《第8章. Intel系列高档微处理器的技术发展.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《第8章. Intel系列高档微处理器的技术发展.ppt(99页珍藏版)》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、T拓宽教育网拓宽教育网开始开始学习愉快画面宁静,使人可以安静的进入学习状态,唤醒人的学习意识.宁静以致远新编16/32位微型计算机原理及应用李继灿 主编第八章第八章 Intel系列高档微处理器的技术发展系列高档微处理器的技术发展返回目录Intel系列高档微处理器的技术发展系列高档微处理器的技术发展 30303030多年来,多年来,多年来,多年来,IntelIntelIntelIntel公司在计算机发展的各个重要阶段公司在计算机发展的各个重要阶段公司在计算机发展的各个重要阶段公司在计算机发展的各个重要阶段不断推出了微处理器的最新技术和产品。尽管不断推出了微处理器的最新技术和产品。尽管不断推出了微
2、处理器的最新技术和产品。尽管不断推出了微处理器的最新技术和产品。尽管IntelIntelIntelIntel系列系列系列系列微处理器的种类很多,但它们都有很紧密的相似性和继承微处理器的种类很多,但它们都有很紧密的相似性和继承微处理器的种类很多,但它们都有很紧密的相似性和继承微处理器的种类很多,但它们都有很紧密的相似性和继承性,读者一旦掌握了基本的性,读者一旦掌握了基本的性,读者一旦掌握了基本的性,读者一旦掌握了基本的8086/80888086/80888086/80888086/8088微处理器后,就很微处理器后,就很微处理器后,就很微处理器后,就很容易地通过进一步学习甚至自学掌握高档微处理器
3、技术。容易地通过进一步学习甚至自学掌握高档微处理器技术。容易地通过进一步学习甚至自学掌握高档微处理器技术。容易地通过进一步学习甚至自学掌握高档微处理器技术。本章将简要介绍最具代表性的本章将简要介绍最具代表性的本章将简要介绍最具代表性的本章将简要介绍最具代表性的IntelIntelIntelIntel主流主流主流主流CPUCPUCPUCPU系列的最系列的最系列的最系列的最新技术发展方向,重点介绍新技术发展方向,重点介绍新技术发展方向,重点介绍新技术发展方向,重点介绍80286802868028680286首次引入的虚拟存储管首次引入的虚拟存储管首次引入的虚拟存储管首次引入的虚拟存储管理理理理,8
4、0386,80386,80386,80386的存储器分段与分页管理的存储器分段与分页管理的存储器分段与分页管理的存储器分段与分页管理,80486,80486,80486,80486对对对对80386803868038680386的增强的增强的增强的增强点点点点,Pentium,Pentium,Pentium,Pentium的体系结构特点以及的体系结构特点以及的体系结构特点以及的体系结构特点以及PentiumPentiumPentiumPentium、PentiumPentiumPentiumPentium与与与与Pentium4Pentium4Pentium4Pentium4以及以及以及以及I
5、tanium(Itanium(Itanium(Itanium(安腾安腾安腾安腾)的技术特征。的技术特征。的技术特征。的技术特征。Intel系列高档微处理器的技术发展8.1 802868.1 80286微处理器微处理器微处理器微处理器8.2 803868.2 80386微处理器微处理器微处理器微处理器8.3 80486 8.3 80486 微处理器微处理器微处理器微处理器8.4 Pentium 8.4 Pentium 微处理器微处理器微处理器微处理器8.5 Pentium 8.5 Pentium 微处理器系列及相关技术的发展微处理器系列及相关技术的发展微处理器系列及相关技术的发展微处理器系列及相
6、关技术的发展返回目录8.1 80286微处理器微处理器 8028680286是继是继是继是继80868086之后与之后与之后与之后与8018680186几乎同时推出的产品,几乎同时推出的产品,几乎同时推出的产品,几乎同时推出的产品,它们都是它们都是它们都是它们都是80868086的改进型微处理器的改进型微处理器的改进型微处理器的改进型微处理器,不过,不过,不过,不过,8028680286是一种更是一种更是一种更是一种更先进的超级先进的超级先进的超级先进的超级1616位微处理器位微处理器位微处理器位微处理器,它和它和它和它和8018680186一样一样一样一样,也采用也采用也采用也采用6868引
7、线引线引线引线的的的的4 4列直插式封装。它具有独立的列直插式封装。它具有独立的列直插式封装。它具有独立的列直插式封装。它具有独立的1616条数据线条数据线条数据线条数据线D D1515D D0 0和和和和2424条地址线条地址线条地址线条地址线A A2323A A0 0。芯片上集成有。芯片上集成有。芯片上集成有。芯片上集成有13.513.5万个晶体管万个晶体管万个晶体管万个晶体管,其引其引其引其引线如线如线如线如图图图图8.18.1所示。所示。所示。所示。返回目录 80286802868028680286具有很大的地址空间具有很大的地址空间具有很大的地址空间具有很大的地址空间,并能以两种不同
8、的方式并能以两种不同的方式并能以两种不同的方式并能以两种不同的方式实地址方式实地址方式实地址方式实地址方式和和和和保护虚地址方式保护虚地址方式保护虚地址方式保护虚地址方式运行。运行。运行。运行。在实地址方式下在实地址方式下在实地址方式下在实地址方式下,其寻址能力为其寻址能力为其寻址能力为其寻址能力为1MB,1MB,1MB,1MB,相当于相当于相当于相当于8086808680868086的最的最的最的最大方式系统大方式系统大方式系统大方式系统,但执行速度更快。但执行速度更快。但执行速度更快。但执行速度更快。在保护虚地址方式下在保护虚地址方式下在保护虚地址方式下在保护虚地址方式下(简称保护方式简称
9、保护方式简称保护方式简称保护方式),80286),80286),80286),80286能寻址能寻址能寻址能寻址16MB16MB16MB16MB(2(2(2(224242424)物理地址空间物理地址空间物理地址空间物理地址空间,能支持多任务操作能支持多任务操作能支持多任务操作能支持多任务操作,并能为每个任务并能为每个任务并能为每个任务并能为每个任务提供多达提供多达提供多达提供多达1GB(21GB(21GB(21GB(230303030)的虚拟地址空间。的虚拟地址空间。的虚拟地址空间。的虚拟地址空间。返回目录 8028680286的内部框图如的内部框图如的内部框图如的内部框图如图图图图8.18.
10、1所示所示所示所示 和和和和80868086相比相比相比相比,80286,80286的的的的BIUBIU分成了分成了分成了分成了AU(AU(地址部件地址部件地址部件地址部件),IU(),IU(指令指令指令指令部件部件部件部件)和和和和BU(BU(总线部件总线部件总线部件总线部件)。硬件电路设在地址部件框内的存。硬件电路设在地址部件框内的存。硬件电路设在地址部件框内的存。硬件电路设在地址部件框内的存储器管理机构(储器管理机构(储器管理机构(储器管理机构(MMUMemory Management UnitMMUMemory Management Unit),能能能能用用用用4 4个分离的特权层支持
11、个分离的特权层支持个分离的特权层支持个分离的特权层支持iAPX286iAPX286中的每一个任务的服务中的每一个任务的服务中的每一个任务的服务中的每一个任务的服务和应用程序。这和应用程序。这和应用程序。这和应用程序。这4 4层特权是层特权是层特权是层特权是:操作系统核操作系统核操作系统核操作系统核、系统服务程序系统服务程序系统服务程序系统服务程序、应用服务程序应用服务程序应用服务程序应用服务程序和和和和应用程序应用程序应用程序应用程序。返回目录一、一、80286与与8086/8088相比的特点相比的特点(1)(1)与与与与8086/80888086/8088具有软件兼容性具有软件兼容性具有软件
12、兼容性具有软件兼容性,在汇编源代码一级兼容。在汇编源代码一级兼容。在汇编源代码一级兼容。在汇编源代码一级兼容。(2)(2)能运行实时多任务操作系统能运行实时多任务操作系统能运行实时多任务操作系统能运行实时多任务操作系统,支持存储器管理和保护功能。支持存储器管理和保护功能。支持存储器管理和保护功能。支持存储器管理和保护功能。(3)(3)80286CPU80286CPU内部个处理部件可并行操作内部个处理部件可并行操作内部个处理部件可并行操作内部个处理部件可并行操作,提高了吞吐量提高了吞吐量提高了吞吐量提高了吞吐量,加快了处理速度加快了处理速度加快了处理速度加快了处理速度8028680286内部功能
13、部件连接示意图内部功能部件连接示意图内部功能部件连接示意图内部功能部件连接示意图如图如图如图如图8.28.2所示。所示。所示。所示。返回目录(4 4)实现虚拟存储管理实现虚拟存储管理实现虚拟存储管理实现虚拟存储管理 80286 80286片内的片内的片内的片内的MMUMMU首次实现虚拟存储管理功能(也称首次实现虚拟存储管理功能(也称首次实现虚拟存储管理功能(也称首次实现虚拟存储管理功能(也称为虚拟内存管理)。为虚拟内存管理)。为虚拟内存管理)。为虚拟内存管理)。在在在在8086/80888086/8088系统中,程序占有的存储器和系统中,程序占有的存储器和系统中,程序占有的存储器和系统中,程序
14、占有的存储器和CPUCPU可以可以可以可以访问的存储器是一致的,只有物理存储器的概念,其大小访问的存储器是一致的,只有物理存储器的概念,其大小访问的存储器是一致的,只有物理存储器的概念,其大小访问的存储器是一致的,只有物理存储器的概念,其大小为。而从为。而从为。而从为。而从8028680286开始,开始,开始,开始,CPUCPU内的内的内的内的MMUMMU在保护模式在保护模式在保护模式在保护模式下将支持对虚拟存储器的访问。在下将支持对虚拟存储器的访问。在下将支持对虚拟存储器的访问。在下将支持对虚拟存储器的访问。在8028680286中,虚拟存储器中,虚拟存储器中,虚拟存储器中,虚拟存储器(虚拟
15、空间)的大小可达(虚拟空间)的大小可达(虚拟空间)的大小可达(虚拟空间)的大小可达3030(1GB1GB)字节,而物理存)字节,而物理存)字节,而物理存)字节,而物理存储器(实存空间)的大小只可达储器(实存空间)的大小只可达储器(实存空间)的大小只可达储器(实存空间)的大小只可达2424()字节。()字节。()字节。()字节。80286 80286虚拟地址对物理地址的映射示意图虚拟地址对物理地址的映射示意图虚拟地址对物理地址的映射示意图虚拟地址对物理地址的映射示意图如图如图如图如图8.38.3所示。所示。所示。所示。返回目录二、二、二、二、8028680286在体系结构上与在体系结构上与在体系
16、结构上与在体系结构上与8086/80888086/8088的主要异同点的主要异同点的主要异同点的主要异同点(一一一一)寄存器结构寄存器结构寄存器结构寄存器结构 8028680286为了能与以前的为了能与以前的为了能与以前的为了能与以前的86/8886/88系列产品相兼容系列产品相兼容系列产品相兼容系列产品相兼容,其寄存其寄存其寄存其寄存器结构和指令集必须是原系列器结构和指令集必须是原系列器结构和指令集必须是原系列器结构和指令集必须是原系列产品的母集。如产品的母集。如产品的母集。如产品的母集。如图图图图8.48.4所示。所示。所示。所示。(1)(1)通用寄存器和段寄存器与通用寄存器和段寄存器与通
17、用寄存器和段寄存器与通用寄存器和段寄存器与8086/80888086/8088完全相同完全相同完全相同完全相同,它们是它们是它们是它们是AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DIAX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DICS CS,DSDS,SSSS,ESES。返回目录(2)2)在状态与控制寄存器组中在状态与控制寄存器组中在状态与控制寄存器组中在状态与控制寄存器组中,80286,80286不仅在不仅在不仅在不仅在8086/80888086/8088原有的原有的原有的原有的标志寄存器标志寄存器标志寄存器标志寄存器(FLAGS)(FLAGS)和指令指针寄存器和指令指针寄存器和指令指针寄存器
18、和指令指针寄存器(IP)(IP)的基础上增的基础上增的基础上增的基础上增加了一个机器状态寄存器加了一个机器状态寄存器加了一个机器状态寄存器加了一个机器状态寄存器,而且对而且对而且对而且对FLAGSFLAGS寄存器中原作寄存器中原作寄存器中原作寄存器中原作保留的保留的保留的保留的12,13,1412,13,14位也定义了新的内容。位也定义了新的内容。位也定义了新的内容。位也定义了新的内容。(3)(3)80286 80286新增加了几个寄存器新增加了几个寄存器新增加了几个寄存器新增加了几个寄存器1)1)一个一个一个一个1616位的机器状态寄存器位的机器状态寄存器位的机器状态寄存器位的机器状态寄存器
19、(MSW)(MSW)。它用于表示。它用于表示。它用于表示。它用于表示8028680286当前所处的工作方式与状态,目前只用到该寄存器的低当前所处的工作方式与状态,目前只用到该寄存器的低当前所处的工作方式与状态,目前只用到该寄存器的低当前所处的工作方式与状态,目前只用到该寄存器的低4 4位位位位,其他其他其他其他1212位为内部保留。位为内部保留。位为内部保留。位为内部保留。MSWMSW各位的含义如下各位的含义如下各位的含义如下各位的含义如下:2)2)任务寄存器任务寄存器任务寄存器任务寄存器(TR)(TR)3)3)描述符表寄存器描述符表寄存器描述符表寄存器描述符表寄存器(GDTR,LDTR(GD
20、TR,LDTR和和和和IDTR)IDTR)。它们总是存放它们总是存放它们总是存放它们总是存放包含各种段描述符的描述符表的地址信息包含各种段描述符的描述符表的地址信息包含各种段描述符的描述符表的地址信息包含各种段描述符的描述符表的地址信息,用于保护模用于保护模用于保护模用于保护模式下的寻址。式下的寻址。式下的寻址。式下的寻址。返回目录(二二二二)寻址方式寻址方式寻址方式寻址方式 80286 80286 80286 80286微处理器支持两种工作方式微处理器支持两种工作方式微处理器支持两种工作方式微处理器支持两种工作方式实地址方式和实地址方式和实地址方式和实地址方式和保护虚地址方式保护虚地址方式保
21、护虚地址方式保护虚地址方式(简称保护方式简称保护方式简称保护方式简称保护方式)。在这两种方式下的寄存。在这两种方式下的寄存。在这两种方式下的寄存。在这两种方式下的寄存器功能和指令功能完全一致。器功能和指令功能完全一致。器功能和指令功能完全一致。器功能和指令功能完全一致。80286802868028680286在其实地址方式下与在其实地址方式下与在其实地址方式下与在其实地址方式下与8086/80888086/80888086/80888086/8088的目标码完全兼容的目标码完全兼容的目标码完全兼容的目标码完全兼容,所以任何一个所以任何一个所以任何一个所以任何一个8086/80888086/80
22、888086/80888086/8088的的的的软件软件软件软件,不经修改都可以在不经修改都可以在不经修改都可以在不经修改都可以在80286802868028680286上运行。上运行。上运行。上运行。80286802868028680286在实地址方在实地址方在实地址方在实地址方式的寻址方式与式的寻址方式与式的寻址方式与式的寻址方式与8086808680868086相同,但是在虚地址方式的寻址方式相同,但是在虚地址方式的寻址方式相同,但是在虚地址方式的寻址方式相同,但是在虚地址方式的寻址方式则大不相同。则大不相同。则大不相同。则大不相同。(三三三三)80286)80286的存储管理系统的存储
23、管理系统的存储管理系统的存储管理系统 1.1.实地址模式实地址模式实地址模式实地址模式 2.2.保护模式保护模式保护模式保护模式 返回目录 8.2 80386微处理器 32 32位微处理器同位微处理器同位微处理器同位微处理器同1616位微处理器相比,在体系结构设位微处理器相比,在体系结构设位微处理器相比,在体系结构设位微处理器相比,在体系结构设计上有了概念性的变革。新技术为在计上有了概念性的变革。新技术为在计上有了概念性的变革。新技术为在计上有了概念性的变革。新技术为在3232位体系结构中实现位体系结构中实现位体系结构中实现位体系结构中实现多任务多用户操作系统的管理提供了有力的支持。多任务多用
24、户操作系统的管理提供了有力的支持。多任务多用户操作系统的管理提供了有力的支持。多任务多用户操作系统的管理提供了有力的支持。80386 80386是一种与是一种与是一种与是一种与1616位的位的位的位的8028680286相兼容的第一个高性能相兼容的第一个高性能相兼容的第一个高性能相兼容的第一个高性能全全全全3232位微处理器,它代表了体系结构的重要进步位微处理器,它代表了体系结构的重要进步位微处理器,它代表了体系结构的重要进步位微处理器,它代表了体系结构的重要进步从从从从1616位体系结构过渡到位体系结构过渡到位体系结构过渡到位体系结构过渡到3232位体系结构。位体系结构。位体系结构。位体系结
25、构。8038680386采用高速采用高速采用高速采用高速1.5m1.5m技术,技术,技术,技术,132132条引出线用网格阵列式封装在陶条引出线用网格阵列式封装在陶条引出线用网格阵列式封装在陶条引出线用网格阵列式封装在陶瓷片内,其耗散功率在瓷片内,其耗散功率在瓷片内,其耗散功率在瓷片内,其耗散功率在1.5w1.5w到到到到3.0w3.0w之间。之间。之间。之间。返回目录一、一、80386 的特点的特点 1.803861.80386可以工作在两种方式:可以工作在两种方式:可以工作在两种方式:可以工作在两种方式:实地址方式实地址方式实地址方式实地址方式和和和和保护方式保护方式保护方式保护方式。2.
26、80386 2.80386芯片在硬件结构上由个逻辑单元组成。它们按芯片在硬件结构上由个逻辑单元组成。它们按芯片在硬件结构上由个逻辑单元组成。它们按芯片在硬件结构上由个逻辑单元组成。它们按流流流流 水线水线水线水线方式工方式工方式工方式工 作,运行速度可达到作,运行速度可达到作,运行速度可达到作,运行速度可达到MIPSMIPS。3.3.硬件支持多任务,一条指令可以完成任务转换,转换时硬件支持多任务,一条指令可以完成任务转换,转换时硬件支持多任务,一条指令可以完成任务转换,转换时硬件支持多任务,一条指令可以完成任务转换,转换时间间间间 在在在在17s17s以内。以内。以内。以内。4.4.硬件支持段
27、式管理和页式管理,易于实现虚拟存储系统。硬件支持段式管理和页式管理,易于实现虚拟存储系统。硬件支持段式管理和页式管理,易于实现虚拟存储系统。硬件支持段式管理和页式管理,易于实现虚拟存储系统。5.5.硬件支持功能,并可设置数据断点和硬件支持功能,并可设置数据断点和硬件支持功能,并可设置数据断点和硬件支持功能,并可设置数据断点和断点。断点。断点。断点。6.46.4级特权级:级最优先,其次为,和级。、级特权级:级最优先,其次为,和级。、级特权级:级最优先,其次为,和级。、级特权级:级最优先,其次为,和级。、和级用于操作系统程序,级用于用户程序。和级用于操作系统程序,级用于用户程序。和级用于操作系统程
28、序,级用于用户程序。和级用于操作系统程序,级用于用户程序。返回目录二、二、80386 的内部结构的内部结构 80386 CPU80386 CPU内部结构如内部结构如内部结构如内部结构如图图图图8.68.6所示,它主要由下面所示,它主要由下面所示,它主要由下面所示,它主要由下面6 6个部个部个部个部件所组成:件所组成:件所组成:件所组成:返回目录1.1.总线接口部件(总线接口部件(总线接口部件(总线接口部件(BIUBIU:Bus Interface Unit Bus Interface Unit)。)。)。)。2.2.指令预取部件(指令预取部件(指令预取部件(指令预取部件(CPUCPU:Code
29、 Code PrefetchPrefetch Unit Unit)。)。)。)。3.3.指令译码部件(指令译码部件(指令译码部件(指令译码部件(IDUIDU:Instruction Decode UnitInstruction Decode Unit)。)。)。)。4.4.执行部件(执行部件(执行部件(执行部件(EUEU:Execution UnitExecution Unit)。它可进一步分为控)。它可进一步分为控)。它可进一步分为控)。它可进一步分为控制部件(制部件(制部件(制部件(Control UnitControl Unit),保护测试部件(保护测试部件(保护测试部件(保护测试部件(
30、Protection Protection Test UnitTest Unit)和数据处理部件()和数据处理部件()和数据处理部件()和数据处理部件(Data UnitData Unit)部分。)部分。)部分。)部分。5.5.段管理部件(段管理部件(段管理部件(段管理部件(SUSU:Segment UnitSegment Unit)。)。)。)。6.6.页管理部件(页管理部件(页管理部件(页管理部件(PUPU:Paging UnitPaging Unit)。)。)。)。返回目录 8038680386允许使用虚拟存储器。允许使用虚拟存储器。允许使用虚拟存储器。允许使用虚拟存储器。所谓虚拟存储器
31、是指程序所占有的存储空间,其容量所谓虚拟存储器是指程序所占有的存储空间,其容量所谓虚拟存储器是指程序所占有的存储空间,其容量所谓虚拟存储器是指程序所占有的存储空间,其容量可多达可多达可多达可多达2 24646字节。字节。字节。字节。实际上,它通常是利用系统中的一个速度较慢而容量实际上,它通常是利用系统中的一个速度较慢而容量实际上,它通常是利用系统中的一个速度较慢而容量实际上,它通常是利用系统中的一个速度较慢而容量很大的外部存储器(通常指硬盘)很大的外部存储器(通常指硬盘)很大的外部存储器(通常指硬盘)很大的外部存储器(通常指硬盘)来模拟一个速度较快而容量较小来模拟一个速度较快而容量较小来模拟一
32、个速度较快而容量较小来模拟一个速度较快而容量较小 的内存。的内存。的内存。的内存。程序员编写程序时,其程序程序员编写程序时,其程序程序员编写程序时,其程序程序员编写程序时,其程序 存入磁盘里,因此可编写存入磁盘里,因此可编写存入磁盘里,因此可编写存入磁盘里,因此可编写2 24646字节的字节的字节的字节的 程序。这样,从程序员的角度来看,程序。这样,从程序员的角度来看,程序。这样,从程序员的角度来看,程序。这样,从程序员的角度来看,系统中似乎有一个容量很大、速度也相当快的虚拟存储器;系统中似乎有一个容量很大、速度也相当快的虚拟存储器;系统中似乎有一个容量很大、速度也相当快的虚拟存储器;系统中似
33、乎有一个容量很大、速度也相当快的虚拟存储器;当然,它并不是真正的物理上的内存。由于当然,它并不是真正的物理上的内存。由于当然,它并不是真正的物理上的内存。由于当然,它并不是真正的物理上的内存。由于8038680386的虚拟的虚拟的虚拟的虚拟存储器容量可高达存储器容量可高达存储器容量可高达存储器容量可高达2 24646字节(即字节(即字节(即字节(即64TB64TB或或或或6464兆兆字节),这兆兆字节),这兆兆字节),这兆兆字节),这样,它就可以运行要求存储容量比实际内存容量大得多的样,它就可以运行要求存储容量比实际内存容量大得多的样,它就可以运行要求存储容量比实际内存容量大得多的样,它就可以
34、运行要求存储容量比实际内存容量大得多的程序。程序。程序。程序。返回目录 80386 80386的存储器管理部件的存储器管理部件的存储器管理部件的存储器管理部件(MMUMMU)由由由由分段部件分段部件分段部件分段部件和和和和分页部分页部分页部分页部件件件件两部分组成,它们的功能是实现存储器的段、页式管理。两部分组成,它们的功能是实现存储器的段、页式管理。两部分组成,它们的功能是实现存储器的段、页式管理。两部分组成,它们的功能是实现存储器的段、页式管理。在实现段、页式管理的过程中,在实现段、页式管理的过程中,在实现段、页式管理的过程中,在实现段、页式管理的过程中,80386803868038680
35、386就能将虚拟地址最就能将虚拟地址最就能将虚拟地址最就能将虚拟地址最终转换为物理地址。终转换为物理地址。终转换为物理地址。终转换为物理地址。分段部件分段部件分段部件分段部件通过提供一个额外的寻址器件对程序员编程通过提供一个额外的寻址器件对程序员编程通过提供一个额外的寻址器件对程序员编程通过提供一个额外的寻址器件对程序员编程时所涉及的逻辑地址空间进行管理,并且把由指令指定的时所涉及的逻辑地址空间进行管理,并且把由指令指定的时所涉及的逻辑地址空间进行管理,并且把由指令指定的时所涉及的逻辑地址空间进行管理,并且把由指令指定的逻辑地址变换成线性地址。逻辑地址变换成线性地址。逻辑地址变换成线性地址。逻
36、辑地址变换成线性地址。分页部件分页部件分页部件分页部件提供了对物理地址空间的管理,它的功能是提供了对物理地址空间的管理,它的功能是提供了对物理地址空间的管理,它的功能是提供了对物理地址空间的管理,它的功能是把由分段部件或者由指令译码部件所产生的线性地址再换把由分段部件或者由指令译码部件所产生的线性地址再换把由分段部件或者由指令译码部件所产生的线性地址再换把由分段部件或者由指令译码部件所产生的线性地址再换算成物理地址,并实现程序的重定位。算成物理地址,并实现程序的重定位。算成物理地址,并实现程序的重定位。算成物理地址,并实现程序的重定位。返回目录 如前所述,逻辑地址是在程序中所指定的编程地址,而
37、如前所述,逻辑地址是在程序中所指定的编程地址,而如前所述,逻辑地址是在程序中所指定的编程地址,而如前所述,逻辑地址是在程序中所指定的编程地址,而物理地址是在内存中可直接寻址的实际地址。物理地址是在内存中可直接寻址的实际地址。物理地址是在内存中可直接寻址的实际地址。物理地址是在内存中可直接寻址的实际地址。8038680386在运在运在运在运行时,系统默认程序或数据均以页为单位由虚拟存储器装行时,系统默认程序或数据均以页为单位由虚拟存储器装行时,系统默认程序或数据均以页为单位由虚拟存储器装行时,系统默认程序或数据均以页为单位由虚拟存储器装入实存方能运行。入实存方能运行。入实存方能运行。入实存方能运
38、行。上述上述上述上述8038680386内部的个部件都能各自独立操作,也能内部的个部件都能各自独立操作,也能内部的个部件都能各自独立操作,也能内部的个部件都能各自独立操作,也能与其他部件并行工作。当取一条指令和执行一条指令时,与其他部件并行工作。当取一条指令和执行一条指令时,与其他部件并行工作。当取一条指令和执行一条指令时,与其他部件并行工作。当取一条指令和执行一条指令时,每个部件都会完成一项任务或完成某一操作步骤。这样,每个部件都会完成一项任务或完成某一操作步骤。这样,每个部件都会完成一项任务或完成某一操作步骤。这样,每个部件都会完成一项任务或完成某一操作步骤。这样,既可以同时对不同指令进行
39、操作,又可以对同一指令的不既可以同时对不同指令进行操作,又可以对同一指令的不既可以同时对不同指令进行操作,又可以对同一指令的不既可以同时对不同指令进行操作,又可以对同一指令的不同部分同时并行操作。同部分同时并行操作。同部分同时并行操作。同部分同时并行操作。返回目录三、三、80386 的寄存器结构的寄存器结构 80386 80386共有共有共有共有3434个寄存器:个寄存器:个寄存器:个寄存器:通用寄存器通用寄存器通用寄存器通用寄存器、段寄存器段寄存器段寄存器段寄存器、指指指指令指针令指针令指针令指针和和和和标志寄存器标志寄存器标志寄存器标志寄存器、控制寄存器控制寄存器控制寄存器控制寄存器、系统
40、地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器、调调调调试寄存器试寄存器试寄存器试寄存器以及以及以及以及测试寄存器测试寄存器测试寄存器测试寄存器共类。包含了共类。包含了共类。包含了共类。包含了80868086、8018680186、8028680286所有的寄存器。新增的寄存器例如所有的寄存器。新增的寄存器例如所有的寄存器。新增的寄存器例如所有的寄存器。新增的寄存器例如控制、系统地址控制、系统地址控制、系统地址控制、系统地址寄存器寄存器寄存器寄存器,主要用于对系统进行调试和简化设计等。,主要用于对系统进行调试和简化设计等。,主要用于对系统进行调试和简化设计等。,主要用于对系统进行调试和简
41、化设计等。返回目录(一一)通用寄存器通用寄存器如如如如图图图图8.78.7所示,所示,所示,所示,8038680386有个有个有个有个3232位位位位 的通用寄存器,分别命名为的通用寄存器,分别命名为的通用寄存器,分别命名为的通用寄存器,分别命名为EAXEAX、EBXEBX、ECXECX、EDXEDX、ESIESI、EDIEDI、EBPEBP以及以及以及以及ESPESP。每个寄存器可用。每个寄存器可用。每个寄存器可用。每个寄存器可用于存放数据或地址值于存放数据或地址值于存放数据或地址值于存放数据或地址值,它们支持它们支持它们支持它们支持、和位的数据操、和位的数据操、和位的数据操、和位的数据操作
42、数,也支持位和位的作数,也支持位和位的作数,也支持位和位的作数,也支持位和位的地址操作数。地址操作数。地址操作数。地址操作数。AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SISI、DIDI、BPBP、SPSP可作可作可作可作位寄存器单独使用,位寄存器单独使用,位寄存器单独使用,位寄存器单独使用,AHAH、ALAL、BHBH、BLBL、CHCH、CLCL、DHDH、DLDL可作位寄存器单独使用。其用可作位寄存器单独使用。其用可作位寄存器单独使用。其用可作位寄存器单独使用。其用法与法与法与法与80868086相同。相同。相同。相同。返回80386 80386 的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构的寄存
43、器结构 返回目录(二二)段寄存器和段描述符高速缓存器段寄存器和段描述符高速缓存器如如如如图图图图8.88.8所示,所示,所示,所示,8038680386设置了设置了设置了设置了6 6个个个个1616位的段寄存器,和位的段寄存器,和位的段寄存器,和位的段寄存器,和80868086相比,除了都共同具有的相比,除了都共同具有的相比,除了都共同具有的相比,除了都共同具有的CSCS、SSSS、DSDS、ESES这这这这4 4个段寄存个段寄存个段寄存个段寄存器之外,器之外,器之外,器之外,8038680386又增加了又增加了又增加了又增加了FSFS和和和和GSGS两个新的数据段寄存器,两个新的数据段寄存器
44、,两个新的数据段寄存器,两个新的数据段寄存器,使用它们可以减轻对使用它们可以减轻对使用它们可以减轻对使用它们可以减轻对DSDS和和和和ESES两个数据段寄存器的压力。两个数据段寄存器的压力。两个数据段寄存器的压力。两个数据段寄存器的压力。返回80386 80386 的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构 返回目录8038680386中设置了一个中设置了一个中设置了一个中设置了一个3232位的指令指针(位的指令指针(位的指令指针(位的指令指针(EIPEIP)和一个)和一个)和一个)和一个3232位的位的位的位的标志寄存器(标志寄存器(标志寄存器(标志寄存器(EFLAGSEFLAGS),
45、见),见),见),见图图图图8.98.9,它们分别是它们分别是它们分别是它们分别是80868086微处微处微处微处理器中理器中理器中理器中IPIP和和和和FLAGSFLAGS的扩充。按照使用需要,的扩充。按照使用需要,的扩充。按照使用需要,的扩充。按照使用需要,CPUCPU也可以也可以也可以也可以只使用它们的低只使用它们的低只使用它们的低只使用它们的低1616位(即位(即位(即位(即FLAGSFLAGS和和和和IPIP)。)。)。)。8038680386工作在实模式时采用工作在实模式时采用工作在实模式时采用工作在实模式时采用1616位的指令指针位的指令指针位的指令指针位的指令指针IPIP。EF
46、LAGSEFLAGS的的的的低低低低1212位与位与位与位与80868086标志寄存器标志寄存器标志寄存器标志寄存器FLAGSFLAGS完全相同。高完全相同。高完全相同。高完全相同。高2020位中只位中只位中只位中只设置了设置了设置了设置了4 4个新的标志。个新的标志。个新的标志。个新的标志。(三三)指令指针和标志寄存器指令指针和标志寄存器返回80386 80386 的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构 返回目录(四四)系统地址寄存器和系统段寄存器系统地址寄存器和系统段寄存器 在在在在8038680386中设置了中设置了中设置了中设置了2 2个个个个系统地址寄存器系统地址寄存器系统
47、地址寄存器系统地址寄存器和和和和2 2个个个个系统段寄存器系统段寄存器系统段寄存器系统段寄存器。如。如。如。如图图图图8.108.10所示。所示。所示。所示。前者即前者即前者即前者即GDTRGDTR(Global(Global Descriptor Table Register)Descriptor Table Register)全局描述符表寄存器全局描述符表寄存器全局描述符表寄存器全局描述符表寄存器与与与与IDTRIDTR(Interrupt(Interrupt Descriptor Table Register)Descriptor Table Register)中断描述符表寄存器,中断描
48、述符表寄存器,中断描述符表寄存器,中断描述符表寄存器,由于它们不需要选择段,而只是用于确定系统中唯一的一张全局描述由于它们不需要选择段,而只是用于确定系统中唯一的一张全局描述由于它们不需要选择段,而只是用于确定系统中唯一的一张全局描述由于它们不需要选择段,而只是用于确定系统中唯一的一张全局描述符表或唯一的一张中断描述符表中的描述符项,最后寻址存储器系统符表或唯一的一张中断描述符表中的描述符项,最后寻址存储器系统符表或唯一的一张中断描述符表中的描述符项,最后寻址存储器系统符表或唯一的一张中断描述符表中的描述符项,最后寻址存储器系统地址,故它们称为地址,故它们称为地址,故它们称为地址,故它们称为系
49、统地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器;返回目录后者即后者即后者即后者即LDTRLDTR(Local(Local Descriptor Table Register)Descriptor Table Register)局部描述符局部描述符局部描述符局部描述符表寄存器与表寄存器与表寄存器与表寄存器与TRTR(Task(Task Register)Register)任务寄存器,由于它们需任务寄存器,由于它们需任务寄存器,由于它们需任务寄存器,由于它们需要通过段选择子来选择存储器系统中的段,再由段中选择要通过段选择子来选择存储器系统中的段,再由段中选择要通过段选择子来选择存储器系统中
50、的段,再由段中选择要通过段选择子来选择存储器系统中的段,再由段中选择描述符,最后寻址存储器系统地址,故它们称为描述符,最后寻址存储器系统地址,故它们称为描述符,最后寻址存储器系统地址,故它们称为描述符,最后寻址存储器系统地址,故它们称为系统段寄系统段寄系统段寄系统段寄存器存器存器存器。有时,也将这。有时,也将这。有时,也将这。有时,也将这4 4个寄存器都统称为个寄存器都统称为个寄存器都统称为个寄存器都统称为系统地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器系统地址寄存器。返回80386 80386 的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构的寄存器结构 返回目录(五五)控制寄存器控制寄存器803868038