X第二章-微型计算机的组成及微处理器的功能结构.ppt

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1、第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构2.1微型计算机的组成2.280X86系列微处理器的功能结构1.8086/8088及80286微处理器的逻辑结构2.8086(8088)CPU的功能结构3.8086/8088的存储器组织及其寻址4.标志寄存器PSW5.8086/8088的I/O地址空间2.3精减指令集与复杂指令集计算机第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构2.1微型计算机的组成图2.1微型计算机的硬件组成存储器I/O接口输入设备I/O接口数据总线DB控制总线CB输出设备CPU地址总线AB第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构2.1微型计算

2、机中的组成1.微处理器中央处理部件CPU(CentralProcessingUnit)2.存储器RAM(RandomAccessMemory)ROM(ReadOnlyMemory)3.输入/输出设备及其接口电路输入/输出（Input/Output,缩写位I/O）设备统称外部设备，简称I/O设备。4.总线数据总线DB(DataBus)地址总线AB(AddressBus)控制总线CB(ControlBus)总线总线是指传递信息的一组公用导线，是传送信息的公共通道，微机系统采用总线结构连接系统功能部件。?总线信号可分成三组?地址总线AB：传送地址信息(单向)?

3、数据总线DB：传送数据信息(双向)?控制总线CB：传送控制信息(每根单向/双向)总线一般被看成一个独立的部件。第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构2.280X86系列微处理器的功能结构1.8086/8088微处理器的逻辑结构8086/8088CPU的内部逻辑结构指令流队列标志寄存器FLAGS(P43)寄存器阵列微型计算机的总线结构INTEL8086/8088处理器逻辑结构INTELPentium处理器逻辑结构*超标量和流水线的概念超标量：配置多个执行部件和指令译码电路，能同时执行多条指令。Pentium由三个执行单元组织而成，一个执行浮点指令，另两

4、个执行整型指令（U流水线和V流水线），这意味着Pentium同时可以执三条指令流水线：在CPU中把一条指令分解成多个可单独处理的操作，使每个操作在一个专门的硬件站（stage）上执行，这样一条指令需要顺序地经过流水线中多个站的处理才能完成，但是前后相连的几条指令可以依次流入流水线中，在多个站间重叠执行，因此可以实现指令的并行处理。8086(8088)CPU从功能上分成两大部分总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit）BIU负责与存储器接口，BIU负责从内存的指定部分取出指令，送至指令流队列中排队（8086指令队列6字节，8088的指令队列4字

5、节）；在执行指令时所需要的操作数负责信息交换(地址信息、数据信息、控制信息)执行单元EU（ExecutionUnit）负责数据处理（算术运算、逻辑运算）2.8086(8088)CPU的功能结构(P42图2.3)第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构总线接口部件BIU执行部件EU*386CPU寄存器结构指令指针IP段寄存器CS,DS,SS,ES,FS,GS通用寄存器EAX,EBX,ECX,EDX变址寄存器ESI,EDI指针寄存器EBP,ESP标志寄存器FLAGS控制寄存器0(CR0)CR0的第0位叫保护允许位(PE)，PE用于对实模式和保护模式进行切换

6、，PE置0时选择实模式运行INTEL8086/8088寄存器结构第二章微型计算机的组成及微处理器的功能结构3.8086/8088的存储器组织及其寻址内存：内存是存储程序代码和数据的部件，由地址译码器、内存芯片等构成。内存单元：存储信息的基本单位。每片内存芯片有若干个内存单元。每个单元可存储8位二进制数（1Byte）1）存储单元的地址和内容存储器以字节(Byte)为单位存储信息，每个字节有一个地址，地址编码长度取决于地址总线的位数。地址值一般用16进制格式表示，如：0000H（16位地），F00F4H（20位地址总线）设2号单元中存放的内容为78H，表示为

7、:（0002H）=78H如果数据以字为单位，则占用连续的两个字节单元，且用低地址表示：（0002H）=1A78H若0002单元的内容为一个地址，而(1A78H)=3B6FH，则可记为（(0002H))=3B6FH2）对内存的读/写操作3）存储器地址的分段8086/8088有20条地址线，其寻址范围为：1M（字节），地址从00000～FFFFFH但8086/8088中有关地址的寄存器都是16位的，寻址范围最多为64KB。那么16位字长的机器里用什么办法提供20位地址？采用存储器地址分段的办法解决。80X86CPU提供了存储器分段的机制，每段最大可寻址64K

8、B，这样段内地址可用16位表示。一个程序的代码、数据、堆栈等一般在存储器中占有不