第3章 微处理器(精简)

应用程序可访问
系统可访问
1． 基本结构寄存器 （1）通用寄存器——用于存放数据或地址，可进行32位、16位、8位、1位运算。 8个32位的： EAX，EBX，ECX，EDX，ESI，EDI，EBP，ESP 其低16位可独立使用，称：AX，BX，CX，DX，SI，DI，BP，SP。 可作为8位寄存器使用是：AH，AL，BH，BL，CH，CL，DH，DL。 它们之间的关系如图3.2（a）
应用程序
3级
常用扩展程序
内核 0级
2级
系统服务程序
1级
系统和应用程序分离
返回
（1）物理空间：在保护方式下，全部32根地址有效，可寻址达4G字节。 （2）虚拟存储地址空间：在物理上是由外存与内存结合提供，最大为246 =64TB的逻辑空间（编程空间）即 允许程序在246字节（64TB）的逻辑空间内运行。（一个任务可运行多达16KB个段，每个段最大可为4G字节，故一个任务最大可达64MM（TB）字节的虚拟地址）
段寄存器值
偏移量
+
物理地址
16位
4位
16位
20位
存储器物理地址的计算方法
CS 0000
IP
代码段
DS或ES 0000
SI、DI或BX
SS 0000
第三章 80486微处理器
本章内容
3．1 80486 的内部结构 3．2 80486的工作模式介绍 3．3 80486的外部引脚介绍
3、1 80486 的内部结构
3、1、1 基本结构介绍 7大部分组成： 总线接口部分 指令预取部分 译码部分 运算部分 存储管理部分 高速缓冲存储器
SP或BP
数据段
堆栈段
存储器

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表3.1 通用寄存器的特定用法
寄存器 操作 寄存器 操作 在移位指令中作 移位次数计数器
AX
字乘，字除，字I/O
CL
AL
字节乘，字节除，字节I/O， 查表转换，十进制运算
字节乘，字节除
DX
字乘，字除指令 中作辅助累加器
堆栈操作，做堆 栈指针
AH
SP
BX
查表转换,做基址寄存器
SI
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2）逻辑地址与物理地址
逻辑地址（LA）和物理地址（PA）：
物理地址：就是存储器的实际地址，它是指CPU和存储器 进行数据交换时所使用的地址（20位）。
逻辑地址：是在程序中使用的地址，它由段基址和偏移地
址两部分组成（16位）。
物理地址=段基址（左移4位）＋偏移量
形成20位段 起始地址 16位
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2 . 8086/8088CPU的寄存器结构
8086/8088CPU中可供编程使用的有14个16位寄存器， 按其用途可分为3类：通用寄存器、段寄存器、指针和标 志寄存器，如所示。
AH BH CH DH SP BP SI DI FLAGS IP CS DS SS ES AL BL CL DL 累加器 基址寄存器 计数寄存器 数据寄存器 数据寄存器 通用寄存器 地址指针和 变址寄存器
2
3 4 5
6
存取一般变量（除3、4、5项外）
DS
有效地址EA
根据寻址方式计算出来的偏移量又叫操作数的有效地址EA
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4. CPU对堆栈的设置与操作
堆栈的功能：用于暂存数据和现场保护 （特别是在过程调用或中断处理时暂存断 点信息） 堆栈的解释：实际上是由特定存储单元 构成的一个存储区，只是在这个存储区中 信息的出入严格按照“先进后出”或“后 进先出”的规则进行。

微处理器的工作原理
微处理器是计算机的核心组件之一，它具有执行各种计算任务和控制计算机操作的功能。

微处理器的工作原理可以总结为以下几个关键步骤：
1. 取指令：微处理器从内存中读取指令，并将其存储在指令寄存器(IR)中。

2. 解码指令：微处理器解码指令以确定应该执行的操作。

3. 执行操作：根据解码后的指令，微处理器执行相应的操作，如加法、减法、逻辑运算等。

4. 访问存储器：在执行操作的过程中，微处理器可能需要从内存中读取数据或将结果写入内存。

5. 更新寄存器：微处理器利用寄存器来存储临时数据和运算结果。

在执行操作的过程中，微处理器将根据需要更新寄存器中的内容。

6. 控制流程：微处理器根据指令执行的结果来决定下一步应该执行的指令。

这包括跳转指令、条件分支等。

以上是微处理器的基本工作原理。

微处理器通过不断循环这些步骤，可以高效地执行各种计算任务，并控制计算机的运行。

随着技术的发展，微处理器的性能和功能不断提升，使得计算机能够进行更加复杂和高效的计算和操作。

按寻址方式分类
根据指令的寻址方式，可以将指令集分为立即寻址 、寄存器寻址、内存寻址和位寻址等。
按长度分类
根据指令的长度，可以将指令集分为单字节 指令、双字节指令、三字节指令和四字节指 令等。
指令集实现方式
硬编码实现
通过硬件电路实现指令集中的所有指令，这种方 式速度快但灵活性差。
微编程实现
通过微程序控制单元实现指令集中的所有指令， 这种方式灵活性好但速度较慢。
《微处理器》PPT课件
目 录
• 微处理器简介 • 微处理器的体系结构 • 微处理器的指令集 • 微处理器的编程模型 • 微处理器的性能优化 • 微处理器的发展趋势
01
微处理器简介
微处理器的定义
微处理器是一种集成电路芯片， 它包含了计算机的中央处理器（
CPU）的主要功能。
微处理器是计算机系统的核心部 件，负责执行指令和处理数据。
并行计算技术
总结词
并行计算技术是利用多个处理器同时 执行多个任务，以提高整体计算性能 。
详细描述
并行计算技术通过将一个任务分解成 多个子任务，并分配给多个处理器同 时执行，大大加快了计算速度。这种 技术广泛应用于高性能计算、云计算 和大数据等领域。
低功耗技术
总结词
随着移动设备和便携式设备的普及，低功耗技术已成为微处理器发展的另一个重要趋势 。
微处理器的应用领域
01
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03
04
计算机领域
个人电脑、服务器、超级计算 机等都离不开微处理器的支持
。
通信领域
手机、路由器、交换机等通信 设备中都有微处理器的身影。
工业控制领域
自动化生产线、机器人、智能 家居等都需要微处理器进行控