微机原理第一章cpu总结

《微机原理第一章cpu总结》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在行业资料-天天文库。

1、微机原理--第一章2015/01/14Fio出版※为重点理解部分1.微处理器的基本结构微处理器由控制器、运算器、寄存器组及片内总线等部分组成。1）控制器：又称指令控制部件。功能：提取指令、识别翻译指令代码，安排操作次序，向计算机各部件发出适当的操作信号，指挥计算机有条不紊地工作。组成：由指令寄存器、指令译码器、程序计数器（或指令指针）及相应的控制电路组成。2）运算器功能：根据指令完成指定的算术或逻辑运算，以及移位循环等操作。组成：由算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）、累加器及标志寄存器组成3）

2、寄存器组功能：包括若干不同功能的寄存器，协助算术逻辑单元ALU及控制器工作。组成：各种处理器的寄存器组不尽相同，但至少有以下六类寄存器：指令寄存器IR，程序计数器PC，地址寄存器AR，缓冲寄存器DR，累加寄存器AC，状态标志寄存器PSW2.※微处理器的主要性能指标1）字长：CPU一次所能处理的二进制数的位数，一般等于CPU数据总线的宽度；字长越长，运算精度越高；速度越快；性能越高；CPU的字长有8位、16位、32位和64位。2）寻址范围：CPU能够直接存取数据的内存地址范围，由CPU地址总线的宽度决定。n为地址总线根数

3、——寻址范围0～2n。16根：216=64K20根：220=1024K＝1M（00000H~FFFFFH）24根：224=16M32根：232=4096M=4G3）主频：CPU的主时钟频率（简称主频）是CPU的内部工作频率，是用来表示CPU工作速度的重要指标，也是影响其运算速度的一个重要因素。主频越高，速度越快。3.※8086CPU的内部结构－EU和BIU的组成1）执行单元EU（ExecutionUnit）功能：负责指令的执行，从BIU的指令流队列中取指令，分析指令和执行指令组成：算术逻辑单元（ALU）：用于算术、逻辑

4、运算，并且按指令的寻址方式，计算出寻址单元地址的16位偏移量。标志寄存器FLAGS：用于反映CPU运算的状态特征以及存放控制标志。寄存器阵列：包括4个16位通用寄存器AX、BX、CX、DX；4个专用寄存器，指针寄存器SP、BP和变址寄存器SI、DI。数据暂存器：协助ALU完成运算，暂存参加运算的数据。EU控制电路：包括控制、定时与状态逻辑电路，根据指令译码形成各种定时控制信号，对EU的各个部件实现的定时操作。2）总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）功能：负责CPU与存储器或CPU与I/O设备之间传送数

5、据和指令组成：4个16位段寄存器，CS，DS，SS，ES；1个16位指令指针IP；1个指令流队列；20位地址加法器；总线控制电路4.“指令的流水线”结构1）自动取指令：每当8086的指令队列中有2个空字节，同时EU也未要求BIU进入存取操作数的总线周期，BIU就会自动从内存单元中顺序取出指令字节，并填满指令队列。2）并行执行：同时，EU从指令队列取出一条指令，并用几个时钟周期去分析、执行指令。当指令队列已满，而且EU对BIU又无总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。3）执行转移、调用和返回指令时，下面执行的指令不是内存

6、中紧接的指令，顺序装入指令队列中的前4个字节失去作用。这时，CPU自动清除指令队列中原有内容，并从新的地址单元取出指令，立即送EU执行；然后，自动取出后续指令填满指令队列。指令流队列——取指令、分析和执行指令并行工作，减少CPU为取指令等待的时间，提高CPU的效率，加快了整机的运行速度。另外也降低了对存储器存取速度的要求。5.※寄存器阵列与FLAGS、IP、段寄存器指令指针：IP，下一条指令地址：CS:IP，堆栈栈顶：SS:SP1）寄存器阵列：通用寄存器AX、BX、CX、DX当作为8位寄存器使用时，任一个16位寄存器都

7、可以分为高低字节，分别命名为AH、AL，BH、BL，CH、CL，DH、DL。其中XH表示对应16位寄存器高8位，XL表示低8位。隐含的特定用途：AX作为累加器，BX作为基址寄存器，CX作为计数寄存器，DX作为数据寄存器。2）状态标志寄存器FLAGS:6个状态标志位——反映算术或逻辑运算后结果的状态CF：进位标志（carry）当执行加法或减法运算时，最高位（字节运算时的D7位或字运算时的D15位）产生进位或借位时，则CF=1；否则，CF=0。此外，移位和循环指令的执行也会对CF产生影响PF：奇偶标志（parity）当操作

8、结果中“1”的个数为偶数时，PF=1；否则，PF=0AF：辅助进位标志（assistant）当执行加法或减法运算后，如果结果低位字节的低4位向高4位有进位或借位，则AF置1；否则AF清0此标志一般用于BCD码运算，作为二-十进制调整的依据ZF：零标志（zero）若当前运算结果为0，则ZF=1；否则，ZF=0SF：符号标志（sign