Intel80286结构特点

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1、2.1.2Intel80286结构特点*8086/8088是我们认识计算机硬件的基础;*采用与8086/8088对比的方式来介绍80286。80286是一种增强型标准16位微处理器。与8086/8088相比，结构上的改进与性能上的提高主要体现在以下几个方面：①内部有执行单元（EU）、总线单元（BU）、指令单元（IU）和地址单元（AU）4个独立的部分并行操作，可实现4级流水线作业，使数据吞吐率大大提高。②地址总线与数据总线完全分开使用。③存储空间有两种工作方式：实地址方式和保护虚拟地址方式（简称：保护方式）。实地址方式

2、有1MB的空间；保护方式有16MB的空间。④在保护方式下：4个段寄存器装入的不再是段基址，而是指向段描述符表中某个段描述符的索引值，称为段选择符。总之，80286主要是增强了多用户、多任务系统所必须的任务转换功能、虚拟存储器管理功能和多种保护功能，不仅运算速度大为提高，而且支持多用户、多任务操作。1.四级流水线（8086只有两级）8086有两个独立的工作单元，形成两级流水线，完成提取指令和分析执行指令。286有四个独立工作单元，形成四级流水线。把8086的BIU分为把8086的EU分为地址单元AU总线单元BU指令单元

3、IU执行单元EU完成地址运算提取指令分析指令执行指令6字节指令缓冲器可存放3条已完成分析的指令不再分析，直接执行。2.地址总线和数据总线完全分开（8086分时复用）有24条地址线，有16M的寻址能力（224＝24×220＝16M）3.存储器空间的两种工作方式（8086仅一种）重点！实验、中断以实模式为基础1）实地址方式（8086方式，实模式）*只使用24条地址线中20条：A0---A19，寻址1M。*上电复位进入实地址方式*存储器的物理地址仍然由段基址和段内偏移量合成段基址在段寄存器中所有功能与8086一样（除分时复

4、用外），但工作频率比8086高，在加上4级流水线，所以速度比8086快。在实地址方式下，286就是高速的8086！80x86系列兼容性的体现为了保持对8086的兼容性，在286中仍然保留了8086的工作状态，在该方式下，采用类似于8086的体系结构、寻址机构、存储器管理、中断处理。286毕竟是新一代CPU，其更强的功能体现在另一种工作方式下：保护虚拟地址方式2）保护虚拟地址方式首先简要说明“保护”和“虚拟”的含义①保护目的：实现任务和操作系统、任务和任务间的隔离及保护4级层次的保护结构：操作系统，0级；(最高)系统服

5、务程序，1级；应用服务程序，2级；应用程序，3级。（1）对存储器的保护，它要求通过描述符来进行存储器访问（2）给每一个任务分配不同的虚拟空间，使任务之间完全隔离，实现任务之间的保护。（3）任务内的保护机制，保护操作系统存储段及其专用处理寄存器不被应用程序所破坏。②虚拟：从80286开始引入了虚拟存储器管理概念目的：扩大用户可用内存储器空间通过硬、软件技术把二者有机地、灵活地组合起来，形成一个供用户使用的、容量相当大而速度也相当快、价格也相当低的主内存。CPU物理（实际）内存（高速、小容量）外部存储器低速、大容量如：硬

6、盘、光盘存储管理机制Cache当前必须运行的部分程序的大部分。暂时不用的部分虚拟内存（从用户或任务角度所看到的存储容量）段寄存器直接提供1）在物理上是不存在的。80286使用24条地址线，内存实际空间只有16M，但可以对每个任务提供最大为1GB的虚拟存储空间。2）支持多用户。“内”、“外”切换过程用户看不见。3）存储器的逻辑地址的表示：在实地址下，内存的逻辑地址在保护虚拟地址方式下，内存的逻辑地址段基址：偏移地址段选择符：偏移地址段寄存器直接提供段寄存器段选择符(段描述符的索引值)提供根据在描述符表找到段描述符从中取

7、出段基址虚拟地址最终得转换成实际地址（物理地址），才能操作实际的存储器。物理地址仍由段基址和偏移地址合成。怎么从段寄存器开始，找到段基址，进而得到物理地址？曲折漫长！从介绍若干个术语开始：（本课程要求了解很多术语，这是我们的共同语言，交流的基础）（1）描述符：用于实现从虚拟存储器空间到实际存储器空间的转换。每一个描述符由8个字节组成，内容包括：段基址，段长界限，段类型以及特权级别。介绍486时，再看描述符的组成情况（2）描述符表：所有描述符的集合全局地址空间：系统中全部任务共享的存储空间局部地址空间：系统中各个任务独

8、占的存储空间全局描述符表GDT（GlobeDescriptionTable）：用于管理全局地址空间局部描述符表LDT（LocalDescriptionTable）：用于管理局部地址空间在286中，GDT只有一个，LDT可以有多个。每一个描述符表最多只能存放8K-1（213-1=8191）个描述符，每一个描述符占8个字节。如何在可以存放8191个