第2章 8086、微机原理课件.ppt

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1、第2章80x86系列结构微处理器与80861了解8086功能的扩展、性能的提高；了解8086的功能结构；熟悉8086的寄存器结构；理解8086的的存储器管理。教学要求2Intel8086微处理器：功能结构寄存器结构存储器结构教学重点32.180x86系列微处理器是8086的延伸2.28086的功能结构2.38086微处理器的执行环境本章主要内容480x86系列结构微处理器已经经历许多代，但从使用者（包括程序员）的角度来看，它是以8086处理器为基础，是一个兼容的微处理器系列，是8086在功能上和性能上的延伸。2.180x86系列微处理器是8086的延伸5从16位扩展为32位从实

2、模式至保护模式x86结构微处理器有两种主要的工作方式：实地址方式和保护虚地址方式。实地址方式是为了与8086兼容而设置的方式。在实地址方式下，具有32条地址线的x86结构微处理器只有低20条地址线起作用，能寻址1MB的物理地址；此时，x86系列结构微处理器相当于一个快速的8086，虽然可以使用32位的数据寄存器，但不能充分发挥x86结构微处理器的全部功能。2.1.18086功能的扩展(1)6保护虚地址方式是IA-32结构微处理器的主要工作方式，在此方式下，全部32条地址线都能寻址，故可寻址高达4GB的物理存储器。片内存储管理单元（MMU）内存在计算机中的作用很大，电脑中所有运行

3、的程序都需要经过内存来执行;如果执行的程序很大或很多，就会导致内存消耗殆尽;为了解决这个问题，Windows中运用了虚拟内存技术，即拿出一部分硬盘空间来充当内存使用，当内存占用完时，电脑就会自动调用硬盘来充当内存，以缓解内存的紧张。2.1.18086功能的扩展(2)72.1.18086功能的扩展(3)浮点支持早期的计算机CPU不具备浮点运算能力，从16位微处理器开始，在16位微处理器的基础上设计了与之相配合的专门用于浮点运算的协处理器---FPU:FloatPointUnit，浮点运算单元；以前的FPU是一种单独芯片，如8087、80287、80387分别与8086／8088、

4、80286、80386配合使用。在486之后，英特尔把FPU与集成在CPU之内。82.1.18086功能的扩展(4)MMX技术MMX:是MultiMediaeXtensions(多媒体扩展)的缩写；MMX技术是在CPU中加入了特地为视频信号(VideoSignal)，音频信号(AudioSignal)以及图像处理(GraphicalManipulation)而设计的57条指令；MMXCPU极大地提高了电脑的多媒体(如立体声、视频、三维动画等)处理功能。92.1.18086功能的扩展(5)流SIMD扩展（SSE）SSE(StreamingSIMDExtensions，流SIMD扩

5、展)英特尔开发的第二代SIMD指令集，有70条指令，可以增强浮点和多媒体运算的速度；单指令多数据（SingleInstructionMultipleData），简称SIMD。在SIMD型CPU中，指令译码后几个执行部件同时访问内存访问内存，一次性获得所有操作数进行运算；单指令单数据（SISD）的CPU对加法指令译码后，执行部件先访问内存，取得第一个操作数；之后再一次访问内存，取得第二个操作数；随后才能进行求和运算。102.1.28086性能的提高(1)利用流水线技术提高操作的并行性流水线技术是一种同时进行若干操作的并行处理方式。类似于工厂的流水作业装配线；在计算机中把CPU的一

6、个操作(分析指令，加工数据等)进一步分解成多个可以单独处理的子操作，使每个子操作在一个专门的硬件上执行，这样，一个操作需顺序地经过流水线中多个硬件的处理才能完成。但前后连续的几个操作可以在各个硬件间重叠执行，这种操作的重叠提高了CPU的效率。112.1.28086性能的提高(2)引入片内缓存（cache）CPU速度快、内存速度慢，为了协调两者的速度，在CPU和内存之间设置一种可高速存储信息的芯片---Cache，把近期可能要用到的指令与数据放在工作速度比主存储器更高（当然，容量更小）的缓存中，减少从存储器中取指令与数据的时间，从而进一步提高了处理器的工作效率;CPUCacheR

7、AM128086是x86系列系列处理器的基础。学习x86系列处理器必须学习掌握8086，也只能从8086入手。本书从8086入手来学习与掌握x86系列处理器。本书重点介绍8086微处理器的结构、指令、汇编语言及相应的外设接口。132.28086的功能结构功能结构：指从程序员和使用者的角度看到的结构，按其功能来划分。8086从功能上分成两大部分：总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit):负责8086CPU与存储器和I/O设备间的信息传送。执行单元EU(ExecutionUnit)