第七章 32位微机01.ppt

微机原理与接口技术－－基于IA-32处理器和32位汇编语言·第4版 第1章 微型计算机系统 第 1 章微型计算机系统 1.1 微型计算机的发展 1.2 Intel 80x86系列处理器 1.3 微型计算机系统组成 陶永才 159 0364 5020 ieyctao@ IA: Intel Architecture. 1.1 微型计算机的发展 微型计算机（Microcomputer） 性能适中、价格低廉、体积较小的计算机 最常见的计算机 现代计算机三大主要应用形式的主角 桌面个人微机（PC机） 服务器 嵌入式计算机系统:智能化电子设备 采用微处理器为核心构造的计算机 微处理器、处理器、中央处理单元CPU 计算机的运算和控制核心 采用一块大规模集成电路芯片构成 处理器的基本性能指标 字长（Word） 处理器每个时间单位处理的二进制数据位数 （例如一次进行运算、传输的位数） 指示处理器的数据处理能力 时钟频率 处理器的处理速度 反映处理器的基本时间单位 集成度 芯片上集成的晶体管数量 表明处理器的生产工艺水平 1.1.1 通用微处理器 4位微处理器 1971年，Intel 4004，第一个微处理器 8位微处理器 1972年 M6800、Z80和Intel 8080/8085 Apple公司苹果机 16位微处理器 1978年 Intel 8086/8088 16位个人计算机（PC：Personal Computer） 32位微处理器 1985年 80386，80486，Pentium～Pentium 4 32位PC机，APPLE公司的Macintosh机 64位微处理器 2000年 IA-64结构：Itanium（安腾） x86结构：AMD的64位处理器、Intel 64处理器 处理器基本性能指标实例 1.1.2 专用微处理器 单片机（微控制器，嵌入式控制器，MCU） Intel的MCS-48，MCS-51，MCS-96/98系列 爱特梅尔（Atml）公司的AT89系列（与MCS-51兼容），AT91系列（基于ARM内核） Microchip Technology公司的PIC系列 数字信号处理器（DSP） 专注于数字信号的高速处理 美国德州仪器TI公司TMS320各代产品 主要应用于通信、消费类电子产品和计算机 主要应用形式：嵌入式系统 IP级结构，芯片级结构，模块级结构 1.1.3 摩尔定律 集成电路生产技术推动了计算机的飞速发展 摩尔定律（Moore's Law） 集成电路上晶体管密度每年将翻倍 每隔18个月硅片密度（晶体管容量）将翻倍 每18个月，集成电路的性能将提高一倍，而其价格将降低一半 摩尔定律不会永远持续 今后，性能提高更多地 得益于计算机系统结构的革新 现在，多核处理器使得摩尔定律延续 1.2 Intel 80x86系列处理器 1.2.1 16位80x86处理器 1. 8086 1978年 16位结构的处理器：数据总线为16位 主存容量1MB：地址总线为20位 时钟频率5MHz（IBM PC使用4.77MHz） 准16位微处理器8088：外部数据总线为8位 IBM PC和PC/XT机使用Intel 8088 CPU 2. 80286 1982年 16位数据总线、24位地址总线（16MB主存） 实方式（Real Mode） 保护方式（Protected Mode） IBM PC/AT机使用Intel 286 CPU 处理器总线 数据总线（DB：Data Bus） 处理器与存储器或外设交换信息的通道 个数(条数)是一次能够传送数据的二进制位数 地址总线（AB：Address Bus） 指定存储器或外设的具体单元 个数反映访问的主存储器容量或外设范围 控制总线（CB：Control Bus） 控制处理器数据传送等操作 例如 存储器读信号（MEMR）、存储器写（MEMW） 外设读（IOR）、外设写（IOW） 地址条数与主存容量 Intel80x86 地址条数 存储容量 8086 20 1MB 8088 20 1MB 80286 24 16MB IA-32 32 4GB 1.2.2 IA-32处理器 英特尔32位结构 IA-32（Intel Architecture-32） 指令集结构 IA-32处理器 1985年 Intel 80386 Intel 80486 Pentium Pentium Pro、Pentium II、Pentium III Pentium 4 Celeron、Xeon、Pentium M 1. 80386 1985年 32位结构 数据总线32位，地址总线32位，可寻址4GB主存 80386指令系统全面升级为32位 虚拟8086方式（Virtual 8086 Mode） 保护方式下的8086工作