微機系統(tǒng)組成課件

第二章微型計算機系統(tǒng)組成8086存儲器組織8086CPU內部結構80X86微處理器的寄存器結構(80X86微處理器引腳功能)系統(tǒng)總線(輸入/輸出接口)12/19/20221第二章微型計算機系統(tǒng)組成8086存儲器組織12/17/21.馮諾依曼型計算機的基本組成“存儲程序”+“程序控制”1945年，美籍匈牙利數(shù)學家JohnVonNeumann提出,馮諾依曼型計算機

CPU輸入設備控制器輸出設備

存儲器運算器ALU基本工作原理第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.0微型計算機系統(tǒng)硬件組成12/19/202221.馮諾依曼型計算機的基本組成“存儲程序”+“程序存儲器I/O接口輸入設備I/O接口數(shù)據總線DB控制總線CB地址總線AB輸出設備微機的硬件由CPU、存儲器、輸入/輸出設備構成；輸入/輸出設備通過輸入/輸出接口與系統(tǒng)相連；

(輸入/輸出接口簡稱I/O接口)各部件通過總線連接。構成部件微處理器第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成2.微機系統(tǒng)組成(系統(tǒng)總線)12/19/20223存I/O輸I/O數(shù)據總線DB控制總線CB地址總線AB輸?shù)诙?0X86系列微機的系統(tǒng)組成一.8086系統(tǒng)存儲器結構關于8086:8086有20根地址信號線，可以尋址的地址空間為220字節(jié)，即1M字節(jié)。8086是16位的CPU，有16根數(shù)據總線。8086的存儲器以字節(jié)為單位進行編址。字節(jié)00000H00001H00002HFFFFEHFFFFFH24H12H第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.18086存儲器組織12/19/20224第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成一.8086系統(tǒng)存儲器§2.18086存儲器組織一.數(shù)據在存儲器中的存放第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成2.對準存放方式與非對準存放方式對準存放方式:存放字（或雙字）數(shù)據時，從偶地址開始存放。非對準存放方式:存放字（或雙字）數(shù)據時，從奇地址開始存放。對準存放方式比非對準存放方式在訪問時速度更快1.存放原則：字節(jié)數(shù)據順序存放;多字節(jié)數(shù)據存放在連續(xù)的單元中,且高地址存數(shù)據高字節(jié)12/19/20225§2.18086存儲器組織一.數(shù)據在存儲器中的存放第§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成二.

存儲器的分段3.分段原則：1.問題的提出2.解決辦法各段起始單元的20位地址能被16整除。低四位為0每段長度≤64K（216）字節(jié)段與段之間相對位置可任意。12/19/20226§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成三.

存儲器的分段4.段的類型：代碼段：數(shù)據段：堆棧段：附加段：放程序代碼放程序運行所需要的數(shù)據特殊的數(shù)據區(qū)，存取數(shù)據按先進后出的順序輔助的數(shù)據區(qū)當前正在使用的段稱為當前段當前段:段寄存器:存放當前段起始地址的高十六位（稱為段基址）。CS、DS、SS、ES12/19/20227§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成三.

存儲器的分段5.物理地址與邏輯地址的關系：物理地址：邏輯地址：段基址：存儲單元的真實地址，20位。程序中涉及的地址，16位。包括段基址和偏移地址該單元相對于該段起始單元的偏移量偏移地址:該單元所在段的起始物理地址的高十六位。物理地址=段基址24＋偏移地址20位16位16位12/19/20228§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成高速緩存器Cache1.程序訪問的局部性2.Cache及原理介于主存和CPU之間設置的一個高速小容量的存儲器CPU主存CacheCache控制器SRAMDRAM12/19/20229§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80高速緩存器Cache3.高性能微機存儲系統(tǒng)的層次結構CPU內部寄存器片內高速緩存片外高速緩存主存儲器(內存)外部存儲器快慢速度小大容量80386系統(tǒng)的Cache在片外，從486開始增加了片內Cache從Pentium開始，片內Cache被分離為代碼Cache和數(shù)據Cache(雙路Cache結構），可以同時存取。數(shù)據Cache與兩條獨立工作的流水線相連，能同時接受兩條流水線的訪問?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/202210高速緩存器Cache3.高性能微機存儲系統(tǒng)的層次結構虛擬存儲器VituralMemory1.物理存儲器和虛擬存儲器物理存儲器:微機中實際配置的內存。虛擬存儲器:程序員編程可用的地址空間。虛擬地址到物理地址的轉換由MMU完成。通過存儲管理機制將速度較快容量較小的內存與速度較慢但容量很大的外存有機靈活地結合在一起。以滿足運行大容量存儲器要求的程序。虛擬存儲技術§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/202211虛擬存儲器VituralMemory1.2.從80286開始,實現(xiàn)了虛擬存儲管理，CPU支持對虛擬存儲器的訪問。虛擬存儲器VituralMemory80286CPU支持兩種工作模式：實地址模式保護模式（保護虛擬地址模式）同8086，尋址能力1M字節(jié)（220）尋址能力物理空間：16M字節(jié)虛擬空間：1G字節(jié)（224）（230）§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022122.從80286開始,實現(xiàn)了虛擬存儲管理，CPU支持對虛擬存3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(1)實地址模式尋址能力及物理地址的計算同8086，相當于一個可進行32位操作的8086?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022133.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(2)保護模式32根地址線有效,可尋址4G字節(jié)的物理地址空間，64TB字節(jié)的虛擬地址空間采用分段管理和分頁管理機制為程序的共享和保護以及虛擬存儲器提供了硬件支持“保護”主要是指在多任務系統(tǒng)中對存儲空間的保護，通過多種措施形成各任務之間以及用戶程序與操作系統(tǒng)之間的隔離和保護?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022143.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(3)虛擬8086模式（V86模式）保護模式下，一個或若干個8086任務在非8086處理器上按8086的方式運行，這種操作方式稱為V86?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022153.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器4.分段和分頁虛擬存儲器VituralMemory段是一個被保護的獨立的存貯地址空間。段是利用程序的模塊化性質按程序的邏輯結構劃分的，它的長度是可變的。分頁管理是將物理存貯器按每4KB為一頁的長度進行劃分。頁在邏輯上不獨立。§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022164.分段和分頁虛擬存儲器Vitural5.存儲器管理部件（MMU）虛擬存儲器VituralMemory存儲器管理部件（MMU）包括：分段部件（SU）分頁部件（PU）完成保護模式下邏輯地址到物理地址的轉換。邏輯地址(虛擬地址）物理地址線性地址分段部件分頁部件(可選擇）§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022175.存儲器管理部件（MMU）虛擬存儲器VitDSESSSCSIP數(shù)據暫存器PSW標志寄存器執(zhí)行部件控制電路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組指令隊列總線接口控制電路運算器地址加法器BIUEU第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構BIU+EU總線接口單元執(zhí)行單元12/19/202218DSESSSCSIP數(shù)據暫存器PSW標志執(zhí)行部件控制電路AX第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構1.總線接口部件BIU組成段寄存器(CS，DS，ES，SS)指令指針寄存器IP地址加法器指令隊列總線控制電路功能負責所有的總線操作12/19/202219第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構2.執(zhí)行單元EU組成通用寄存器組EU控制電路標志寄存器FLAGS算術邏輯單元ALU功能執(zhí)行指令12/19/202220第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU§2.380X86微處理器的寄存器結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構一.8086CPU寄存器結構DSESSSCSIP數(shù)據暫存器標志寄存器執(zhí)行部件控制電路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組指令隊列總線接口控制電路運算器地址加法器BIUEU1.分類:14個16位寄存器,其中：分為通用寄存器、段寄存器、專用寄存器AX、BX、CX、DX

又可各分成兩個8位寄存器。其它10個只能作為16位寄存器第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202221§2.380X86微處理器的寄存器結構第二章80X（1）通用寄存器：通用數(shù)據寄存器：AX、BX、CX、DX指針寄存器：BP、SP變址寄存器：SI、DI第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202222（1）通用寄存器：通用數(shù)據寄存器：AX、BX、CX、DX指針（2）段寄存器：CS、DS、SS、ES一個程序可以各有多個代碼段、數(shù)據段、堆棧段、和附加段，但當前段各只有一個，即CS、DS、SS、ES指向的段。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202223（2）段寄存器：CS、DS、SS、ES一個程序可以各有多個代（3）專用寄存器：指令指針寄存器IP存放8086要執(zhí)行的下一條指令的有效地址。程序員不能修改它的值，只能由8086CPU中的BIU自動修改。標志寄存器FLAGS第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202224（3）專用寄存器：指令指針寄存器IP存放8086要執(zhí)行的下一2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構用來指示微處理器的狀態(tài),并控制其操作【格式】說明：在8086中，有意義的有9位，其余7位無意義其中CF、PF、AF、ZF、SF、OF六位為狀態(tài)標志位，用來表示運算結果的特征。常作為后續(xù)轉移指令的控制條件。TF、IF、DF三位為控制標志位，用來控制CPU的操作。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022252.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算過程中，最高位是否產生進位/借位。CF：進位標志(CarryFlag)當本次運算最高位有進位（加法運算）或有借位（減法運算）時CF＝1，否則CF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022262.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算結果中，1的個數(shù)的奇偶情況。PF：奇偶標志(ParityFlag)運算結果低八位中含偶數(shù)個1時，PF＝1；否則PF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022272.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算中，D3位向D4位是否有進位或借位。AF：輔助進位標志(AuxiliaryCarryFlag)當本次運算D3位向D4位有進位（加法運算）或有借位（減法運算）時，AF＝1；否則AF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022282.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映當前的運算結果是否為0。ZF：零標志(ZeroFlag)當本次運算結果為0時，ZF＝1；否則ZF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022292.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算結果中最高位的狀態(tài)。SF：符號標志(SignFlag)當本次運算結果最高位為1時，SF＝1；否則SF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022302.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映帶符號數(shù)運算結果是否超出機器所能表示的數(shù)值范圍。OF：溢出標志(OverflowFlag)帶符號數(shù)運算過程中當字節(jié)運算的結果超出了范圍-128~127，或當字運算的結果超出了范圍-32768~32767。溢出:當運算結果產生溢出，OF＝1；否則OF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022312.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存執(zhí)行下面兩個數(shù)的加法，給出各狀態(tài)標志位的值?！纠?1010100001110010100100110101010+1001110111100011執(zhí)行后，CF=0第二章80X86系列微機的體系結構一.8086CPU寄存器結構D15位未產生進位D3位產生進位AF=1低八位奇數(shù)個1PF=0運算結果非0ZF=0D15位為1SF=1正與正相加，結果為負OF=1010011第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202232執(zhí)行下面兩個數(shù)的加法，給出各狀態(tài)標志位的值。【例】01012.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】在字符串操作指令中由DF控制地址變化的方向（遞增或遞減）。DF：方向標志(DirectionFlag)DF=1，則地址按遞減自動修改；DF=0，則地址按遞增自動修改。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022332.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】IF：中斷允許標志(InterruptEnableFlag)IF=1，允許CPU響應可屏蔽中斷請求；IF=0，禁止CPU響應可屏蔽中斷請求。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022342.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】TF：單步標志(TrapFlag)也叫跟蹤標志TF=1時，CPU按單步方式執(zhí)行指令。為調試程序設置的一個控制標志。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022352.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存第二章80X86系列微機的體系結構3.SS及SP一.8086CPU寄存器結構堆棧：存儲器中的一塊特殊存儲區(qū)或段，內中數(shù)據按“先進后出”原則組織。堆棧的段基址存放于SS中，堆棧指針寄存器SP指向堆棧棧頂。堆棧的其它特點以字為單位操作，且對準存放；入棧時，先是（SP-2）（SP），然后數(shù)據入棧。出棧時，先是數(shù)據出棧，然后（SP+2）（SP）。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202236第二章80X86系列微機的體系結構3.SS及SP一.8012400H10000H（SS）=1000H（SP）=2400HSP12400H10000HSP將AX寄存器中1234H入棧后123FEH12H34H（SP）=23FEH隨著數(shù)據入棧，SP值越來越小，稱8086堆棧向下生長。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/20223712400H10000H（SS）=1000H（SP）=240第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.48086CPU的引腳(略)§2.5輸入/輸出接口(略)§2.680X86系列微處理器簡介(略)12/19/202238第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.48086C習題2.3;2.4;(P30)12/19/202239習題2.3;2.4;12/17/202239第二章微型計算機系統(tǒng)組成8086存儲器組織8086CPU內部結構80X86微處理器的寄存器結構(80X86微處理器引腳功能)系統(tǒng)總線(輸入/輸出接口)12/19/202240第二章微型計算機系統(tǒng)組成8086存儲器組織12/17/21.馮諾依曼型計算機的基本組成“存儲程序”+“程序控制”1945年，美籍匈牙利數(shù)學家JohnVonNeumann提出,馮諾依曼型計算機

CPU輸入設備控制器輸出設備

存儲器運算器ALU基本工作原理第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.0微型計算機系統(tǒng)硬件組成12/19/2022411.馮諾依曼型計算機的基本組成“存儲程序”+“程序存儲器I/O接口輸入設備I/O接口數(shù)據總線DB控制總線CB地址總線AB輸出設備微機的硬件由CPU、存儲器、輸入/輸出設備構成；輸入/輸出設備通過輸入/輸出接口與系統(tǒng)相連；

(輸入/輸出接口簡稱I/O接口)各部件通過總線連接。構成部件微處理器第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成2.微機系統(tǒng)組成(系統(tǒng)總線)12/19/202242存I/O輸I/O數(shù)據總線DB控制總線CB地址總線AB輸?shù)诙?0X86系列微機的系統(tǒng)組成一.8086系統(tǒng)存儲器結構關于8086:8086有20根地址信號線，可以尋址的地址空間為220字節(jié)，即1M字節(jié)。8086是16位的CPU，有16根數(shù)據總線。8086的存儲器以字節(jié)為單位進行編址。字節(jié)00000H00001H00002HFFFFEHFFFFFH24H12H第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.18086存儲器組織12/19/202243第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成一.8086系統(tǒng)存儲器§2.18086存儲器組織一.數(shù)據在存儲器中的存放第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成2.對準存放方式與非對準存放方式對準存放方式:存放字（或雙字）數(shù)據時，從偶地址開始存放。非對準存放方式:存放字（或雙字）數(shù)據時，從奇地址開始存放。對準存放方式比非對準存放方式在訪問時速度更快1.存放原則：字節(jié)數(shù)據順序存放;多字節(jié)數(shù)據存放在連續(xù)的單元中,且高地址存數(shù)據高字節(jié)12/19/202244§2.18086存儲器組織一.數(shù)據在存儲器中的存放第§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成二.

存儲器的分段3.分段原則：1.問題的提出2.解決辦法各段起始單元的20位地址能被16整除。低四位為0每段長度≤64K（216）字節(jié)段與段之間相對位置可任意。12/19/202245§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成三.

存儲器的分段4.段的類型：代碼段：數(shù)據段：堆棧段：附加段：放程序代碼放程序運行所需要的數(shù)據特殊的數(shù)據區(qū)，存取數(shù)據按先進后出的順序輔助的數(shù)據區(qū)當前正在使用的段稱為當前段當前段:段寄存器:存放當前段起始地址的高十六位（稱為段基址）。CS、DS、SS、ES12/19/202246§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成三.

存儲器的分段5.物理地址與邏輯地址的關系：物理地址：邏輯地址：段基址：存儲單元的真實地址，20位。程序中涉及的地址，16位。包括段基址和偏移地址該單元相對于該段起始單元的偏移量偏移地址:該單元所在段的起始物理地址的高十六位。物理地址=段基址24＋偏移地址20位16位16位12/19/202247§2.18086存儲器組織第二章80X86系列微機§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成高速緩存器Cache1.程序訪問的局部性2.Cache及原理介于主存和CPU之間設置的一個高速小容量的存儲器CPU主存CacheCache控制器SRAMDRAM12/19/202248§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80高速緩存器Cache3.高性能微機存儲系統(tǒng)的層次結構CPU內部寄存器片內高速緩存片外高速緩存主存儲器(內存)外部存儲器快慢速度小大容量80386系統(tǒng)的Cache在片外，從486開始增加了片內Cache從Pentium開始，片內Cache被分離為代碼Cache和數(shù)據Cache(雙路Cache結構），可以同時存取。數(shù)據Cache與兩條獨立工作的流水線相連，能同時接受兩條流水線的訪問?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/202249高速緩存器Cache3.高性能微機存儲系統(tǒng)的層次結構虛擬存儲器VituralMemory1.物理存儲器和虛擬存儲器物理存儲器:微機中實際配置的內存。虛擬存儲器:程序員編程可用的地址空間。虛擬地址到物理地址的轉換由MMU完成。通過存儲管理機制將速度較快容量較小的內存與速度較慢但容量很大的外存有機靈活地結合在一起。以滿足運行大容量存儲器要求的程序。虛擬存儲技術§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/202250虛擬存儲器VituralMemory1.2.從80286開始,實現(xiàn)了虛擬存儲管理，CPU支持對虛擬存儲器的訪問。虛擬存儲器VituralMemory80286CPU支持兩種工作模式：實地址模式保護模式（保護虛擬地址模式）同8086，尋址能力1M字節(jié)（220）尋址能力物理空間：16M字節(jié)虛擬空間：1G字節(jié)（224）（230）§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022512.從80286開始,實現(xiàn)了虛擬存儲管理，CPU支持對虛擬存3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(1)實地址模式尋址能力及物理地址的計算同8086，相當于一個可進行32位操作的8086?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022523.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(2)保護模式32根地址線有效,可尋址4G字節(jié)的物理地址空間，64TB字節(jié)的虛擬地址空間采用分段管理和分頁管理機制為程序的共享和保護以及虛擬存儲器提供了硬件支持“保護”主要是指在多任務系統(tǒng)中對存儲空間的保護，通過多種措施形成各任務之間以及用戶程序與操作系統(tǒng)之間的隔離和保護?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022533.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器3.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器VituralMemory(3)虛擬8086模式（V86模式）保護模式下，一個或若干個8086任務在非8086處理器上按8086的方式運行，這種操作方式稱為V86?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022543.80386／486的三種工作模式虛擬存儲器4.分段和分頁虛擬存儲器VituralMemory段是一個被保護的獨立的存貯地址空間。段是利用程序的模塊化性質按程序的邏輯結構劃分的，它的長度是可變的。分頁管理是將物理存貯器按每4KB為一頁的長度進行劃分。頁在邏輯上不獨立?！?.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022554.分段和分頁虛擬存儲器Vitural5.存儲器管理部件（MMU）虛擬存儲器VituralMemory存儲器管理部件（MMU）包括：分段部件（SU）分頁部件（PU）完成保護模式下邏輯地址到物理地址的轉換。邏輯地址(虛擬地址）物理地址線性地址分段部件分頁部件(可選擇）§2.１8086存儲器組織四.存儲器的層次結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成12/19/2022565.存儲器管理部件（MMU）虛擬存儲器VitDSESSSCSIP數(shù)據暫存器PSW標志寄存器執(zhí)行部件控制電路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組指令隊列總線接口控制電路運算器地址加法器BIUEU第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構BIU+EU總線接口單元執(zhí)行單元12/19/202257DSESSSCSIP數(shù)據暫存器PSW標志執(zhí)行部件控制電路AX第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構1.總線接口部件BIU組成段寄存器(CS，DS，ES，SS)指令指針寄存器IP地址加法器指令隊列總線控制電路功能負責所有的總線操作12/19/202258第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU內部結構一.8086CPU的內部結構2.執(zhí)行單元EU組成通用寄存器組EU控制電路標志寄存器FLAGS算術邏輯單元ALU功能執(zhí)行指令12/19/202259第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.28086CPU§2.380X86微處理器的寄存器結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構一.8086CPU寄存器結構DSESSSCSIP數(shù)據暫存器標志寄存器執(zhí)行部件控制電路AXBXCXDXAHBHCHDHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器組指令隊列總線接口控制電路運算器地址加法器BIUEU1.分類:14個16位寄存器,其中：分為通用寄存器、段寄存器、專用寄存器AX、BX、CX、DX

又可各分成兩個8位寄存器。其它10個只能作為16位寄存器第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202260§2.380X86微處理器的寄存器結構第二章80X（1）通用寄存器：通用數(shù)據寄存器：AX、BX、CX、DX指針寄存器：BP、SP變址寄存器：SI、DI第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202261（1）通用寄存器：通用數(shù)據寄存器：AX、BX、CX、DX指針（2）段寄存器：CS、DS、SS、ES一個程序可以各有多個代碼段、數(shù)據段、堆棧段、和附加段，但當前段各只有一個，即CS、DS、SS、ES指向的段。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202262（2）段寄存器：CS、DS、SS、ES一個程序可以各有多個代（3）專用寄存器：指令指針寄存器IP存放8086要執(zhí)行的下一條指令的有效地址。程序員不能修改它的值，只能由8086CPU中的BIU自動修改。標志寄存器FLAGS第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/202263（3）專用寄存器：指令指針寄存器IP存放8086要執(zhí)行的下一2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構用來指示微處理器的狀態(tài),并控制其操作【格式】說明：在8086中，有意義的有9位，其余7位無意義其中CF、PF、AF、ZF、SF、OF六位為狀態(tài)標志位，用來表示運算結果的特征。常作為后續(xù)轉移指令的控制條件。TF、IF、DF三位為控制標志位，用來控制CPU的操作。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022642.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算過程中，最高位是否產生進位/借位。CF：進位標志(CarryFlag)當本次運算最高位有進位（加法運算）或有借位（減法運算）時CF＝1，否則CF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022652.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算結果中，1的個數(shù)的奇偶情況。PF：奇偶標志(ParityFlag)運算結果低八位中含偶數(shù)個1時，PF＝1；否則PF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022662.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算中，D3位向D4位是否有進位或借位。AF：輔助進位標志(AuxiliaryCarryFlag)當本次運算D3位向D4位有進位（加法運算）或有借位（減法運算）時，AF＝1；否則AF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022672.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映當前的運算結果是否為0。ZF：零標志(ZeroFlag)當本次運算結果為0時，ZF＝1；否則ZF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022682.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映運算結果中最高位的狀態(tài)。SF：符號標志(SignFlag)當本次運算結果最高位為1時，SF＝1；否則SF＝0。第二章80X86系列微機的系統(tǒng)組成§2.38086微處理器的寄存器結構12/19/2022692.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存2.標志寄存器FLAGS格式及各位意義一.8086CPU寄存器結構【各位意義】反映帶符號數(shù)運算結果是否超出機器所能表示的數(shù)值范圍。OF：溢出標志(OverflowFlag)帶符號數(shù)運算過程中當字節(jié)運算的結果超出了范圍-128~127，或當字運算的結果超出了范圍-32768~32767。溢出:當運算結果產生溢出，OF＝1；否則OF＝0。第