[理学]第2章80x86计算机组织.ppt

第二章 80x86计算机组织 主要内容 2.1 80x86微处理器 2.2 基于微处理器的计算机系统 2.3 中央处理机 2.4 存储器 2.5 外部设备 2.1 80x86微处理器 一、80x86是美国Intel公司的微处理器系列 1969：4040芯片、4位 1973：8080芯片、8位 1978：8086芯片、DB16位， AB20位，29000个晶体管 1979：8088芯片、16位 1982：80286芯片、16位 1986：80386芯片、32位 …Pentium系列 二、一些名词术语(1) 主频：主时钟频率，影响运行计算机速度 数据总线：负责各部分间的数据传送 数据总线宽度：芯片内传送数据的宽度 外部数据总线宽度：芯片内和芯片外交换数据的宽度 地址总线宽度：用以确定可访问的存储器的最大范围 地址总线宽度 10位：210=1024单元，1K 20位：220=1024* 210单元=1024K，1M 24位：224=16*1M，16M 30位：230=1024M，1G 32位：232=4G，即4GB 二、一些名词术语(2) 存储器 主存、高速缓存、外存储器 指令执行时间 8086：400ns； 80286：250ns； 80486：25ns；Pentium：25ns/2； Pentium Pro：25ns/3； Pentium II： 工作方式 （1）实模式（2）保护模式（3）虚拟模式 工作方式 （1）实模式：段寄存器保护实际的段地址，但只限于1M的寻址 （2）保护模式：有更大寻址能力，使用各种表格，段的实际地址放在描述符表中，使用段选择器 （3）虚拟模式：提供比主存更大的空间，程序可放在外存上，执行时调入，模拟多个CPU 2.2 基于微处理器的计算机系统 计算机系统 计算机系统包括硬件和软件两部分： 1．硬件： 2．软件： 2.2.1 硬件 计算机总体结构图： IBM PC微型计算机结构（续） 功能部件 存储器：计算机的记忆部件 中央处理机：包括运算器和控制器 运算器：执行算术和逻辑运算指令 控制器：负责全机的控制工作，如取指令、译码、分析、取数、执行、存数 I/O系统：I/O设备、大容量存储器 系统总线：数据线、地址线和控制线三组 2.2.2 软 件 计算机软件：系统软件、用户软件 系统软件： 用户软件： 操作系统：主要部分是常驻监督程序 I/O驱动程序：对I/O设备进行控制或管理 计算机软件层次图 其它软件（1） 文件管理系统： 文本编辑程序：如editor(edit命令）， 记事本、写字板 翻译程序：分编译程序、解释程序 汇编程序：Asm、Masm、Tasm ASM：小汇编程序，它占有较小的存储区，功能较弱 MASM：宏汇编程序，功能较强，具有宏汇编能力 Masm for windows集成实验环境 其它软件（2） 连接程序：程序、库文件或其他已翻译的子程序连接在一起，形成机器可执行程序 装入程序：把程序从外存送到内存 调试程序： 系统带的调试程序Debug：举例 Turbo Debug程序：Tdebug Masm for windows集成实验环境 2.3 中央处理机 2.3.1 中央处理机CPU的组成 2.3.2 8086/8088的寄存器组 2.3.1 中央处理机CPU的组成 CPU由三部分组成: 算术逻辑部件ALU：用来进行算术和逻辑运算。 控制逻辑：负责对全机的控制工作，包括：取指、译指、取操作数，发执行指令、结果存入存储器、对总线和I/O传送的控制等。 寄存器：相当于运算器中的一个存储单元 8086 CPU结构 2.3.2 8086/8088的寄存器组 寄存器：可见寄存器、不可见寄存器 可见寄存器： 通用寄存器 专用寄存器 段寄存器 通用寄存器（1） 8086/8088、80286： 数据寄存器：AX，BX，CX，DX，16位 可作8位寄存器用：AH，AL，DH，DL等 变址寄存器：SP，BP，SI，DI，16位 寄存器概况 数据寄存器的用途 AX：作累加器，算术运算主要寄存器；在I/O时用AX与外部设备传送信息 BX：在计算存储器地址时，常作基址寄存器 CX：作计数器 DX：作双字长运算时把DX和AX组合存放一个双字长数；在I/O时，DX可用来存放I/O的端口地址 SP、BP、SI、DI SP：堆栈指针寄存器。 BP：基址指针寄存器 SI：源变址寄存器 DI：目的变址寄存器 变址寄存器的用途 可象数据寄存器一样在运算过程中存放操作数； 在段内寻址时提供偏移地址 SP、BP都可以与SS寄存器联用来确定堆栈段中的某一存储单元的地址 SI、DI一般与DS联用： 在串处理指令中