微机原理与接口技术 ——第三章 80x86微处理器 西安邮电大学 计算机学院 范琳.

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1 微机原理与接口技术 ——第三章 80x86微处理器 西安邮电大学 计算机学院 范琳

2 1 2 3 4 5 第三章 80x86微处理器 80x86 微处理器简介 8086 微处理器 8086 寄存器 8086 引脚功能
8086 存储器组织 5

3 第三章 80x86微处理器 x86微处理器简介 80x86微处理器是美国Intel公司生产的系列微处理器。从8086开始到目前已进入第五代微处理器：8086（8088）、80286、80386、80486和80586（Pentium、Pentium ⅡⅣ）。其主要发展特点是： 1. 主频从8086的4.77MHz到80586的166MHz，PentiumⅡⅣ更高，可达3GHz。主频是指芯片所使用的主时钟频率，它直接影响计算机的运行速度。

4 第三章 80x86微处理器

5 第三章 80x86微处理器 2. 数据总线从8086的16位到80586的64位。数据总线是计算机中组成各部件间进行数据传送时的公共通道。其位数（宽度）表示CPU的字长，数据总线位数越多，数据交换的速度越快。 3. 地址总线从8086的20根到80586的32根。地址总线是在对存储器或I／O端口进行访问时，传送由CPU提供的要访问的存储单元或I/O端口的地址信息总线，其宽度决定了处理器能直接访问的主存容量大小。

6 第三章 80x86微处理器 芯片 数据总线 地址总线 主频（MHz） 寻址空间 Cache 8086 16 20 4.77 1MB 无
8088 16（8） 386开始，才有cache PIII 32（64） 36 450 64GB 有 PD 64 3600

7 微机系统增加了高速缓冲存储器后，使系统的存储器体系形成三级组织结构，即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。如图3.1所示。
第三章 80x86微处理器 4. 高速缓冲存储器Cache的使用，大大减少了CPU读取指令和操作数所需的时间，使CPU的执行速度显著提高。从80386以后增加了高速缓冲存储器Cache。 微机系统增加了高速缓冲存储器后，使系统的存储器体系形成三级组织结构，即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。如图3.1所示。

8 Cache的引入 80286往前的芯片，都没有Cache，CPU直接访问内存。从80386以后增加了Cache。 引入cache的原因：
第三章 80x86微处理器 Cache的引入 80286往前的芯片，都没有Cache，CPU直接访问内存。从80386以后增加了Cache。 引入cache的原因： 大容量主存一般采用DRAM，相对SRAM速度慢，而SRAM速度快，但价格高。          因此，在主存和CPU之间可设置一个速度很快而容量相对较小的存储器，在其中存放CPU当前正在使用以及一个较短的时间内将要使用的程序和数据，这样，可大大加快CPU访问存储器的速度，提高机器的运行效率。

9 速度 容量 价格 CPU内，主板上 6MBcache 4GB 400元 1TB 500元 第三章 80x86微处理器 微处理器 CPU
高速缓冲 存储器 (Cache) 内存储器 （主存） 外存储器 （外存） 速度 容量 价格 CPU内，主板上 6MBcache 4GB 400元 1TB 500元

10 思考 Cache中存放的是CPU即将访问的指令和数据，或者是访问频繁的指令和数据。 思考：计算机怎么知道哪些内容即将被访问？

11 思考 局部性原理 时间局部性：一个数据（或指令）被访问，在不久的将来，很可能被再次使用；
空间局部性：一个数据（或指令）被访问，它附近的数据可能很快就会被使用。 所以，层次结构的存储器系统，可以将最近访问过的内容放入Cache，将近期访问过内容所属的整个块放入Cache。

12 80x86CPU在发展过程中，存储器的管理机制也发生了较大变化。 8086/8088CPU：分段实方式

13 第三章 80x86微处理器 Thank you！