第10章 8086CPU原理與PC體系結(jié)構(gòu)

1、8086CPU原理與原理與PC體系結(jié)構(gòu)體系結(jié)構(gòu) 電子實(shí)驗(yàn)中心電子實(shí)驗(yàn)中心 趙建趙建課件密碼：課件密碼：stud Email:成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information TechnologyPC 的的 發(fā)發(fā) 展展 概概 況（況（Intel）80286問世問世8086/8088問世問世1981，IBM-PC80386問世問世197819821985成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information TechnologyPC 的的 發(fā)發(fā) 展展 概概 況（況（Intel）Pentium問世問世8

2、0486問世問世PentiumProPentiumIIPentiumIII198919931995成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information TechnologyPC 的的 發(fā)發(fā) 展展 概概 況（況（Intel）Core 2 DuoPentiumIV?20002006?成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 CPU 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)v8086CPU是是Intel公司早期的公司早期的16位結(jié)構(gòu)位結(jié)構(gòu)的微的微處理器處理器 16位內(nèi)部寄存器組、位內(nèi)部寄

3、存器組、16位數(shù)據(jù)總線、位數(shù)據(jù)總線、20位地址位地址總線（總線（1M存儲單元的尋址能力）存儲單元的尋址能力）v8086CPU的結(jié)構(gòu)分為的結(jié)構(gòu)分為兩個功能部分兩個功能部分：總線總線接口單元接口單元BIU和執(zhí)行單元和執(zhí)行單元EU BIU負(fù)責(zé)取指、讀寫操作數(shù)負(fù)責(zé)取指、讀寫操作數(shù) EU負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行BIU和和EU分開的分開的意義意義：取指和執(zhí)行重疊，提高取指和執(zhí)行重疊，提高CPU的利用率的利用率。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 CPU 的的 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu) 圖圖EU控控制制器器ALU暫暫 存存

4、 器器標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器8位隊(duì)位隊(duì)列總線列總線總總線線控控制制邏邏輯輯16位內(nèi)部總線地址加法器地址加法器20位地址總線16位位數(shù)數(shù)據(jù)據(jù)總總線線執(zhí)行部件執(zhí)行部件EUEU總線接口部件總線接口部件BIUBIU1 2 3 4 5 6指令隊(duì)列 通用寄存器通用寄存器AX AH ALBX BH BLCX CH CLDX DH DL SP BP DI SICSDSSSESIP暫存器暫存器 8086的功能結(jié)構(gòu)的功能結(jié)構(gòu)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086總線接口部件總線接口部件BIU BIU（Bus Interfac

5、e Unit）組成：組成： 4個段寄存器、個段寄存器、指令隊(duì)列、指令指針寄存器指令隊(duì)列、指令指針寄存器IP和地址加法器。和地址加法器。 BIU負(fù)責(zé)負(fù)責(zé)CPU內(nèi)部與存儲器和內(nèi)部與存儲器和I/O接口的信息傳遞。包接口的信息傳遞。包括：括： 1、取指令取指令 BIU從內(nèi)存取出指令送到指令隊(duì)列中。從內(nèi)存取出指令送到指令隊(duì)列中。 2、傳送數(shù)據(jù)傳送數(shù)據(jù) BIU從內(nèi)存中讀取執(zhí)行指令過程中所需的操作數(shù)，傳從內(nèi)存中讀取執(zhí)行指令過程中所需的操作數(shù)，傳送給送給EU部分去執(zhí)行，并把部分去執(zhí)行，并把EU執(zhí)行結(jié)果送回內(nèi)存或執(zhí)行結(jié)果送回內(nèi)存或I/O接口。接口。 3、生成生成20位位的物理地址。的物理地址。 4、將執(zhí)行部件的

6、操作結(jié)果送到指定的內(nèi)存單元或?qū)?zhí)行部件的操作結(jié)果送到指定的內(nèi)存單元或I/O端端口?？?。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 執(zhí)執(zhí) 行行 部部 件件 EUEU （ Execution Unit ）的組成：的組成：v算術(shù)邏輯單元算術(shù)邏輯單元ALU(Arithmetic and Logic Unit) 算術(shù)和邏輯運(yùn)算算術(shù)和邏輯運(yùn)算 計算計算16位地址偏移量位地址偏移量vEU控制器控制器 指令譯碼指令譯碼 形成各種控制信號，控制形成各種控制信號，控制EU各部件完成規(guī)定動作各部件完成規(guī)定動作v通用寄存器通用寄存

7、器，即，即AX、BX、CX、DX 參與運(yùn)算；存放結(jié)果。參與運(yùn)算；存放結(jié)果。v專用寄存器專用寄存器，即，即BP、SP、SI、DIv標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器Flags 自動記錄運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)。自動記錄運(yùn)算結(jié)果的狀態(tài)。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 執(zhí)執(zhí) 行行 部部 件件 EU EU的功能就是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。將指令譯碼并利用的功能就是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。將指令譯碼并利用內(nèi)部的寄存器和內(nèi)部的寄存器和ALU對數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的處理。主要有：對數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的處理。主要有： 指令譯碼指令譯碼 由由EU控制系統(tǒng)將指令隊(duì)列中

8、的指令源代碼翻譯成控制系統(tǒng)將指令隊(duì)列中的指令源代碼翻譯成EU可直接執(zhí)行的指令代碼?？芍苯訄?zhí)行的指令代碼。 執(zhí)行指令執(zhí)行指令 由由EU控制系統(tǒng)向各個相關(guān)部件發(fā)出與指令一致的控制控制系統(tǒng)向各個相關(guān)部件發(fā)出與指令一致的控制信號，完成指令的執(zhí)行。具體的運(yùn)算由信號，完成指令的執(zhí)行。具體的運(yùn)算由ALU和相關(guān)寄存器和相關(guān)寄存器負(fù)責(zé)。負(fù)責(zé)。 向向BIU傳送偏移地址信息傳送偏移地址信息 在指令執(zhí)行過程中，如要從內(nèi)存中取操作數(shù)，在指令執(zhí)行過程中，如要從內(nèi)存中取操作數(shù)，EU會向會向BIU發(fā)總線請求，而發(fā)總線請求，而EU自動算出偏移地址并送到自動算出偏移地址并送到BIU中的中的內(nèi)部暫存器，以便求出物理地址。內(nèi)部暫存器

9、，以便求出物理地址。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 程序執(zhí)行過程解析程序執(zhí)行過程解析指令隊(duì)列中出現(xiàn)兩個字節(jié)為空時自動按指令隊(duì)列中出現(xiàn)兩個字節(jié)為空時自動按CSCS值和值和IPIP值組成值組成2020位實(shí)位實(shí)際物理地址到存儲器中取指令，一次取兩個字節(jié)指令存放到指令際物理地址到存儲器中取指令，一次取兩個字節(jié)指令存放到指令隊(duì)列中。隊(duì)列中。EUEU從從BIUBIU指令隊(duì)列中讀取指令。指令隊(duì)列中讀取指令。由由EUEU控制電路對指令進(jìn)行譯碼分析，指出操作性質(zhì)及操作對象。控制電路對指令進(jìn)行譯碼分析，指出操作性質(zhì)

10、及操作對象。EUEU執(zhí)行指令，如果執(zhí)行指令時必須訪問存儲器或者執(zhí)行指令，如果執(zhí)行指令時必須訪問存儲器或者I/OI/O端口，則端口，則在在EUEU中計算出操作數(shù)的中計算出操作數(shù)的1616位地址偏移量送給位地址偏移量送給BIUBIU，由，由BIUBIU的的形成形成2020位物理地址。位物理地址。BIUBIU根據(jù)根據(jù)EUEU請求，將操作數(shù)的請求，將操作數(shù)的2020位物理地址傳遞給存儲器。位物理地址傳遞給存儲器。BIUBIU取來操作數(shù)經(jīng)總線控制邏輯傳送到內(nèi)部取來操作數(shù)經(jīng)總線控制邏輯傳送到內(nèi)部EUEU數(shù)據(jù)總線。數(shù)據(jù)總線。EUEU將取來的操作數(shù)從內(nèi)部總線送入將取來的操作數(shù)從內(nèi)部總線送入ALUALU，進(jìn)行指

11、令指定的操作。，進(jìn)行指令指定的操作。EUEU運(yùn)算出的結(jié)果，經(jīng)內(nèi)部總線送到指定的位置，若需要傳送給運(yùn)算出的結(jié)果，經(jīng)內(nèi)部總線送到指定的位置，若需要傳送給存儲器或者存儲器或者I/OI/O端口，則由端口，則由EUEU請求請求BIUBIU產(chǎn)生產(chǎn)生2020位實(shí)際目標(biāo)地址，將位實(shí)際目標(biāo)地址，將結(jié)果寫入存儲器或者結(jié)果寫入存儲器或者I/OI/O接口。接口。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology流流 水水 線線 技技 術(shù)術(shù) 介介 紹紹 BIU和和EU分開，取指和執(zhí)行可以重迭，大大減少分開，取指和執(zhí)行可以重迭，大大減少了等待取指所需

12、的時間，提高了等待取指所需的時間，提高CPU的利用率的利用率時間早期的微處理器的執(zhí)行順序早期的微處理器的執(zhí)行順序取指1執(zhí)行1取指2執(zhí)行2取指3取操作數(shù)3執(zhí)行執(zhí)行3EUBIU8086的執(zhí)行順序的執(zhí)行順序取指1取指2取指3取指4取操作數(shù)取指5取指6等待執(zhí)行1執(zhí)行2執(zhí)行3執(zhí)行4執(zhí)行執(zhí)行5成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 寄寄 存存 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)AHAHALALBHBHBLBLCHCHCLCLDHDHDLDLSPSPBPBPSISIDIDIIPIPPSWPSWCSCSDSDSSSSSESESAXAXB

13、XBXCXCXDXDX累加器累加器基址基址計數(shù)計數(shù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器0 015150 07 78 815150 015150 01515附加數(shù)據(jù)段附加數(shù)據(jù)段堆棧段堆棧段數(shù)據(jù)段數(shù)據(jù)段代碼段代碼段段寄存器段寄存器指令指針指令指針狀態(tài)標(biāo)志狀態(tài)標(biāo)志控制寄存器控制寄存器堆棧指針堆棧指針基址指針基址指針 源變址源變址目的變址目的變址指針寄存器指針寄存器變址寄存器變址寄存器通通用用寄寄存存器器成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 寄寄 存存 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)v8個個16位位通用寄存器通用寄存器AX、BX、

14、CX、DX、SI、DI、BP、SP 作邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù)作邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù) 用于各種存儲器操作數(shù)的尋址方式中，作地址偏移用于各種存儲器操作數(shù)的尋址方式中，作地址偏移量的計算量的計算 用作串操作的地址指針用作串操作的地址指針v其中其中4個個16位位數(shù)據(jù)寄存器數(shù)據(jù)寄存器AX、BX、CX、DX 可拆分成可拆分成8個個8位寄存器位寄存器AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL 用作邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù)，也可存放運(yùn)算的結(jié)用作邏輯和算術(shù)操作的操作數(shù)，也可存放運(yùn)算的結(jié)果果 BX為基址寄存器，用于操作數(shù)尋址為基址寄存器，用于操作數(shù)尋址 CX作為循環(huán)計數(shù)器作為循環(huán)計數(shù)器 DX指定指定I/O端口

15、端口成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 寄寄 存存 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)v指針寄存器指針寄存器（SP、BP） SP（堆棧指針）用于在堆棧操作時，存放（堆棧指針）用于在堆棧操作時，存放16位位棧頂單元的偏移量棧頂單元的偏移量 BP（基址指針），指向堆棧段內(nèi)的某一存儲單元（基址指針），指向堆棧段內(nèi)的某一存儲單元（該單元的（該單元的16位偏移量）位偏移量） BP還可用作數(shù)據(jù)寄存器，存放參與運(yùn)算的操作數(shù)還可用作數(shù)據(jù)寄存器，存放參與運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果和運(yùn)算結(jié)果v變址寄存器變址寄存器（SI、DI） 在多數(shù)指令中

16、，可隨意選擇在多數(shù)指令中，可隨意選擇SI、DI作為源或目的作為源或目的變址寄存器變址寄存器 在串操作指令中，在串操作指令中，SI固定作源變址指針，固定作源變址指針，DI作目作目的變址指針的變址指針 SI、DI還可用作數(shù)據(jù)寄存器，存放參與運(yùn)算的操還可用作數(shù)據(jù)寄存器，存放參與運(yùn)算的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 寄寄 存存 器器 結(jié)結(jié) 構(gòu)構(gòu)vFLAG（標(biāo)志寄存器標(biāo)志寄存器）包含一組狀態(tài)標(biāo)志（）包含一組狀態(tài)標(biāo)志（CF、PF、AF、ZF、SF、OF）、一組控制標(biāo)志（）、一組

17、控制標(biāo)志（TF、IF、DF/遞加、遞減遞加、遞減）vFLAG反映了程序運(yùn)行時反映了程序運(yùn)行時CPU運(yùn)算器的某些狀態(tài)運(yùn)算器的某些狀態(tài)OFDFIFTFSFZFAFPFCF1514131211109876543210溢溢出出標(biāo)標(biāo)志志方方向向標(biāo)標(biāo)志志中中斷斷標(biāo)標(biāo)志志單單步步標(biāo)標(biāo)志志符符號號標(biāo)標(biāo)志志零零標(biāo)標(biāo)志志輔輔助助進(jìn)進(jìn)位位標(biāo)標(biāo)志志奇奇偶偶標(biāo)標(biāo)志志進(jìn)進(jìn)位位標(biāo)標(biāo)志志成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織8086/8088CPU:機(jī)內(nèi)字長機(jī)內(nèi)字長16位位 內(nèi)部寄存器內(nèi)部寄存器16位，因

18、此位，因此8086/8088對地址的運(yùn)算對地址的運(yùn)算也只能是也只能是16位，也就是各種尋址方式，尋址操作數(shù)的位，也就是各種尋址方式，尋址操作數(shù)的范圍最多只能是范圍最多只能是64K字節(jié)。字節(jié)。地址范圍地址范圍0000HFFFFH8086/8088外部地址線外部地址線20位位 直接尋址直接尋址220=1M字節(jié)。字節(jié)。地址范圍地址范圍00000HFFFFFH成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織物理地址物理地址.60000H 60001H 60002H 60003H 60004H

19、.12HF0H1BH08H8086/8088具有具有20條地條地址總線，但址總線，但CPU內(nèi)部提內(nèi)部提供地址的寄存器供地址的寄存器BX、IP、SP、BP、SI和和DI及算術(shù)及算術(shù)邏輯單元邏輯單元ALU都是都是16位位，只能直接處理只能直接處理16位位地址，地址，即尋址范圍為即尋址范圍為64K字節(jié)。字節(jié)。因此，如何擴(kuò)大尋址范因此，如何擴(kuò)大尋址范圍形成圍形成20位位地址，是地址，是8位微型機(jī)跨入位微型機(jī)跨入16位微型位微型機(jī)的一個難題。機(jī)的一個難題。8086/8088巧妙的采用了巧妙的采用了地址分段地址分段的方法，將尋址范圍擴(kuò)大到的方法，將尋址范圍擴(kuò)大到1M字節(jié)。字節(jié)。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信

20、達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織各段的關(guān)系和容量各段的關(guān)系和容量高地址高地址低地址低地址段起始地址段起始地址段起始地址段起始地址段起始地址段起始地址段起始地址段起始地址最大最大64KB段段i-1段段i段段i+116位寄存器只能尋址位寄存器只能尋址64KB，系統(tǒng)將全部，系統(tǒng)將全部1M存儲空間分為若干個邏存儲空間分為若干個邏輯段，每個邏輯段最大輯段，每個邏輯段最大容量為容量為64KB。段內(nèi)一個存儲單元的地址，可用相對于段起始地址的偏移量來段內(nèi)一個存儲單元的地址，可用相對于段起始地址的偏移量來表示，這

21、個偏移量稱為表示，這個偏移量稱為段內(nèi)偏移地址段內(nèi)偏移地址，也稱有效地址，也稱有效地址EAEA。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織段的起始地址段的起始地址成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織 是程序中使用的地址，它由段基值（段寄存器是程序中使用的地址，它由段基值（段寄存器內(nèi)容）和段內(nèi)偏移值（有效地址內(nèi)容）和段內(nèi)偏移值（有效地址EA）所組成，段基）所組

22、成，段基值與段內(nèi)偏移值都為值與段內(nèi)偏移值都為16位的二進(jìn)制數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)寫法為位的二進(jìn)制數(shù)，標(biāo)準(zhǔn)寫法為：“段基值段基值偏移量偏移量” 。 也叫實(shí)際地址或絕對地址，是也叫實(shí)際地址或絕對地址，是CPU訪問存儲器訪問存儲器時實(shí)際使用的地址，為時實(shí)際使用的地址，為20位地址。位地址。在在8086中，兩種地址的關(guān)系如下：中，兩種地址的關(guān)系如下： 物理地址物理地址 = = 段基值段基值16 + 16 + 偏移量偏移量 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織物理地址物理地址 = 段基地址左移段

23、基地址左移4位位+偏移地址偏移地址60002H00H12H60000H段基地址（段基地址（16位）位）段首地址段首地址物理地址由兩部分組成：段地址，偏移地址物理地址由兩部分組成：段地址，偏移地址成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織vBIU中的地址加法器用來實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地中的地址加法器用來實(shí)現(xiàn)邏輯地址到物理地址的變換，址的變換，8086可同時訪問可同時訪問4個段，個段，4個段寄存?zhèn)€段寄存器指示了每個段的基地址。器指示了每個段的基地址。段基址段基址段內(nèi)偏移段內(nèi)偏移物理地

24、址物理地址+16位位20位位0000成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織 在在“段加偏移段加偏移”的尋址機(jī)制中，微處理器有一套用的尋址機(jī)制中，微處理器有一套用于定義各種尋址方式中斷寄存器和偏移地址寄存器的組于定義各種尋址方式中斷寄存器和偏移地址寄存器的組合規(guī)則。合規(guī)則。段寄存器段寄存器 偏移地址寄存器偏移地址寄存器 主要用途主要用途CSIP指令地址指令地址SSSP或或BP堆棧地址堆棧地址DSBX、DI、SI、8位或位或16位數(shù)位數(shù)數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址ES串操作指令的串操作指令

25、的DI串操作目的地址串操作目的地址成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 存存 儲儲 器器 組組 織織邏輯地址與物理地址轉(zhuǎn)換實(shí)例邏輯地址與物理地址轉(zhuǎn)換實(shí)例v邏輯地址邏輯地址“1200H008FH”、 “1111H1234H” 1200H008FH 代表物理單元代表物理單元 1208FH 1111H1234H 代表物理單元代表物理單元 12344Hv如下邏輯地址單元為同一物理單元如下邏輯地址單元為同一物理單元 1000H2345H 1234H0005H 1200H0345H 物理地址：物理地址：12345

26、H成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086/8088的工作模式解析的工作模式解析為了盡可能適應(yīng)各種各樣的使用場合，在設(shè)計為了盡可能適應(yīng)各種各樣的使用場合，在設(shè)計8086 CPU芯片時，使它們可以在兩種模式下工作，即芯片時，使它們可以在兩種模式下工作，即最小模式最小模式和和最大模式最大模式。 最小模式最小模式就是在系統(tǒng)中就是在系統(tǒng)中只有只有8086/8088一個一個CPU,而所有的總線控制信號都由而所有的總線控制信號都由8086直接產(chǎn)生，因此系統(tǒng)中的直接產(chǎn)生，因此系統(tǒng)中的總線控制電路被減到最少?？偩€控制電路

27、被減到最少。 最大模式最大模式是相對最小模式而言的是相對最小模式而言的,此時系統(tǒng)中有此時系統(tǒng)中有兩兩個或多個微處理器個或多個微處理器，其中有一個是主處理器，其中有一個是主處理器8086/8088，其它的處理器稱為其它的處理器稱為協(xié)處理器協(xié)處理器，它們協(xié)助主處理器工作。用，它們協(xié)助主處理器工作。用在較大系統(tǒng)中，系統(tǒng)中所有總線控制信號由在較大系統(tǒng)中，系統(tǒng)中所有總線控制信號由8288總線控制總線控制器產(chǎn)生。器產(chǎn)生。硬件決定硬件決定MN/MX成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 引引 腳腳 功功 能能 解解

28、析析v AD0AD15：地址：地址/數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)復(fù)用線復(fù)用線(雙向、三態(tài)雙向、三態(tài))v A16/S3A19/S6：地址：地址/狀狀態(tài)復(fù)用線態(tài)復(fù)用線(輸出、三態(tài)輸出、三態(tài))v /S7：數(shù)據(jù)高字節(jié)允許：數(shù)據(jù)高字節(jié)允許/狀態(tài)復(fù)用狀態(tài)復(fù)用(輸出，三態(tài)輸出，三態(tài))v RD ：讀信號：讀信號(輸出，低輸出，低電平有效，三態(tài)電平有效，三態(tài))v TEST：測試信號：測試信號(輸入、輸入、低電平有效低電平有效)v READY ：外設(shè)準(zhǔn)備好：外設(shè)準(zhǔn)備好(輸輸入、高電平有效入、高電平有效)部分信號部分信號1234567891011121314151617181920403938373635343332313029282

29、7262524232221GNDAD14AD13AD12AD11AD10AD9AD8AD7AD6AD5AD4AD3AD2AD1AD0NMIINTRCLKGNDVCCAD15A16/S3A17/S4A18/S5A19/S6BHE/S7MN/MXRDHOLD (RQ/GT0)HLDA(RQ/GT1WR(LOCK)M/IO( S2)DT/R (S1)DEN (S0)ALE(QS0)INTA (QS1)TESTREADYRESET8086BHE成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086的存儲器系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng) 80

30、86是是16位微處理器，可一次訪問一個字（兩個位微處理器，可一次訪問一個字（兩個字節(jié)，字節(jié)，16位），也可一次訪問一個字節(jié)。其位），也可一次訪問一個字節(jié)。其1M字節(jié)字節(jié)的存儲器空間分成兩個的存儲器空間分成兩個512KB的存儲體的存儲體-偶存儲體偶存儲體和和奇存儲體奇存儲體。偶存儲體同。偶存儲體同8086低低8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D7D0相連，相連，奇存儲體同奇存儲體同8086高高8位數(shù)據(jù)線位數(shù)據(jù)線D15D8相連，相連，8086地地址線的址線的A19A1同兩個存儲體中的地址線同兩個存儲體中的地址線A18A0相相連，連，8086的的最低位地址線最低位地址線A0和和“總線高允許總線高允許”/BHE用來選

31、擇存儲體用來選擇存儲體。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086的存儲器系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)Chengdu University of Information Technology8086的存儲器系統(tǒng)的存儲器系統(tǒng)/BHE與存儲（或與存儲（或I/O）訪問的關(guān)系）訪問的關(guān)系/BHEA0完成的操作完成的操作所用總線所用總線從偶地址單元從偶地址單元/端口，讀端口，讀/寫一個字（單周期）寫一個字（單周期）10從偶地址單元從偶地址單元/端口，讀端口，讀/寫一個字節(jié)寫一個字節(jié)AD7AD001從奇地址單元從奇地址單元/端口，

32、讀端口，讀/寫一個字節(jié)寫一個字節(jié)AD15AD8從奇地址單元從奇地址單元/端口，讀端口，讀/寫一個字（雙周期）寫一個字（雙周期）01在第一個總線周期，在第一個總線周期，將低將低8位數(shù)據(jù)送位數(shù)據(jù)送AD15AD8AD15AD810在第二個總線周期，在第二個總線周期，將高將高8位數(shù)據(jù)送位數(shù)據(jù)送AD7AD0AD7AD0成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology現(xiàn)代現(xiàn)代PC的存儲系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)v現(xiàn)代高性能的計算機(jī)系統(tǒng)存儲系統(tǒng)的矛盾現(xiàn)代高性能的計算機(jī)系統(tǒng)存儲系統(tǒng)的矛盾 對存儲器要求對存儲器要求速度快速度快，容量大容量大，價格合理

33、價格合理 僅僅用一種技術(shù)組成的單一存儲器是不可能同時僅僅用一種技術(shù)組成的單一存儲器是不可能同時滿足上述要求的滿足上述要求的v只有采用只有采用層次結(jié)構(gòu)層次結(jié)構(gòu)，才能解決存儲器高速度，才能解決存儲器高速度、大容量和合理成本三者的矛盾。從存儲系、大容量和合理成本三者的矛盾。從存儲系統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖，可看出存取速度、存儲容統(tǒng)的層次結(jié)構(gòu)圖，可看出存取速度、存儲容量和成本的變化關(guān)系。量和成本的變化關(guān)系。Chengdu University of Information Technology現(xiàn)代現(xiàn)代PC的存儲系統(tǒng)的存儲系統(tǒng)存存儲儲系系統(tǒng)統(tǒng)的的層層次次結(jié)結(jié)構(gòu)構(gòu)存儲容量數(shù)據(jù)塊傳輸速度大小快慢成本低高CPU寄存器寄

34、存器cache主存儲器主存儲器外寄存器外寄存器其他存儲方式，其他存儲方式，如網(wǎng)絡(luò)等如網(wǎng)絡(luò)等成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology主主 存存 存存 儲儲 層層 次次 介介 紹紹 Cache高速緩沖存儲器高速緩沖存儲器，一種特殊的存儲，一種特殊的存儲器子系統(tǒng)，其中復(fù)制了頻繁使用的數(shù)據(jù)以利于快速器子系統(tǒng)，其中復(fù)制了頻繁使用的數(shù)據(jù)以利于快速訪問。訪問。 Cache容量相對較小容量相對較小，但是存取速度與，但是存取速度與CPU速速度相當(dāng)。度相當(dāng)。 在在Cache-主存存儲層次中，運(yùn)行程序存放在主主存存儲層次中，運(yùn)行程序存

35、放在主存中，而在存中，而在Cache中存放最近訪問和將要訪問的指中存放最近訪問和將要訪問的指令和數(shù)據(jù)，它們是主存中相應(yīng)內(nèi)容的副本。令和數(shù)據(jù)，它們是主存中相應(yīng)內(nèi)容的副本。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology主主 存存 存存 儲儲 層層 次次 介介 紹紹 當(dāng)當(dāng)CPU訪問存儲器時，訪問存儲器時，Cache控制器首先驗(yàn)證控制器首先驗(yàn)證被訪問存儲單元的內(nèi)容是否已在被訪問存儲單元的內(nèi)容是否已在Cache 中，若已在中，若已在Cache 中，則立即訪問中，則立即訪問Cache進(jìn)行存取，稱此次訪進(jìn)行存取，稱此次訪問高速緩存命

36、中問高速緩存命中(hit)。 只有要訪問的內(nèi)存單元內(nèi)容不在只有要訪問的內(nèi)存單元內(nèi)容不在Cache中，中，CPU才去訪問內(nèi)存，同時將所訪問的內(nèi)容及相關(guān)數(shù)才去訪問內(nèi)存，同時將所訪問的內(nèi)容及相關(guān)數(shù)據(jù)塊復(fù)制到據(jù)塊復(fù)制到Cache中，這稱為訪問中，這稱為訪問Cache未命中。未命中。 可按某種調(diào)度算法更新可按某種調(diào)度算法更新Cache中的內(nèi)容。這種中的內(nèi)容。這種方法可減少方法可減少CPU訪問內(nèi)存的次數(shù)。訪問內(nèi)存的次數(shù)。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology主主 存存 存存 儲儲 層層 次次 介介 紹紹CPUCache主存

37、主存輔助硬件輔助硬件成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology主主 存存輔輔 存存 儲儲 層層 次次 介介 紹紹v輔存是外部設(shè)備的一部分，其編址與主存編址無輔存是外部設(shè)備的一部分，其編址與主存編址無關(guān)。關(guān)。v專用的操作系統(tǒng)的管理軟件借助系統(tǒng)硬件的支持專用的操作系統(tǒng)的管理軟件借助系統(tǒng)硬件的支持把部分輔存（一般為硬盤）模擬成主存儲器，形把部分輔存（一般為硬盤）模擬成主存儲器，形成比主存大得多的成比主存大得多的“虛擬存儲器系統(tǒng)虛擬存儲器系統(tǒng)”。v用戶的程序任務(wù)所占用的存儲空間可以大于實(shí)際用戶的程序任務(wù)所占用的存儲空間可以

38、大于實(shí)際的物理存儲空間。的物理存儲空間。v“虛擬存儲器系統(tǒng)虛擬存儲器系統(tǒng)” 存取速度接近于主存的存取存取速度接近于主存的存取速度，存儲容量則接近于輔存的存儲容量解決了速度，存儲容量則接近于輔存的存儲容量解決了存儲器的大容量要求和低成本之間的矛盾。存儲器的大容量要求和低成本之間的矛盾。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology主主 存存輔輔 存存 儲儲 層層 次次 介介 紹紹CPU主存主存輔存輔存輔助軟件與設(shè)備輔助軟件與設(shè)備成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Informat

39、ion Technology虛虛 擬擬 存存 儲儲 器器 介介 紹紹v在不采用虛擬存儲器的系統(tǒng)中，如果程序所需存在不采用虛擬存儲器的系統(tǒng)中，如果程序所需存儲空間大于物理存儲器空間，程序?qū)o法運(yùn)行。儲空間大于物理存儲器空間，程序?qū)o法運(yùn)行。v虛擬存儲器是建立在主存虛擬存儲器是建立在主存-輔存物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之輔存物理結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)之上，由附加硬件裝置及操作系統(tǒng)存儲管理軟件組上，由附加硬件裝置及操作系統(tǒng)存儲管理軟件組成的一種存儲體系。成的一種存儲體系。v在具有虛擬存儲器的系統(tǒng)中，程序運(yùn)行時將被存在具有虛擬存儲器的系統(tǒng)中，程序運(yùn)行時將被存儲管理軟件儲管理軟件分塊分塊，部分位于主存，部分位于虛存，部分位于主存，

40、部分位于虛存（輔存磁盤）中，（輔存磁盤）中，CPU僅能執(zhí)行僅能執(zhí)行主存中的程序塊主存中的程序塊，輔存中的程序塊在執(zhí)行時，必須被交換到主存，輔存中的程序塊在執(zhí)行時，必須被交換到主存中，才能由中，才能由CPU執(zhí)行。執(zhí)行。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology虛虛 擬擬 存存 儲儲 器器 介介 紹紹vCPU在執(zhí)行程序時以在執(zhí)行程序時以“虛地址虛地址”（即虛擬地址）的（即虛擬地址）的形式訪問程序指令和數(shù)據(jù)。形式訪問程序指令和數(shù)據(jù)。v硬件機(jī)制完成硬件機(jī)制完成“虛地址虛地址”到到“實(shí)地址實(shí)地址”（即主存地（即主存地址）之間

41、的址）之間的映射映射（對應(yīng)關(guān)系）。（對應(yīng)關(guān)系）。v如果虛地址對應(yīng)的存儲單元位于主存空間，如果虛地址對應(yīng)的存儲單元位于主存空間，CPU將將完成對指令或數(shù)據(jù)的訪問。完成對指令或數(shù)據(jù)的訪問。v如虛地址對應(yīng)的存儲單元不在主存，則存儲器調(diào)度如虛地址對應(yīng)的存儲單元不在主存，則存儲器調(diào)度軟件將借助硬件機(jī)制完成輔存中的對應(yīng)程序塊與主軟件將借助硬件機(jī)制完成輔存中的對應(yīng)程序塊與主存的交換，并且把程序虛地址變成實(shí)地址，覆蓋原存的交換，并且把程序虛地址變成實(shí)地址，覆蓋原先存在的一部分程序后完成對指令或數(shù)據(jù)的訪問。先存在的一部分程序后完成對指令或數(shù)據(jù)的訪問。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu Univer

42、sity of Information Technology外外 存存 儲儲 器器 介介 紹紹v磁盤存儲器磁盤存儲器 軟盤：適配器、驅(qū)動器、盤片系統(tǒng)軟盤：適配器、驅(qū)動器、盤片系統(tǒng) 硬盤：適配器（硬盤：適配器（IDE：Integrated Drive Electronics /ATA：Advanced Technology Attachment、SCSI：Small Computer System Interface、Fibre Channel：光纖通道、光纖通道、SATA：串行：串行ATA）、驅(qū)動器、盤片系統(tǒng)）、驅(qū)動器、盤片系統(tǒng)v光盤存儲器光盤存儲器 特點(diǎn)：容量大、成本低、信息保存時間長、復(fù)制

43、簡單特點(diǎn)：容量大、成本低、信息保存時間長、復(fù)制簡單 類型：只讀型、一次寫入型、可讀寫型類型：只讀型、一次寫入型、可讀寫型v存儲卡存儲卡 IC卡、卡、SRAM卡、卡、DRAM卡、卡、FlashROM卡等卡等v磁帶存儲設(shè)備磁帶存儲設(shè)備v半導(dǎo)體存儲設(shè)備半導(dǎo)體存儲設(shè)備成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng) 介介 紹紹8086中斷類型中斷類型內(nèi)部中斷內(nèi)部中斷（軟件中斷）（軟件中斷）不能屏蔽，不能屏蔽，CPU不需要中斷響應(yīng)周期不需要中斷響應(yīng)周期CPU運(yùn)行引起的中斷：除運(yùn)行引起的中斷：除0中斷

44、中斷(0)、溢出中斷、溢出中斷(指令指令)(4)調(diào)試中斷：單步中斷調(diào)試中斷：單步中斷(1)、斷點(diǎn)中斷、斷點(diǎn)中斷(3)指令中斷：指令中斷：INT n外部中斷外部中斷（硬件中斷）（硬件中斷）NMI非屏蔽中斷：不能屏蔽，用于系統(tǒng)核心硬件的故障非屏蔽中斷：不能屏蔽，用于系統(tǒng)核心硬件的故障（系統(tǒng)掉電、存儲器讀寫錯、總線奇偶錯）（系統(tǒng)掉電、存儲器讀寫錯、總線奇偶錯）INTR可屏蔽中斷：外部設(shè)備的中斷請求（日時鐘、鍵可屏蔽中斷：外部設(shè)備的中斷請求（日時鐘、鍵盤、串口、硬盤、軟盤、打印機(jī)等）盤、串口、硬盤、軟盤、打印機(jī)等）成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Infor

45、mation Technology8086 中中 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng) 介介 紹紹 8086中斷優(yōu)先級是固定的，按照如下次序進(jìn)行中斷優(yōu)先級是固定的，按照如下次序進(jìn)行排列：排列： 除法錯中斷（除法錯中斷（0號中斷）號中斷） INT n INTO （4號中號中斷）斷） NMI INTR 單步中斷（單步中斷（1號中斷）號中斷） 8086外部擴(kuò)展的外部擴(kuò)展的INTR中斷的優(yōu)先級排隊(duì)由擴(kuò)中斷的優(yōu)先級排隊(duì)由擴(kuò)展的中斷控制器展的中斷控制器8059A芯片進(jìn)行管理。芯片進(jìn)行管理。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中

46、斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng) 介介 紹紹v中斷向量中斷向量 中斷服務(wù)程序的中斷服務(wù)程序的入口地址入口地址，在，在PC平臺中，它包平臺中，它包括中斷服務(wù)程序入口的括中斷服務(wù)程序入口的CSIP，通過中斷向量，通過中斷向量，CPU能轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序能轉(zhuǎn)移到中斷服務(wù)程序v中斷向量表的構(gòu)成中斷向量表的構(gòu)成u中斷向量表中斷向量表：把所有中斷源的中斷向量集中在一起，形：把所有中斷源的中斷向量集中在一起，形成中斷向量表。成中斷向量表。u8086在內(nèi)存中地址為在內(nèi)存中地址為00000H003FFH的存儲區(qū)內(nèi)建立的存儲區(qū)內(nèi)建立中斷向量表中斷向量表,共存放共存放256個中斷向量，每個向量占個中斷向量，每個向量占4個字節(jié)，個字

47、節(jié)，IP在低地址單元、在低地址單元、CS在高地址單元，低位在前，高位在在高地址單元，低位在前，高位在后。后。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 系系 統(tǒng)統(tǒng) 介介 紹紹中斷類型號中斷類型號：系統(tǒng)分配給每個中斷源的代號，系統(tǒng)分配給每個中斷源的代號，CPU利利用中斷類型號，才能從中斷向量表中獲取中斷服務(wù)程用中斷類型號，才能從中斷向量表中獲取中斷服務(wù)程序的人口地址。序的人口地址。l不同類型的中斷源，不同類型的中斷源，CPU獲取中斷號的方法不同。獲取中斷號的方法不同?？善帘沃袛嗫善帘沃袛郔NTR的

48、中斷號是在中斷響應(yīng)周期第的中斷號是在中斷響應(yīng)周期第二個二個INTA脈沖期間，由脈沖期間，由8259A中斷控制器提供。中斷控制器提供。指令中斷（指令中斷（INT n）的中斷號由指令直接給出的中斷號由指令直接給出非屏蔽中斷、其它內(nèi)部中斷由系統(tǒng)預(yù)設(shè)。非屏蔽中斷、其它內(nèi)部中斷由系統(tǒng)預(yù)設(shè)。l中斷向量表的訪問中斷向量表的訪問中斷類型號中斷類型號4（中斷向量指針）指向中斷向量表（中斷向量指針）指向中斷向量表中的對應(yīng)中斷服務(wù)程序的入口地址。中的對應(yīng)中斷服務(wù)程序的入口地址。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷

49、斷 系系 統(tǒng)統(tǒng) 介介 紹紹 在中斷類型號中，在中斷類型號中，00H04H為專用中斷為專用中斷，05H3FH為系統(tǒng)保留中斷為系統(tǒng)保留中斷，用戶一般是不能對它們，用戶一般是不能對它們定義的（這里面有一些為固定的用途），定義的（這里面有一些為固定的用途），40HFFH為用戶定義的中斷為用戶定義的中斷。 如：類型號為如：類型號為20H的中斷，則中斷向量的存放的中斷，則中斷向量的存放位置為位置為 20H 4 = 80H， 設(shè)此中斷服務(wù)子程序的入口地址為設(shè)此中斷服務(wù)子程序的入口地址為4030：2010H，則在則在0000：0080H0000：0083H中會對應(yīng)順序依中會對應(yīng)順序依次放入次放入10H，20H

50、，30H，40H。當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)。當(dāng)系統(tǒng)響應(yīng)20H號號中斷時，會自動查找中斷向量，找出對應(yīng)的中斷向中斷時，會自動查找中斷向量，找出對應(yīng)的中斷向量裝入量裝入CS、IP，即轉(zhuǎn)入該中斷服務(wù)子程序。，即轉(zhuǎn)入該中斷服務(wù)子程序。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 響響 應(yīng)應(yīng) 過過 程程 8086/8088對內(nèi)部中斷和外部中斷響應(yīng)的過程是對內(nèi)部中斷和外部中斷響應(yīng)的過程是不同的，內(nèi)部中斷的響應(yīng)過程相對簡單。兩者最大的不同的，內(nèi)部中斷的響應(yīng)過程相對簡單。兩者最大的差異在于差異在于中斷類型號的獲取方式不一樣中斷

51、類型號的獲取方式不一樣。 當(dāng)內(nèi)部中斷產(chǎn)生時，當(dāng)內(nèi)部中斷產(chǎn)生時，CPU根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的中斷類型號根據(jù)系統(tǒng)預(yù)設(shè)的中斷類型號或中斷指令提供的中斷類型號，查詢中斷向量表，找或中斷指令提供的中斷類型號，查詢中斷向量表，找到中斷服務(wù)程序的入口地址，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。到中斷服務(wù)程序的入口地址，轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序。 對于外部中斷，對于外部中斷，NMI的響應(yīng)過程與內(nèi)部中斷類似，其的響應(yīng)過程與內(nèi)部中斷類似，其中斷類型號有系統(tǒng)預(yù)設(shè)為中斷類型號有系統(tǒng)預(yù)設(shè)為2。但。但I(xiàn)NTR的相應(yīng)過程較的相應(yīng)過程較為復(fù)雜，其過程可參考教材為復(fù)雜，其過程可參考教材P263 圖圖10-3-2。 一旦一旦CPU獲取了中斷類型號，響應(yīng)的過程就不再

52、區(qū)分獲取了中斷類型號，響應(yīng)的過程就不再區(qū)分內(nèi)部、外部中斷，其過程是一致的。內(nèi)部、外部中斷，其過程是一致的。 成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 響響 應(yīng)應(yīng) 過過 程程利用中斷利用中斷類型號，類型號，查詢中斷查詢中斷向量表向量表獲取中斷獲取中斷類型號類型號中斷向量中斷向量裝載裝載CS:IP，轉(zhuǎn)向中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序服務(wù)程序123成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086可屏蔽中斷響應(yīng)條件可屏蔽中斷響應(yīng)條

53、件v現(xiàn)行指令結(jié)束現(xiàn)行指令結(jié)束：8086CPU在當(dāng)前指令的最后一在當(dāng)前指令的最后一個機(jī)器周期的最后一個個機(jī)器周期的最后一個T狀態(tài)采樣狀態(tài)采樣INTR線，如果線，如果發(fā)現(xiàn)中斷請求且發(fā)現(xiàn)中斷請求且CPU開放中斷，立即進(jìn)入中斷響開放中斷，立即進(jìn)入中斷響應(yīng)周期應(yīng)周期vCPU開放中斷開放中斷：8086CPU中標(biāo)志寄存器的中標(biāo)志寄存器的IF位位必須為必須為1（中斷開放），（中斷開放），CPU才響應(yīng)中斷，如才響應(yīng)中斷，如果為果為0（中斷關(guān)閉），（中斷關(guān)閉），CPU將不響應(yīng)中斷請求將不響應(yīng)中斷請求（STI：置：置IF=1；CLI：清：清IF=0）v沒有發(fā)生復(fù)位（沒有發(fā)生復(fù)位（RESET）、）、DMA、內(nèi)部中斷和

54、、內(nèi)部中斷和不可屏蔽中斷請求不可屏蔽中斷請求v沒有高級可屏蔽中斷請求在被沒有高級可屏蔽中斷請求在被CPU服務(wù)服務(wù)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086可屏蔽中斷響應(yīng)周期可屏蔽中斷響應(yīng)周期通知外設(shè)，CPU已經(jīng)接受請求8259A中斷控制器送出中斷類型號成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 響響 應(yīng)應(yīng) 過過 程程中斷響應(yīng)：中斷響應(yīng)：中斷開放且無中斷開放且無DMA傳送傳送CPU在當(dāng)前指在當(dāng)前指令執(zhí)行后檢查到

55、令執(zhí)行后檢查到“中斷請求中斷請求”CPU進(jìn)入中斷進(jìn)入中斷響應(yīng)周期響應(yīng)周期FLAGS進(jìn)棧進(jìn)棧TEMP=TF中斷向量裝載中斷向量裝載CS：IP轉(zhuǎn)向中斷轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序服務(wù)程序保護(hù)斷點(diǎn)保護(hù)斷點(diǎn)（CS：IP進(jìn)棧）進(jìn)棧）TF=0關(guān)閉中斷關(guān)閉中斷(IF=0)成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 中中 斷斷 響響 應(yīng)應(yīng) 過過 程程中斷服務(wù)程序與返回中斷服務(wù)程序與返回開放中斷，便于開放中斷，便于CPU響應(yīng)更高級中斷響應(yīng)更高級中斷(STI)保護(hù)現(xiàn)場保護(hù)現(xiàn)場(相關(guān)相關(guān)寄存器進(jìn)棧寄存器進(jìn)棧)為為I/O設(shè)備服務(wù)設(shè)備服務(wù)恢復(fù)現(xiàn)

56、場恢復(fù)現(xiàn)場給中斷控制器發(fā)中給中斷控制器發(fā)中斷結(jié)束斷結(jié)束(EOI)命令命令中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷服務(wù)程序執(zhí)行中斷返回中斷返回(IRET)斷點(diǎn)和斷點(diǎn)和FLAGS從從堆棧中彈出堆棧中彈出(斷點(diǎn)恢復(fù)斷點(diǎn)恢復(fù))回到中斷前運(yùn)行回到中斷前運(yùn)行的程序繼續(xù)執(zhí)行的程序繼續(xù)執(zhí)行成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8259A 介介 紹紹可編程中斷控制器可編程中斷控制器8259A主要功能為：主要功能為： 對對8個個外部中斷源進(jìn)行管理，具有外部中斷源進(jìn)行管理，具有8級級優(yōu)先權(quán)控制，通過級優(yōu)先權(quán)控制，通過級聯(lián)可擴(kuò)展至聯(lián)可擴(kuò)展至64級級優(yōu)先權(quán)

57、控制。優(yōu)先權(quán)控制。 每一級中斷都可以屏蔽或允許。每一級中斷都可以屏蔽或允許。 在中斷響應(yīng)周期，在中斷響應(yīng)周期，8259A可通過可通過數(shù)據(jù)總線數(shù)據(jù)總線提供相應(yīng)的提供相應(yīng)的中斷中斷向量向量（中斷類型號），從而能迅速地轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序。（中斷類型號），從而能迅速地轉(zhuǎn)至中斷服務(wù)程序。 8259A有多種工作方式，可通過編程進(jìn)行選擇。有多種工作方式，可通過編程進(jìn)行選擇。8086構(gòu)成的構(gòu)成的PC機(jī)用一片機(jī)用一片8259A擴(kuò)展了擴(kuò)展了8個外部個外部中斷源，以后的中斷源，以后的PC機(jī)用兩片機(jī)用兩片8259A可處理可處理15個個外部中斷請求。外部中斷請求。成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu Univ

58、ersity of Information Technology8086 DMA 擴(kuò)擴(kuò) 展展v中斷傳送方式的缺點(diǎn)：中斷傳送方式的缺點(diǎn)： 中斷傳送與查詢方式傳送比較，中斷傳送與查詢方式傳送比較，CPU利用率較高，但中利用率較高，但中斷傳送與查詢方式一樣，是斷傳送與查詢方式一樣，是CPU通過程序執(zhí)行和轉(zhuǎn)移進(jìn)通過程序執(zhí)行和轉(zhuǎn)移進(jìn)行傳送的，是一種程序傳送行傳送的，是一種程序傳送 CPU的中斷響應(yīng)、斷點(diǎn)保護(hù)、現(xiàn)場寄存器的保護(hù)需要較的中斷響應(yīng)、斷點(diǎn)保護(hù)、現(xiàn)場寄存器的保護(hù)需要較長的時間，另外程序轉(zhuǎn)移將導(dǎo)致長的時間，另外程序轉(zhuǎn)移將導(dǎo)致BIU中的指令隊(duì)列被清空中的指令隊(duì)列被清空，因此，中斷傳送的速度較慢，因此，

59、中斷傳送的速度較慢 為了解決這個矛盾，必須引入一種不依賴于為了解決這個矛盾，必須引入一種不依賴于CPU的、在的、在存儲器與外設(shè)、外設(shè)與外設(shè)、存儲器與存儲器之間的傳存儲器與外設(shè)、外設(shè)與外設(shè)、存儲器與存儲器之間的傳送方式：送方式：DMA成于大氣成于大氣 信達(dá)天下信達(dá)天下Chengdu University of Information Technology8086 DMA 擴(kuò)擴(kuò) 展展DMADirect Memory Access 直接存儲器訪問直接存儲器訪問 DMA 是所有現(xiàn)代電腦的重要特色，他允許是所有現(xiàn)代電腦的重要特色，他允許不同速度不同速度的硬件裝置來溝通，而不需要依于的硬件裝置來溝通，而不

60、需要依于 CPU 的大量的大量 中斷中斷 負(fù)載負(fù)載。否則，。否則，CPU 需要從需要從 來源來源 把每一片段的資料復(fù)制到把每一片段的資料復(fù)制到 暫存暫存器，然后把他們再次寫回到新的地方。在這個時間中，器，然后把他們再次寫回到新的地方。在這個時間中，CPU 對于其他的工作來說就無法使用。對于其他的工作來說就無法使用。 DMA 傳輸重要地傳輸重要地將一個內(nèi)存區(qū)從一個裝置復(fù)制到另外一個。當(dāng)將一個內(nèi)存區(qū)從一個裝置復(fù)制到另外一個。當(dāng) CPU 初始初始化這個傳輸動作，傳輸動作本身是由化這個傳輸動作，傳輸動作本身是由 DMA 控制器控制器 來實(shí)行來實(shí)行和完成。典型的例子就是移動一個外部內(nèi)存的區(qū)塊到芯片和完成