清华大学-计算机硬件技术基础chapter2_1

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1、第二章8086/8088微处理器第一节8086/8088微处理器的结构第二节8086/8088的寻址方式第三节8086/8088的指令系统第四节DOS操作系统简介1第一节8086/8088微处理器的结构一、简介二、8086/8088的编程结构1.总线接口部件2.执行部件3.工作原理三、8086/8088的寄存器组四、8086/8088的存储器组织1.内存物理地址的形成2.内存单元内容的存放及表示五、8086/8088的I/O组织2一、8086/8088简介Intel系列的16位CPU双列直插式封装40根引脚工作频率为4.77MHz~10MHz工作电源+5V808838086:对外有16

2、根数据线，20根地址线可寻址的内存单元数220=1M内存地址范围00000~FFFFFH8088:内部寄存器、运算部件及内部操作均按16位设计,除对外数据线为8根外，其余与8086基本相同。为与当时已有的8位外设接口芯片兼容。IBMPC、IBPPC/XT采用8088CPU80884二、8086/8088的编程结构编程结构：指从程序员和使用者的角度看到的结构。与芯片内部的物理结构和实际布局有区别。某CPU芯片内部实物图51.总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit)→运输部门2.执行部件EU(ExecuteUnit)→加工部门3.工作原理DSESSSCSIP数据暂存器执行部件

3、控制电路指令译码器总线接口控制电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组BIUABDBCB地址加法器指令队列PSW标志寄存器EU运算器8088编程结构DSESSSCSIP数据暂存器执行部件控制电路指令译码器总线接口控制电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组BIUABDBCB地址加法器指令队列PSW标志寄存器EU运算器61.总线接口部件BIU构成部分4个16位段寄存器：CS，DS，ES，SS16位IP指令指针寄存器地址加法器4字节的指令队列(8086的指令队列为6字节)DSESSSCSIP数据暂存器PSW标志寄存器执

4、行部件控制电路指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列总线接口控制电路运算器地址加法器8088编程结构BIUEU主要功能负责与存储器、I/O接口传递数据具体完成：1)从内存取指令，送到指令队列;2)配合执行部件从指定的内存单元或I/O端口取数据;3)将执行部件的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口。72．执行部件EU构成部分：8个16位寄存器：AX、BX、CX、DXSP、BP、DI、SI1个标志寄存器PSW1个算术逻辑运算部件ALU主要功能执行部件负责指令的执行。(包括算术、逻辑运算，控制命令等)DSESSSCSIP数据暂存器PSW标

5、志寄存器执行部件控制电路指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列总线接口控制电路运算器地址加法器8088编程结构BIUEU83.工作原理计算机的工作过程是：取指令,执行指令CPU总线内存DSESSSCSIP数据暂存器PSW标志寄存器执行部件控制电路指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列总线接口控制电路运算器地址加法器、、、指令1指令2指令3指令4、、、数据1数据2数据3、、、地址总线AB数据总线DB控制总线CB地址译码器9总线接口部件和执行部件可并行工作，提高工作效率。指令的提取和执行

6、分别由BIU和EU完成。BIU和EU相互独立又相互配合1)当指令队列有一个空字节时，BIU自动把指令取到指令队列中2)执行部件总是从指令队列前部提出指令去执行。3)如果在执行指令的过程中，需要访问内存或I/O端口，EU会请求BIU去完成存取操作。DSESSSCSIP数据暂存器PSW标志寄存器执行部件控制电路指令译码器AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组指令队列总线接口控制电路运算器地址加法器8088编程结构BIUEU10由于有指令队列的存在，在EU执行指令的同时，BIU可取指令，即BIU和EU可处于并行工作状态。取指取指取指取指取数取指等待执行执行执

7、行等待执行时间8088的工作原理：BIUEU11三、8086/8088的寄存器组共有14个16位寄存器,其中：AX、BX、CX、DX又可分成两个8位寄存器。其它10个只能作为16位寄存器。DSESSSCSIP数据暂存器执行部件控制电路指令译码器总线接口控制电路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组BIUABDBCB地址加法器指令队列PSW标志寄存器EU运算器8088编程结构DSESSSCSIP数据暂存器执行部件