PAGE\*MERGEFORMAT18第3章微处理器微处理器又称为中央处理器（CentralProcessingUnit——CPU），是计算机进行算术逻辑运算和系统控制的主要部件。微型计算机的性能主要取决于微处理器的性能，如计算机的长度、工作速度、指令执行时间及浮点运算能力等。本章主要以Intel公司的CPU为实例，介绍80X86和Pentium系列CPU的基本工作原理。3.1.8086/8088微处理器8086CPU是Intel公司1978年推出的第一个16位芯片，它的内部寄存器、功能部件、CPU的内部总线及对外数据总线均为16位。为了能和早期的8位处理器及其接口芯片兼容，Intel公司在8086后又退出了8088CPU。8088CPU的内部结构与8086的内部结构相同，但对外的数据总线位8位，它既能提供16位的数据处理能力，又能适应早期已投入诗意哦那个的8位接口芯片，因而也得到了广泛的应用。1、8086/8088CPU的结构（1）.总线接口部件BIU总线接口部件由4个16位段寄存器、一个16位指令指针寄存器、20位物理地址加法器、6字节指令队列（8088为4字节）及总线控制电路组成，负责与存储器及I/O端口的数据传送。即BIU根据执行部件EU计算出的16位偏移地址及16位段寄存器提供的16位段地址，通过地址加法器产生20位物理地址，根据EU单元的请求，用20位物理地址对存储器进行读/写操作，也可对I/O接口进行读/写操作。无论8086还是8088都会在执行指令的同时，从内存中取下面一条或几条指令放在指令队列中。（2）.执行部件EU执行部件由ALU、寄存器阵列、标志寄存器等几个部分组成，其任务就是从指令队列流中取出指令，然后分析和执行指令，还负责计算操作数的16位偏移地址。（3）.BIU和EU的管理2、BIU和EU非同步工作。其管理原则为：1）.指令队列中有2个字节空（8086）时，BIU会自动把下一条指令取到指令队列中。2）.EU在执行指令过程中，如果必须访问存储器或I/O设备，则EU会自动请求BIU进入总线周期去完成访问存储器或I/O操作。此时若BIU空闲，就会立即完成EU请求。否则EU将首先完成自己将指令取至指令队列中的任务，再响应EU的请求。3）.当指令队列已满，而EU又无请求时，BIU进入空闲状态。4）.当EU执行转移类、调用及返回类指令时，EU将不再用指令队列中顺序装入的指令。此时指令队列中原有的内容被自动清除，而BIU会接着将另一程序段的指令装入指令队列，EU和BIU这种并行的工作方式极大地提高了CPU的工作效率。3.2.80X86微处理器80X86微处理器是80286、80386、80486等微处理器芯片的简称，为了使大家对CUP技术的发展有一个基本的了解，下面主要介绍80286、80386、80486等微处理器的特点及工作方式。1、80286微处理器1982年，英特尔公司在8086的基础上，研制出了80286微处理器，该微处理器的最大主频为20MHz，内、外部数据传输均为16位，使用24位内存储器的寻址，内存寻址能力为16MB。80286可工作于两种方式，一种叫实模式，另一种叫保护方式。在实模式下，微处理器可以访问的内存总量限制在1兆字节；而在保护方式之下，80286可直接访问16兆字节的内存。此外，80286工作在保护方式之下，可以保护操作系统，使之不像实模式或8086等不受保护的微处理器那样，在遇到异常应用时会使系统停机。IBM公司将80286微处理器用在先进技术微机即AT机中，引起了极大的轰动。80286在以下四个方面比它的前辈有显著的改进：支持更大的内存；能够模拟内存空间；能同时运行多个任务；提高了处理速度。最早PC机的速度是4MHz，第一台基于80286的AT机运行速度为6MHz至8MHz，一些制造商还自行提高速度，使80286达到了20MHz，这意味着性能上有了重大的进步。80286的封装是一种被称为PGA的正方形包装。PGA是源于PLCC的便宜封装，它有一块内部和外部固体插脚，在这个封装中，80286集成了大约130000个晶体管。IBMPC/AT微机的总线保持了XT的三层总线结构，并增加了高低位字节总线驱动器转换逻辑和高位字节总线。与XT机一样，CPU也是焊接在主板上的。2、80386微处理器1985年春天的时候，英特尔公司已经成为了第一流的芯片公司，它决心全力开发新一代的32位核心的CPU—80386。Intel给80386设计了三个技术要点：使用“类286”结构，开发80387微处理器增强浮点运算能力，开发高速缓存解决内存速度瓶颈。1985年10月17日，英特尔划时代的产品——80386DX正式发布了，其内部包含27.5万个晶体管，