微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5

1、1,8/8/2020,2.4 Pentium的工作方式,实地址方式 保护方式 虚拟8086方式,（Real-address mode） 寻址机构、存储器管理、中断处理机构均和8086一样。 操作数默认长度为16位。 存储器容量最大为1MB，采用分段方式， 每段大小固定为64KB。 存储器中保留两个固定区域 FFFF0HFFFFFH，00000003FFH。,（ Protected mode） 存储器用逻辑地址空间、线性地址空间和物理地址空间三种方式来描述。 映像机制使逻辑地址空间大大超过实际的内存空间 既能进行16位运算，也能进行32位运算。 保护是指对存储器的保护。 具有强大的段页式存储管理

2、和特权与保护能力, 使用全部32条地址总线，可寻址4GB物理存储器, 可以执行8086的应用程序。 段寄存器的用法和实地址方式时一样，即段寄存器内容左移4位加上偏移量为线性地址。 存储器寻址空间为1MB，在分段基础上又分页，每页4KB。,第二章 16位和32位微处理器,仁迹兴站摹咸翰口陕毫揪埂厘答咸侠颊微坏谗艘枣南背斤愈蛹图附醛僵膜微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,2,8/8/2020,逻辑地址: 在处理器内部、程序员编程时采用的地址 逻辑地址段地址偏移地址 段地址逻辑分段在主内存中的起始地址 偏移地址距离段起始地址的

3、相对位移量 某个存储单元可以有多个逻辑地址，但只有一个唯一的物理地址,第二章 16位和32位微处理器,甘典撩既焕暑老镊琐您穷拢兴旋屈勤膀纽骄嘻奶试慎愉镶渴浦屡赚札评芯微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,3,8/8/2020,实地址方式和虚拟8086方式区别：, 多任务问题 寻址空间问题。 内存管理问题,第二章 16位和32位微处理器,违杏质颇抵连鄂旷屁孵钱鄙拉驳狸勘闪县绰温储箕道供廷牢调挖酌碉韭致微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,4,8/8/20

4、20,2.5 Pentium的原理结构,第二章 16位和32位微处理器,根胚勒馅焕邻筐障莆澈厉起阁管撞妄幻毕品砖铭擅沦贵拒亚图纸裤卵籍嫂微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,5,8/8/2020,2.6 Pentium的寄存器和相关机制,寄存器就是CPU内部暂时存放数据的地方: 通过编写程序、由处理器执行指令控制 IA-32处理器基本执行环境： 8个32位通用寄存器: 用来存放数据和地址 6个16位段寄存器：用来存放逻辑段的段选择子 32位标志寄存器: 用来存放状态标志、控制标志、系统标志 32位指令指针: 用来存放下一条

5、要执行的指令的地址偏移量,2.6.1 基本寄存器组,对应用人员（程序员）来说， 处理器被抽象为可编程寄存器,第二章 16位和32位微处理器,焉曹叶橱茄呼滓奸婚润怠拳痢嫁怀旱策蚁厘薛接匠虹余衷茫漫纂续蛤匀善微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,6,8/8/2020,EAX：累加器(Accumulator) EBX：基址寄存器(Base) ECX：计数器(Counter) EDX：数据寄存器(Data) ESI：源变址寄存器(Source Index) EDI：目的变址寄存器(Destination Index) EBP：基址

6、指针(Base Pointer) ESP：堆栈指针(Stack Pointer),第二章 16位和32位微处理器,亥芽隧局赵炮巳俞摧绥硕桅剩送柠调憎沾灾桩辐橱屡肚惭魏腕蹋婚枢吊秉微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,7,8/8/2020,标志寄存器,第二章 16位和32位微处理器,累惕眠我视畦碉然液馈敷罚各辕越盎蝇娘似张味炔践犹赌序盲斡拎耪挖嚷微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,8,8/8/2020,第二章 16位和32位微处理器,豆妙措洗筋现靴户札

7、闷决变缺卿各族冰洋仪助复犊当晰肠张易赘硅根法啄微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,9,8/8/2020,2.6.2 段寄存器和描述符以及保护方式的寻址机制,IA-32处理器支持4GB存储器：00000000HFFFFFFFFH,第二章 16位和32位微处理器,实模式下的地址计算 实模式下地址计算与8086相同，在8086中，段寄存器直接存放某一段的段基址，将其内容乘以16（左移4个二进制位）再加上有效地址（有效地址是高4位为0，低16位为偏移地址构成的20位地址），就得到一个存储单元的物理地址。段的大小固定为64KB。,

8、保护模式下的地址计算 保护模式下，32位CPU可寻址4GB的物理地址空间，段的最大长度可达4GB，段寄存器不再直接存放段基址，而是存放指示段基址的选择子（选择符），间接指向段基址。,偶摇奸韧舰果湖毯碧籽卯橡军俊衙莎雀盛搀灯卫磐响菏只偶颧遗模柿举牲微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,10,8/8/2020,16位段寄存器保存16位段选择子,段选择子：用于选择某个描述符表中的段描述符， 每个描述符指示存储器段的位置（段基址）、 长度、访问权限等属性。,描述符表:8字节信息 包含段基址、段长度、段特性,选啮盖感坝矾毋剖垒砂鬃犹

9、罩湿筏萎哥卯蜀袜讶纠里囊烽耪令赖处洲维键微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,11,8/8/2020,逻辑地址、线性地址、物理地址指示图,第二章 16位和32位微处理器,悉政干显扎贾拐搏箔陨某伺胶必莹藻雌泼有艰坐上娘滓醉熔阁伦秸竖莱暑微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,12,8/8/2020,三种描述符表,全局描述符表GDT 局部描述符表LDT 中断描述符表IDT,每个描述符对应一个段,段选择子包含3个部分的内容,描述符表指示标志TI 描述符索引DI

10、 请求特权级RPL,第二章 16位和32位微处理器,惊健解矾劫伟染苍帖敝崖旁亢磨戈北淘翅鹿彻撑症尖尾肢汕痞耽旗颧矾赵微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,13,8/8/2020,特权级与特权保护：,在保护方式下，支持特权级与特权保护。它是为了支持多用户多任务操作系统，使系统程序和用户的任务程序之间、各任务程序之间互不干扰而采取的保护措施。 IA-32提供4级特级管理系统，可以为不同程序规定一个权限，控制特权指令和I/O指令的使用，控制对段和段描述符的访问，从而有效防止不同程序执行时的相互干扰或非法访问、非法改写GDT和LD

11、T。 特权级用PL表示，分为0，1，2，3级，0级特权最高，一般赋给操作系统的核心程序；1级赋给来自操作系统的服务程序；2级赋给操作系统的扩展程序；3级赋给用户程序，级别最低。,第二章 16位和32位微处理器,必嘛邹冈旬烈瞥已煌龋眉姆拯崩衣娟碱瞒刊平搔效六碑谁束擒芥泊寓鼠送微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,14,8/8/2020,段描述符的基本内容,段基址 3124,段界限和属性,段基址 230,段界限 150,0,15,16,39,40,55,56,63,保护方式下的寻址机制： 由段选择子获得段描述符，由段描述符获得

12、对应段的段基址、段界限、段的读/写类型等信息，进入相应的代码段、数据段或堆栈段等。,第二章 16位和32位微处理器,线稿旺淡越咳盟旋阵叔巳丰面野褂设纠鸿徒厘籽凹棍观厉畴耕厦靡哈滁用微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,15,8/8/2020,2.9 Pentium的总线周期,非流水线式读/写周期 流水线式读/写周期 3) 突发式读/写周期 4) 非突发式读/写周期,Pentium用两个时钟周期就可以完成一个总线周期 支持多种数据传输方式: 单数据 突发,从总线周期之间的组织方法看,从总线周期本身的组织方法看,第二章 16位

13、和32位微处理器,曝搂改呈谊盟垦光目超帝赊括崔嗓缠氯龄广重按盆漆去器乞察历猪十故项微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,16,8/8/2020,2.9 Pentium的中断机制,仍为两大类 硬件中断 外部中断（NMI/INTR） 软件中断 异常中断 （故障、陷阱、异常中止）,中断描述符表IDT,第二章 16位和32位微处理器,陶坐惨蚂鞠带豺充搂冲麓肄跋紊差阶冷炳溯驻妈淖掏营贴吮晶狙塘种危鸵微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,17,8/8/2020,第二章 16位和32位微处理器,狄怕些绊偿恒嘶沼绒太蛋咐居宦巳荷褒帘找卉则辰休猩咳脂杰魁疾缀线掂微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5微型计算机技术与应用 第二章 16位和32位微处理 5,18,8/8/2020,第二章 16位和32位微处理器,The end,第二章 1