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1、计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 第第1010章章 80X86 80X86的最新技术发展的最新技术发展 Intel80X86处理器的发展处理器的发展Intel8080 8位微处理器位微处理器Intel8085 高档高档8位微处理器位微处理器指令比较完善，有了中断与指
2、令比较完善，有了中断与DMA汇编、汇编、BASIC，FORTRAN、PL/M 后期配备后期配备CP/M操作系统操作系统 Intel8086 16位位8086数据总线数据总线16位、地址总线位、地址总线20位位Intel8088 准准16位位外部数据总线外部数据总线8位，内部数据总线位，内部数据总线16位位IBM PC、IBM PC/XTIntel80286、MC68010 高档高档16位位数据总线数据总线16位，地址总线位，地址总线24位位IBM PC/AT实地址模式、虚地址保护模式实地址模式、虚地址保护模式虚地址模式可寻址虚地址模式可寻址16MB物理地址和物理地址和1GB的虚拟地址的虚拟地址
3、空间空间娱肾馅甩指囱巫蝴痹瑶瘦媚怜销酣翌教各鳖译隋宝策柑谍振溯父桓论绣象第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Intel80X86Intel80X86处理器的发展（处理器的发展（1 1）In
4、tel80386 32位微处理器位微处理器数据总线数据总线32位，地址总线位，地址总线32位位实地址模式、虚地址保护模式、虚拟实地址模式、虚地址保护模式、虚拟8086模式模式虚地址模式可寻址虚地址模式可寻址4GB(232)物理地址和物理地址和64TB(246)的虚的虚拟地址空间拟地址空间Intel80486 32位微处理器位微处理器80386+80387+8KB的的Cache部分采用部分采用RISC技术、突发总线技术技术、突发总线技术使用时钟倍频技术使用时钟倍频技术Pentium（奔腾）（奔腾） 32位微处理器位微处理器5级超标量结构、分支预测技术级超标量结构、分支预测技术64条数据线、条数据
5、线、32条地址线条地址线常用指令硬件化，使用微程序设计常用指令硬件化，使用微程序设计Pentium MMX（多能奔腾）（多能奔腾） 32位位增加了增加了57条条MMX指令指令采用了采用了SIMD技术技术 考方玖沾衰鉴鞘疥湛谢丁滇裹申痉柱毡疏脉挫蹭盾交曙葬讼障团缎材摊咽第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIE
6、NCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Intel80X86Intel80X86处理器的发展（处理器的发展（2 2）Pentium Pro（高能奔腾）（高能奔腾） 32位位64条数据线、条数据线、36条地址线条地址线实现了动态执行技术实现了动态执行技术(乱序执行乱序执行) Pentium II（奔腾（奔腾2） 32位微处理器位微处理器Pentium Pro + MMX双独立总线结构双独立总线结构Pentium III（奔腾（奔腾3） 32位微处理器位微处理器增加了增加了70条条SSE指令指令首次内置序列号首次内置序列号
7、 Pentium 4 32位微处理器位微处理器(非非P6核心结构核心结构)超级管道技术超级管道技术增加了增加了144条条SSE2指令指令简单简单ALU运行在运行在2倍的处理器核心频率下倍的处理器核心频率下Itanium 64位微处理器位微处理器采用采用EPIC技术、技术、RISC技术和技术和CISC技术技术具有显示并行功能具有显示并行功能具有断定执行功能具有断定执行功能具有数据预装的功能具有数据预装的功能采用三级高速缓存采用三级高速缓存 椽床有岗潭财脉媚斋焦拌凝碗猫拽咱害杜兜捞债牲尖声及隘膀仿乾俩艾绒第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技
8、术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Intel Intel 微处理器发展图微处理器发展图忌等酮瑰唆简匆衰翟项辩绕禹希侠令宁鼠贫反占颅平恭疗痔届戎宴砒即章第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPU
9、TER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 现代微机发展的特点现代微机发展的特点微处理器性能不断增强微处理器性能不断增强微处理器支持芯片被高度集成微处理器支持芯片被高度集成主板总线结构发生改变主板总线结构发生改变 保持向上兼容性保持向上兼容性 微机主板结构发生很大变化微机主板结构发生很大变化廖将异闽局隅煌阎其桥奎缅咯膘斯渝姜
10、栓汁篙鹰撮择宦喳矩烧资佰涕吾俯第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 10.1 8028610.1 80286的体系结构的体系结构 IntelIntel公司在公司在8080年代初推出了新的微处
11、理器年代初推出了新的微处理器Intel Intel 8028680286，这是一种具有存储器管理和保护机构的，这是一种具有存储器管理和保护机构的1616位微处理位微处理器。器。8028680286芯片采用芯片采用6868引脚四列直插式封装，时钟频率有引脚四列直插式封装，时钟频率有8MHz8MHz和和10MHz10MHz两种。两种。主要特点：主要特点：1 1CPUCPU内部有内部有4 4个处理单元，可并行工作个处理单元，可并行工作2 2支支持持存存储储器器管管理理和和保保护护功功能能，存存储储器器管管理理功功能能可可实实现现在在实实地地址址和和保保护护虚虚地地址址方方式式下下访访问问存存储储器器
12、，保保护护功功能能包括对存储器的合法操作，对任务实现特权级保护。包括对存储器的合法操作，对任务实现特权级保护。3 3实现虚拟存储管理实现虚拟存储管理 蹈榔炊阑辅姐憋酗拍廊卫脓只辊舵忠代绍恰惮料腥倡鼠八疗蒙领塘令孜次第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER
13、SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8028680286的内部结构的内部结构 8028680286在内部结构上比在内部结构上比80868086增加了指令执行部件增加了指令执行部件(IU)(IU)，同时，同时将将80868086中的总线接口部件分成总线部件中的总线接口部件分成总线部件(BU)(BU)、地址部件、地址部件(AU)(AU)。这样，这样，8028680286的的CPUCPU有有四个独立的处理元件：四个独立的处理元件：EUEU、AUAU、BUBU、IUIU，这四个部件并行地操作。，这四个部件并行地操作。 挫仟凡河够坠墨醉嚷忆贾贬酿斩平调纠己闹孙孵兜怜回局篙汕吩西
14、橇孩柱第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8028680286寄存器组寄存器组 8028680286具有具有1515个个1616位位的寄存器组，可以的寄存器组，可以分成三组分成三组：通用寄
15、存器、通用寄存器、段寄存器、状态和控制寄存器段寄存器、状态和控制寄存器。其中。其中通用寄存器和段寄存器与通用寄存器和段寄存器与80868086完全一样完全一样，而状态和控制寄存器中有，而状态和控制寄存器中有3 3个专用寄存器，用来个专用寄存器，用来记录或控制记录或控制8028680286的某些状态，包括状态标志寄存器的某些状态，包括状态标志寄存器(F)(F)、指令指、指令指示器示器(IP)(IP)、机器状态字寄存器、机器状态字寄存器(MSW)(MSW)。（1 1）指令指示器）指令指示器IPIP。这个这个1616位的寄存器用来指出下一条要执行位的寄存器用来指出下一条要执行的指令偏移地址。的指令偏
16、移地址。（2 2）状态标志寄存器）状态标志寄存器F F。F F寄存器用来记录算术或逻辑运算类指寄存器用来记录算术或逻辑运算类指令操作结果的性质，在进行令操作结果的性质，在进行I/OI/O操作时，操作时，I/OI/O所在的特权级，也由所在的特权级，也由F F寄存器来记录。寄存器来记录。I/OI/O特权标志特权标志IOPL(IOPL(第第1212、1313位位) )：用来指定：用来指定I/OI/O操作时处于操作时处于0 03 3特特权级中的哪一级。权级中的哪一级。嵌套任务标志嵌套任务标志NT(NT(第第1414位位) )：用来表示当前执行的任务是否嵌套在：用来表示当前执行的任务是否嵌套在另一个任务
17、内。当另一个任务内。当NT=1NT=1时，表示当前任务被嵌套于另一个任务中，时，表示当前任务被嵌套于另一个任务中，执行完该任务后，要返回到原来的任务中去。执行完该任务后，要返回到原来的任务中去。（3 3）机器状态字寄存器）机器状态字寄存器MSWMSW。MSWMSW用来表示当前处理器所处的状用来表示当前处理器所处的状态，目前只使用了它的低态，目前只使用了它的低4 4位，其中一位用来使位，其中一位用来使CPUCPU进入虚地址保进入虚地址保护方式，其他三位则起控制协处理器接口作用，其中，护方式，其他三位则起控制协处理器接口作用，其中，PEPE为保护为保护方式允许位，用来启动微处理器工作方式，方式允许
18、位，用来启动微处理器工作方式，当当PE=0PE=0，为实地址方，为实地址方式，式，PE=1PE=1，为虚地址方式，为虚地址方式。 案坑锋舟冲票捏诣锦暂夕犬晕钳葵胺蝴厉锯蕊腿李稻他员冷悲塞筛肉额宫第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AN
19、D TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 机器状态寄存器机器状态寄存器MSWMSW功能表功能表 当执行当执行RESETRESET后，后，MSWMSW被自动置成被自动置成FFF0HFFF0H，即将，即将8028680286置成实置成实地址方式。用地址方式。用LMSWLMSW和和SMSWSMSW指令可在实地址方式装入和存储指令可在实地址方式装入和存储机器状态字存储器的内容。机器状态字存储器的内容。 炭哉馒儡花用赎摆羡沟偶番咎猾出索芳错拉凝侮历悍捡埂杂恰粕惦俘杉婆第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER
20、SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8028680286的实地址与虚地址保护方式的实地址与虚地址保护方式 1. 1. 8082680826的实地址方式的实地址方式8082680826的实地址方式与的实地址方式与80868086工作方式基工作方式基本相同。为了和本相同。为了和80868086兼容，兼容，8082680826的的
21、2424根地址线中只有低根地址线中只有低2020位位A A1919A A0 0有用，因此，在实地址方式可寻址空间为有用，因此，在实地址方式可寻址空间为1MB1MB。在实地址方式。在实地址方式中，中，8082680826保留了两个固定的存储区域。在存储器高端保留了两个固定的存储区域。在存储器高端0FFFF0H0FFFF0H0FFFFFH0FFFFFH保留的是系统初始化区。在存储器低端保留的是系统初始化区。在存储器低端000000H000000H0003FFH0003FFH，存放的是中断矢量表。，存放的是中断矢量表。2. 2. 8082680826虚地址保护方式虚地址保护方式8082680826在
22、实地址方式下操作只相当于在实地址方式下操作只相当于一个快速的一个快速的80868086，而在虚地址保护方式下操作才能充分发挥，而在虚地址保护方式下操作才能充分发挥8028680286的作用。的作用。在虚地址保护方式中，在虚地址保护方式中，8082680826用实地址方式的功能和存储器管理、用实地址方式的功能和存储器管理、对虚拟存储器的支持以及对地址空间的保护合为一体，从而使对虚拟存储器的支持以及对地址空间的保护合为一体，从而使8082680826能可靠地支持多用户系统。在虚地址保护方式中，能可靠地支持多用户系统。在虚地址保护方式中，8082680826的的2424根地址线根地址线A A2323
23、A A0 0全被用上，因此，可直接寻址的地址空间范围全被用上，因此，可直接寻址的地址空间范围为为16MB16MB。8082680826通过集成在片内的保护机构，能给每个任务提供通过集成在片内的保护机构，能给每个任务提供最大可达最大可达1000MB1000MB的虚拟存储空间。的虚拟存储空间。虚拟地址保护方式的物理存储器也是由两部分组成的，即段基地虚拟地址保护方式的物理存储器也是由两部分组成的，即段基地址和段内偏移量。段基地址是址和段内偏移量。段基地址是2424位的，将段基地址和相应特征集位的，将段基地址和相应特征集合在一起形成一张表合在一起形成一张表描述符表，存放在存储器的某一区域。描述符表，存
24、放在存储器的某一区域。于是，在虚地址保护方式下各段寄存器的内容，不再是段基地址于是，在虚地址保护方式下各段寄存器的内容，不再是段基地址而是一个参数，用这个参数从描述符表中取出相应的描述符，就而是一个参数，用这个参数从描述符表中取出相应的描述符，就找到了段基地址，与找到了段基地址，与1616位偏移量相加形成了所要寻址单元的物理位偏移量相加形成了所要寻址单元的物理地址。地址。 例访瞬高锤凌曳椰度咬爱讲踢粟昭酵工坪铲乏戏亮祈启渊讯牢亢漱省秘拓第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND
25、 TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 10.2 8038610.2 80386的体系结构的体系结构 IntelIntel公司于公司于19841984年底推出高性能的年底推出高性能的3232位微处理位微处理器器Intel 80386Intel 80386，它是，它是8082680826的扩充，从而形的扩充，从而形成由成由80868086、801868
26、0186、8028680286、8038680386组成的完整的组成的完整的8686系列。系列。 8038680386的最大特点是在的最大特点是在CPUCPU芯片上集成了一个存储芯片上集成了一个存储器管理部件器管理部件(MMU)(MMU)，可对，可对2 24646的虚拟存储空间和的虚拟存储空间和4 4千千兆字节兆字节(2(23232) )的物理存储空间进行分段和分页管理，的物理存储空间进行分段和分页管理，段的最大空间为段的最大空间为4 4千兆字节。千兆字节。8038680386的时钟频率有的时钟频率有16MHz16MHz和和20MHz20MHz两种，每秒钟两种，每秒钟可持续执行三四百万条指令，
27、性能为可持续执行三四百万条指令，性能为8028680286的三的三倍，已超过许多超级小型机的速度。倍，已超过许多超级小型机的速度。 定硬袖兢胜那理孤评印澄畸惰秘卓票盏猜邯宪副仲娱蝶实哮蝶堰续堡歌崩第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE A
28、ND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8038680386的内部结构的内部结构 8038680386逻辑上由逻辑上由六个功能部件组成六个功能部件组成：总线接口部件、代码预取部总线接口部件、代码预取部件、指令译码部件、存储器管理部件、执行部件及控制部件件、指令译码部件、存储器管理部件、执行部件及控制部件。这。这六个功能部件采用流水线结构，这样可以同时处理多条指令，以六个功能部件采用流水线结构，这样可以同时处理多条指令，以减少程序实际执行时间。减少程序实际执行时间。总线接口部件完成在总线周期内对必要的信号线进行控制。总线接口部件完成在总线周期内对必要的信号线进行控制。在其在其他五个部件没有传
29、送要求时，总线接口部件则执行从存储器预取他五个部件没有传送要求时，总线接口部件则执行从存储器预取指令的工作。指令的工作。代码预取部件从存储器中以代码预取部件从存储器中以4 4个字节为单位预先取出指令，个字节为单位预先取出指令，存放存放在在1616个字节的指令预取队列个字节的指令预取队列中。中。指令译码部件从代码预取部件中的预取队列里按顺序取出指令并指令译码部件从代码预取部件中的预取队列里按顺序取出指令并译码。译码。执行部件与别的部件协同完成指令的功能。执行部件与别的部件协同完成指令的功能。存储器管理部件由分段部件和分页部件构成存储器管理部件由分段部件和分页部件构成，分段部件将逻辑地分段部件将逻
30、辑地址转换为线性地址址转换为线性地址，芯片上有一个段描述符高速缓冲寄存器，其，芯片上有一个段描述符高速缓冲寄存器，其中存有当前段的段描述符，它可加快这种转换。中存有当前段的段描述符，它可加快这种转换。分页部件将线性分页部件将线性地址转换为物理地址地址转换为物理地址，在芯片中还有页描述符高速缓冲寄存器。，在芯片中还有页描述符高速缓冲寄存器。它存放着页描述符。分页部件把物理总线地址接到总线接口部件，它存放着页描述符。分页部件把物理总线地址接到总线接口部件，以执行存储器访问或以执行存储器访问或I/OI/O访问。访问。 质谅椅抄胡俘肛烩括旷液惭名灭落出金粟讥宇句属亚竿税脂隶摄诀阴椎试第10章80X86
31、的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8038680386的内部结构框图的内部结构框图3输入 加法器描述符寄存器界限和属 性 PLA 加法器页 面超高速缓 存控制和保 持 PLA 请求特权 地 址 驱动器 流
32、水线/ 总线宽度 控制器 多 路 收发器 保护检 测部件 移位地址 加法器 乘 / 除 寄存器堆 译码和 定序 控制 ROM 指令译码 已译码 队 列 预取器 界限 检测器 16B指令 队列 32 32 分段部件 分页部件 总线控制 渣棚素驳鬼鸿听弱挫笋双叉苫颧槐拼娘霖绘防摆鬃港七剧遭域与噪非坐咋第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLO
33、GYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8038680386寄存器组（寄存器组（1 1） （1 1）通用寄存器）通用寄存器8038680386有八个有八个3232位的通用寄存器：位的通用寄存器：EAXEAX、EBXEBX、ECXECX、EDXEDX、ESPESP、EBPEBP、ESIESI、EDIEDI。为了与。为了与80868086系列微处理器兼容，系列微处理器兼容，各寄存器的低各寄存器的低1616位部分可作为位部分可作为1616位寄器存器使用，这时分别指定位寄器存器使用，这时分别指定为
34、为AXAX、BXBX、CXCX、DXDX、SPSP、BPBP、SISI和和DIDI。前四个寄器的低。前四个寄器的低1616位又可位又可分作高分作高8 8位和低位和低8 8位，作为位，作为8 8位寄器使用。位寄器使用。（2 2）段寄存器）段寄存器8038680386有六个有六个1616位段寄存器：位段寄存器：CSCS、DSDS、SSSS、ESES、FSFS和和GSGS。其中。其中CSCS为代码段、为代码段、SSSS为堆栈段、其余为数据段。段寄存为堆栈段、其余为数据段。段寄存器主要在实地址方式时存放段基地址，在保护方式时，它作为保器主要在实地址方式时存放段基地址，在保护方式时，它作为保存段描述符的
35、选择器。存段描述符的选择器。（3 3）专用寄存器）专用寄存器8038680386有两个有两个3232位专用寄存器：指令指针位专用寄存器：指令指针(EIP)(EIP)和标志寄存器和标志寄存器(EFLAGS)(EFLAGS)。EIPEIP的低的低1616位称为位称为IPIP，用于执行，用于执行80868086的指令。的指令。EFLAGSEFLAGS的低的低1616位和位和8028680286的状态标志寄存器完全相同，新增加的的状态标志寄存器完全相同，新增加的两个标志位在高两个标志位在高1616位中。其中位中。其中VMVM用于控制方式转移，用于控制方式转移，当当VM=1VM=1时，时，从保护方式转换
36、到虚拟从保护方式转换到虚拟80868086方式；当方式；当VM=0VM=0时，恢复保护方式。时，恢复保护方式。RFRF是恢复标志，当指令执行结束时，是恢复标志，当指令执行结束时，RF=0RF=0；执行过程中发生中断时，；执行过程中发生中断时，RF=1RF=1。因此，在页变换后需检查。因此，在页变换后需检查RFRF标志，若标志，若RF=1RF=1，则再执行该指，则再执行该指令；若令；若RF=0RF=0时，则从下一条指令开始执行。时，则从下一条指令开始执行。骇贵扭让嚷穴凳牛旺擞候驾蛰氏齐兢锁井距蠢涤秤鳖释函耍慌吓乌挣粳许第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课
37、件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8038680386寄存器组（寄存器组（2 2）（4 4）控制寄存器）控制寄存器8038680386有四个有四个3232位的控制寄存器：位的控制寄存器：CRCR0 0CRCR3 3。CRCR0 0是机器状态寄存器，各位的含义如表是
38、机器状态寄存器，各位的含义如表3.2.13.2.1所示。所示。PGPG为分页允为分页允许位，指示是否使用分页。许位，指示是否使用分页。EFEF、EMEM、MPMP位控制了与协处理器的接位控制了与协处理器的接口，口，TSTS进行任务切换。进行任务切换。PGPG、PEPE组合后设置操作方式，用来控制组合后设置操作方式，用来控制8038680386的工作方式。的工作方式。CRCR1 1是是IntelIntel公司的保留寄存器。公司的保留寄存器。CRCR2 2是页故障线性地址寄存器，保存最后发生页故障的线性地址。是页故障线性地址寄存器，保存最后发生页故障的线性地址。CRCR3 3是页目录地址寄存器，用
39、来保存页表的基地址。是页目录地址寄存器，用来保存页表的基地址。 （5 5）系统地址寄存器）系统地址寄存器8038680386有四个系统地址寄存器：有四个系统地址寄存器：GDTRGDTR、IDTRIDTR、LDTRLDTR和和TRTR。GDTRGDTR为全局描述符表寄存器，用来保存为全局描述符表寄存器，用来保存GDTGDT的的3232位线性基地址和位线性基地址和1616位界限值。位界限值。IDTRIDTR为中断描述符表寄存器，用来保存为中断描述符表寄存器，用来保存IDTIDT的的3232位位线性基地址和线性基地址和1616位界限值。位界限值。LDTRLDTR为局部描述符表寄存器，用来保为局部描述
40、符表寄存器，用来保存存LDTLDT的的1616位选择器的值。位选择器的值。TRTR为任务状态寄存器，用来保存为任务状态寄存器，用来保存TSTS的的1616位选择器的值。位选择器的值。这四个寄存器在保护方式时都可使用，但在实这四个寄存器在保护方式时都可使用，但在实地址时只能访问地址时只能访问GDTRGDTR和和IDTRIDTR。（6 6）调试寄存器）调试寄存器8038680386有八个有八个3232位调试寄存器位调试寄存器DRDR0 0DRDR7 7，用于，用于调试功能。调试功能。DRDR0 0DRDR3 3设定四个断点线性地址。设定四个断点线性地址。DRDR6 6是调试状态寄存是调试状态寄存器
41、，保存断点的当前状态，器，保存断点的当前状态，DRDR7 7是调试控制寄存器，设置断点并指是调试控制寄存器，设置断点并指示中断结果，示中断结果，DRDR4 4和和DRDR5 5保留，供保留，供IntelIntel公司使用。公司使用。 办看撑圣衙厘伍全撞蛊纯图迭块偷症秃欧了框嫩拂爪三钻园尤锑豹搏罪稼第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLO
42、GYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8038680386工作方式工作方式三种工作方式三种工作方式1. 实地址方式实地址方式2. 保护虚地址方式保护虚地址方式3. 虚拟虚拟8086方式方式实地址方式与虚拟实地址方式与虚拟8086方式的区别方式的区别墓吩汇案水削论蚊见牌幕啮胡铰妨灵闺坠炳诈中渣扰窜照车宴狈喂涣具怖第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOG
43、YCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 10.3 8048610.3 80486的体系结构的体系结构 8048680486是是IntelIntel公司于公司于19891989年推出的年推出的3232位高档微处位高档微处理器，它在理器，它在8038680386的基础上作了一些改进。简单的基础上作了一些改进。简单地说，地说，8048680486芯片相当于一片芯片相当于一片8
44、038680386加上一片加上一片80387(80387(数学协处理器数学协处理器) )，再加上，再加上8KB8KB的内片快速缓的内片快速缓存存(Cache)(Cache)。8048680486完全拥有完全拥有8038680386的所有功能，诸如页式存储的所有功能，诸如页式存储管理、段式存储管理、管理、段式存储管理、DEBUGDEBUG功能，自测试功能、功能，自测试功能、三种工作模式、多任务、流水线指令执行方式和三种工作模式、多任务、流水线指令执行方式和3232位整数算术逻辑运算，等等。位整数算术逻辑运算，等等。8048680486完全和完全和8038680386兼容，目标码一级也兼容。在兼容
45、，目标码一级也兼容。在软件上，软件上，8048680486实际上和实际上和8038680386一样，区别主要表一样，区别主要表现在底层硬件实现上的不同。现在底层硬件实现上的不同。8048680486可以用于高可以用于高档微机和工作站，它的属性能使它在档微机和工作站，它的属性能使它在DOSDOS、OS/2OS/2、WindowsWindows和和UNIXUNIX系统上得到广泛的应用。系统上得到广泛的应用。铝鲁昔刺欧霄泥材捎蚤泡丙九瓶茬捞递翟践戈蠢旷辐冬肄泪押巷夹忻介侩第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPU
46、TER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8048680486特点特点 （1 1）8048680486在在Intel CPUIntel CPU的历史上首次采用了的历史上首次采用了RISCRISC技术，常用指技术，常用指令仅需一个时钟周期便可完成。令仅需一个时钟周期便可完成。（2 2）8048680486采用了突发总线采用了
47、突发总线(Burst Bus)(Burst Bus)同同RAMRAM进行高速数据交换。进行高速数据交换。通常通常CPUCPU同同RAMRAM交换数据时，是取得一个地址，交换一个数据，再交换数据时，是取得一个地址，交换一个数据，再取得一个地址，交换一个数据，而采用突发总线后，每取得一个取得一个地址，交换一个数据，而采用突发总线后，每取得一个地址，则这个地址及其后地址的数据都一起进行交换。地址，则这个地址及其后地址的数据都一起进行交换。（3 3）80486 CPU80486 CPU将数学协处理器和将数学协处理器和CacheCache及及CacheCache控制器一起集成控制器一起集成到片内，极大的
48、提高了到片内，极大的提高了CPUCPU的处理速度。的处理速度。随着随着CPUCPU工作时钟的提高，一般动态工作时钟的提高，一般动态RAMRAM芯片的存取速度相对较低，芯片的存取速度相对较低，不能跟上快速不能跟上快速CPUCPU的速度，致使的速度，致使CPUCPU出现等待状态。为此，在出现等待状态。为此，在8038680386系统中，采用在主机板上设置高速缓冲存贮器系统中，采用在主机板上设置高速缓冲存贮器(Cache RAM)(Cache RAM)的方法，是的方法，是CPUCPU在大多数情况下能够快速访问最近使用过的指令在大多数情况下能够快速访问最近使用过的指令和数据，实现零等待，从而大大提高系
49、统的性能。和数据，实现零等待，从而大大提高系统的性能。由于以上特点，在相同的时钟频率下，由于以上特点，在相同的时钟频率下，80486 CPU80486 CPU的的 处理速度一处理速度一般比般比8038680386快快2 23 3倍。即使是时钟频率为倍。即使是时钟频率为25MHz25MHz的的486SX-25486SX-25，在运，在运行行Word Perfect 5.1Word Perfect 5.1、Page Maker4.0Page Maker4.0、Microsoft 6.0Microsoft 6.0和和Auto Auto CAD 11.0CAD 11.0等等8 8种典型应用程序时，其运
50、行速度平均也是时钟频率种典型应用程序时，其运行速度平均也是时钟频率为为40MHz40MHz的的386DX-40386DX-40的的1.221.22倍。倍。 液擅脏韭分暖炔狮微毒忘录伏骨俘循铂爸物啤馅泽畔幢闺迭沉硝辛而聋反第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUT
51、ER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 8048680486内部结构内部结构 2X32DB 桶式移位器寄存器文件 ALU 分段部件 描述符 寄存器 界限和属 性PLA 分 页 部 件 转换后援 缓冲器 超高速 缓存 8KB超高 速缓存 地址驱动器 写缓冲器4 X 80 数据总线收发器 总 线 控 制 请 求 定 序 器 突发总线控制 总线宽度控制 超高速换存控制 奇偶校验 生成和控制 浮 点 部 件 浮点寄存 器文件 控制和保护 测试部件 控 制 ROM 指令 译码 预取器 2 X 16B 指令队列 32AB 128 颗跋姑艘心游殿绩厩析柬到邱房亢役甲刨搏哇蹬叫诺诺
52、晓呜雌甲衡耘访翟第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 386/486386/486机的基本结构机的基本结构微处理器微处理器80386/80486总线控制器总线控制器Cache控控制器制器Ca
53、che主存主存80387(386微机微机)扩展总线扩展总线控制器控制器实时时钟实时时钟/日历日历 CMOS RAMISA总线总线CPU局部总线局部总线集成外围控集成外围控制器制器勒改例瘸虐涧绵匈坠柿麻求豹嗽跪伐尾玛册毙淄怕循删冀琴星洼至骄绩诌第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHN
54、OLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 10.4 Pentium10.4 Pentium的体系结构的体系结构 特点特点: :80x8680x86系列微处理器兼容系列微处理器兼容3232位地址总线、位地址总线、6464位数据总线位数据总线RISCRISC型超标量流水线型超标量流水线: :U U浮点运算流水线浮点运算流水线, ,五级（指令预取，五级（指令预取，指令译码，地址生成，执行指令，回写）指令译码，地址生成，执行指令，回写）, ,V V定点运算流水定点运算流水线线 重新设计的高性能浮点运算器重新设计的高性能浮点运算器独立的指令独立的指令Cac
55、heCache和数据和数据CacheCache增强的错误检测和报告功能增强的错误检测和报告功能分支指令预测分支指令预测常用的指令固化常用的指令固化: :指令指令 MOV INC DEC PUSH POP JMP MOV INC DEC PUSH POP JMP CALL ADD NOPCALL ADD NOP等固化等固化丫象乓翅疆傻涵鲜股氯藉神壹闺碉亮肇豺逗评清解芍潜湍吊键陋索案换葡第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE
56、 AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的结构特点（的结构特点（1 1）RISCRISC型型CPUCPU采采用用超超标标量量微微结结构构实实现现，有有两两条条指指令令流流水水线线，即即UU流流水水线线和和VV流流水水线线。U U和和V V流流水水线线都都执执行行整整数数指指令令，但但只有只有U U流水线执行浮点指令。流水线执行浮点指令。每每条条流流水水线线在在一一个个时时钟钟
57、内内执执行行一一条条常常用用的的指指令令，所所以以PentiumPentium在在每每个个时时钟钟可可以以执执行行两两条条指指令令，或或在在一一个个时时钟钟内内执执行一条浮点指令。行一条浮点指令。PentiumPentium片片上上有有两两个个独独立立的的超超高高速速缓缓存存，即即指指令令和和数数据据超超高高速缓存。它们分别为速缓存。它们分别为8KB8KB，是，是8048680486的两倍。的两倍。数数据据超超高高速速缓缓存存有有两两个个端端口口，分分别别用用于于两两条条流流水水线线。它它有有一一个个专专用用的的转转换换后后援援缓缓存存器器（TLBTLB），用用来来把把线线性性地地址址转转换换
58、成数据超高速缓存用的物理地址成数据超高速缓存用的物理地址。指令超高速缓存，转移目标缓冲器和预取缓冲器负责将原指令超高速缓存，转移目标缓冲器和预取缓冲器负责将原始指令送入始指令送入PentiumPentium的执行部件。指令取自指令超高速缓存的执行部件。指令取自指令超高速缓存或外部总线。或外部总线。 探贿馋畸噎眼盔够苔茬淘丙迭斗嚎奔娥捉祸错嘲辈碉惕随哦胳席壕农庭逃第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNO
59、LOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的结构特点（的结构特点（2 2）转移地址由转移目标缓冲器予以记录转移地址由转移目标缓冲器予以记录。指指令令超超高高速速缓缓存存的的TLBTLB将将线线性性地地址址转转换换成成指指令令超超高高速速缓缓存存用用的物理地址。的物理地址。译码部件将预取的指令译码成译码部件将预取的指令译码成PentiumPentium可以执行的指令可以执行的指令。控控制制ROMROM
60、含含有有控控制制实实现现PentiumPentium体体系系结结构构必必须须执执行行的的运运算算顺顺序微代码，序微代码，控制控制ROMROM部件直接控制两条流水线部件直接控制两条流水线。PentiumPentium为为了了支支持持共共享享主主存存的的多多处处理理器器系系统统。还还改改变变了了片片上上超超高高速速缓缓存存的的主主存存改改写写方方式式。8048680486采采用用通通写写方方式式，而而PentiumPentium则改用回写方式则改用回写方式，抑制了访问总线的使用次数，抑制了访问总线的使用次数PentiumPentium还通过还通过总线监测总线监测是否更新了与该超高速缓存相同的是否更
61、新了与该超高速缓存相同的数据内容。如果在自身的超高速缓存中有同一主存地址的数据内容。如果在自身的超高速缓存中有同一主存地址的内容，则使其无效，以保持系统的一致性。内容，则使其无效，以保持系统的一致性。 獭肃尚伎鄙愧居惑雁淋旱障舞拈套徒磷痕躺吧硅菲饥业啄霓股餐膊泽滓人第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIEN
62、CE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium微处理器内部结构微处理器内部结构分支目标分支目标缓冲器缓冲器 代码代码Cache 8KBTLB指令指令指针指针预取缓冲存储器预取缓冲存储器指令译码部件指令译码部件256位位总总 线线 接接 口口 部部 件件分分页页部部件件64位数位数据总线据总线 预取预取地址地址32位地位地址总线址总线控制控制控控 制制 部部 件件地址生成地址生成（U流水线）流水线）地址生成地址生成（V流水线）流水线）控制控制ROMALU（U流水线）流水线）ALU（V流水线）流水线）整
63、数寄存器组整数寄存器组桶形移位器桶形移位器数据数据 Cache 8KBTLB浮点部件浮点部件控制控制寄存器组寄存器组加法器加法器除法器除法器乘法器乘法器80位位80位位分分支支检检测测和和目目标标地地址址64位数位数据总线据总线32位地位地址总线址总线32位位32位位32位位32位位32位位32位位吃掠睁组崭试鸟鸭喝叛项陈诧颤荆菠滦簇勘嘘弯畸捣嗜梅芽牟透漏锚尧流第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNO
64、LOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 5 5个部分：个部分：基本结构寄存器：基本结构寄存器：1616个，通用，指令、标志、段个，通用，指令、标志、段系统级寄存器：系统级寄存器： 9 9个，系统地址，控制个，系统地址，控制调试寄存器：调试寄存器： 8 8个个模型专用寄存器：模型专用寄存器：2020个个浮点寄存器：浮点寄存器： 1818个个 PentiumPentium寄存器寄存器粉场头冤氰惜奴割奋铆风藕勿醇算斟宦涎缔矢芥玩类
65、堂舆缘沤躺愁辊篡眶第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 1通用寄存器：通用寄存器：EAX, EBX, ECX, EDX, ESI, EDI, EBP、ESP 2专用寄存器：专用寄存器：EIP
66、、EFLAGSEFLAGS：17个标志位，分三类：状态个标志位，分三类：状态9 9个，个，控制控制5个个，系统系统3个个 PentiumPentium基本结构寄存器（基本结构寄存器（1 1）16位通用寄存器位通用寄存器高高16位扩展位扩展32位通用寄存器位通用寄存器16位的位的IP高高16位扩展位扩展32位指令指针寄存器位指令指针寄存器EIP嵌套标志嵌套标志 I/O特权位特权位恢复标志恢复标志虚拟虚拟8086模式模式 对齐检查对齐检查 虚拟中断位虚拟中断位 虚拟中断挂起位虚拟中断挂起位标识位标识位 这部分同这部分同8088OF3122 21 20 19 18 17 16 15 14 13 12
67、 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0DF IF TF SF ZFAFCFPFIOPLNTRFVMACVIFVIPID保保 留留态脐哼肚獭啃庇舵咏辖敞并碾蒲默玲靛舜俩纸供斩闭烈北纵谓拒闭和崔幼第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIE
68、NCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium基本结构寄存器（基本结构寄存器（2 2）3. 3. 段寄存器：段寄存器：CSCS、DSDS、SSSS、ESES、FSFS、GSGS实地址方式下：实地址方式下：段地址，段地址段地址，段地址1616偏移量物理地址偏移量物理地址保护方式下：保护方式下：段选择符，即段描述符的索引值。段选择符，即段描述符的索引值。6464位段描述符寄存器用户不可见。位段描述符寄存器用户不可见。 沏窘邀混疚除叼柞荆美甸震晶遏形纷该士腑帅硬己鼓拇强穿对岭闲臻星最第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计
69、算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium系统级寄存器（系统级寄存器（1 1）1 1系统地址寄存器系统地址寄存器 GDTGDT：全全局局描描述述符符表表，操操作作系系统统使使用用的的段段描描述述符符和和各各项项任任务务公用的段描述符放在一起组成的表
70、。整个系统一个。公用的段描述符放在一起组成的表。整个系统一个。LDTLDT：局局部部描描述述符符表表，某某项项任任务务专专用用的的所所有有的的各各种种段段描描述述符符放在一起组成的表。每个任务各有一个。放在一起组成的表。每个任务各有一个。IDTIDT：中中断断描描述述符符表表，一一种种特特殊殊的的表表，它它把把每每个个中中断断向向量量与与段段描描述述符符联联系系在在一一起起，包包含含中中断断服服务务程程序序入入口口地地址址和和特特性性。整个系统一个。整个系统一个。TRTR：任务寄存器任务寄存器，保存当前正在执行的任务的状态。，保存当前正在执行的任务的状态。 幌翔掇偷缴蛮吝三弃嘉惊赁泽赔拂和杆皱
71、擎兵酋五承粳愈葛聪某箔鸭搐叭第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium段描述符段描述符 段描述符：段描述符：8 8个字节，共个字节，共6464位位段基址：段基址：32
72、32位位段长：段长：2020位位访问权（属性）：访问权（属性）：1212位位P P：存在位：存在位，P P1 1该段在物理存储器中，该段在物理存储器中，P P0 0不存在不存在DPLDPL：本段特权级，本段特权级，2 2位，编码位，编码00001111，共共4 4级，级，0 0最高最高S S：本段是代码段或数据段吗：本段是代码段或数据段吗，S S1 1本段是代码段或数据段的描述符，本段是代码段或数据段的描述符，S S0 0不是，而是系统描述符。不是，而是系统描述符。TYPETYPE：段描述符的类型：段描述符的类型，3 3位，包括：位，包括：E E、EDED、W WE E1 1代码段描述符，代码
73、段描述符，E E0 0数据段描述符数据段描述符EDED1 1数数据据段段向向下下扩扩展展，即即偏偏移移量量应应大大于于段段长长，EDED0 0数数据据段段向向上上扩扩展，即偏移量应小于、等于段长展，即偏移量应小于、等于段长W W1 1数据段允许写入，数据段允许写入，W W0 0数据段可读不可写数据段可读不可写A A：访问标志：访问标志，A A1 1该段被访问过，该段被访问过，A A0 0该段未被访问过该段未被访问过G G：段长单位：段长单位，G G1 1该段的段长以页面为单位，该段的段长以页面为单位，G G0 0该段的段长以字节为单位该段的段长以字节为单位D D：本本次次寻寻址址的的操操作作数
74、数的的位位数数（只只用用于于代代码码段段），D D1 1默默认认值值为为1616位位地地址址及及1616位或位或8 8位数据，位数据，D D0 0默认值为默认值为3232位地址及位地址及3232位或位或8 8位数据位数据O O及及U U都为都为0 0，系统保留，与以后，系统保留，与以后CPUCPU兼容。兼容。 洱威唆款阅蕴解魄派蟹倘锯臻侍渔言恿篇温窿婆斟钎颐巧梧龟替去摈锅詹第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND
75、TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium描述符表结构描述符表结构 PentiumPentium以段为单位分配内存。以段为单位分配内存。描述符用于描述段的信息，由描述符用于描述段的信息，由8 8个字节组成。个字节组成。各各个个段段的的描描述述符符作作为为一一种种数数据据结结构构，组组合合在在一一起起，构构成成了了描述符表。描述符表。描述符表的开始地址放在描述符表寄存器中，该首地址加描述符
76、表的开始地址放在描述符表寄存器中，该首地址加上描述符表偏移量，就得到相应的描述符。上描述符表偏移量，就得到相应的描述符。 饱益买坤辩嗣脉追茄委蔑渠抨伏您额纬晶男魔忘咏勿债墨趟封壮买羔耸农第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TE
77、CHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium系统级寄存器（系统级寄存器（2 2）2 2控制寄存器控制寄存器作用：作用：保存全局性及其状态。保存全局性及其状态。 31 7 6 5 4 3 2 1 0MCE0PSE DE TSDVMEPVI保留，缺省为全保留，缺省为全0CR431 12 11 4 3 0PWTPCD页目录基地址寄存器页目录基地址寄存器CR3页故障线性地址寄存器页故障线性地址寄存器CR231 0保保 留留CR1WP31 30 29 18 17 16 5 4 3 2 1 0NE ETPEMPNWCDPGCR031 0EMTSAM怕渠邓拾组士幂呆约犹织缉娠勉夹诬络贩买宫
78、钨饲磁裹寨傍蔡钙蔽炯柱椅第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium控制寄存器控制寄存器CRCR0 0写保护写保护 定位屏蔽定位屏蔽 允许分页允许分页禁止禁止Cache
79、 不写贯穿不写贯穿保护模式允许保护模式允许 浮点协处理器监控浮点协处理器监控 模拟浮点协处理器模拟浮点协处理器任务切换任务切换 处理器扩展类型处理器扩展类型 数值异常数值异常 WP31 30 29 18 17 16 5 4 3 2 1 0NEETPEMPNWCDPGCR0EMTSAM睡坎翔壬镍每毅杏嗅渔咏搓吹擦朗哟眩崇漏飘进斥侈燃斜支贤纺糙仓撕哀第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMP
80、UTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium控制寄存器控制寄存器CRCR3 3禁止禁止Cache页面写贯穿页面写贯穿31 12 11 4 3 0PWTPCD页目录基地址寄存器页目录基地址寄存器CR3被蔑颧充寸葵盖烫汝欧庙烂雁损薄篓浴熟惰舒扯芝扯遁再睁完堑椰蚌痉双第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AN
81、D TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium控制寄存器控制寄存器CRCR4 4允许机器检查允许机器检查 页大小扩展位页大小扩展位 调试扩充位调试扩充位 禁止定时标志禁止定时标志 保护模式虚拟中断保护模式虚拟中断 虚拟虚拟8086模式扩展模式扩展 31 7 6 5 4 3 2 1 0MCE0PSE DE TSDVMEPVI保留
82、，缺省为全保留，缺省为全0CR4唤泊亡获挫蹈颐悔钮丈苍江朗栅舞抉硼侮耳轧缉续衫鞠遗揪还叉主霞赘沉第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的工作模式的工作模式1. 1
83、. 实地址模式实地址模式1MB1MB空间，分段管理，全在空间，分段管理，全在0 0级级2. 2. 保护模式保护模式存储器采用虚拟地址空间、线性地址空间和物理地址空间存储器采用虚拟地址空间、线性地址空间和物理地址空间三种方式来描述三种方式来描述虚拟地址空间虚拟地址空间64TB64TB（2 24646）4 4级管理，可以使用分页技术级管理，可以使用分页技术3. 3. 虚拟虚拟80868086模式模式4. 4. 系统管理模式系统管理模式 （电源管理及为操作系统和正在运行的应（电源管理及为操作系统和正在运行的应用程序提供安全）用程序提供安全）粱挞认霖碟蝶腿茅成访骏苹息懈囤哎疤寐攘勇株读氮坝菱冈插峙躺官
84、什烙第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Pentium 有有3 3类地址空间：类地址空间： 虚虚拟拟地地址址空空间间：编编写写程程序序的的地地址址空空间间，对对应应为为虚虚地地址址、逻逻辑
85、地址辑地址 主主存存地地址址空空间间：运运行行程程序序的的地地址址空空间间，对对应应为为实实地地址址、物物理地址理地址辅辅存存地地址址空空间间：存存放放程程序序的的地地址址空空间间，对对应应为为辅辅存存地地址址、磁盘地址磁盘地址4646位虚地址位虚地址3232位物理地址位物理地址 段选择符段选择符描述符表描述符表描述符描述符段基址段基址偏移量偏移量物理地址物理地址描述符分类：描述符分类：1 1程序段描述符程序段描述符2 2系统段描述符系统段描述符：TSSTSS、LDTLDT3 3门描述符门描述符：控制程序转换，任务转换，确定转移目标程：控制程序转换，任务转换，确定转移目标程序入口。包括：调用门
86、、任务门、中断门、陷阱门。序入口。包括：调用门、任务门、中断门、陷阱门。 PentiumPentium的存储管理的存储管理 球然坯通扳酪栈贯靴闷广师腐绒活考岭条罐亲寇峦惶翰梢眼之阴冈撑绩喜第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND T
87、ECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium程序转移方法程序转移方法 辑朝抢脸迈摆贡湘尤伴族技侦酸谴航押懂精冉齿锭捣丧卫闽并赣徐搁淑确第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学
88、 分页的管理对象是页分页的管理对象是页，页是大小固定的存储块，页是大小固定的存储块整整个个线线性性空空间间和和物物理理空空间间都都分分成成大大小小相相同同的的页页，每每页页4KB4KB，这这样样，3232位位的的线性空间和物理空间中，低线性空间和物理空间中，低1212位为页内地址，高位为页内地址，高2020位为页面地址位为页面地址地址映象关系地址映象关系物理页内偏移量（低物理页内偏移量（低1212位）线性页内偏移量（低位）线性页内偏移量（低1212位）位）物理页号（高物理页号（高2020位）位）F F线性页号（高线性页号（高2020位）位）PentiumPentium采用二级页表结构：采用二级
89、页表结构：页目录表和页表页目录表和页表页页描描述述符符：描描述述页页的的信信息息，4 4个个字字节节，提提供供页页面面基基址址的的高高2020位位，低低1212位位自自然为然为0 0（页的起始地址为页内偏移量为（页的起始地址为页内偏移量为0 0的地址）。的地址）。页表：页表：保存页描述符保存页描述符页目录表：页目录表：保存页表描述符（页表即页目录，所以又称页目录描述符）保存页表描述符（页表即页目录，所以又称页目录描述符）CRCR3 3提供页目录表基址提供页目录表基址，页式寻址过程：页式寻址过程： CR CR3 3页目录表页目录表页表描述符页表描述符页表页表页描述符页描述符页面基址页面基址偏移量
90、偏移量物理地址物理地址 PentiumPentium的分页的分页 摄锡败娟袖死歉垛盾苑搪诡槽街语世傍辽逻杯咒沉津罩裳娶涯呕满阅检狱第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPent
91、ium段页式结构寻址过程段页式结构寻址过程 猜歼绣剐汝湖乎贸髓阅管幂腊盅娃寻熏稽萍析猾捆从罢落淘有腿亦狠武矽第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的中断机制（的中
92、断机制（1 1）1. 1. 中断描述符表中断描述符表IDTIDT（用于保护模式）（用于保护模式）描述符表长度：描述符表长度：8 8字节，每个表项对应一个中断类型号。字节，每个表项对应一个中断类型号。表项类型：表项类型：任务门、中断门、陷阱门。任务门、中断门、陷阱门。通过特征位通过特征位( (位位b b4040b b4444) )区分不同类型。区分不同类型。团澄东槛庐漠必吴咬杜荫层棘稳受穷零诞累碍麓镍艳汛翘猜须倔脚钉锦侯第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLO
93、GYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的中断机制（的中断机制（2 2）描述符表长度：描述符表长度：8 8字节字节256=2KB256=2KB。描述符表位置：描述符表位置：中断描述符表寄存器中断描述符表寄存器IDTRIDTR指向。指向。2.2.中断描述符指针中断描述符指针指向中断描述符表中的中断描述符的指针。指向中断描述符表中的中断描述符的
94、指针。中断描述符指针中断描述符指针=IDT=IDT基地址基地址+ +中断类型号中断类型号*8*8。3.3.中断门中断门/ /陷阱门陷阱门内容：内容：段选择符、属性和偏移量。段选择符、属性和偏移量。中断门与陷阱门区别：中断门与陷阱门区别： （1 1）通过中断门处理时）通过中断门处理时EFLAGEFLAG的的IFIF被清被清0 0。 （2 2）中断门的优先级比陷阱门高，是面向外部硬件中断）中断门的优先级比陷阱门高，是面向外部硬件中断的门。的门。柒汤论桓玻暂江舆辉汛频败竟孝曼现肘粳招嘻俄缄毅懦南坞偿毫帅撞谢熄第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与
95、技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的中断机制（的中断机制（3 3）中断服务子程序入口地址的获取中断服务子程序入口地址的获取偏移偏移属性属性选择符选择符中断门中断门/陷阱门陷阱门IDTRIDT中断类型号中断类型号n8边界边界属性属性基地址基地址段描段描
96、述符述符CSGDT/LDT线性地址线性地址中断服务中断服务子程序子程序代码段代码段基地址基地址偏偏移移EIPCS段描述符缓冲器段描述符缓冲器摊歪使伸锋复昂赠屈瞥雏车纠煞袜流伍酿捂膝锑哎冗纲曳独互电惭嚼饶残第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIEN
97、CE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的中断机制（的中断机制（4 4）TSS选择符选择符任务门任务门IDTRIDT中断类型号中断类型号n8属性属性段限段限基址基址TSS描述描述符符TRGDT线性地址线性地址TSS基址基址TR描述符缓存器描述符缓存器4.4.任务门任务门内容：内容：TSSTSS选择符。选择符。TSSTSS获取方法如图获取方法如图优点：优点：中断任务和被中断任务完全隔开。中断任务和被中断任务完全隔开。换练桅恶费们芝柔触疚弄射设瞎浪量认涂裹秧臣甸棋稀赞钢白妆慑取忽洛第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课
98、件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium的的I/OI/O保护保护I/OI/O保护在保护模式下有效，在实地址模式下无效。保护在保护模式下有效，在实地址模式下无效。1.I/O1.I/O特权级特权级IOPLIOPL保护保护保护通过比较当前任务的特权
99、级保护通过比较当前任务的特权级CPLCPL和标志寄存器的和标志寄存器的IOPLIOPL字字段实现的。段实现的。若若CPLIOPLCPLIOPL，可执行，可执行ININ、OUTOUT、INSINS、OUTSOUTS、CLICLI、STISTI等敏等敏感指令感指令( (对对IOPLIOPL敏感敏感) )；否则不行。；否则不行。每个任务都有自己的每个任务都有自己的IOPLIOPL，0 0级特权的过程可通过级特权的过程可通过POPFPOPF和和IRETIRET指令修改任务的指令修改任务的IOPLIOPL。 2.I/O2.I/O允许位映象保护允许位映象保护I/OI/O允许位映象用来修正允许位映象用来修正
100、IOPLIOPL对对I/OI/O敏感指令的影响，允许敏感指令的影响，允许低特权的程序访问某些低特权的程序访问某些I/OI/O端口。端口。I/OI/O允许位映象是一个位向量，每位对应一个端口的操作权允许位映象是一个位向量，每位对应一个端口的操作权限限(0(0表示允许表示允许) )。操作系统可通过改变任务操作系统可通过改变任务TSSTSS中的中的I/OI/O允许映象来为某任务允许映象来为某任务分配端口。分配端口。谆季涪偶拱军苟滨旅锅蛔沽骂秀戒扶朋驹锌椿渭据茶梨妓银眩壳颤遗凤盅第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院CO
101、MPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 82815EP MCH82815EP MCH芯片芯片具有具有3232位系统总线，位系统总线，66/100/133MHz66/100/133MHz系统总线频率系统总线频率集成集成SDRAMSDRAM控制器控制器支持包含支持包含4AGP4AGP数据传送的数据传送的AGP 2.0A
102、GP 2.0符合符合ACPIACPI电源管理规范电源管理规范- Full-on- Full-on（S0S0，全开），全开） - Stop Grant- Stop Grant（S1S1，停允许），停允许） - Suspend to RAM- Suspend to RAM（S3S3，挂起到，挂起到RAMRAM） - Suspend to Disk- Suspend to Disk（S4S4，挂起到磁盘），挂起到磁盘）- Soft-off- Soft-off（S5S5，软件关），软件关）具有具有APICAPIC缓冲管理缓冲管理支持支持82801AA82801AA（ICHICH）和）和82801BA8
103、2801BA（ICH2ICH2）两种芯片的桥电路）两种芯片的桥电路唬播供爽泡黄该铭庞涤累增抖谗查慑瞪万硷敷噎案辊渊吮风丁凄疮英辫查第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 82801BA8280
104、1BA（ICH2ICH2）芯片）芯片支持支持PCI2.2PCI2.2规范规范集成了集成了LANLAN（局域网）控制器（局域网）控制器集成了集成了IDEIDE控制器控制器 , ,支持支持Ultra ATA/100/66/33Ultra ATA/100/66/33集成了集成了USBUSB控制器，符合控制器，符合USB1.1USB1.1规范规范为音频和电话编码解码器设置的为音频和电话编码解码器设置的AC97AC97链接链接集成了中断控制器集成了中断控制器基于基于82C5482C54的时钟的时钟拥有拥有256256字节电池供电的字节电池供电的CMOS SRAMCMOS SRAM，硬件实现世纪变换，硬件
105、实现世纪变换有两个级联的有两个级联的8237DMA8237DMA控制器，支持控制器，支持PC/PCIPC/PCI和和LPC DMALPC DMA允许连接像允许连接像Super I/OSuper I/O那样的传统的那样的传统的ISAISA和和X X总线设备总线设备通过可选的外接通过可选的外接PCI-ISAPCI-ISA桥来支持桥来支持ISAISA总线总线爸归绍赦竟驶绒屎键贵企钱姚童职勋卜灌森璃畔旷胶蔡泌帅牟腑转幼游痛第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY
106、COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 PentiumPentium中断系统硬件结构中断系统硬件结构82801BA82815EPPII/III CPUPCI INTAINTA中断类型号中断类型号CPU总总线线INTR主主8259A从从8259AIRQ内部逻辑内部逻辑两个两个 INTA#孤塑午惕像辩远屋腾命浮闽粒硫胖扼倍蒲镑凌巍状靶撂祭贸享业议风拣苟第10章80X86的最新
107、技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Pentium II Pentium II 微处理器微处理器1. 1. 特点特点Pentium ProPentium Pro核心核心+MMX+MMX双独立总线结构双独立总线结构
108、后端总线连接到后端总线连接到L2 CacheL2 Cache上上 前端总线前端总线FSBFSB主要负责主存储器的信息传送操作主要负责主存储器的信息传送操作 借鉴了借鉴了RISCRISC技术来实现传统的技术来实现传统的x86x86指令系统指令系统每一条每一条x86x86操作都转换成简单的微操作操作都转换成简单的微操作采用动态执行技术和寄存器重命名技术采用动态执行技术和寄存器重命名技术采用了最新的采用了最新的Slot1Slot1接口标准接口标准2. 2. 动态执行技术动态执行技术多路分支预测多路分支预测允许程序的几个分支流向同时在处理器中执行允许程序的几个分支流向同时在处理器中执行数据流分析数据流
109、分析 处理器分析几条指令的数据相关性和资源可用性处理器分析几条指令的数据相关性和资源可用性以优化的执行顺序高效地处理这些指令以优化的执行顺序高效地处理这些指令 推测执行推测执行 尽量保持多端口、多功能的执行部件始终为尽量保持多端口、多功能的执行部件始终为“忙忙”薛喜尖擞址刑半药电坤箱俘陕谰篱点斤月右辈酌够霉澜织蚊嘎超异劈好闯第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENC
110、E AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Pentium II Pentium II 的内部结构的内部结构L2 Cache后端总线后端总线主主 存存前端总线前端总线总线接口单元总线接口单元BIUL1数据数据Cache 16KBL1代码代码Cache 16KB指令预取单指令预取单元元IFU分支目标缓分支目标缓冲器冲器BTB存储器排序存储器排序缓冲器缓冲器MOBx86指令译码器指令译码器译码译码器器0译码译码器器1译码译码器器2寄存器别名表寄存器别名表RAT指令重排缓
111、冲器指令重排缓冲器ROB保保留留站站RS端口端口4微指令序微指令序列器列器MIS存储数据存储数据单元单元端口端口3存储地址存储地址单元单元端口端口2加载地址加载地址单元单元端口端口1MMX移位器移位器MMX ALU简单整数单元简单整数单元转移执行单元转移执行单元端口端口0MMX ALUMMX乘法器乘法器复杂整数单元复杂整数单元复杂浮点单元复杂浮点单元简单浮点单元简单浮点单元结结果果总总线线诈只窄络蓬蕾拥多凹型客趾墨沙醇碎拒昆典冉固锥悸南涸悄均低瘁项煤筛第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCI
112、ENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Pentium II Pentium II 的控制寄存器的控制寄存器物理地址扩展物理地址扩展 页全局允许页全局允许 性能计数器允许性能计数器允许PGEPCE831 7 6 5 4 3 2 1 0MCE PAE PSEDETSDVMEPVI保留，缺省为全保留，缺省为全0CR431 12 11 4
113、3 0PWTPCD页目录基地址寄存器页目录基地址寄存器CR3页故障线性地址寄存器页故障线性地址寄存器CR231 0保保 留留CR1WP31 30 29 18 17 16 5 4 3 2 1 0NEETPEMPNWCDPGCR031 0EMTSAM弟狗蝎偶搜锅洛之钱哉探廊螟仗贞喧宴脆春税凹田舜芭誊咐鲸棚疙汪法锦第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TE
114、CHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 南北桥结构的南北桥结构的Pentium IIPentium II微机微机Pentium II处理器处理器Pentium II处理器处理器CPU总线总线82443BX（北桥）（北桥）主存主存支持支持SDRAM 66/100MHz2AGP总线总线图形设备图形设备82371EB（PIIX4E）（南桥）（南桥）ISA插槽插槽 2个个IDE接口接口2个个USB接口接口I/OAPICPCI总线总线PCI插槽插槽 系统系统BIOSISA总线总线钨蚂辆份
115、辖踢取阀表龚新撒脉替纹润潮漾嗜疯嚎眩监揉妒饥娩移滓接撬遗第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 Pentium III Pentium III 微处理器微处理器增加了增加了7070条条SSES
116、SE指令指令 8 8条内存连续数据流优先处理指令条内存连续数据流优先处理指令 50 50条单指令多数据流浮点运算指令条单指令多数据流浮点运算指令 12 12条新的多媒体指令条新的多媒体指令 增加了增加了8 8个个128128位单精度浮点数寄存器位单精度浮点数寄存器 首次内置序列号首次内置序列号 加快了前端总线加快了前端总线碳翠苫笨络徘茸图赵途仆孺负戮抨佐侦登椿紊弱屹怒馆乘周饯蕉嗣穆唁厢第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENC
117、E AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 中心结构的中心结构的Pentium IIIPentium III微机微机键盘键盘鼠标鼠标串串行行口口并并行行口口处理器处理器8XX系列系列存储控制中心存储控制中心中心高速接口中心高速接口I/O控制中心控制中心固件中心固件中心PCI槽槽PCI总线总线IDE驱动器驱动器USB端口端口AC97编码编码Super I/OLPC I/FAGP图形控制器图形控制器主存储器主
118、存储器处理器处理器CPU总线总线LAN连接连接孙剖陡累忍研淖请互评池磕忌肢侈鹅撂较幢镊贬浚用尤衷乖佑华敛存唤披第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 微型计算机总线概述微型计算机总线概述 IS
119、AISA（Industry Standard ArchitectureIndustry Standard Architecture）是）是IBMIBM公司为公司为286/AT286/AT制定的总线工业标准，也称为制定的总线工业标准，也称为ATAT标准。标准。MCAMCA（Micro Chanal ArchitectureMicro Chanal Architecture）是）是IBMIBM专为专为PS/2PS/2系统开系统开发的微通道总线结构。由于执行的许可证制，因此未能推发的微通道总线结构。由于执行的许可证制，因此未能推广。广。EISAEISA（Extended Industry Stand
120、ard ArchitectureExtended Industry Standard Architecture）是）是EISAEISA集团为集团为3232位位CPUCPU而设计的总线标准。而设计的总线标准。VESAVESA（Video Electronics Standard ArchitectureVideo Electronics Standard Architecture）是）是VESAVESA组织遵从组织遵从LOCAL BUSLOCAL BUS（局部总线）标准而设计的一种开（局部总线）标准而设计的一种开放性总线（有放性总线（有120120多家公司参加）多家公司参加） PCIPCI（Pe
121、rpheral Component InterconnectPerpheral Component Interconnect）是）是SIGSIG集团推集团推出的总线结构。出的总线结构。19921992年起，先后有年起，先后有IntelIntel、HPHP、IBMIBM、APPLEAPPLE、DECDEC、COMPAQCOMPAQ、NECNEC等厂家加盟重新组建。等厂家加盟重新组建。新的总线接口是新的总线接口是AGPAGP（Accelerated Graphics PortAccelerated Graphics Port图形加图形加速口）。它是针对个人电脑的速口）。它是针对个人电脑的3D3D图
122、像显示速度需要而开发图像显示速度需要而开发的一个新型图像加速连接界面。它加强了三维图像数据的的一个新型图像加速连接界面。它加强了三维图像数据的缓存，加速了图形的刷新速度，改善了图形镶嵌、阴影处缓存，加速了图形的刷新速度，改善了图形镶嵌、阴影处理、纹理影射等理、纹理影射等3D3D工作效果。工作效果。AGPAGP会以会以66Mhz66Mhz或或2X2X时钟工作，时钟工作，传输速度为传输速度为528MB/S528MB/S，AGPAGP界面类似界面类似PCIPCI，但比，但比PCIPCI短。短。 朝兴蓟炉刚蓝烛鄂株剧跪迹恼氏绢虐讶饲绽疼乏臼剁龟卿蔽柒么验真塞吓第10章80X86的最新技术展ppt课件第
123、10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 微型计算机总线比较微型计算机总线比较 总线结构总线结构ISAISAMCAMCAEISAEISAVESAVESA（VLVL）PCIPCI最早推出时间最早推出时间198519851987198719
124、8819881992199219931993最高工作频率最高工作频率8Mhz8Mhz10 Mhz10 Mhz8 Mhz8 Mhz33 Mhz33 Mhz33 Mhz33 Mhz最大传输率最大传输率8MB/S8MB/S40 MB/S40 MB/S33 MB/S33 MB/S132 MB/S132 MB/S132 MB/S132 MB/S总线宽度总线宽度161632323232323232/6432/64并行能力并行能力否否否否否否具备具备具备具备I/OI/O过程对过程对CPUCPU依赖依赖依赖依赖依赖依赖依赖依赖否否否否兼容性兼容性/ /互不兼容互不兼容兼容兼容ISAISA/ / /多媒体要求多
125、媒体要求否否难以适用难以适用否否适应适应优秀优秀趁灼现迹浮股研钧检亦仆八梁屈义初渝汽欢擦哭击杭妻旦蝉槐淤接淄掷断第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件计算机科学与技术学院计算机科学与技术学院COMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGYCOMPUTER SCIENCE AND TECHNOLOGY吉林大学吉林大学 请同学们按教材后的习题请同学们按教材后的习题及时复习及时复习第第1010章章 结束结束吉林大学远程教育学院钥偏掌湿窝货藩樊贴谚食茹邀辱乖茎秒苞褪嚏聋店誉婪撅悉那袖甜积硝殉第10章80X86的最新技术展ppt课件第10章80X86的最新技术展ppt课件
