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第二章 8086体系结构
8086 CPU结构
8086 系统的结构和配置
“集成度”是指CPU芯片中所包含的晶体管数。
“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。
“数据总线”是计算机中各个组成部件间进行数据传送时的公共通道,显然,数据总线位数越多,数据交换的速度就越快。
“内数据总线宽度”与“外数据总线宽度”
“地址总线”是在对存储器或I/O端口进行访问时,传送CPU要访问的存储单元或I/O端口的地址信息的总线,其宽度决定了处理器能直接访问的主存容量大小。
如8086有20根地址线,使用这20根地址线上不同地址信息的组合,可直接对220=1M个存储单元进行访问;Pentium II有36根地址线,因此它可直接寻址的最大地址范围为236=64G。
高速缓冲存储器Cache的使用,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。
为了满足微型计算机对存储器系统高速度、大容量、低成本的要求,微机系统常采用三级存储器组织结构,即由高速缓冲存储器Cache、主存和外存组成。
80x86系列微处理器概况
存储器三级结构
高速缓冲存储器
(Cache)
微处理器
CPU
主存储器
(主存)
外存储器
(外存)
当前正在执行的程序或要使用的数据必须从外存调入主存后才能被CPU读取并执行,主存容量通常为MB级(理论上可达GB级,如Pentium II可配置的内存最大容量可达236=64G,但事实上,微型计算机内存配置一般都不会达到其理论允许值);
当前没有使用的程序可存入外存,如硬盘、光盘等,外存的容量通常很大,可达GB甚至TB级;

高速缓冲存储器的最大特点是存取速度快,但容量较小,通常为KB级,将当前使用频率较高的程序和数据通过一定的替换机制从主存放入Cache,
高速缓冲存储器的最大特点是存取速度快,但容量较小,通常为KB级,将当前使用频率较高的程序和数据通过一定的替换机制从主存放入Cache.
CPU在取指令或读取操作数时,同时对Cache和主存进行访问,如果Cache命中,则终止对主存的访问,直接从Cache中将指令或数据送CPU处理,由于Cache的速度比主存快得多,因此,Cache的使用大大提高了CPU读取指令或数据的速度。
80386及之前的CPU都没有Cache。与80386 配套使用的Intel 82385 Cache 控制器实现CPU之外的Cache管理。80486之后的CPU芯片内部都集成了一至多个Cache。
80x86CPU在发展过程中,存储器的管理机制发生了较大变化。8086/8088CPU对存储器的管理采用的是分段的实方式;80286CPU除了可在实方式下工作外,还可以在保护方式下工作;而80386CPU之后的处理器则具有三种工作方式:实方式、保护方式和虚拟8086方式。