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四、16位微处理器 0. 本章知识脉络 微处理器的发展历程 8086/8088CPU的结构 8086/8088CPU的引脚信号和工作模式 8086/8088的主要操作功能 1. 微处理器的发展历程 提到微处理器的历史，不得不说的一家公司 1. 微处理器的发展历程 1879 美 爱迪生 白炽灯 1904 英 弗莱明 真空二极管 1907 美 李· 德·弗雷斯特 真空三极管 1950 贝尔实验室 肖克莱、巴丁、布拉顿 晶体三极管 1. 微处理器的发展历程 提到微处理器，不得不说的几个名字 1. 微处理器的发展历程 Intel 创立者：鲍勃?诺依斯和戈登?摩尔 时 间：1968年7月18日 1971年11月15日 霍夫 世界上第一个微处理器 4004 1. 微处理器的发展历程 Intel 4004 （第一代CPU的代表，4位时代） 4位微处理器具备45条指令 每秒能执行5万条指令 性能不如ENIAC 集成度却要高很多，微处理器从此诞生。 1. 微处理器的发展历程 1972年Intel 8008 （第二代CPU的代表 8位时代） 性能是4004的两倍 主频只有200KHZ 只能做基本的整数运算 同类处理器M6800、Z-80 1. 微处理器的发展历程 1978年Intel i8086 （第三代 16位CPU的代表） 3微米制造技术 集成度达到29000个晶体管 内部和外部总线都是16位，寻址20位 主频达4.77MHZ 同类处理器M68000、Z8000 1. 微处理器的发展历程 1978年Intel 8088 8088并非8086的升级版，甚至性能还不如8086 因为在IBM个人电脑中的使用，产生了PC的概念取得巨大的商业成功，因而名垂史册。 同时，Intel提出了协处理器的概念8088可以搭配8087使用 8087协处理器主要负责浮点方面的运算，直到486的推出，才将浮点和整数运算单元合并在一起。 1. 微处理器的发展历程 1982年Intel 80286 16位数据总线，24位地址总线 1.5um技术制造 主频12MHz以上 它的效率是8088的4倍以上 与8086二进制兼容 建立了CISC（复杂指令集）结构 1. 微处理器的发展历程 1985 Intel 80386 DX/SX  （第四代 32位CPU的代表） 32位数据总线、32位地址总线（可寻址4GB） 其中386SX是准32位CPU，即内部数据通道为32位，外部数据通道为16位，为了兼容采用286的系统设备 40MHz主频 2. 8086/8088 CPU 的结构 4.2.1 执行部件（Execution Unit） 4.2.1 执行部件（Execution Unit） 4.2.2 总线接口部件（Bus Interface Unit） 4.2.2 总线接口部件（Bus Interface Unit） BIU和EU是并行工作的（流水线技术） 当8086指令队列中有2个（8088有1个）空字节时，BIU自动把指令取到队列中 EU从指令队列取指，执行。执行过程中如果要访问存储器或I/O, 若此时BIU正在取指，则取指完成后，响应EU的总线请求。 当指令队列已满，EU又没有总线访问，BIU进入空闲状态 执行转移、调用和返回指令时，指令队列中的原有内容自动消除，BIU开始往指令队列中装入目标程序段中的指令。 4.2.3 存储器结构 寻址能力 CPU 所能访问的最大地址空间 由CPU对外的地址线条数决定 寻址空间=2地址线条数 4.2.3 存储器结构 寻址能力 CPU 所能访问的最大地址空间 由CPU对外的地址线条数决定 寻址空间=2地址线条数 4.2.3 存储器结构 存储器的分段 为什么要分段？ 8086外部地址线为20条 故对外寻址能力为220=1MB 8086内部地址线为16条 故内部寻址能力为 216=64KB 分段的目的，正式为了解决用16位内部地址，访问1MB内存空间的问题 4.2.3 存储器结构 举个例子 假如你的手机电话本仅能存储8位的电话号码你如何存储朋友们的手机号？ 4.2.3 存储器结构 内存分段方法 将1MB内存空间分为若干个逻辑段 每个逻辑段的容量≤64KB 各个段起始地址低4位必须全部为0（段首址可被16整除） 各个段可以部分重叠、完全重叠、连续排列、断续排列 4.2.3 存储器结构 逻辑地址到物理地址的转换：地址加法器 逻辑地址：程序员使用的地址、CPU内部总线上的地址（16位） 物理地址： CPU访问内存或I/O设备所使用的地址（20位） 4.2.3 存储器结构 4.2.3 存储