微机原理与接口技术(第3版)彭虎-第2章 8086系统结构ppt课件.ppt

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1、“十一五”国家级规划教材微机原理与接口技术（第3版）第2章8086系统结构本章主要内容2半导体存储器的分类18086CPU结构18086CPU内部时序38086系统结构和配置概述微型计算机（简称微机）：将计算机的核心器件中央处理器（运算器和控制器）集成在一块半导体芯片上，配以存储器、I/O接口电路及系统总线等设备的计算机。微型计算机系统：以微型计算机为主体，配上系统软件和外设之后，就构成了微型计算机系统。概述以微处理器型号为标志划分：808680286计算机80386计算机80486计算机Pentium计算机PentiumⅡ计

2、算机PentiumⅢ计算机Pentium4计算机PentiumD与PentiumXE双核处理器Itanium(安腾)CoreDuo(酷睿处理器)概述按计算机运算部件处理的数据位数来划分：8位计算机16位计算机32位计算机64位计算机……位数越多计算机运算速度越快。微型计算机的工作就是运行程序，运行程序就是依次逐条从存储器中取出预先存放的指令并完成指令规定的动作。微机系统的基本工作原理是存储程序和程序控制。概述②CPU从内存中逐条读取该程序的指令及相关的数据④将指令的运算处理结果送回内存保存⑤任务完成后，将处理得到的全部结果成批

3、传送到外存以长久保存外存储器内存储器CPU①任务启动时，执行该任务的程序和数据从外存成批传送到内存指令1指令2指令k指令n程序数据1数据2数据m数据③CPU逐条执行指令,按指令要求完成对数据的运算和处理2.18086CPU结构2.1.18086CPU的内部结构8086由执行部件EU（ExecutionUnit）和总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）两部分组成，这两个部件的操作是并行的。EU负责指令的执行；BIU负责形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行、访问存储器或I/O端口读取

4、操作数参加EU运算或存放运算结果。EUBIU指令队列2.1.18086CPU的内部结构EU组成：算术逻辑单元（ALU），可完成对8位或16位操作数进行算术或逻辑运算；8个16位通用寄存器（AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP和BP）；标志寄存器；控制电路。EU功能：负责指令的执行，即：从总线接口部件BIU的指令队列取得指令，执行之后向BIU送回运算结果，并把运算结果的状态特征保存到标志寄存器中。2.1.18086CPU的内部结构BIU组成：4个16位段寄存器（DS、CS、ES、SS）；指令指针寄存器（IP）；20位的地址加

5、法器；6字节指令队列缓冲器；内部暂存器和总线控制逻辑。BIU功能：负责CPU与存储器、I/O设备之间的数据传送。具体包括：取指令送指令队列，配合EU从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给EU，或者把EU的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。2.1.18086CPU的内部结构一般CPU工作方式8086CPU工作方式取指执指取指执指取指执指取指执指取指执指取指执指取指2.1.18086CPU的内部结构BIUEU闲EU和BIU的操作原则BIU中的指令队列有2个或2个以上字节为空时，BIU自动启动总线周期，取指填充指

6、令队列。直至队列满，进入空闲状态。EU每执行完一条指令，从指令队列队首取指。系统初始化后，指令队列为空，EU等待BIU从内存取指，填充指令队列。EU取得指令，译码并执行指令。若指令需要取操作数或存操作结果，需访问存储器或I/O，EU向BIU发出访问总线请求。当BIU接到EU的总线请求，若正忙（正在执行取指总线周期），则必须等待BIU执行完当前的总线周期，方能响应EU请求；若BIU空闲，则立即执行EU申请总线的请求。2.1.18086CPU的内部结构2.1.18086CPU的内部结构EU和BIU的操作原则EU执行转移、调用和返回

7、指令时，若下一条指令不在指令队列中，则队列被自动清除，BIU根据本条指令执行情况重新取指和填充指令队列。2.18086CPU结构2.1.28086CPU的寄存器结构通用寄存器段寄存器标志寄存器FR指令指针寄存器IPBHBLCHCLDHDLAHALAXBXCXDXSIDIBPSP2.1.28086CPU的寄存器结构1、通用寄存器指令执行部件（EU）设有8个通用寄器AXBXCXDXSPBPSIDI2.1.28086CPU的寄存器结构通用寄存器AX（AccumulatorRegister）累加器一般用来存放参加运算的数据和结果，在乘

8、、除法运算、I/O操作、BCD数运算中有不可替代的作用。BX（BaseRegister）基址寄存器除可作数据寄存器外，还可放内存的逻辑偏移地址，而AX，CX，DX则不能。2.1.28086CPU的寄存器结构通用寄存器CX（CounterRegister）数据寄存器，又称作计数