微处理器 微机原理ppt课件.ppt

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1、教学内容本章在简要介绍80x86系列微处理器的发展概况及其性能特性的基础上，首先重点介绍8086/8088CPU的内部结构、寄存器结构、引脚功能以及存储器管理等；之后简要介绍具有代表性的Intel主流CPU系列的最新技术发展方向，从应用角度介绍80x86系列微处理器内部寄存器结构及其使用方法；然后对80x86存储器管理方式（实方式、保护方式和虚拟8086方式）进行介绍。具体内容如下：1、80x86微处理器简介2、8086/8088微处理器3、8086/8088存储器和I/O组织4、80286到Pentium系列的技术发展学习要求微处理器(CPU)是构成微型计算机的核心部件，是全机的控制中心

2、，它控制全机各功能部件协调工作，它的性能决定了整个微型计算机的性能和系统结构。因此，学习和掌握微处理器的内部结构和工作原理是学习这门课的重要基础。本章具体学习要求如下：1、掌握8086/8088CPU的内部结构及工作原理。2、掌握8086/8088CPU中14个寄存器的分类、作用及有关寄存器的特定用法。3、掌握8086/8088存储器的分段管理方式；掌握逻辑地址、物理地址的概念以及如何由逻辑地址求物理地址。4、了解8086/8088CPU的引脚及其功能。第3章80x86微处理器3.180x86微处理器简介3.28086/8088微处理器3.38086/8088存储器和I/O组织3.4从80

3、286到Pentium系列的技术发展3.180x86微处理器简介80x86微处理器是美国Intel公司生产的系列微处理器。该公司成立于1968年，1969年就设计了4位的4004芯片，1973年开发出8位的8080芯片，1978年正式推出16位的8086微处理器芯片，由此开始了Intel公司的80x86系列微处理器的生产历史。本节简要介绍Intel公司80x86系列微处理器的发展过程及其特性。表3.1给出了80x86系列微处理器概况。下面通过对表中有关技术数据的分析来说明Intel80x86系列微处理器的发展情况。表3.180x86系列微处理器概况集成度——CPU芯片中所包含的晶体管数。主

4、频——芯片所使用的主时钟频率，它直接影响计算机的运行速度。数据总线——计算机中各个组成部件间进行数据传送时的公共通道，“内数据总线宽度”是指CPU芯片内部数据传送的宽度（位数），“外数据总线宽度”是指CPU与外部交换数据时的数据宽度，显然，数据总线位数越多，数据交换的速度就越快。基本概念地址总线——在对存储器或I/O端口进行访问时，传送 由CPU提供的要访问的存储单元或I/O端口的地址信息的总线，其宽度决定了处理器能直接访问的主存容量大小。如8086有20根地址线，使用这20根地址线上不同地址信息的组合，可直接对220=1M个存储单元进行访问；PentiumII有36根地址线，因此它可直接

5、寻址的最大地址范围为236=64G。高速缓冲存储器Cache的使用，大大减少了CPU读取指令和操作数所需的时间，使CPU的执行速度显著提高。为了满足微型计算机对存储器系统高速度、大容量、低成本的要求，目前，微型计算机系统采用如图3.1所示的三级存储器组织结构，即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。高速缓冲存储器（Cache）微处理器CPU主存储器（主存）外存储器（外存）图3.1存储器三级结构主存——当前正在执行的程序或要使用的数据必须从外存调入主存后才能被CPU读取并执行，主存容量通常为MB级；外存——当前没有使用的程序可存入外存，外存的容量通常很大，可达GB甚至TB级；Cache

6、（高速缓冲存储器）——最大特点是存取速度快，但容量较小，通常为KB级，将当前使用频率较高的程序和数据通过一定的替换机制从主存放入Cache，CPU在取指令或读取操作数时，同时对Cache和主存进行访问，如果Cache命中，则终止对主存的访问，直接从Cache中将指令或数据送CPU处理，由于Cache的速度比主存快得多。Cache的使用大大提高了CPU读取指令或数据的速度。3.28086/8088微处理器8086有16条数据总线，可以处理8位或16位数据。有20条地址总线，可以直接寻址1M（220）字节的存储单元。在8086推出后不久，为方便原8位机用户，Intel公司很快推出了8088微处

7、理器，其指令系统与8086完全兼容，CPU内部结构仍为16位，但外部数据总线是8位的，这样设计的目的主要是为了与原有的8位外围接口芯片兼容。并以8088为CPU组成了IBMPC、PC/XT等准16位微型计算机，由于其性能价格比高，很快占领了市场。3.2.18086/8088内部结构从功能上讲，8086CPU内部结构可分为两个独立的部分,并行重叠操作。1、总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit)——负责完成C