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第九章 高档微处理器Pentium一. 概述二. 寄存器组三. 实方式...图文新版.ppt


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第九章 高档微处理器Pentium一. 概述二. 寄存器组三. 实方式...图文新版.ppt第九章高档微处理器Pentium
一. 概述
二. 寄存器组
三. 实方式下存储器地址的产生
四. 保护方式下存储器地址的产生
五. 保护机制
六. 寻址方式
七. 指令系统
八. 实模式下的汇编语言程序设计
九. 保护方式下的汇编语言程序设计
1
一. 概述
1. Pentium的特性
1) 与8086/8088相比
2) 两种工作方式: 实方式和保护方式
2. Pentium的内部结构
2
1. Pentium的特性
工作速度更快
具有保护功能
支持虚拟存储器
1) 与8086/8066相比:
3
工作速度更快
1) 主频加快 133Mhz, 350Mhz,450Mhz,750Mhz,1Ghz, ….
2) 字长加长(内部寄存器, 内部总线等) : 32位
3) 总线传输率提高:总线64位, 并支持突发式读写(使总线周期缩短)
4) 先进执行技术(指令流水线, 分支预测, 高速缓存等)
4
指令流水线( Computer Pipeline)
原理象工业生产上的装配流水线:
指令流水线由多个不同功能的电路单元组成,
一条指令分成多个步骤分别由这些电路单元执行.
由于使多条指令或多个操作并行处理,
可实现在一个时钟周期完成一条指令, 提高CPU的执行速度.
注意: 每条指令的执行步骤并未减少
5
CPU执行指令的过程:
1. 取指令FI (Fetch Instruction): 从内存或高速缓存中读取指令
2. 译码D (Decode): 将指令进行解码
3. 取操作数FO (Fetch Operands): 获取执行指令所需的数据
4. 执行指令E (Execution Instruction): 执行指令
5. 回写W (Write Back): 将执行结果保存到内存或某个寄存器中.
指令1
指令2
FI1
D1
FO1
E1
W1
FI2
D2
FO2
E2
W2
CLK
…….
未采用流水线的CPU执行指令的过程
6
指令1
指令2
指令3
指令4
指令5
FI1
D1
FO1
E1
W1
FI2
D2
FO2
E2
W2
FI3
D3
FO3
E3
W3
FI4
D4
FO4
E4
W4
FI5
D5
FO5
E5
W5
FI6
D6
FO6
E6
W6
指令6
FI7
D7
FO7
E7
W7
指令7
CLK
…….
采用流水线的CPU执行指令的过程
7
在Dos下:
单任务
应用程序和操作系统是同级的
应用程序可以管理系统的所有资源
(包括内存,各端口,中断向量表等)
具有保护功能
故, 一个编得不好的程序会影响整个系统的运行,甚至造成死机.
例如: 一个程序把键盘中断关掉了,
所有程序就都不能从键盘获得键入的数据,
直到有程序重新打开键盘为止.
一个程序陷入死循环,没有其他程序可以把它终止掉,
造成系统死机.
8
在Windows下:
多任务
应用程序和操作系统不是同级的, 即程序是有级别之分的.
操作系统工作在最高级0级中,而应用程序工作在最低级3级中,
所有的资源对应用程序来说是被“保护”的:
应用程序对IO端口和内存的访问受到限制,
使其无法访问其他程序运行的内存.
故, 一个编得不好的程序不会影响整个系统的运行
例如: 如果DOS应用程序无法正常返回系统,
只是出现该程序未正常结束的提示, 允许用户强行结束该任务;
并不影响其他程序(任务)的执行.
9
支持虚拟存储器
高挡计算机存储系统的层次结构
CPU内部寄存器
片内高速缓存
片外高速缓存
主存储器(内存)
虚拟存储器(常用硬盘)
外部存储器(磁带, 软盘,硬盘,光盘等)


在CPU内部,存取速度快,数量有限
由小容量的SRAM构成(8KB,16KB)
SRAM :32KB~512KB
由DRAM构成(16MB~256MB)
速度慢, 容量大(可软件设置)
~50GB
10

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