2022年PC原理接口技术授课教案.docx

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1、名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料实 验 说 明运算机技术在不断地进展,运算机的应用也在不断地普及和深化；“ 微机原理及与接口技术” 、“ 微型运算机软件硬件及其应用” 等相近课程的教材也经受了8 位机、 16 位机,自然也应转变到32 位机上来；特殊是目前商业自动化随着POS机、ATM自动柜员机等等的快速进展,对接口应用开发人员掌握的软、硬件学问及具备的软、硬件开发才能也提出了更高的要求；为了满意我商业院校的商业自动化试验教学需要,我试验室整写了32 位微型运算机原理及接口技术试验书、主要有关内容为 32bit 微处理器的

2、组成原理、接口技术及应用等；由于目前世界 CPU架构主流仍是 Intel 公司生产的 80X86,Pentium 等,都是 32 位的 CPU；然而虽然它们在电路结构、芯片性能、主频等方面差异较大,用不同的 CPU 组成微机系统,系统功能有明显差异；但是,这些 CPU在面对用户编程方面,以及涉及微机系统基本工作原理的各部分仍是保持着一样；例如它们在基本编程结构、基本工作模式、储备器治理模式、中断治理模式、任务治理模式等方面大同小异,它们的指令集保持向上兼容； 做为微机原理试验,本书将尽可能的验证这些共同的基本内容,对个别 CPU拥有的特殊功能不再试验；从微机系统基本工作原理的观点看,Intel

3、32 位在 CPU的体系演化过程中,占有承上启下的位置；一方面它上承 16 位,可看成是把 80386 及运算协处理器 80387、高速缓存器集成于一体；另一方面它下启 Pentium 系列 CPU准 64 位的基本体系架构；虽然 Pentium 采纳了超标量设计,有两条流水线及配套的帮助部件,有多媒体掌握才能等,但在涉及微机系统基本工作原理的部分,仍旧保持了32 位的规律部件及功能；另一方面,微机的接口技术与现代 PC机架构也亲密相关,从环绕 PC机内部构成原理及常用接口芯片的使用和 PCI 总线技术及应用来看,PC机资源的基本操作和常用接口芯片的编程应用,以及 PCI 总线的应用扩展和在

4、Windows 9x 下开发设备驱动程序的方法等,才应是我们试验应留意的技能；因此本书以试验来争论IntelCPU 的基本原理及接口技术；由于目前国内各大专院校的微机教学大多仍停留在理论教学阶段,少数开设了 16-32 位微机教学的学校也只有上机实践,没有开设架构试验,使得微机教学与技术进展严峻脱节,同学很难把握 16-32位微机技术, 以至于与国外的进展水平产生了很大的差距；为了转变这种状况,国家训练部将微机教学的要求提升到了 32 位；因此我试验室也始终在查找一种 16-32 位微机教学的途径；分析 16-32 位微处理器的系统应用架构及通用微机的体系架构；在参考了西安电子科技高校唐讳玲、

5、毛月东,唐都出的：32 位微机原理和接口技术试验教学系统后,我们觉得将微机试验教学的内容分为 16-32 位微机原理和16-32 位微机接口技术两部分是合理的；16-32 位微机原理旨在从更高层次上学习和把握 80x86 微机原理,重点讲清 32 位微处理器的实模式、爱护模式和虚拟 86 模式的工作机制,从而让同学把握 80x86微机原理及操作；特殊是 32 位微处理器爱护模式的学习,包括了 CPU在爱护模式下操作的各种应用数据结构、储备治理、中断反常处理和任务治理；由于32 位微机原理与接口技术涉及到的概念多,且比较复杂, 同学期望可以从试验中加深对理论课的懂得；因此,为协作西安电子科技高校

6、唐讳玲、毛月东,唐都科教出的：32 位微机原理与接口技术试验教学设备系统 TD-PIT ,本书力求做到试验简洁明白,具有代表性；本试验教程充分考虑到同学对运算机学问学习的连续性,第一试验简要描述运算机的基本概念；综述了 PC机的进展变化；其次试验进而给出了配套试验设备TD-PIT 试验系统设备的教学特性、原理及应用；第三试验、第四试验针对 16-32 位微机原理及其程序设计的课程试验内容,具体叙述了 16-32位汇编语言程序设计的方法、爱护模式工作原理和实模式、爱护模式下的试验方法；第五至第八个试验试验针对 16-32 位微机接口技术涉及的内容,具体叙述了PC机内常用芯片、资源的使用,设备驱动

7、程序的概念和开发方法,以及 PCI 总线的基本概念和应用扩展方法；第十至第十一试验介绍了现代运算机微电子技术的新概念- 帮助设计系统等；出于水平所限,书中难免有谬误之处,恳请大家批判指正；电子技术试验室细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 1 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料试验一 运算机原理及接口技术试验课综述及试验课留意事项1、运算机的过去、现在和将来 Intel 对微处理器的定义是：“ 由一个或多个的集成电路元

8、件组成的系统,它采用半导体技术和数字规律； 在很小的规模上完成大型运算机的功能”；Intel 已认为胜利地把这肯定义从理论转变成事实,对于成千上万使用运算机的每个人来说,微处理器的定义即为“ 由 Intel 生产的芯片” ；相对来讲,徽处理器仍是很年轻的；但是与大多数技术革新相比,个人运算机的革新速度是特别之快的；Intel 开发的第一片微处理器芯片是 4 位的,主要用于嵌入的应用；两年之后,在1974 年,传奇的 8080 芯片产生了；它被设计成为一个通用的微处理器；这种适应性强的芯片的显现,对工业界来说特别重要；实际上 Intel 8080的胜利激发了开发 8 位处理器的竟争, 如 Zil

9、og 的 Z80、Motorola的 6800 和 NEC等. 后产生的 8086 成为微处理器的第一个16 位微处理器,并且是80x86 系列的第一个成员；有 16 位寄存器,一次可传送16 位数据到外部储备器,且可直接寻址一兆字节的物理储备器； Intel 在 其进展中连续支持构成其微处理器销售占很大部分的嵌入应用市场；在后来的 16 位的 80186iAPX 186 和 8 位的 80188iAPX 188 这些芯片不仅包含处理器,同时仍包含处理器需要的很多芯片,以执行有用的工作；它们几乎成为一块芯片上的完整的运算机了；当iAPX286 于 1982 年推出时,引起了不小的震惊,第一,

10、80286 比 8086 运行的时钟速度高 即使那时它只有 6MHz；这一改进相伴着在内部完成延时要求的专用硬件的设计,使系统性能大大提高；另外,该芯片可执行全部为 iAPX86 系列编写的代码而无需转变；这种向上兼容性使得运算机用户可便利快速地在新机器上运行他们已编好的 8086 应用程序；系统程序员开头留意到 80286 增加的新的结构特性,即爱护虚地址方式,或简称爱护方式；80286 的爱护方式供应了在当时认为是特别完善的一种机制,可实现一个爱护的操作系统来支持数据爱护多任务,内存治理以及直接寻址16 兆字节物理内存和虚拟储备器；这比IBM和 Microsoft采纳这些机制的操作系统要早

11、如干年；虽然爱护方式的操作系统产生了,但它极少被采纳,大多数 PC用户连续简洁地把 80286 当作一台快速的 8086 来使用；再后来 Intel 终止了iAPX 的设计,推出了 80386DX,这是第一个真正的 32 位处理器,也就是众所周知的80386,它产生于 1985 年并且震惊了 PC工业界；除了完全向上兼容外,80386 仍完全支持 32 位操作和数据类型,储备器分页以及扩充的指令集；其他的增强包括内在的调试支持,虚拟 8086 方式,直接寻址 4 千兆字节的物理储备器以及排除了 64K一段的限制的线性寻址方式；在实模式下,CPU相当于一个可以进行 32 位处理的快速 8086；

12、在爱护模式下, CPU的工作原理和机制与16 位处理器的工作原理和机制有着本质的不同,它采纳了新的应用数据结构、虚拟储备治理方案、新的中断反常处理机制,并从硬件上支持了多任务；目前微机主流操作系统（如Windows 9x）都是基于 CPU的爱护模式来工作的；而虚拟 86 模式,就是爱护模式下一个可以仿真 8086 的任务； 80486 也是 32 位处理器且基本与 80386 类似,80486 比 80386 明显的增强在于它的芯片包含了浮点的硬件,从而排除了对独立数值协处理器的需要；实际上,80486内部包含了 80487,在芯片上仍包含一个 8K 统一的代码和数据高速缓冲储备器,它使 80

13、486 能以很高的时钟速度操作,而不受相对较慢的储备器拜访速度的阻碍；在细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 2 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料1991 年, Intel 又推出了 80486SX,它只是 80486DX的整数型版本； 80486SX采纳与80486DX相同的掩膜生产,它只是断开了与浮点部件的联系,关闭了浮点硬件部分,整数和浮点操作； 剩下的芯片部分与 80486DX完全相同； 从这点我们能略窥美国

14、在电子技术界潇洒而游刃有余的风格；从今以后的10 多年间, 80486、80586pentium 、80686pentium2 、pentium3 直到 pentium4 ,Intel 始终牢牢占据着个人电脑进展路 程上的核心位置； 32 位的 x86 架构也经受了 10 多年的风雨, x86 产品已经从最初的pc 机走入了工作站、服务器领域；2000 年 Intel发布了 Pentium 4 处理器；可以创建专业品质的影片,透过因特网传递电视品质的影像,实时进行语音、影像通讯,实 时 3D 渲染,快速进行 MP3编码解码运算,在连接因特网时运行多个多媒体软件；处理器集成了5 千 5 百万个晶

15、体管；并且开头采纳0.18 微米进行制造,初始速度达1.5GHz； Pentium 4仍引入了 NetBurst 新结构,如： a. 较快的系统总线 Faster System Bus； b. 高级传输缓存 Advanced Transfer Cache c. 高级动态执行 Advanced Dynamic Execution 包含执行追踪缓存Execution Trace Cache、高级分支猜测 d. 超长管道处理技术 Hyper Pipelined Technology； e. 快速执行引擎 Rapid Execution Engine； f. 高级浮点以及多媒体指令集 SSE2等等；到

16、Core 2 时就是 Intel 它采纳推出的第八代 X86架构, 64位双核处理器,采纳 65nm工艺,全新的 Intel Core 架构； Core 2 不会仅留意处理器时钟频率的提升,它同时就其他处 理器的特色,例如高速缓存数量、核心数量等进行优化；Intel 声称它的功耗会比以往 的奔腾处理器低很多； Intel 将会把笔记本电脑、 台式机、服务器 3种处理器统一为 “ Core”微架构 - a. 宽位动态执行：宽位动态执行通过提升每个时钟周期完成的指令数,所谓的能效 比就是：性能频率 每个时钟周期的指令数； b.智能功率才能：采纳智能门电路技术,解决了处理器漏电难题； c.高级智能高

17、速缓存： Intel微架构体系采纳了共享二级缓存的做法,每个核心都可以动态支配全部二级高速缓存； d.智能内存拜访：该功能能够猜测系统的需要,从而提前载入或预取数据,将内存 拜访效率提升 30%；在微处理器进展的同时,微机体系机构从早期 用的CPU总线直接与外设相连进展到现在采多级总线结构；特殊是商业自动化 POS机、 ATM自动柜员机和微机等的快速进展,PC机的外围总线也由低速总线进展到现在以 PCI总线为主的高速总线,如 Tundra Co. 即将推出的Tsi350 采纳了标准 32位66MHz PCI-PCI主桥的电路设计,符合行业标准、功耗低,可以直接支持 9个PCI总线主设备等等；因

18、此高速外围设备得到越来越广泛的使用；在微机操作平台方面, Windows 操作系统己经成为PC机操作系统的主流； 由于 Windows 细心整理归纳 精选学习资料 9x 是基于 CPU爱护模式工作的,它与在16 位操作系统时代有所不同；如,在以往的 第 3 页,共 49 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料操作系统上,用户程序可以通过直接调用BIOS 或者通过功能调用实现对硬件的拜访操作；而 32 位操作系统 Windows 9

19、x 在 CPU爱护模式的支持下,对系统核心程序及系统硬件操作实行了屏蔽的策略,如要实现硬件中断、DMA, I/O 或者是肯定储备拜访,都必需通过设备驱动程序； 这使得系统变得更安全, 也使得一般程序员在 Windows 9x上从事核心软件开发及硬件掌握变得特别困难；于是大多数应用开发者只能停留在为别人的核心技术开发外包程序的层面上,对很多技术的核心不能碰,也不敢碰,这就 严峻阻碍了自主软、硬件产业创新与进展的速度；至此微机界的进展变化主要表达在三个方面：第一方面是微处理器的进展变化,第 二方面是微机体系结构的变化,第三方面是微机操作平台的进展变化；2、微机的基本体系架构 PC机的进展过程中,无

20、论是微处理器仍是微机的系统结构始终都保持着向上兼容性；从 PC/XT总线结构开头,系统总线不断升级,相继显现了ISA 总线、 EISA 总线、 MCA（微通道结构）总线、 VESA局部总线、 PCI 局部总线和 AGP接口,微机的整体处理速 度和牢靠性得到了提高；图 1-2 第一代通用微型运算机结构示意图 当采纳 8088 作为处理器的第一代通用微型运算机系统中,全部其他部件直接与处理器相连；处理器作为系统核心,通过PC总线对系统中的其他部件进行掌握及数据交换；这种 PC总线称为 XT总线,它采纳了 8 位数据总线和 20 位地址总线, 以 CPU 时钟作为总线时钟,可支持 4 通道 DMA和

21、 8 级硬件中断；其结构示意如图 1-2 所示；图 1-3 ISA 总线结构示意图细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 4 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料 1984 年 IBM 公司公布了 PC/AT系统总线结构,系统中采纳了 80286 微处理器和 80287 协处理器； PC/AT支持与 PC/XT兼容的结构,且性能比 PC/XT增强了很多；后来 Intel 公司联合其他几家微处理器生产厂家推出了一个公开的总线

22、标准,称为 ISA 总线 规范,它支持 24 位地址线、 16 位数据线、 15 级硬件中断和 7 个 DMA通道； ISA 总线结 构示意如图 1-3 所示；其中, PC AT/ISA 核心规律芯片组中可以实现 7 个 DMA通道、15 级中断、时间计数器、总线缓冲器和扩展总线掌握等；随着微处理器和操作系统的变化,用户对微机处理的高速性提出了新的要求；为了提高处理器与各部件及部件与部件间传输信息的整体效率,微机系统中采纳了十分明确的总线分级结构,WCPU总线和局部总线（PCI 总线）、系统总线结构；连接各级总线的是一些高集成度的多功能桥路芯片,它们可以起到信号速度缓冲、电平转换 和掌握协议转

23、换的作用；依据芯片组功能和连接方法来划分,总线分级结构可以分成南北桥结构和中心结构；在南北桥结构中,各级总线主要通过两片桥芯片进行连接；一片称作北桥的用于连接CPU总线和 PCI 总线,另一片称作南桥,用于连接PCI 总线和系统总线；常用的芯片组有 Intel公司的 440 系列,如 440BX,其南桥芯片为 82371EB,集成了 PCI-ISA 连接器、 IDE 掌握器、 USB掌握器、两个增强型 DMA掌握器、两个 8259中断掌握器、 8253/8254 定时计数器、电源治理规律和可选的 I/O APIC 等；这种总线结构可以使高速外围设备通过PCI 插槽直接与 PCI 相连,适应当前

24、高速外设与微处理器连接的需求；其结构示意如图 1-4 所示；图 1-4 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 5 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料在中心结构的微机中, 芯片组由 3 个芯片组成： 储备掌握中心 MCH, I/O 掌握中心 ICH 和固件中心 FWH. MCH用于供应高速 AGP接口、动态显示治理、电源治理和内存治理功能； ICH 供应了音频编码和调制解调器编码接口、IDE 掌握器、 USB接口和局域网

25、络接口,并与 PCI 总线及其插槽连接在一起； ICH 仍和 Super I/O 掌握器相连,而 Super I/O 主要为系统中的慢速设备,如串口、并口、键盘、鼠标等供应与系统通信的数据交换接口；固件中心包含了主板BIOS、显示 BIOS和可用于数字加密、安全认证等领域的硬件随机数产生器；其结构示意如图 1-5 所示；图 1-5 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 6 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料试验二 主要

26、试验设备简介一、系统构成1）TDPIT 试验系统为 32 位微机原理和 32 位微机接口技术分别供应了试验平台；32 位微机原理部分的试验平台由一组支持在80386 及其以上 PC微机上的编程、调试软件构成；同学可以通过该平台进行 32 位微机实模式和爱护模式下的试验程序的编制、运行及调试； 32 位微机接口应用部分的平台,分为基本接口和高级接口应用两部分；一部分用于支持基本接口应用学习,TDPIT 系统经 PCI 总线扩展卡及转接规律为用户供应了一个仿真 ISA 接口,同学可以基于该接口学习常用接口芯片的编程及应用；另一部分用于支持高级接口部分的学习,TDPIT 试验系统供应了 PCI 总线

27、掌握芯片 的全开放的总线接口 ADDON总线接口及 CPLD试验单元,用户可以直接针对特定应 TDPIT 系统同时仍供应了基于 Windows的 VxD、用的需要设计接口电路和时序规律；WDM开发试验以及 PCI 总线应用扩展,同学可以快速把握接口应用的实现方法；2） 对试验设计具有良好的开放性,增强同学综合设计才能,试验系统所具有的硬软件 结构对用户的试验设计具有良好的开放特性,系统总线及各种外围接口器件都可由 用户来操作连接,从而极大地提高了同学的实际操作才能,防止了单纯验证式试验 方式的弊病； 3 ）采纳排线接线方式,提高了试验效率 硬件试验连线采纳排线连接方式,极大地提高了试验效率和接

28、线胜利率,把同学和老 师从单线接线方式这种重复劳动中解脱出来,可使同学把留意力集中在硬软件设计和 调试过程中； 4 ）高性能稳压开关电源 系统采纳了具有抗短路、过流的高性能稳压开关电源,使得试验平台和 PC 机电源隔 离,从而可以防止同学试验过程中因接线失误而导致的芯片或整机损坏情形；二、 TDPIT 试验系统硬件内容表： 电路名称主要电路内容 TD PIT 试验母板 S5933 与 PCI 接口电路及S5933与 nvRAM接口电路 总线及接口单元 全部 ADDON总线信号和总线接口插座 仿真 ISA 接口单元总线接口插座、仿真ISA 总线信号 常用接口芯片试验单元 8254 、8255、,

29、 6550、 ADC574、 DAC0832, SRAM6264,FLASH ROM29C256电子发声、步进电机、直流电机及温度掌握单元 CPLD规律试验单元 CPLD 大规模可编程规律器件 及程序下载电路 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 7 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -通用试验单元转接母线名师精编优秀资料 信号源单元 1Hz, 10I-Lz , 100Hz,1KHz,10KHz,100KHz,lMHz,2MHz, 4MH

30、z固 定频率信号源 开关及显示灯单元 16组拨动开关, 16 组显示灯, 2 组单脉冲触发电路 系统电源 +5V 2A, 12V 0 2A 试验三 实模式原理 - 显示程序试验1-1 试验目的要求 a. 把握在 PC机上以十六进制数形式显示数据的方法； b. 把握部分 DOS功能调用的使用方法及实模式原理； c. 明白 Tddebug调试环境；明白 ASSEMBLE d. 依据试验内容的描述,编写设计试验程序；1-2 试验设备 PC 机；规律分析仪；信号发生器；1-3 试验重点及原理内容 由于我们理论课已学过基本原理,所以这里略述仅做复习； 80X86CPU 内部设有三组信息寄存器和一个标志寄

31、存器三组信息寄存器是：通用寄存器组、地址指针和变址寄存器及段寄存器,另有一个IP-instruction Pointer； a通用寄存器16 位的指令指针寄存器 EU 中设置了 8 个 16 位通用寄存器；可分为两组：数据寄存嚣 4 个它们是累加器 AX、基址寄存器 BX,计数器 cx 和数据寄存器 DX ,它们都可以拆成两个独立的8 位寄存器答应分别寻址、独立操作；例如AX寄存器可以拆成 AH和 AL使用；在 8086 指令系统中通用寄存器可参加算术和逻辑运算 - 但它们仍有各自特殊的用用途； b地址寄存器 EU 中设有四个地址寄存器： SP、BP、SI 和 DI其中前面两个称“ 地址指针”

32、,后面两个叫“ 变址寄存器”,它们只能按 16 位寄存器进行操作；其中 SP、BP用于堆细心整理归纳 精选学习资料 第 8 页,共 49 页 - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料栈操作, SI、DI 用于变址操作；这4 个寄存器也可以用作数据寄存器, c标志寄存器 EU 中设有一个 16 位的标志寄存器 PSW,80868088 只定义其中的 9 位为有效位； d. 段寄存器段寄存器 CS规定了当前代码段的起始地址,指令指针 IP

33、的内容作为段内的偏移量；需要特殊指出： 8086 8088 的堆栈及堆栈操作有以下特点： a. 双字节操作；即每次进、出栈的数据均为两字节；且高位字节对应高地址,低位字节对应低地址；无论是源操作数仍是目的操作数,也无论是储备器操作数仍是寄存器操作数,都必需按这个原就进行； b.堆栈向低地址方向生成；数据每次进栈时堆栈指针SP向低地址方向移动 减 2 ；数据出栈时, SP向高地址方向移动 加 2 ； c.堆栈总满；亦即 SP所指示的栈顶已存有数据；BP只能寻址堆栈段不许段跨过：BX可 d.BP ,BX都被称为基址指针,但两者用法不同；以寻址数据段 段默认 ,也可以寻址附加段 段跨过 ； 8086

34、8088 有 20 位地址总线见图 1-2 ,用来对外寻址不同的储备器单元和 IO端口；拜访储备器时,其 20 位地址线 A19 一 A0 有效,可寻址 2 20B1MB的内存空间,其中每一个字节与一个 20 位的地址对应,该地址叫作物理地址；它由 BIU 中 20位的地址加法器自动形成,如图 1 1 所示；图中段基址存放在段寄存器 cs 、ds、ss、es 中,而段偏移量由 SP、BP、SI、DI 以及上述寄存器的组合形成；细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 9 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学

35、习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料图 11 1-4 试验内容 一般来说,有很多程序需要显示运行的状态和结果,有的仍需要将数据区中的内容显示在屏幕上；本试验要求将指定数据区的数据以十六进制数形式显示在屏幕上,并通过 DOS功能调用完成一些提示信息的显示；试验中可使用 1-5 试验步骤及说明 DOS功能调用（ INT 21H）. a. b. c. d. 运行 Tddebug软件,选择 Edit 菜单,依据试验内容的描述编写试验程序；要求 写出试验流程图；使用 Compile 菜单中的 Compile 和 Link 对试验程序进行汇编、连接；使用 R

36、mrun菜单中的 Run运行程序,观看运行结果；使用 Rmrun菜单中的 Debug调试程序,观看调试过程中数据传输指令执行后各寄存器及数据区的内容； e. 更换数据区中的数据,考察程序的正确性；图 1-2 细心整理归纳 精选学习资料 - - - - - - - - - - - - - - - 第 10 页,共 49 页 - - - - - - - - - 名师归纳总结 精品学习资料 - - - - - - - - - - - - - - -名师精编 优秀资料试验四 爱护模式 - 描述符和描述符表试验实例1-1 试验目的要求 a. 明白爱护模式的编程格式； b. 明白全局描述符的声明方法； c

37、. 明白使用选择符拜访段的寻址方法；1-2 试验设备 PC 机； TD 教学试验系统；规律分析仪；信号发生器；1-3 试验重点及原理 本试验要求我们对 32 位微机原理做以下复习回忆：Intel 80x86 家族中的 32 位微处理器始于 80386,兼容了从前的 8086/8088, 80186和 80286, 32 位微处理器全面支持32 位数据类型、 32 位操作和 32 位物理地址,同时支持实模式、爱护模式的运行方式；在爱护模式下的微处理器可以寻址 4GB的物理地址空间,并且支持虚拟储备治理、多任务治理以及虚拟86 运行模式；程序进入内存时,各程序段要求占据相对独立的内存区间；因此,现

38、代运算机系 统把物理空间分成相对独立的很多内存段,每个内存段放置一个程序段,至此内存段 与程序段统一, 统称为段； 一个程序拥有多个段、 不同程序占据不完全相同的几个段；而且治理整个系统所需要的信息放置在属于系统全部的段中；由此形成内存分段治理 的思想；分段治理后,系统必需知道每个段的必要信息 段信息 才能完善地治理各段,这些信息包括：段在物理空间的开头地址、段大小,段是数据型仍是程序型,或是系统 治理信息等多方面的内容； 32 位机把每个段的段信息放入一个数据结构中,称作段的描述符；又把全部的描述符分类,组成4 个次序排列的表称作描述符表；每个描述符表都放在内存中备用；明显每个描述符表占据的

39、物理空间也形成一个段；也有自己 的描述符,不妨临时称作描述表描述符；由此可以推断：当需要拜访某程序中的一个 信息时,第一步要从描述符表描述符找到内存中的描述符表；其次步从描述符表中找 到相应的描述符；第三步从描述符找到段的位置；第四步从段中找到信息所在物理地 址；第五步拜访该物理地址；特殊提出的是, 在描述符中设置了一个本段内容已在内存标志；此标志不成立时,系统就知道该段 这时仅指程序段 目前不在内存,系统去外存查找此程序段；如找到 就把它调入内存,然后修改描述符实现与内存段的统一；这意味着,只要系统建 立了一个程序段的描述符,系统就开头治理此程序段,而无论该段内容是否真正在内 存；换句话说,此标志位使系统可以把外存的一部分作为内存的延长,与内存统一管 理；这一复合储备空间称为虚拟内存；程序段只要进入虚拟内存就可以被系统治理,自动调入内存执行；因此程序员编程时使用虚拟空间即可,无须考虑物理空间大小；因此常称虚拟空间为编程空间；虚拟空间的大小是由系统中储备治理子系统打算的,细心整理归纳 精选学习资料 对于 32 位 CPU是由段描述符与描述符表打算的,大小为64T； 第 11 页,共 49 页 - - -