《微机系统组成》PPT课件.ppt
《《微机系统组成》PPT课件.ppt》由会员分享,可在线阅读,更多相关《《微机系统组成》PPT课件.ppt(39页珍藏版)》请在得力文库 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、第二章第二章 微型计算机系统组成微型计算机系统组成8086存储器组织存储器组织8086CPU内部结构内部结构80X86微处理器的寄存器结构微处理器的寄存器结构(80X86微处理器引脚功能微处理器引脚功能)系统总线系统总线(输入输入/输出接口输出接口)2/1/202311.冯冯 诺依曼型计算机的基本组成诺依曼型计算机的基本组成“存储程序存储程序”+“程序控制程序控制”1945年,美籍匈牙利年,美籍匈牙利数学家数学家John Von Neumann提提出出,冯冯 诺依曼型计算机诺依曼型计算机 CPU输输入入设设备备控制器控制器输输出出设设备备 存储器存储器运算器运算器ALU基本工作原理基本工作原理
2、第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.0 微型计算机系统硬件组成微型计算机系统硬件组成2/1/20232存存储储器器I/O接接口口输输入入设设备备I/O接接口口数据总线数据总线 DB控制总线控制总线 CB地址总线地址总线 AB输输出出设设备备微机的硬件由微机的硬件由CPU、存储器存储器、输入输入/输出设备输出设备构成构成;输入输入/输出设备通过输出设备通过输入输入/输出接口输出接口与系统相连与系统相连;(输入输入/输出接口简称输出接口简称I/O接口接口)各部件通过各部件通过总线总线连接连接。构构成成部部件件微微处处理理器器第二章第二章 80X86 80X8
3、6系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.微机系统组成微机系统组成(系统总线系统总线)2/1/20233第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成一一.8086系统存储器结构系统存储器结构关于关于8086:8086:80868086有有2020根地址信号线,可根地址信号线,可以寻址的地址空间为以寻址的地址空间为2 22020字节,字节,即即1 1M M字节。字节。80868086是是1616位的位的CPUCPU,有有1616根数根数据总线。据总线。80868086的存储器以字节为单位的存储器以字节为单位进行编址。进行编址。字节字节0000000000H H0000
4、100001H H0000200002H HFFFFEFFFFEH HFFFFFFFFFFH H2424H H1212H H第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.1 8086存储器组织存储器组织2/1/202342.1 80862.1 8086存储器组织存储器组织一一.数据在数据在存储器中的存放存储器中的存放 第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.对准存放方式与非对准存放方式对准存放方式与非对准存放方式对准存放方式对准存放方式:存放字(或双字)数据时,从偶存放字(或双字)数据时,从偶地址开始存放。地址开始存放。非对准存
5、放方式非对准存放方式:存放字(或双字)数据时,从存放字(或双字)数据时,从奇地址开始存放。奇地址开始存放。对准存放方式比非对准存放方式在访问时速度更快对准存放方式比非对准存放方式在访问时速度更快1.存放原则:字节数据顺序存放存放原则:字节数据顺序存放;多字节数多字节数据存放在连续的单元中据存放在连续的单元中,且且高地址存数据高高地址存数据高字节字节2/1/202352.1 80862.1 8086存储器组织存储器组织第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成二二.存储器的分段存储器的分段 3.3.分段原则:分段原则:1.1.问题的提出问题的提出2.2.解决办法解决
6、办法各段起始单元的各段起始单元的2020位地址能被位地址能被1616整除。整除。低四位为低四位为0 0每段长度每段长度64K(216)字节字节段与段之间相对位置可任意。段与段之间相对位置可任意。2/1/202362.1 80862.1 8086存储器组织存储器组织第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成三三.存储器的分段存储器的分段 4.4.段的类型:段的类型:代码段:代码段:数据段:数据段:堆栈段:堆栈段:附加段:附加段:放程序代码放程序代码放程序运行所需要的数据放程序运行所需要的数据特殊的数据区,存取数据按特殊的数据区,存取数据按先进后先进后出出的顺序的顺序
7、辅助的数据区辅助的数据区当前正在使用的段称为当前正在使用的段称为当前段当前段当前段当前段:段寄存器段寄存器:存放当前段起始地址的高十六位存放当前段起始地址的高十六位(称为(称为段基址段基址)。)。CSCS、DSDS、SSSS、ESES2/1/202372.1 80862.1 8086存储器组织存储器组织第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成三三.存储器的分段存储器的分段 5.5.物理地址与逻辑地址的关系:物理地址与逻辑地址的关系:物理地址:物理地址:逻辑地址:逻辑地址:段基址段基址:存储单元的真实地址,存储单元的真实地址,2020位。位。程序中涉及的地址,程序
8、中涉及的地址,1616位。位。包括段基址和偏移地址包括段基址和偏移地址该单元相对于该段起始单该单元相对于该段起始单元的偏移量元的偏移量偏移地址偏移地址:该单元所在段的起始物理该单元所在段的起始物理地址的高十六位。地址的高十六位。物理地址物理地址=段基址段基址 2 24 4偏移地址偏移地址2020位位1616位位1616位位2/1/202382.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成 高速缓存器高速缓存器 Cache1.程序访问的局部性程序访问的局部性2.Cache及原理及原理介于主
9、存和介于主存和CPU之间设置的一个高速小容量之间设置的一个高速小容量的存储器的存储器CPU主存主存CacheCache控制器控制器SRAMDRAM2/1/20239 高速缓存器高速缓存器 Cache3.高性能微机存储系统的层次结构高性能微机存储系统的层次结构CPU内部寄存器内部寄存器片内高速缓存片内高速缓存片外高速缓存片外高速缓存主存储器主存储器(内存内存)外部存储器外部存储器快快慢慢速速度度小小大大容容量量80386系统的系统的Cache在片外,从在片外,从486开始增加了片内开始增加了片内Cache从从Pentium开始,片内开始,片内Cache被分离为代码被分离为代码Cache和和数据数
10、据Cache(双路双路Cache结构),可以同时存取。数据结构),可以同时存取。数据Cache与与两条独立工作的流水线相连,能同时接受两条流水线的访两条独立工作的流水线相连,能同时接受两条流水线的访问。问。2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/202310 虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory1.物理存储器和虚拟存储器物理存储器和虚拟存储器物理存储器物理存储器:微机中实际配置的内存。微机中实际配置的内存。虚拟存储器虚拟存储器:程序员编程可用的地址空间。程序
11、员编程可用的地址空间。虚拟地址到物理地址的转换由虚拟地址到物理地址的转换由MMU完成。完成。通过存储管理机制将速度较快容量较小的通过存储管理机制将速度较快容量较小的内内存存与速度较慢但容量很大的与速度较慢但容量很大的外存外存有机灵活地有机灵活地结合在一起。以满足运行大容量存储器要求结合在一起。以满足运行大容量存储器要求的程序。的程序。虚拟存储技术虚拟存储技术2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023112.从从80286开始开始,实现了虚拟存储管理,实现了虚拟存储管
12、理,CPU支持支持对虚拟存储器的访问。对虚拟存储器的访问。虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory80286CPU支持两种工作模式:支持两种工作模式:实地址模式实地址模式保护模式(保护虚拟地址模式)保护模式(保护虚拟地址模式)同同8086,寻址能力寻址能力1M 字节字节 (220)寻址能力寻址能力物理空间:物理空间:16M字节字节虚拟空间:虚拟空间:1G字节字节(224)(230)2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023123.80386486的三种工作
13、模式的三种工作模式 虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory(1)实地址模式实地址模式寻址能力及物理地址的计算同寻址能力及物理地址的计算同8086,相当于,相当于一个可进行一个可进行32位操作的位操作的8086。2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023133.80386486的三种工作模式的三种工作模式 虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory(2)保护模式保护模式32根地址线有效根地址线有效,可寻址可寻址4G 字节字节的物理地址的物理地址空间
14、,空间,64TB字节字节的虚拟地址空间的虚拟地址空间采用分段管理和分页管理机制为程序的共享采用分段管理和分页管理机制为程序的共享和保护以及虚拟存储器提供了硬件支持和保护以及虚拟存储器提供了硬件支持“保护保护”主要是指在多任务系统中对存储空主要是指在多任务系统中对存储空间的保护,通过多种措施形成各任务之间以间的保护,通过多种措施形成各任务之间以及用户程序与操作系统之间的隔离和保护。及用户程序与操作系统之间的隔离和保护。2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023143.
15、80386486的三种工作模式的三种工作模式 虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory(3)虚拟虚拟8086模式(模式(V86模式)模式)保护模式下,一个或若干个保护模式下,一个或若干个8086任务在非任务在非8086处理器上按处理器上按8086的方式运行,这种操的方式运行,这种操作方式称为作方式称为V86。2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023154.分段和分页分段和分页 虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory段是一个被保护的独立的存贮地
16、址空间。段是一个被保护的独立的存贮地址空间。段是利用程序的模块化性质按程序的逻辑结段是利用程序的模块化性质按程序的逻辑结构划分的,它的长度是可变的。构划分的,它的长度是可变的。分页管理是将物理存贮器按每分页管理是将物理存贮器按每4 4KBKB为一页的长为一页的长度进行划分。页在逻辑上不独立。度进行划分。页在逻辑上不独立。2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/2023165.存储器管理部件(存储器管理部件(MMU)虚拟存储器虚拟存储器 Vitural Memory存储器管
17、理部件(存储器管理部件(MMU)包括:)包括:分段部件(分段部件(SU)分页部件(分页部件(PU)完成保护模式下逻辑地完成保护模式下逻辑地址到物理地址的转换。址到物理地址的转换。逻辑地址逻辑地址(虚拟地址)虚拟地址)物理地址物理地址线性地址线性地址分段部件分段部件分页部件分页部件(可选择)可选择)2.2.8086 8086存储器组织存储器组织四四.存储器的层次结构存储器的层次结构第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2/1/202317DSESSSCSIP数据暂存器数据暂存器PSW标志标志寄存器寄存器执行部件控制电路执行部件控制电路AXBXCXDXAHBHCH
18、DHSIDIBPSPALBLCLDL寄存器组寄存器组指指令令队队列列总线总线接口接口控制控制电路电路运运算算器器地地址址加加法法器器BIUEU第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.2 8086CPU内部结构内部结构一一.8086CPUCPU的内部结构的内部结构BIU+EU总线接口单元总线接口单元执行单元执行单元2/1/202318第二章第二章 80X86 80X86系列微机的系统组成系列微机的系统组成2.2 8086CPU2.2 8086CPU内部结构内部结构一一.8086CPUCPU的内部结构的内部结构1.1.总线接口部件总线接口部件 BIU BIU组成
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微机系统组成 微机 系统 组成 PPT 课件
限制150内