微机原理第2章8086CPU结构 (2).zip

8086 CPU是英特尔（Intel）公司于1978年推出的16位微处理器，它是x86架构的鼻祖，对于个人计算机的发展有着里程碑式的意义。本章主要探讨的是8086 CPU的内部结构和工作原理，这是理解计算机硬件基础的重要一环。 8086 CPU的核心组成部分包括了以下几个关键模块： 1. **总线接口单元(BIU, Bus Interface Unit)**：负责与外部设备如内存和I/O端口通信。它由地址总线、数据总线和控制总线组成，分别用于传输地址信息、数据信息和控制信号。 2. **执行单元(EU, Execution Unit)**：执行指令和进行算术逻辑运算。它包含算术逻辑单元(ARLU)、累加器寄存器、通用寄存器以及标志寄存器等。 3. **寄存器系统**：8086 CPU有14个16位寄存器，包括4个通用寄存器（AX, BX, CX, DX）、2个指针寄存器（SP, BP）、2个变址寄存器（SI, DI）、6个段寄存器（CS, DS, ES, SS, ES, FS, GS）。这些寄存器在程序执行过程中起着存储数据和指针的作用。 4. **指令队列**：也称为指令缓冲区，用于暂时存储从内存读取的指令，提高CPU的执行效率。 5. **分段机制**：8086 CPU采用分段的方式来管理内存，每个16位的段地址与一个16位的偏移地址相组合，可以访问到最大1MB的物理内存。 6. **标志寄存器**（FLAGS）：包含6个条件标志位和6个控制标志位，如CF（进位标志）、ZF（零标志）、PF（奇偶标志）等，它们记录了最近一次算术或逻辑操作的结果状态。 7. **中断系统**：8086支持两种中断，即软件中断和硬件中断。中断处理机制使得CPU可以及时响应外部事件，如键盘输入、打印机完成打印等。 在8086的工作流程中，BIU首先通过总线获取内存中的指令，并将其放入指令队列，然后EU解析指令并执行。如果指令涉及数据操作，EU会使用ALU进行计算，并可能更新标志寄存器。通过这种方式，8086可以高效地处理各种复杂指令集。 8086 CPU的寻址方式多样，包括直接寻址、立即寻址、间接寻址、相对寻址等，这些寻址方式配合不同的指令可以实现灵活的数据访问和控制。 学习8086 CPU的结构有助于我们理解计算机硬件和软件之间的交互，对于编程、系统设计以及故障排查都有重要的实践意义。通过深入研究8086，我们可以更好地掌握计算机体系结构的基础，为后续学习更高级的CPU和操作系统打下坚实基础。