接口第二章-4学时.ppt

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1、第2章第第 2章章第一节第一节 8086内部结构内部结构第二节第二节 8086的寄存器结构的寄存器结构第三节第三节 8086存储组织存储组织第四节第四节 8086的的I/O组织组织第五节第五节 32位微处理器位微处理器微处理器的功能结构微处理器的功能结构8086内部结构第一节第一节第一节第一节 8086 8086 内部结构内部结构内部结构内部结构 一、一、8086的内部结构的内部结构1 2 3 4 5 6 内部暂存器内部暂存器 IP ES SS DS CS输入输入/输出输出控制电路控制电路总总线线执行部分执行部分控制电路控制电路ALU标志寄存器标志寄存器 AH AL BH BLCH CL DH

2、 DL SP BP SI DI通用通用寄存器寄存器地址地址加法加法器器指令队列指令队列执行部件执行部件（EU)总线接口部件总线接口部件（BIU)16位位20位位16位位16位位执行单元EU 1、执行单元、执行单元EU8086的内部结构从功能上分成两个单元的内部结构从功能上分成两个单元执行部件执行部件EU总线接口部件总线接口部件BIU(Execute Unit)EU组成组成EU功能功能通用寄存器通用寄存器ALU指令操作控制电路指令操作控制电路状态标志寄存器状态标志寄存器AX.BX.CX.DX.SP.BP.DI.SI全部指令的译码、执行全部指令的译码、执行与与BIU交换数据和地址交换数据和地址对通

3、用和标志寄存器进行管理对通用和标志寄存器进行管理1 2 3 4 5 6 16位位16位位总线接口单元BIU(Bus Interface Unit)BIU组成组成BIU功能功能段寄存器段寄存器IP指令指示器指令指示器地址产生器地址产生器ALU总线控制器总线控制器CS.DS.SS.ES通过运算得到通过运算得到20位的物理地址位的物理地址预取指令预取指令指令队列指令队列(先进先出先进先出FIFO)队列长度队列长度预取办法预取办法6个字节个字节BIUBIU从存储器超前取出从存储器超前取出较多指令存放在队列较多指令存放在队列中中,EU,EU从队列中取出要从队列中取出要执行的指令执行的指令空闲空闲2个字节

4、就预取个字节就预取(取指、取数取指、取数)2、总线接口部件、总线接口部件BIU执行所有总线操作执行所有总线操作并行操作方式 3、并行操作方式、并行操作方式一条指令的执行过程？一条指令的执行过程？取指、译码、执行、存放结果取指、译码、执行、存放结果 一条指令的执行过程一条指令的执行过程一条指令的执行过程一条指令的执行过程80868086一条指令的执行过程一条指令的执行过程一条指令的执行过程一条指令的执行过程CPU 并行操作方式 3、并行操作方式、并行操作方式一条指令的执行过程？一条指令的执行过程？取指、译码、执行、存放结果取指、译码、执行、存放结果 占用总线的操作占用总线的操作、取指取指执行执行

5、取指取指执行执行8位机位机串行操作串行操作取指取指取指取指取指取指取指取指等待等待执行执行执行执行执行执行执行执行并行操作并行操作BIUEU8086提高提高CPU的效率的效率8086 CPU8086 CPU8086 CPU8086 CPU的内部寄存器的内部寄存器的内部寄存器的内部寄存器第二节第二节第二节第二节 8086 8086 寄存器结构寄存器结构寄存器结构寄存器结构8086 CPU8086 CPU8086 CPU8086 CPU的内部寄存器的内部寄存器的内部寄存器的内部寄存器 一、通用寄存器一、通用寄存器AHALBHBLCHCLDHDL01570074个数据寄存个数据寄存器可分成高器可分成

6、高8位和低位和低8位两位两个独立的寄个独立的寄存器。存器。AXCXBXDX DX：数据寄存器（：数据寄存器（Data register）存放双字长数据的存放双字长数据的高高16位，或外设端口地址。位，或外设端口地址。AX：累加器：累加器(Accumulator)使使用频度最高，用于算术、逻用频度最高，用于算术、逻辑运算以及与外设传送信息辑运算以及与外设传送信息等。等。BX：基址寄存器（：基址寄存器（Base address Register）CX：计数器（：计数器（Counter）循环、串操作等指令中的循环、串操作等指令中的隐含计数器。隐含计数器。常用于存放存储器地址。常用于存放存储器地址。1

7、、数据寄存器、数据寄存器指针、变址寄存器指针、变址寄存器指针、变址寄存器指针、变址寄存器 2、指针和变址寄存器、指针和变址寄存器常用于存储器变址寻址方式时提供地址。常用于存储器变址寻址方式时提供地址。在串操作类指令中，在串操作类指令中，SI、DI有特殊用法。有特殊用法。BP：基址指针寄存器：基址指针寄存器(Base Pointer)表示数据在堆栈段中的基地址表示数据在堆栈段中的基地址 SPBPSIDI015指针寄存器指针寄存器SP：堆栈指针寄存器：堆栈指针寄存器(Stack Pointer)SP和和BP寄存器与寄存器与SS段寄存器联合使段寄存器联合使用以确定堆栈段中的存储单元地址用以确定堆栈段

8、中的存储单元地址变址寄存器变址寄存器用于寻址用于寻址堆栈堆栈内的内的数据数据堆堆栈栈（Stack）是是主主存存中中一一个个特特殊殊的的区区域域，采采用用“先先进进后后出出”或或“后后进进先出先出”存取操作方式。存取操作方式。SI：源地址寄存器（：源地址寄存器（Source Index）DI：目的地址寄存器（：目的地址寄存器（Destination Index）指示堆栈段栈顶的位置（偏移地址）指示堆栈段栈顶的位置（偏移地址）段寄存器段寄存器段寄存器段寄存器 二、段寄存器二、段寄存器CS 代码段代码段DS 数据段数据段 SS 堆栈段堆栈段ES 附加段附加段015*每个段寄存器每个段寄存器16位位*

9、用来确定一个逻辑段的起始地址用来确定一个逻辑段的起始地址数据的存储格式数据的存储格式计算机中信计算机中信息的单位息的单位二进制位二进制位Bit：存储一位二进制数：存储一位二进制数：0或或1字节字节Byte：8个二进制位个二进制位，D7D0字字Word：16位，位，2个字节，个字节，D15 D0双字双字DWord：32位，位，4个字节个字节，D31 D0D15 D14 .D1 D0最高有效位最高有效位MSB最低有效位最低有效位LSBLSBMSBD7 D0D15 D0D31 D0字节字节字字双字双字指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器指令指针寄存器 三、指令指针寄存器三、指令指针寄存器*IP

10、 IP：用来存放下一条要执行指令在代码段中的偏移量：用来存放下一条要执行指令在代码段中的偏移量：用来存放下一条要执行指令在代码段中的偏移量：用来存放下一条要执行指令在代码段中的偏移量*IP IP：总是指向下一条待取指令总是指向下一条待取指令*IP IP与与与与CSCS寄存器联合确定下一条要执行指令的物理地址寄存器联合确定下一条要执行指令的物理地址寄存器联合确定下一条要执行指令的物理地址寄存器联合确定下一条要执行指令的物理地址IP:(Instruction Pointer)*16位指令指针位指令指针IP由由8086的的BIU修改修改演示演示_单步调试单步调试标志寄存器标志寄存器标志寄存器标志寄存

11、器 程序设计需要利用标志的状态程序设计需要利用标志的状态FLAGS：标志寄存器（：标志寄存器（Flag）OF1115 12DF10IF9TF8SF7ZF65AF43PF21CF0控制标志控制标志：可由程序根：可由程序根据需要用指令设置，用据需要用指令设置，用于控制处理器执行指令于控制处理器执行指令的方式的方式。状态标志状态标志:记录程序运行结记录程序运行结果的状态信息，许多指令的果的状态信息，许多指令的执行都将相应地设置它们。执行都将相应地设置它们。四、标志寄存器四、标志寄存器用于反映指令执行结果或控制指令执行形式用于反映指令执行结果或控制指令执行形式 串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志

12、串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志串行加法器和进位标志CF ZFCF ZFCF ZFCF ZF 当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）当运算结果的最高有效位有进位（加法）或借位（减法）时，进位标志置时，进位标志置1，即，即CF=1；否则；否则CF=0*进位标志进位标志CF（Carry Flag）*零标志零标志ZF（Zero Flag）若运算结果为若运算结果为0，则，则ZF=1；否则；否则ZF=03AH+7CH=B6H，没有进位：没有进位：CF=0AAH+7CH=（1）26H，有进位：，有进位：CF=1无符号数无符号数

13、的进位的进位演示演示emu:e:/copy_2_3/微机接口、微机接口、new/MySource/gaoli_Flag.asm3AH7CH=B6H，结果不是零：结果不是零：ZF=084H7CH=（1）00H，结果是零：结果是零：ZF=1SF PFSF PFSF PFSF PF*符号标志符号标志SF（Sign Flag）运算结果最高位为运算结果最高位为1，则，则SF=1；否则；否则SF=03AH7CH=B6H，最高位最高位D7=1：SF=184H7CH=（1）00H，最高位最高位D7=0：SF=0*奇偶标志奇偶标志PF（Parity Flag）当运算结果最低字节中当运算结果最低字节中“1”的个数

14、为零或偶数时，的个数为零或偶数时，PF1；否则；否则PF03AH7CHB6H10110110B结果中有结果中有5个个“1”，是奇数，是奇数，PF=0OF AFOF AFOF AFOF AF*溢出标志溢出标志OF（Overflow Flag）若算术运算的结果有溢出，则若算术运算的结果有溢出，则OF=1；否则否则 OF=0*辅助进位标志辅助进位标志AF（Auxiliary Carry Flag）运算时运算时D3位（低半字节）有进位或借位时，位（低半字节）有进位或借位时，AF=1；否则；否则AF=03AH+7CH=B6H，产生溢出：产生溢出：OF=1AAH+7CH=（1）26H，没有溢出：没有溢出：

15、OF=0有符号有符号数数计算结计算结果出现错误果出现错误两个正数相两个正数相加结果为负加结果为负3AH7CHB6H，D3有进位：有进位：AF=1最高位进位最高位进位Cn和次高和次高位进位位进位Cn-1的异或的异或无符号数和有符号数加法示例无符号数和有符号数加法示例无符号数和有符号数加法示例无符号数和有符号数加法示例无符号数用无符号数用CF判断有无溢出，判断有无溢出，有符号数用有符号数用OF判断有无溢出。判断有无溢出。无符号数和有符号数加法示例无符号数和有符号数加法示例DF IFDF IFDF IFDF IF*方向标志方向标志DF（Direction Flag）用于串操作指令中，控制地址的变化方

16、向：用于串操作指令中，控制地址的变化方向：*中断允许标志中断允许标志IF（Interrupt-enable Flag）控制可屏蔽中断是否可以被处理器响应：控制可屏蔽中断是否可以被处理器响应：CLD指令指令 复位方向标志：复位方向标志：DF=0STD指令指令 置位方向标志：置位方向标志：DF=1设置设置DF=0，存储器地址自动增加；，存储器地址自动增加；设置设置DF=1，存储器地址自动减少，存储器地址自动减少设置设置IF=1，则允许中断；，则允许中断；设置设置IF=0，则禁止中断，则禁止中断CLI指令复位中断标志：指令复位中断标志：IF=0STI指令置位中断标志：指令置位中断标志：IF=1TFT

17、FTFTF*陷阱标志陷阱标志TF（Trap Flag）用于控制处理器进入单步操作方式：用于控制处理器进入单步操作方式：单步执行指令单步执行指令处理器在处理器在每条指令执行结束每条指令执行结束时，便产生时，便产生一个编号为一个编号为1的内部中断（单步中断）的内部中断（单步中断）设置设置TF=0，处理器正常工作，处理器正常工作利用单步中断可对程序进行逐条指令的调试利用单步中断可对程序进行逐条指令的调试单步调试单步调试设置设置TF=1，处理器单步执行指令，处理器单步执行指令80888088的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示A4HFFFFFH78H85005H56H85004H1

18、2H00002H34H00001H00000HD7 D0低地址低地址*8086CPU有有20条地址线条地址线每个存储单每个存储单元都有一个元都有一个存储器地址存储器地址每个存储单每个存储单元存放一个元存放一个字节的内容字节的内容D150=1234H00002H00001H16位数据的存储规则：位数据的存储规则：低字节存入低地址低字节存入低地址高字节存入高地址高字节存入高地址最大可寻址空间为最大可寻址空间为2201MB物理地址范围从物理地址范围从00000HFFFFFH第三节第三节第三节第三节 8086 8086 存储组织存储组织存储组织存储组织 1、物理空间和字节序、物理空间和字节序1、交作业

19、、交作业2、本周作业、本周作业第二章第二章P324、6、7、9、10、14作业作业注意：各班学委将作业按班内序注意：各班学委将作业按班内序号排序后提交。谢谢。号排序后提交。谢谢。提问问题问题1、8086内部结构中的两个重要单元是什么？内部结构中的两个重要单元是什么？2、8086的并行操作方式如何实现？的并行操作方式如何实现？3、8086有多少个寄存器？每个寄存器多少位？有多少个寄存器？每个寄存器多少位？4、通用寄存器中的数据寄存器的特点？、通用寄存器中的数据寄存器的特点？5、16位数运算后位数运算后P标志如何产生？标志如何产生？只关注低只关注低8 8位。位。6、运算（、运算（+127）+（+1

20、27）对）对CF和和OF的影响。的影响。011111110111111111111110OF是最高位进位是最高位进位Cn和次和次高位进位高位进位Cn-1的异或的异或4A2EH+8150H P=180888088的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示A4HFFFFFH78H85005H56H85004H12H00002H34H00001H00000HD7 D0低地址低地址*8086CPU有有20条地址线条地址线每个存储单每个存储单元都有一个元都有一个存储器地址存储器地址每个存储单每个存储单元存放一个元存放一个字节的内容字节的内容D150=1234H00002H00001H16位

21、数据的存储规则：位数据的存储规则：低字节存入低地址低字节存入低地址高字节存入高地址高字节存入高地址最大可寻址空间为最大可寻址空间为2201MB物理地址范围从物理地址范围从00000HFFFFFH第三节第三节第三节第三节 8086 8086 存储组织存储组织存储组织存储组织 1、物理空间和字节序、物理空间和字节序字和双字的存储字和双字的存储字和双字的存储字和双字的存储字的存储字的存储双字的存储双字的存储 8088 8088的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示的存储格式图示*8086CPU将将1MB空间分成许多逻辑段空间分成许多逻辑段（Segment）*一个存储单元除具有一个唯一的物理地址外

22、，还具一个存储单元除具有一个唯一的物理地址外，还具有多个逻辑地址。有多个逻辑地址。每个段最大限制为每个段最大限制为64KB 2、物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址*对应每个物理存储单元都有一个唯一的对应每个物理存储单元都有一个唯一的20位编位编号，就是物理地址，从号，就是物理地址，从00000H FFFFFH*分段后在用户编程时，采用逻辑地址，形式为：分段后在用户编程时，采用逻辑地址，形式为：段基地址段基地址:段内偏移地址段内偏移地址3500H:1500H物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址物理地址和逻辑地址物理地址物理地址 14700H逻辑地址逻辑地址 1460H:100

23、H将逻辑地址中的段地址左移将逻辑地址中的段地址左移4位，位，加上偏移地址就得到加上偏移地址就得到20位物理地址位物理地址一个物理地址可以一个物理地址可以有多个逻辑地址有多个逻辑地址逻辑地址逻辑地址1460:0100、1380:0F00物理地址物理地址14700H 14700H14600H 100H14700H13800H F00H 14700H 3、物理地址和逻辑地址转换物理地址和逻辑地址转换逻辑段的分配图示逻辑段的分配图示逻辑段的分配图示逻辑段的分配图示逻辑段的分配图示逻辑段的分配图示ALU逻辑存储结构逻辑存储结构逻辑存储结构逻辑存储结构逻辑存储结构逻辑存储结构从存储器中读取字节和字的方式读

24、取从存储器中读取字节和字的方式读取从存储器中读取字节和字的方式读取从存储器中读取字节和字的方式读取从存储器中读取从存储器中读取字节和字的方式字节和字的方式10000HA410010H7810011H5610012HAD10013H1210014H34 10015H3E 10016H28 10017HF6偶地址字偶地址字奇地址字奇地址字读写存储器均为读写存储器均为1616位位P20需要一个需要一个总线周期总线周期需要两个需要两个总线周期总线周期主流处理器主流处理器主流处理器主流处理器*Intel 80X86*PowerPC主流处理器主流处理器*ARMPentium系列系列 Pentium、Pen

25、tium Pro、Pentium MMX、Pentium、Pentium、P4处理器处理器双核、多核架构双核、多核架构80286、80386、8048680286802868028680286处理器处理器处理器处理器第五节第五节第五节第五节 3232位位位位 微处理器微处理器微处理器微处理器*支持两种工作模式，即实地址模式和支持两种工作模式，即实地址模式和保护地址（虚地址）模式保护地址（虚地址）模式*内部结构由四部分组成：执行单元内部结构由四部分组成：执行单元EU、地址单、地址单元元AU、总线单元、总线单元BU和指令单元和指令单元IU*16条数据线、条数据线、24条地址线条地址线*采用流水线工

26、作方式，并行操作，速度比采用流水线工作方式，并行操作，速度比8086 快快5倍倍 1、80286处理器处理器80386803868038680386微处理器微处理器微处理器微处理器*内部、外部的数据总线均为内部、外部的数据总线均为32位，地址总线位，地址总线32位，直接寻址能力达位，直接寻址能力达4GB；虚；虚地址保护模式下虚拟内存可达地址保护模式下虚拟内存可达64TB（MM字节）。字节）。*六个并行处理单元：执行单元、分段单元、分页单元、总线单元、指六个并行处理单元：执行单元、分段单元、分页单元、总线单元、指令预取单元和译码单元。令预取单元和译码单元。2、80386处理器处理器MMU存储器管

27、理单元存储器管理单元80386803868038680386微处理器的寄存器微处理器的寄存器微处理器的寄存器微处理器的寄存器34个寄存器个寄存器与之对应与之对应用于控制用于控制80386的工作的工作方式方式80386803868038680386微处理器的寄存器微处理器的寄存器微处理器的寄存器微处理器的寄存器34个寄存器个寄存器与之对应与之对应用于控制用于控制80386的工作的工作方式方式80386803868038680386微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式-实地址实地址实地址实地址实地址模式、保护模式、虚拟实地址模式、保护模式、虚拟8086模式模式8

28、0386三种工作方式三种工作方式实地址模式实地址模式*地址线只用低地址线只用低20位寻址，地址线位寻址，地址线A20A31=0空间空间1MB*操作数默认长度操作数默认长度16位位*物理地址的形成方式与物理地址的形成方式与8086一致一致段基址和偏移量都用段基址和偏移量都用1616位表示位表示实地址模式的地址变换实地址模式的地址变换80386803868038680386微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式-保护方保护方保护方保护方式式式式保护模式保护模式*指令中使用的逻辑地址需经二级变换才能指令中使用的逻辑地址需经二级变换才能形成物理地址，可寻址形成物理地址

29、，可寻址4GB物理空间物理空间*存储器进行分段、分页管理存储器进行分段、分页管理*支持多任务支持多任务段基址和偏移量都用段基址和偏移量都用3232位表示位表示虚拟存储器虚拟存储器程序设计员可以使用一个逻辑地址空程序设计员可以使用一个逻辑地址空间，超越实际的物理空间。间，超越实际的物理空间。3232位微机位微机位微机位微机.P3040P3040陈建铎陈建铎陈建铎陈建铎*允许使用虚拟存储器，最大可编程控制允许使用虚拟存储器，最大可编程控制64T虚拟存储器是指用磁盘存储空虚拟存储器是指用磁盘存储空间来弥补主存空间的不足，使间来弥补主存空间的不足，使得程序人员能够使用比主存实得程序人员能够使用比主存实

30、际容量更大的存储空间来编写际容量更大的存储空间来编写和运行程序。和运行程序。段描述表地址段描述表地址(13位位)段描述表类型及特权标志段描述表类型及特权标志(3位位)80386803868038680386微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式-保护方保护方保护方保护方式式式式段寄存器段寄存器段描述符寄存器段描述符寄存器对应对应隐含的不可访问的隐含的不可访问的物理基地址物理基地址(32位位)段界限段界限(20位位)段说明符段说明符(12)DS段段原段寄存器作为选择器原段寄存器作为选择器3232位微机位微机位微机位微机.P3040P3040陈建铎陈建铎陈建铎陈建

31、铎214x232=246(64T)硬件根据地址硬件根据地址和类型标志从和类型标志从指定的描述符指定的描述符表中取出描述表中取出描述符送相应的描符送相应的描述符寄存器产述符寄存器产生相应的线性生相应的线性地址地址保护模式保护模式参见参见P29图图2.1980386803868038680386微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式微处理器的工作方式-虚拟虚拟虚拟虚拟8086808680868086方式方式方式方式虚拟虚拟8086模式模式*只能在只能在1MB存储空间下使用存储空间下使用16位表示位表示*在保护模式下运行的类似实模式的运行方式在保护模式下运行的类似实模式的运行方式*如

32、果采用分页存储管理，如果采用分页存储管理，1MB地址空间可以地址空间可以转换到转换到4GB物理地址的任何位置。物理地址的任何位置。3232位微机位微机位微机位微机.P3040P3040陈建铎陈建铎陈建铎陈建铎段基址和偏移量都用段基址和偏移量都用16位表示位表示80386的三种工作模式：的三种工作模式：实模式实模式、保护模式保护模式、虚拟虚拟86模式模式。实模式实模式为为DOS系统的常用模式，直接内存访问空间被限制在系统的常用模式，直接内存访问空间被限制在1M字节；字节；保护模式保护模式下下80386可以直接访问可以直接访问4G字节的内存，并字节的内存，并具有异常处理机制；具有异常处理机制；虚拟

33、虚拟86模式模式可以同时模拟多个可以同时模拟多个8086处理处理器来加强器来加强多任务多任务处理能力。处理能力。80486804868048680486微处理器微处理器微处理器微处理器第五节第五节第五节第五节 80486 80486 微处理器微处理器微处理器微处理器*采用流水线技术和指令预取技术采用流水线技术和指令预取技术*与与8086/80286/80386保持了二进制兼容，具有保持了二进制兼容，具有80386的全部特点的全部特点*32位内部体系结构，位内部体系结构，32位外部数据总线，位外部数据总线，32位地址总线位地址总线*设计采用了某些设计采用了某些RISC（精简指令集）技术（精简指令

34、集）技术*采用了片内高速缓存技术采用了片内高速缓存技术*在内部集成有浮点运算部件在内部集成有浮点运算部件FPU*时钟采用了倍频技术时钟采用了倍频技术80486804868048680486微处理器内部结构微处理器内部结构微处理器内部结构微处理器内部结构80486微处理器内部结构微处理器内部结构PentiumPentium微处理器微处理器微处理器微处理器*主要由执行单元、指令主要由执行单元、指令Cache、数据、数据Cache、指令预取单元、指令预取单元、指令译码单元、地址转换与管理单元、总线单元以及控制指令译码单元、地址转换与管理单元、总线单元以及控制器等组成。器等组成。第六节第六节第六节第六

35、节 Pentium Pentium 微处理器微处理器微处理器微处理器*全新设计，全新设计，64位数据线和位数据线和32位地址线位地址线*保持和保持和8086、8088、80286、80386、80486的二进制兼容性的二进制兼容性*片内存储管理单元（片内存储管理单元（MMU）也与）也与386、486兼容，可以在实兼容，可以在实地址模式引导下转入保护模式和虚拟地址模式引导下转入保护模式和虚拟86模式；模式；*指令集包括指令集包括80486的所有指令，并增加了新的指令。的所有指令，并增加了新的指令。*具有高性能的浮点运算部件具有高性能的浮点运算部件*具有分支指令预测功能具有分支指令预测功能Pent

36、ium处理器内部结构处理器内部结构PentiumPentium处理器内部结构处理器内部结构处理器内部结构处理器内部结构 第第2章掌握内容章掌握内容 1 1、80868086内部结构内部结构内部结构内部结构 2 2、8086 EUEU和和和和BIUBIU的功能的功能的功能的功能 3 3、8086内部寄存器的功能内部寄存器的功能内部寄存器的功能内部寄存器的功能 4 4、8086存储器的分段思想存储器的分段思想存储器的分段思想存储器的分段思想 5 5、8086逻辑逻辑地址与物理地址的转换地址与物理地址的转换地址与物理地址的转换地址与物理地址的转换 7 7、3232位微处理器的三种工作模式位微处理器的

37、三种工作模式位微处理器的三种工作模式位微处理器的三种工作模式 6、80386、80486、Pentium的特点的特点Pentium ProPentium Pro高能奔腾处理器高能奔腾处理器高能奔腾处理器高能奔腾处理器 Pentium Pro高能奔腾处理器高能奔腾处理器*36位地址线、位地址线、64位数据线；位数据线；*具有将复杂指令转为精简指令功能，兼顾到芯片兼容性，具有将复杂指令转为精简指令功能，兼顾到芯片兼容性，又提高了运行速度；又提高了运行速度；*Pentium Pro片内除有片内除有16KB高速缓存外，还有高速缓存外，还有256KB二二级高速缓存，并有高速总线与级高速缓存，并有高速总线

38、与CPU紧密相连，极大提高紧密相连，极大提高程序运行速度；程序运行速度；*新的指令动态执行技术，包括增强型的分支预测，能向新的指令动态执行技术，包括增强型的分支预测，能向CPU核心提供多条指令；核心提供多条指令；*具有三路超标量结构具有三路超标量结构Pentium MMX Pentium MMX 多能奔腾处理器多能奔腾处理器多能奔腾处理器多能奔腾处理器Pentium MMX 多能奔腾处理器多能奔腾处理器*在多媒体和通信处理方面具有很高性能；在多媒体和通信处理方面具有很高性能；*指令中增加了一组指令中增加了一组MMX指令及相关数据类型，含指令及相关数据类型，含57条指令和条指令和4种新型种新型6

39、4位数据类型；位数据类型；*在指令执行顺序中增加了称为读取级的流水线，并通过改变在指令执行顺序中增加了称为读取级的流水线，并通过改变动态分支预测能力进一步提高性能；动态分支预测能力进一步提高性能；*片内一级片内一级Cache代码与数据增加到代码与数据增加到16KB，并由两路组相关联，并由两路组相关联方式变为四路组相关联方式，用于提高存储器写操作性能；方式变为四路组相关联方式，用于提高存储器写操作性能；*写缓冲区由原来两个增加到四个写缓冲区由原来两个增加到四个Pentium Pentium Pentium*Pentium 是在是在Pentium Pro加入加入MMX技术，汇集了技术，汇集了Pen

40、tium Pro及及Pentium MMX全部优点全部优点*1998至至1999年的主流年的主流CPUPentium*主频为主频为450MHz，500MHz和和550MHz；*100MHz系统总线、系统总线、Pentium Pro总线技术；总线技术；*双重独立总线，动态执行；双重独立总线，动态执行；*32KB一级一级Cache，512KB二级二级Cache；*新增新增70条条SSE（Streaming SIMD Extensions）指令，多媒体功）指令，多媒体功能大大提高；能大大提高；P4P4P4P4处理器处理器处理器处理器P4处理器处理器*为提供卓越的图像和声音性能而专门设计；为提供卓越的

41、图像和声音性能而专门设计；*主频从主频从1.3GHz到到2.2GHz；*Intel NetburstTM 微体系结构，这一新平台和新技术使处理器微体系结构，这一新平台和新技术使处理器得以高速运行；得以高速运行；*总线速度总线速度400MHz；*SIMD流技术扩展（流技术扩展（SSE2），），144条全新软件指令有助于增强三条全新软件指令有助于增强三维、音频和视频性能；维、音频和视频性能；*20个流水线，提高处理器主频，增强处理器性能；个流水线，提高处理器主频，增强处理器性能；*具有快速执行引擎，以两倍于核心处理器主频的速度执行整数具有快速执行引擎，以两倍于核心处理器主频的速度执行整数指令；指令

42、；*增强的浮点增强的浮点/多媒体性能，有助于提高三维游戏、成像和内容创多媒体性能，有助于提高三维游戏、成像和内容创建时的响应能力建时的响应能力PowerPCPowerPC的新技术的新技术的新技术的新技术PowerPC的新技术的新技术*采用新一代采用新一代RISC CPU；*共用平台、开放环境；共用平台、开放环境；*这个环境以这个环境以Power PC芯片为标准，硬件周边设备、操作芯片为标准，硬件周边设备、操作系统、软件开发、应用软件，只要与这个标准相容，就可系统、软件开发、应用软件，只要与这个标准相容，就可以在不同厂商组装出来的以在不同厂商组装出来的Power PC机器上使用。机器上使用。*操作系统采用微核心结构；操作系统采用微核心结构；*软件开发以物件为导向；软件开发以物件为导向；*应用软件以文件为导向；应用软件以文件为导向；*以人为本的科技（以人为本的科技（HCT，Human Centric Technology）*结合现有辨识技术、通讯、家电等，如语音、手写、视结合现有辨识技术、通讯、家电等，如语音、手写、视觉等辨识方式，甚至是具备智能的信息技术为人服务。觉等辨识方式，甚至是具备智能的信息技术为人服务。