昆明理工大学微机原理重点难点核心笔记(根据付老师课件-适用于昆工期末考和考研!!)

昆明理工大学微机原理重点难点核心笔记(根据付老师课件整理-适用于昆工期末考和考研!!)

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第三代微处理器（1978-1982）:16位微处理器，如Intel公司的8086、80286、Motorola的68000和Zilog的Z8000。集成度达29000万只晶体管，平均指令执行时间0.5us(200ns)，。

从大型计算机到微型计算机，其基本结构属于冯.诺依曼结构，即包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个组成部分。

8位带符号数能表示的数据范围为+127~-128。

二进制负数的反码就是机器数符号位保持不变，其余各位按位取反。

8086CPU是16位微处理器，内部对外有16位数据总线。8086CPU有20位地址总线，直接寻址空间为1MB。8086有一个初级流水线结构，内部操作与对外操作具有并行性。

8088CPU是准16位微处理器，因为它的内部有16位数据总线，但对外只有8位数据总线。

Bus Interface Unit, BIU总线接口部件由段寄存器、指令指针寄存器、总线控制逻辑、地址加法器、指令队列等单元组成。BIU功能：地址形成、取指令、指令排队、读/写操作数、总线控制。

IP总是指向下一条将要执行的指令。

当指令队列有2个或2个以上字节空时，BIU会自动存取指令。

Execution Unit,EU执行部件EU的组成：算术逻辑单元ALU、寄存器组、标志寄存器、暂存器、EU控制电路。EU的主要任务：指令译码、执行指令。

指令顺序执行时，EU和BIU是并行工作方式；若遇到转移指令、调用指令和返回指令时，要将指令队列中的指令

作废，由BIU重新取转移目标地址中的新指令，EU才能继续执行指令，并行操作将受到影响。

8086CPU的BIU和EU并行工作的过程：EU的功能是执行指令。EU从指令队列中取出指令编码，将其译码，发出相应的控制信息。控制数据在ALU中进行运算，运算结果的特征保留在标志寄存器PSW中。BIU的功能是负责与存储器、I/O端口传送信息。当EU从指令队列中取走指令，指令队列出现空字节（8086指令队列为6个字节中空出2个字节，8088指令队列为4个字节空出1个字节）时，BIU即从内存中取出后续的指令代码放入队列中；当EU需要数据时，BIU根据EU给出的逻辑地址，在地址加法器中完成20位物理地址的计算，从指定的内存单元或外设中取出数据供EU使用；当运算结束时，BIU将运算结果送入指定的内存单元和外设。当队列空时，EU就等待直到有指令为止。

CPU内部可用来提供地址信息的寄存器都是16位的，8086/8088采用了段结构的内存管理的方法：20位物理地址=段地址*16+偏移地址。

AX，AL(隐含)：在乘法指令中，存放乘数或乘积，在除法指令中存放除数或商。

AH(隐含): 在LAHF指令中，做目标寄存器。

AL(隐含): 在十进制运算指令中做累加器；在XLAT指令中作累加器用。

BX(隐含):在XLAT指令中作基址寄存器。

CX(隐含): 在LOOP指令和串操作指令中作计数器，可使程序指令简化，有利于提高程序的运行速度。

DX(隐含):在做字乘/除法运算时，DX存放乘积高位或被除数高位或余数。

SI存放源串在数据段内的偏移地址，DI存放目的串在附加数据段内的偏移地址。

当CPU取出指令代码的一个字节后，IP自动加1，指向指令代码的下一个字节。用户程序不能直接访问IP。指令的物理地址=CS*16+IP。

若最高位发生进位(或借位)则CF=1，否则CF=0。

当运算结果低8位中含有偶数个1时，PF=1，否则PF=0。

结果的低4位向高4位有进位(或借位)，则AF=1，否则AF=0。

若将TF置1，8086/8088CPU处于单步工作方式，CPU每执行完一条指令，就会自动产生一次内部中断，使用户能逐条跟踪程序。否则，将正常执行程序。

DF=1 (STD指令)，地址指针自动减量，即由高地址向低地址进行串操作。

8086/8088芯片：双列直插式封装。40条引脚，部分引脚分时复用。

最小模式：单机系统，所有控制信号由8086提供。最大模式：多处理机系统，系统所需的控制信号由8288提供。在最小模式系统配置中，除了8086CPU、存储器、I/O接口芯片外，还要加入：1片8284A作为8086/8088系统的时钟发生器：3片Intel 8282/8283或74LS373/74LS273作为地址锁存器，用以锁存当前的地址信号；2片Intel 8286/8287或74LS245作为数据收发器（总线收发器）。

最大工作模式：系统中有两个或多个微处理器，其中有一个是主处理器8086，其它的处理器称为协处理器，它们协助主处理器工作。

DEN (Data Enable) 数据允许信号，三态，输出。

ALE (Address Latch Enable) 地址锁存允许信号，输出。

DT/R (Data Transmit/Receive) 数据发送/接收控制信号。

RESET (Reset)复位信号，高电平有效，输入，此信号至少保持4个时钟周期以上的高电平，当RESET变低电平时，CPU执行重启过程，8086/8088重启后，从地址FFFF0H开始执行指令，通常此地址放一条无条件转移指令，将入口转到引导和装配程序。

HOLD (Hold Request ) 总线保持请求信号，输入，高电平有效，在最小模式系统中，HOLD有效，表示其他共享总线的部件向CPU请求使用总线。要求直接与存储器传送数据。

HLDA (Hold Acknowledge) 总线保持响应信号，输出，高电平有效，表示CPU允许让出总线使用权，并将三条总线置成高阻状态。总线请求部件获得总线使用权后，可进行总线操作（DMA数据传送），总线使用完毕后使HOLD