2011年計(jì)算機(jī)等級(jí)考試三級(jí)PC技術(shù)第二章要點(diǎn)(4)
四、80x86微處理器的結(jié)構(gòu)和功能
(一)80x86微處理器
1.8086/8088主要特征
(1)16位數(shù)據(jù)總線(8088外部數(shù)據(jù)總線為8位)。
(2)20位地址總線，其中低16位與數(shù)據(jù)總線復(fù)用?？芍苯訉ぶ?MB存儲(chǔ)器空間。
(3)24位操作數(shù)尋址方式。
(4)16位端口地址線可尋址64K個(gè)I/O端口。
(5)7種基本尋址方式。有99條基本指令。具有對(duì)字節(jié)、字和字塊進(jìn)行操作的能力。
(6)可處理內(nèi)部軟件和外部硬件中斷。中斷源多達(dá)256個(gè)。(7)支持單處理器、多處理器系統(tǒng)工作。
2.8086微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
8086微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)由兩大部分組成，即執(zhí)行部件EU(Execution Unit)和總線接口部件BIU(Bus Interface Unit)。和一般的計(jì)算機(jī)中央處理器相比較，8086的EU相當(dāng)于運(yùn)算器，而BIU則類擬于控制器。
3.8086最小模式與***模式及其系統(tǒng)配置
最小模式在結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)表現(xiàn)為:系統(tǒng)中的全部控制信號(hào)直接來(lái)自8086CPU。
與最小模式相比，最明顯的不同是系統(tǒng)中的全部控制信息號(hào)不再由8086直接提供，而是由一個(gè)專用的總線控制器8288輸出的。
4.8087與8089處理機(jī)簡(jiǎn)述
(1)8087協(xié)處理機(jī)
8087協(xié)處理機(jī)與8086組合在一起工作，以彌補(bǔ)8086在數(shù)值運(yùn)算能力方面的不足，所以它又稱為協(xié)處理機(jī)。
(2)8089I/O處理機(jī)
8089是一個(gè)帶智能的I/O接口電路，相當(dāng)于大型機(jī)中的通道，它將CPU的處理能力與DMA控制器結(jié)合在一起。它具有52條基本指令，1MB的尋址能力，包含兩個(gè)DMA通道。
8089也可以與8086聯(lián)合在一起工作，執(zhí)行自己的指令，進(jìn)行I/O操作，只在必需時(shí)才與8086進(jìn)行聯(lián)系。在8089的控制下，可以進(jìn)行外設(shè)與存儲(chǔ)器之間、存儲(chǔ)器與存儲(chǔ)器之間以及外設(shè)與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸。同時(shí)，8089還可以設(shè)定多種終止數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?/p>
5.總線時(shí)序
一個(gè)基本的總線周期包括4個(gè)時(shí)鐘周期，即4個(gè)時(shí)鐘狀態(tài)T 1 、T 2 、T 3 和T 4 。
(二)80286\80386\80486微處理器
1.80286微處理器
(1)80286的特征
80286是一種高性能的16位微處理器，向上兼容8086/8088，可以有效地利用8086系列軟件。80286引入虛擬地址空間的概念，具有存儲(chǔ)器管理功能，能為每一個(gè)任務(wù)分配多達(dá)1G字節(jié)的虛擬地址空間并映射到16M字節(jié)的物理地址中去。80286具有保護(hù)功能，可對(duì)段的邊界、屬性和訪問權(quán)等進(jìn)行自動(dòng)檢查，通過(guò)四級(jí)環(huán)結(jié)構(gòu)和任務(wù)之間相互隔離，可建立可靠性高的系統(tǒng)軟件。80286具有高效率的任務(wù)轉(zhuǎn)換功能，適用于多用戶、多任務(wù)系統(tǒng)。80286工作時(shí)鐘為8～12MHz，工作時(shí)鐘多樣化，便于組成高性能價(jià)格比的系統(tǒng)。
(2)80286的結(jié)構(gòu)
80286內(nèi)部結(jié)構(gòu)中，除了EU執(zhí)行單元外，總線接口部件BIU又細(xì)分成地址部件AU、指令部件IU和總線部件BU。(3)80286的工作方式
80286微處理器有兩種工作方式:實(shí)地址方式和保護(hù)虛擬地址方式。
2.80386微處理器
(1)80386的特征
80386是一種靈活的32位微處理器，可以處理8位、16位、32位等多種類型的數(shù)據(jù)，有8個(gè)32位通用寄存器。80386可直接輸出32位的物理地址，***可支持4GB字節(jié)的物理內(nèi)存空間。
(2)80386微處理器內(nèi)部結(jié)構(gòu)
80386的內(nèi)部結(jié)構(gòu)是由6個(gè)能并行操作的功能部件組成，即總線接口部件、代碼預(yù)取部件、指令譯碼部件、存儲(chǔ)器管理部件、指令執(zhí)行與控制部件。這些部件按流水線結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，指令的預(yù)取、譯碼、執(zhí)行等步驟由各自的處理部件并行處理。這樣，可同時(shí)處理多條指令，提高微處理器的處理速度。
(3)80387協(xié)處理器
80387協(xié)處理器使用80位內(nèi)部結(jié)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)了IEBB浮點(diǎn)格式。其中包括32位單精度實(shí)型數(shù)、64位雙精度實(shí)型數(shù)、80位的擴(kuò)展實(shí)型數(shù)、16位字整型數(shù)、32位短整型數(shù)、64位長(zhǎng)整型數(shù)和18位BCD整數(shù)7種數(shù)據(jù)類型的運(yùn)算。80387還擴(kuò)充了80386的指令系統(tǒng)。
3.80486微處理器
80486完全兼容80386系列機(jī)體結(jié)構(gòu)和軟件。與80386相比，80486采用RISC技術(shù)，并將以前的微代碼控制改為布線邏輯直接控制，從而大大加快了指令執(zhí)行速度，基本指令可在一個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)完成。采用單倍時(shí)鐘，***時(shí)鐘頻率達(dá)100MHz。80486開始將8KB的數(shù)據(jù)和指令混合型高速緩沖存儲(chǔ)器和浮點(diǎn)運(yùn)算部件FPU集成在芯片內(nèi)。內(nèi)部數(shù)據(jù)總線寬度為64位。處理速度比大大提高。
4.80486的內(nèi)部構(gòu)成
80486是增強(qiáng)性能的80386，80486芯片內(nèi)集成有自己的數(shù)值協(xié)處理器和自己的芯片Cache(這兩者在80386系統(tǒng)中是兩塊獨(dú)立的芯片)，這大大增強(qiáng)了80486的整體性能。
【編輯推薦】
