微型计算机原理课件.ppt

实模式下20位物理地址的形成 3．段寄存器和指针寄存器的初值 CS、IP的初值：由操作系统赋值 DS/ES/FS/GS的初值：由程序员赋值。 SS、SP的初值：①由程序员赋值 ②由操作系统自动赋值 BX/SI/DI/BP的初值：由程序员赋值。 第2章 学习重点 1.了解X86内部主要功能块的简单作用 2.掌握基本结构寄存器中的通用寄存器、段寄存器、指针寄存器的结构、名称、汇编助记符 3.掌握32位微处理器工作模式中的实模式的特点，了解保护模式的工作特点 4.掌握实模式下存储器各个逻辑段的物理地址的形成方法，以及CS、IP，SS、SP，DS、ES各寄存器初值的赋值原则及特点 第2章 80X86微处理器 教材: 第2章 80X86微处理器  型号 发布 年分 字长 (位) 晶体管 (万个) 数据总线宽度 外部总线宽度 主频 寻址空间 高速 缓存 8086 1978 16 2.9 16 16 4.77 1M 无 8088 1979 16 2.9 16 8 4.77 1M 无 286 1982 16 13.4 16 16 6~20 16M 无 386 1986 32 27.5 32 32 12~33 4G 有 486 1989 32 120 32 32 25~100 4G 8K 奔腾 1993 32 310 64 64 60~166 4G 8K 奔腾Pro 1995 32 550 64 64 150~ 200 64G 8K 256K 奔2 1997 32 750 64 64 233~333 64G 32K 512K Itanium 2000 64 2.2亿 64 64 1G以上 64G 6M集成三级 酷睿2 2006 64 2.91亿 64 64 3.60G 64G 6M集成三级 80X86 CPU介绍             Pentium 采用了多项先进技术： CISC和RISC相结合的技术 超标量流水线技术 RISC和CISC： RISC（Reduced Instruction Set Computer），精简指令系统的计算机 提供数目较少、格式与功能简单、运行高效的指令 追求的是计算机控制器实现简单，运行高速，更容易在单块超大规模集成电路的芯片内制做出来 CISC（Complex Instruction Set Computer），复杂指令系统的计算机 相对于RISC一词而提出来的一种说法 特点：指令条数多，格式多样，寻址方式复杂，每条指令的功能强。汇编程序设计容易些，但计算机控制器的实现困难多，很多指令被使用的机会并不多 超标量流水线： 标量指单个量，一般的流水计算机因只有一条指令流水线，所以 称为标量流水计算机，所谓超标量是指其具有两条以上的指令流水线. Pentium 有U、V两条整型流水线，一条浮点流水线。 流水线： 是一种使多条指令重叠操作的技术, 是当代微处理器设计中的关键技术之一。 把一条指令分解成若干个步骤来完成，在流水线上称为级，每级 都在一个时钟周期内完成各自的操作。这样每个时钟周期都可以启动 一条指令，m级的流水线上就会有m条指令在同时执行。 流水线的性能比非流水线作业几乎提高了m倍。 2.1 32位微处理器内部结构 预取缓冲存储器 指令译码 256 控制 ROM 控制部件 地址生成 ( U 流水线 ) 地址生成 ( V 流水线 ) 整数寄存器组 ALU (U 流水线 ) ALU (V 流水线 ) 筒型移位器 8 KB 数据 Cache 浮点部件 控制 寄存器组 加法器 除法器 乘法器 80 80 8 KB 代码 Cache 分支目标 缓冲器 预取 地址 指令指针 转移校验 和 目标地址 分页 部件 32 32 32 32 32 32 总 线 部 件 64 64 位读总线 64 位 数据总线 32 位 地址总线 控制 TLB TLB 32 位地址总线 基本结构寄存器： 486内部寄存器分为4类: 基本结构寄存器 浮点寄存器 系统级寄存器 调试测试寄存器 应用程序只能访问基本结构寄存器和浮点寄存器。(我们只介绍基本结构寄存器) AH AX AL BH BX BL CH CX CL DH DX DL SP BP DI SI IP FLAGS CS DS ES SS FS GS 32位名称 EAX EBX ECX EDX ESP EBP EDI ESI 8位名称 16位名称 EIP EF