微機原理與接口技術（第二章）

16/32位基本寄存器

##段寄存器的使用

指令指針寄存器和標誌寄存器

 標誌寄存器（FLAGS）:用於存放系統的狀態標誌和控制標誌。

狀態標誌：

是CPU在執行指令的過程中產生的。有的指令影響狀態標誌，
有的不影響，還有的指令與當前狀態標誌有關。
標誌寄存器中有6個最常用，每個    佔1位。分別介紹如下：

1）符號標誌SF（sign flag）:

它和運算結果的最高位相同。最高位爲1，則爲1，最高位爲0，則爲0。

2）零標誌ZF(zero flag) :

若運算結果爲0，則ZF＝1；否則ZF＝0。

3）奇偶標誌PF(parity flag) :

   若運算結果中“1”的個數爲偶數，則PF＝1；否則PF＝0。

4）進位標誌CF(carry flag) :

加法時，最高位（字節操作時的D7位，字操作時的D15位）是否有進位產生。
減法時，最高位（字節操作時的D7位，字操作時的D15位）是否有借位產生。

5）輔助進位標誌AF(auxiliary flag) :

8位二進制加法時，第3位向第4位有進位。
8位二進制減法時，第3位向第4位有借位。

6）溢出標誌OF(overflow flag) :

   若運算過程中發生了“溢出”，則OF＝1，否則OF=0。

控制標誌
1）方向標誌DF(direction flag)
2）中斷允許標誌IF(interrupt enable flag)
3）跟蹤標誌TF(trap flag)
1）方向標誌DF(direction flag)
2）中斷允許標誌IF(interrupt enable flag)
3）跟蹤標誌TF(trap flag)

32位微處理器有三種工作方式：

實地址方式

實地址模式是16位微處理器採用的方式。32微處理器位向下兼容。邏輯地址是程序員編寫程序時使用的地址。實地址模式下存儲單元地址爲20位

 1） 邏輯地址：
16位的段碼和16位的偏移量組合在一起稱爲邏輯地址，表示方式如下：
		段碼：偏移量

2）物理地址：
物理地址＝段首地址＋偏移量＝24×段碼＋偏移量

虛擬地址方式(保護方式)

  是最常用的方式，適用於多任務環境，在這種方式下，
  80386才能發揮它自身的     強大功能，所以也稱本性方式。
  它的特點是：
 ① 通過邏輯（虛擬）— 線性 — 物理地址的尋找方式來實現存儲器的管理，由於   邏輯地址很大，既能實現大程序的運行，又可以方便地實現多任務的分配和管理。
 ② 能實現16位或32位的運算。
 ③ 在保護方式下，可以轉入到虛擬8086的方式運行。

邏輯地址：
虛地址方式下，邏輯地址是由一個段選擇碼加上一個指定段內相對地址的偏移量，表示爲 [段選擇碼：偏移量]。
線性地址
虛地址方式下，段基址要通過查表間接得到。段選擇碼的作用就是選擇段描述表中的某一描述項（描述符），而在描述項中給出了32位段基址和20位的段界限（給出段的長度）。

虛擬8086方式

理解三種工作方式：

工作模式理解

三種模式的區別

8086:

8086結構：

邏輯結構：

內部結構：

EU和BIU的關係：

EU和BIU小結：

80386

 32位80386微處理器是爲多用戶和多任務操作系統而設計的
 具有32位寄存器和數據通道
 支持32位地址和數據類型

80386邏輯結構：

總線接口部件BIU:

總線接口部件通過數據總線、地址總線和控制總線負責與外部取得聯繫，包括訪問存儲器預取指令，讀／寫數據和訪問I／O端口讀／寫數據等全部操作及其他控制功能。

中央處理部件：

存儲器管理部件MMU:

邏輯圖

Pentium微處理器

概述：

Pentium主要部件：

總線接口部件
U/V流水線
代碼cache和數據cache
指令預取部件IPU、指令譯碼器IDU、控制ROM和分支目標緩衝器BTB
控制部件
浮點處理部件
分段和分頁部件

Pentium先進技術：

1.先進的結構體系

2.CISC和RISC相結合

3.超標量流水線

4.先進的分支預測技術

Pentium邏輯圖：

Pentium寄存器組：

Pentium總結

段寄存器：

段寄存器存放的是段選擇子

段選擇子

13+1+2（位）
13：描述索引DI：指描述符在描述符表中的序號
1：描述符指示位TI： TI=0->GDT(全局描述符)
2：**特權級PRL：**TI=1->LBI(局部描述符)

段描述符

優點

擴展存儲空間
實現虛擬存儲
實現多任務隔離

段寄存器總結

Pentium的主要信號及其含義

重點了解

地址線及控制信號

A31~A3: 地址線
AP: 地址的偶檢驗碼位
ADS# 地址狀態輸出信號
A20M#:A20以上的地址線屏蔽信號
APCHK# 地址校驗出錯信號

數據線及控制信號

D63~D0：數據線
BE7#~BE0：字節允許信號
DP7~DP0:奇/偶校驗信號
PCHK：讀校驗
DEN#：奇/偶校驗允許信號

總線週期控制信號

D/C：數據/控制
M/IO:存儲器和IO
W/R：讀/寫
LOCK:總線封鎖
SCYC：分割週期
NA：下一個地址有效信號
BRDY：實發就緒信號

總線仲裁信號

系統控制信號

init和reset區別：

Pentium的總線狀態和總線週期：

概述：

Pentium的一個總線週期通常由多個時鐘週期組成，而一個時鐘週期對應一個總線狀態所以一個總線週期由多個總線狀態組成

Pentium的幾種總線狀態定義

總線狀態之間的轉換：

Pentium的總線狀態和總線週期總結

Pentium的中斷技術

中斷的作用：

任務的切換
IO設備與cpu進行工作
實時性信號
檢查，報告，處理系統運行的錯誤

中斷的分類：

軟件中斷
硬件中斷

中斷向量表

   概述：放置256箇中斷向量（入口地址）即稱 中斷向量表  ，每個中斷矢量佔據4個字節	，地址較高的兩個字節放入口地址的段地址，較低兩位放置偏移地址

硬件中斷以其響應過程

（1）可屏蔽中斷INTR的響應過程

（2）非屏蔽中斷INTR的響應過程

微機原理與接口技術（第二章複習必備）