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第二章 8086计算机组织 主要内容 • 8086/8088微处理器的特点 • 8086/8088的功能结构 • 8086/8088的内部寄存器 • 8086/8088的存储器组织 一、8086/8088 CPU的特点 1. 8086 CPU特点 • 1978年推出，第一代超大规模集成电路（VLSI）微处理器 • 采用HMOS工艺制造，内含2.9万晶体管 20 • 数据总线宽度16位，地址总线宽度20位；可直接寻址空间2 ＝1M 字节单元 • 16位数据总线与地址总线复用 • 采用单一的+5V 电源，一相时钟，时钟频率为5MHz （8086）， 10MHz （8086－1） • 133条指令，指令长度1～6字节，指令 最短执行时间为0.4us （平均0.5us）。 2. 8088CPU与8086CPU的异同 二者内部结构基本相似，执行单元EU完全相同，其指令系 统、寻址方式及程序设计方法都相同。 区别仅在于总线接口单元BIU，主要差异： ① 外部数据总线位数不同。8086为16位处理器，外部 数据总线16位；8088为准16位处理器，外部数据总 线8位。 ② 指令队列缓冲器大小不同。8086指令队列可容纳6个 字节；而8088指令队列只能容纳4个字节。 ③ 部分引脚的功能定义有所区别。 二、8086/8088 的功能结构 1. 8086 CPU的组成 • 8086微处理器被设计成为两个独立的功能部件： 1、总线接口单元BIU (Bus Interface Unit) 负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。 2、执行单元EU (Execution Unit) 不与系统外部直接相连，它的功能只是负责执行指令。 CPU EU BIU 内部DB 外部DB 1) 总线接口单元BIU (Bus Interface Unit) • 组成： 总线接口部件由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制 逻辑和指令队列等组成。 • 任务： BIU与外部总线连接，为执行部件EU完成所有的总线操作，并计算 形成20位的内存物理地址。 • 功能： 负责完成CPU与存储器（内存或主存）或I/O设备之间的数据传送。 ① 取指令到指令队列缓冲器 ② 从内存或外设端口读取数据 ③ 向内存或外设端口发送数据 ④ 形成20位物理地址 • 在执行转移程序时，BIU使指令预取队列复位，从指定的新地址取指令，并 立即传给执行单元执行。 2) 执行单元EU (Execution Unit) • 组成： 执行部件EU 由通用寄存器、标志寄存器、运算器(ALU)和EU 控制系统等组成。 • 任务： ① 向BIU提供所需要访问的内存或I ／O端口的地址， ② 对通用寄存器、标志寄存器和指令操作数进行管理。 • 功能: 执行指令 ① 从指令队列中取指令代码 ② 指令译码 ③ 在ALU 中完成数据的运算 ④ 保存运算结果 ⑤ 运算结果的特征保存在标志寄存器FLAGS 中 8086 CPU功能结构图