微機(jī)原理與接口技術(shù)西安郵電大學(xué)計(jì)算機(jī)學(xué)院范琳——第三章80x86微處理器第三章80x86微處理器

80x86微處理器簡(jiǎn)介18086微處理器28086寄存器38086引腳功能48086存儲(chǔ)器組織53.180x86微處理器簡(jiǎn)介 80x86微處理器是美國(guó)Intel公司生產(chǎn)的系列微處理器。從8086開始到目前已進(jìn)入第五代微處理器：8086（8088）、80286、80386、80486和80586（Pentium、PentiumⅡ

Ⅳ）。其主要發(fā)展特點(diǎn)是：

1.主頻從8086的4.77MHz到80586的166MHz，PentiumⅡ

Ⅳ更高，可達(dá)3GHz。主頻是指芯片所使用的主時(shí)鐘頻率，它直接影響計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。第三章80x86微處理器

第三章80x86微處理器

2.數(shù)據(jù)總線從8086的16位到80586的64位。數(shù)據(jù)總線是計(jì)算機(jī)中組成各部件間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí)的公共通道。其位數(shù)（寬度）表示CPU的字長(zhǎng)，數(shù)據(jù)總線位數(shù)越多，數(shù)據(jù)交換的速度越快。

3.地址總線從8086的20根到80586的32根。地址總線是在對(duì)存儲(chǔ)器或I／O端口進(jìn)行訪問(wèn)時(shí)，傳送由CPU提供的要訪問(wèn)的存儲(chǔ)單元或I/O端口的地址信息總線，其寬度決定了處理器能直接訪問(wèn)的主存容量大小。第三章80x86微處理器

第三章80x86微處理器

芯片數(shù)據(jù)總線地址總線主頻（MHz）尋址空間Cache808616204.771MB無(wú)808816（8）204.771MB無(wú)386開始，才有cachePIII32（64）3645064GB有PD6436360064GB有

4.高速緩沖存儲(chǔ)器Cache的使用，大大減少了CPU讀取指令和操作數(shù)所需的時(shí)間，使CPU的執(zhí)行速度顯著提高。從80386以后增加了高速緩沖存儲(chǔ)器Cache。 微機(jī)系統(tǒng)增加了高速緩沖存儲(chǔ)器后，使系統(tǒng)的存儲(chǔ)器體系形成三級(jí)組織結(jié)構(gòu)，即由高速緩沖存儲(chǔ)器Cache、主存和外存組成。如圖3.1所示。第三章80x86微處理器

Cache的引入80286往前的芯片，都沒有Cache，CPU直接訪問(wèn)內(nèi)存。從80386以后增加了Cache。引入cache的原因：大容量主存一般采用DRAM，相對(duì)SRAM速度慢，而SRAM速度快，但價(jià)格高。

因此，在主存和CPU之間可設(shè)置一個(gè)速度很快而容量相對(duì)較小的存儲(chǔ)器，在其中存放CPU當(dāng)前正在使用以及一個(gè)較短的時(shí)間內(nèi)將要使用的程序和數(shù)據(jù)，這樣，可大大加快CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器的速度，提高機(jī)器的運(yùn)行效率。第三章80x86微處理器

微處理器CPU內(nèi)存儲(chǔ)器（主存）外存儲(chǔ)器（外存）高速緩沖存儲(chǔ)器(Cache)第三章80x86微處理器

CPU內(nèi)，主板上6MBcache4GB400元1TB500元速度容量?jī)r(jià)格思考Cache中存放的是CPU即將訪問(wèn)的指令和數(shù)據(jù)，或者是訪問(wèn)頻繁的指令和數(shù)據(jù)。思考：計(jì)算機(jī)怎么知道哪些內(nèi)容即將被訪問(wèn)？思考

局部性原理時(shí)間局部性：一個(gè)數(shù)據(jù)（或指令）被訪問(wèn)，在不久的將來(lái)，很可能被再次使用；空間局部性：一個(gè)數(shù)據(jù)（或指令）被訪問(wèn)，它附近的數(shù)據(jù)可能很快就會(huì)被使用。 所以，層次結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器系統(tǒng)，可以將最近訪問(wèn)過(guò)的內(nèi)容放入Cache，將近期訪問(wèn)過(guò)內(nèi)容所屬的整個(gè)塊放入Cache。 80x86CPU在發(fā)展過(guò)程中，存儲(chǔ)器的管理機(jī)制也發(fā)生了較大變化。

8086/8088CPU：分段實(shí)方式

80286CPU：分段實(shí)方式、保護(hù)方式（可提供虛擬存儲(chǔ)管理和多任務(wù)管理機(jī)制）。

80386

80586CPU：分段實(shí)