI存放目标操作数的偏移地址。段寄存器用于存放逻辑段的段基地址（简称段地址）CS：代码段寄存器。代码段

4、存放指令代码DS：数据段寄存器ES：附加段寄存器SS：堆栈段寄存器：指示堆栈区域的位置这两个段存放操作数堆栈段SS数据段DS/ES代码段CS控制寄存器IP：指令指针寄存器其内容为下一条要执行的指令的偏移地址。FLAGS：标志寄存器存放指令执行结果的特征：有些指令（如算术指令）要改变FLAGS的内容(影响FLAGS)；有些指令对FLAGS无影响。6个状态标志位（CF，SF，AF，PF，OF，ZF）3个控制标志位（IF，TF，DF）ODITSZAPC1502467891011FLAGS2.1.232位寄存器下面以32位的Pentium

5、微处理器配备的寄存器为例，介绍32位的寄存器。Pentium配备的寄存器按类可分为如下几类：（1）基本体系结构寄存器：①通用寄存器；②指令指针寄存器；③标志寄存器；④段寄存器；（2）系统级寄存器：①系统寄存器；②系统地址寄存器；（３）调试和测试寄存器：（４）浮点寄存器：AXBXCXDXBPSIDISPEAXEBXECXEDXEBPESIEDIESP累加寄存器基地址寄存器计数寄存器数据寄存器基地址指针寄存器源变址寄存器目标变址寄存器堆栈指针寄存器32位寄存器名称中间是16位寄存器名称AHBHCHDHALBLCLDL斜体表示8位寄存器

6、名称163115078通用寄存器代码段寄存器CS堆栈段寄存器SS数据段寄存器DS附加数据段寄存器ES附加数据段寄存器FS附加数据段寄存器GS段寄存器代码段寄存器CS堆栈段寄存器SS015310标志寄存器FLAGS指令指针寄存器IP标志和指令指针寄存器下面展示出Pentium配备的通用寄存器、指令指针寄存器、标志寄存器以及段寄存器01234576891011121314151617181920213122CFPFAF00ZF1SFTFIFDFOFNTIOPL0RFVMACVIFVIPID00ID：标识标志(X)VIP：虚拟中断挂起标

7、志(X)VIF：虚拟中断标志(X)AC：对准检查(X)VM：虚拟8086模式(X)RF：恢复标志(X)NT：嵌套任务标志(X)IOPL：I/O特权级标志(X)OF：溢出标志(S)DF：方向标志(C)IF：允许中断标志(X)TF：自陷标志(X)SF：符号标志(S)ZF：零标志(S)AF：辅助进位标志(S)PF：奇偶校验标志(S)CF：进位标志(S)这些标志不仅控制着微处理器的某些操作，且随时随地的指示出微处理器的状态。标志寄存器内不仅有状态和控制标志，而且还有几位是系统标志位。0000000000000000000000000E页故

8、障线性地址寄存器保留VMEPVITSDPSEMCEDE0PWTPCDO123456731CR4CR3CR2CR103412113116151615313100控制寄存器Pentium由于控制管理的需要，又配备了5个控制寄存器。在这5个控制寄存器中保