最新微型计算机原理及应用(第三版)第4章(1)课件PPT.ppt

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1、微型计算机原理及应用(第三版)第4章(1)微型计算机系统组成微型计算机系统的三个层次微处理器(Microprocessor)微型计算机(Microcomputer)微型计算机系统(MicrocomputerSystem)微型计算机系统组成微处理器存储器I/O接口总线硬件系统软件系统微型计算机系统微型计算机(主机)外设ALU寄存器控制器键盘、鼠标显示器软驱、硬盘、光驱打印机、扫描仪系统软件应用软件与CPU有关的术语生产工艺在生产CPU过程中，要进行加工各种电路和电子元件，制造导线连接各个元器件。其生产的精度以微米（um）来表示，精度越高，生产工艺越先进。在同样的材料中

2、可以制造更多的电子元件，连接线也越细，提高CPU的集成度，CPU的功耗也越小。这样CPU的主频也可提高，在0.25微米的生产工艺最高可以达到600MHz的频率。而0.18微米的生产工艺CPU可达到G赫兹的水平上。工作电压是指CPU正常工作所需的电压，提高工作电压，可以加强CPU内部信号，增加CPU的稳定性能。但会导致CPU的发热问题，CPU发热将改变CPU的化学介质，降低CPU的寿命。早期CPU工作电压为5V，随着制造工艺与主频的提高，CPU的工作电压有着很大的变化，Core2DuoCPU的电压为1.7V，解决了CPU发热过高的问题。与CPU有关的术语MMX（Mul

3、tiMediaExtensions，多媒体扩展指令集）英特尔开发的最早期SIMD指令集，可以增强浮点和多媒体运算的速度。SSE(StreamingSIMDExtensions，单一指令多数据流扩展)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。3DNow!(3Dnowaiting)AMD公司开发的SIMD指令集，可以增强浮点和多媒体运算的速度，它的指令数为21条。IntelCore2DuoE63001.86GHz基本参数CPU内核内核电压1.248V制作工艺0.065微米CPU频率主频1860MHz倍频（倍）7外频266MHzCPU

4、缓存L1缓存32KBL2缓存2MBCPU指令集指令集MMX,SSE,SSE2,SSE3,SSE4,EM64T4.116位微处理器概述8086/8088内部结构相同，但外部性能有区别：8086是16位数据总线，8088是8位数据总线。处理一个16位数据字时，8088需要两步操作，8086只要一步。8086/8088的CPU的内部都采用16位字进行操作及存储器寻址，软件完全兼容、程序执行也一样。但是8088有相对较多的外部存取操作，所以程序执行速度相对较慢。封装模式：都封装在40脚双列直插组件（DIP）中。4.28086/8088CPU的结构8086CPU从功能上可以分

5、为两部分：总线接口部件（businterfaceunit,BIU)执行部件（executionunit，EU）AHALBHBLCHCLDHDLSPBPDISI通用寄存器运算寄存器ALU标志执行部分控制电路123456CSDSSSESIP内部寄存器I/O控制电路地址加法器20位16位8位指令队列缓冲器外部总线执行部件（EU）总线接口部件（BIU）8086CPU结构图AXBXCXDX16位专用寄存器4.2.1执行部件功能：负责指令的执行。（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）利用内部寄

6、存器和ALU进行数据处理。4.2.1执行部件执行部件的组成：（1）4个通用寄存器：AX、BX、CX、DX。（2）4个专用寄存器:BP------基数指针寄存器(basepointer)SP------堆栈指针寄存器(stackpointer)SI-------源变址寄存器(sourceindex)DI-------目的变址寄存器(destinationindex)（3）FR-------标志寄存器(flagregister)（4）ALU-----算术逻辑部件（arithmetic-logicunit）4.2.1执行部件8086/8088的EU具有如下4个特点：（1）

7、4个通用寄存器既可以作为16位寄存器来使用，也可以作为8位寄存器使用。例如：BX作为8位寄存器时，分为BH高8位和BL低8位。（2）AX寄存器常常称为累加器，8086指令系统中有许多指令是通过累加器的动作来执行的。例如，累加器作为16位来使用的时候，可以按照“字”进行乘、除等操作；当累加器作为8位来使用的时候，可以按照“字节”进行乘、除等操作。（3）加法器是算术逻辑单元（ALU）的主要部件，绝大部分指令的执行都由加法器来完成。4.2.1执行部件（4）标志寄存器FR共有16位，其中有7位未用。D15D0OFDFIFTFSFZFAFPFCF进位标志奇偶标志辅助进位标