80386简介1
第1章-微型计算机简介
（3）打印机 激光打印机、喷墨打印机和针式打印机， 如图1 12所示。 如图1-12所示。
(4) 其他外部设备 电脑音箱，如图1 13。 电脑音箱，如图1-13。
扫描仪，图1 14。 扫描仪，图1-14。
投影机，图1 15。 投影机，图1-15。
绘图仪，图1 16所示。 绘图仪，图1-接音箱 3. 连接键盘 如图1 23所示。 如图1-23所示。
4. 连接鼠标 如图1 24所示。 如图1-24所示。
5. 连接主机电源 6. 开机测试
1.4.2 微机的启动与关闭 1. 冷启动 2. 关闭电脑 3. 重新启动 4. 复位启动
1.4 实训
1.4.1 微机外部线缆的连接 对微机用户来说，最基本的要求就是微机 外部线缆的连接，即主机箱与显示器、键 盘、鼠标之间通过线缆连接起来。机箱后 部的接口如图1 20所示。 部的接口如图1-20所示。
如图1 21所示是连接好显示器、键盘、鼠标 如图1-21所示是连接好显示器、键盘、鼠标 和音箱后的图示。
1.2 微型计算机的硬件和软件
1.2.1 微型计算机的硬件 图1-1是从外部看到的、典型的台式微机。
1. 主机 主机是安装在一个主机箱内所有部件的统 一体，如图1 一体，如图1-2所示。
(1) 中央处理器 Intel公司主流CPU产品是Coro 2双核、四核 Intel公司主流CPU产品是Coro 2双核、四核 （中文名为酷睿2），如图1 （中文名为酷睿2），如图1-3所示。
5．第五代微机 1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium 1993年Intel公司推出了第五代微处理器Pentium （中文名“奔腾” （中文名“奔腾”） 6．第六代微机 1998年Intel公司推出了Pentium 1998年Intel公司推出了Pentium Ⅱ、Celeron，后来 Celeron，后来 推出了Pentium 推出了Pentium Ⅲ、Pentium 4，其他公司也推出了 4，其他公司也推出了 相同档次的CPU，如K6、 相同档次的CPU，如K6、Athlon XP、VIA C3等。 XP、 C3等。 7．第七代微机 2003年 月，AMD公司发布了面向台式机的64位处 2003年9月，AMD公司发布了面向台式机的64位处 理器Athlon 64，标志着64位微机的到来。 理器Athlon 64，标志着64位微机的到来。 2005年 月，Intel和AMD相继推出了台式机的双核 2005年6月，Intel和AMD相继推出了台式机的双核 心处理器。 2006年，Intel和AMD都发布了四核心处理器，处 2006年，Intel和AMD都发布了四核心处理器，处 理器将向多核心发展。第七代微机是目前最流行 的档次。
CPU及其制作过程简介
CPU及其制作过程简介CPU即中央处理器，英文Central Processing Unit的缩写。
是一台计算机的运算核心和控制核心。
CPU由运算器、控制器和寄存器及实现它们之间联系的数据、控制及状态的总线构成。
工作时CPU从存储器或高速缓冲存储器中取出指令，放入指令寄存器，并对指令译码，并执行指令。
可以说Intel公司的历史就是一部CPU的发展史，1971年。
世界上第一块微处理器4004在Intel公司诞生了，虽然功能相当有限，而且速度还很慢。
它出现的意义是划时代的。
1978年，Intel公司首次生产出16位的微处理器命名为i8086，同时还生产出与之相配合的数学协处理器i8087。
1979年，Intel公司推出了8088芯片，它是第一块成功用于个人电脑的CPU。
1981年8088芯片首次用于IBM PC机中，开创了全新的微机时代。
1982年，Intel推出80286芯片，它仍旧是16位结构1985年Intel推出了80386芯片，它X86系列中的第一种32位微处理器，1989年，Intel 推出80486芯片，它的特殊意义在于这块芯片首次突破了100万个晶体管的界限。
之后，Intel 公司并没有继续命名X86系列而改名为“奔腾”系列。
并快速发展直至今日。
Cpu的制作过程是相当复杂的，其中包含了多种先进的科学技术的通力合作才能造就一块合格的CPU。
首先，生产CPU的最基本材料是硅材料，硅是一种非金属元素，具有良好的半导体的性质是目前最适宜于制造现代大规模集成电路的材料之一。
制造CPU的另一种基本材料是金属材料。
金属被用于制造CPU内部连接各个元件的电路。
铝是常用的金属材料之一，因为它廉价，而且性能不差。
但由于铝的电迁移性太大，已经无法满足当前飞速发展的CPU制造工艺的需要。
现今主流的CPU大都使用了铜来代替铝。
准备完生产材料后必须要对其进行处理。
对于原材料硅。
首先，将它通过化学的方法提纯到几乎没有任何杂质，并将其熔化，并放进一个巨大的石英熔炉。
第1章 微型计算机简介
1.2.3 微型计算机的结构形式
1．台式个人微机 最初的个人微机都是台式的，至今这仍是它的主 要形式。如图1-18所示。
2．便携式个人微机 便携式个人微机又称笔记本电脑，如图1-19 所示。
2002年11月，微软在全球推出Tablet PC（平 板计算机）后，其他厂商也纷纷推出自己 的Tablet PC。图1-20所示是几款Tablet PC。
4．比尔· 盖茨与微软公司 1955年10月28日，比尔· 盖茨（Bill Gates）出 生于美国华盛顿州的西雅图。 1975年，比尔· 盖茨只是一个不到19岁的大 学生，他主动与罗伯茨联系，与保罗· 艾伦 一起用了几周的时间，设计出了用于“牛 郎星”的BASIC解释程序。 1975年7月成立了微软（Microsoft）公司， 简称MS，专门从事微机软件的开发。
1.3 微型计算机系统的组成
微机系统的组成，通常是先分成硬件和软 件两大部分，然后再根据每一部分功能进 一步划分，如图1-21所示。
1.3.1 微型计算机的硬件系统
构仍然是按照冯· 诺依曼（John Von Neumann）提出的“存储程序方式”原理设计的， 故称为冯· 诺依曼计算机。其基本思想是，计算机 至少应具备以下5种部件才能完成用户所需的基本 功能。 输入设备。 存储器。 运算器。 输出设备。 控制器。
1987年，推出MacⅡ机，其CPU采用摩托罗拉的32 位MC68020，CPU速度为16MHz，运算速度达到 2MIPS（百万条指令每秒）。它的新型总线结构 使其总线速度可与工作站相媲美，而10倍于当时 的PC/AT机（16位的286微机）。Mac II机如图1-3 所示。
汇编微处理器
高档微处理器
3.3 80386微处理器
80386是32位微处理器, 分为80386SX 和80386DX两种型号。 80386DX是标准32位微处理器，80386SX是“准32位”微处理器。 80386有以下特点： ⑤ 4级特权级别： 0级的优先级最高，其次为1、2、3级。 ① 80386 由6个逻辑单元组成，按流水线方式工作，运行 速度4MIPS，与CPU之间的数据传输速度为32MB/S。 ⑥具有自动总线功能，CPU读/写数据的宽度可以在32位 和16位之间自由进行转换。 ②多任务处理更容易，硬件支持多任务。 ⑦地址信号线扩充到 32根，可以寻址4GB空间。 ③硬件支持段式管理和页式管理，易于实现虚拟存储系统。 ⑧采用高性能协处理器 80387，具备了很强的浮点运算 ④硬件支持DEBUG功能，并可设置数据断点和 ROM断点。 能力和很高的运算速度。 ⑨在每条指令执行期间，CPU需要进行类型、内存越界等 保护特性检查。
测试部件
制进出CPU的所有数据、地址及控制信号。BIU中含有16字
节指令预取队列。总线周期仅为2超高速 个时钟周期。
NPX 接口 中断 复位 控制 部件 指令译码 总线 预取 指令队列 队列 预取 单元 接口 部件 BIU 32 位地 址总线 32 位数 据总线 控制 总线 桶形移位器 ALU 缓存器 分段部件 32 位寄存器组 分段描述符 分页描述符 超高速 缓存器 分页部件
高档微处理器
3.3 80386微处理器
2．中央处理部件
（2）指令译码部件 CPU 测试部件 采用微程序控制技术，指令的执行过程实际是通过 MMU （180386 ）指令预取部件 执行由微指令组成的微程序来实现的。所有指令对应的微程 指令预取部件包括16字节的预取队列寄存器，可存放5条左 分段描述符 分页描述符 32 位寄存器组 序存放在其内部的控制存储器中。指令译码部件从 BIU的指 右的指令。 指令代码预取不再由 BIU负责，而是由一个独立的 超高速 超高速 令预取队列中取指令，将操作码译成与该指令操作码相对应 指令预取部件完成。当预取队列有空单元或发生一次控制转移 桶形移位器 缓存器 缓存器 NPX 的控制 ROM的入口地址，存入译码指令队列中。该队列可容 接口 时，预取部件便通过分页部件向 BIU 发出指令预取请求。分页 ALU 分页部件 分段部件 纳 3条已译码指令。 部件将预取指令指针送出的线性地址变为物理地址，再由 BIU 控制
80386学习（一）80386CPU介绍
80386学习（⼀）80386CPU介绍⼀.80386CPU介绍 Inter80386CPU是Inter公司于1985年推出的第⼀款32位80x86系列的微处理器。
80386的数据总线是32位的，其地址总线也是32位，因⽽最⼤可寻址4GB的存储空间。
80386作为x86系列CPU的⼀员，保持着对更早⽣产的x86CPU的向前兼容。
80386在当时主要为⽀持⾼性能的应⽤领域和多⽤户、多任务操作系统⽽设计，提供了硬件级的特权级保护、多任务切换、内存分页等功能。
80386有三种运⾏模式：实模式、保护模式和虚拟8086模式。
在实模式下，80386和8086的⾏为保持⼀致，只能访问20位(1M)的地址空间，内部实际32位的寄存器也只有低16位有效。
实模式主要是为了兼容运⾏在8086CPU上的程序，所以80386加电后，默认就运⾏在实模式下。
要想充分发挥80386的对于多任务的⽀持功能，需要使80386进⼊保护模式。
保护模式是80286以及后续的x86CPU都具有的⼀种⼯作模式。
保护模式下的80386内存寻址范围达到了硬件设计的上限：2^32byte，即4GB。
保护模式提供了诸如内存保护、内存分页机制以及硬件虚拟存储管理等功能，为多⽤户。
多任务的⾼效、可靠、安全的操作系统实现提供了良好的⽀持。
因此，主流的现代操作系统例如Linux、Windows(Windows95及以后)其内核均运⾏在x86的保护模式之上。
虚拟8086模式的⼯作模式介于实模式和保护模式之间，虚拟8086⽀持多任务、内存分页等功能。
但运⾏的每⼀个独⽴任务均处于实模式之下。
虚拟8086这⼀模式由于其中庸性，应⽤范围相对较⼩。
⼆.80386对于8086的主要改进 80386能够兼容的运⾏之前在8086、80286CPU上运⾏的程序，但80386⽐起16位的8086CPU⽆论是性能还是功能上都有质的提升。
性能⽅⾯的主要改进：更宽的数据总线和地址总线 扩展到32位的地址总线使得80386能够访问更⼤的地址空间，同时32位的数据总线⽐起8086的16位也增加了数据的传输速度。
InterX86系列处理器与ARM处理器对比
InterX86系列处理器与ARM处理器对比摘要：自从1971年Intel诞生了第一个微处理器——4004开始，微处理器得到了飞速的发展，在这短短的四十年的时间里有很多家公司生产过无数种型号的微处理器，但是最终只有Iruer公司和ARM公司生存下来并发展成为世界最主要的两家微处理器生产厂商。
其主要原因在于其产品的优秀性能以及适应时代发展的能力。
本次研讨主要对比两家主要微处理器的性能进行对比。
一、主要型号的对比。
英特尔公司cpu主要型号：8086、8088、80286、80386、80486、Pentimuk 2、3、4 等。
ARM公司cpu主要型号：AMD8080. AMD8088-2-BQA、、AMDK5PR133ABQ. K6、K7、K8 等。
二、cup主频对比：英特尔X86系列主频：ARM公司cpu主频:通过以上对比，可发现英特尔X86系列微处理器相比于ARM公司生产的cpu在主频性能方面存在一定优势，但优势不是非常明显。
三、cpu能耗的对比通过网上查询和资料的搜索可知单位能耗的计算公式为：P dyn = (C L X P trans X V dd 2 X f clock ) + (t sc X V dd X I peak X f clock )其中其中CL指电路总负载电容，P trans指工作电路所占的比例, Vdd指工作电压，f clock指工作频率。
而tsc指PM0S和NM0S 同时打开的时间，在多数情况之下tsc的值较小，因此上述公式的后半段几乎可以忽略不计，因此P dyn 心(C L X P trans X V dd 2 X f clock) o那么经过数据的计算以及查询，我学习到从CL和P trans两个指标上分析，不难发现ARM在C L层面上做得更好，更简练的设计决定了ARM处理器的低功耗。
而在P trans层面上分析，x86更胜一筹，x86处理器在ACPI规范中定义了一系列处理器状态，远比ARM处理器定义的状态复杂。
汇编语言简单讲解
简明x86汇编语言教程(1)-汇编语言简介第○章写在前面我不想夸大或者贬低汇编语言。
但我想说，汇编语言改变了20世纪的历史。
与前辈相比，我们这一代编程人员足够的幸福，因为我们有各式各样的编程语言，我们可以操作键盘、坐在显示器面前，甚至使用鼠标、语音识别。
我们可以使用键盘、鼠标来驾驭“个人计算机”，而不是和一群人共享一台使用笨重的继电器、开关去操作的巨型机。
相比之下，我们的前辈不得不使用机器语言编写程序，他们甚至没有最简单的汇编程序来把助记符翻译成机器语言，而我们可以从上千种计算机语言中选择我们喜欢的一种，而汇编，虽然不是一种“常用”的具有“快速原型开发”能力的语言，却也是我们可以选择的语言中的一种。
每种计算机都有自己的汇编语言——没必要指望汇编语言的可移植性，选择汇编，意味着选择性能而不是可移植或便于调试。
这份文档中讲述的是x86汇编语言，此后的“汇编语言”一词，如果不明示则表示ia32上的x86汇编语言。
汇编语言是一种易学，却很难精通的语言。
回想当年，我从初学汇编到写出第一个可运行的程序，只用了不到4个小时；然而直到今天，我仍然不敢说自己精通它。
编写快速、高效、并且能够让处理器“很舒服地执行”的程序是一件很困难的事情，如果利用业余时间学习，通常需要2-3年的时间才能做到。
这份教材并不期待能够教给你大量的汇编语言技巧。
对于读者来说，x86汇编语言"就在这里"。
然而，不要僵化地局限于这份教材讲述的内容，因为它只能告诉你汇编语言是“这样一回事”。
学好汇编语言，更多的要靠一个人的创造力于悟性，我可以告诉你我所知道的技巧，但肯定这是不够的。
一位对我的编程生涯产生过重要影响的人曾经对我说过这么一句话：写汇编语言程序不是汇编语言最难的部分，创新才是。
我想，愿意看这份文档的人恐怕不会问我“为什么要学习汇编语言”这样的问题；不过，我还是想说几句：首先，汇编语言非常有用，我个人主张把它作为C语言的先修课程，因为通过学习汇编语言，你可以了解到如何有效地设计数据结构，让计算机处理得更快，并使用更少的存储空间；同时，学习汇编语言可以让你熟悉计算机内部运行机制，并且，有效地提高调试能力。
英特尔指令集
英特尔指令集简介英特尔指令集（Intel Instruction Set）是由英特尔公司开发和发布的一套用于x86架构处理器的指令集。
指令集是一种用于控制和操作计算机硬件的基本指令系统，它定义了计算机处理器能够理解和执行的操作。
英特尔指令集是计算机软件开发的基础，它提供了一系列的指令，用于执行各种操作，包括算术运算、逻辑运算、数据传输、控制流程等。
通过使用这些指令，开发人员可以编写高效、功能丰富的软件，并充分发挥处理器的性能。
发展历程英特尔指令集的发展可以追溯到20世纪70年代。
最早的x86处理器采用的是8086指令集，它是英特尔公司推出的第一款16位微处理器。
随着技术的进步和需求的增加，8086指令集逐渐演化为80286、80386、80486指令集等。
这些指令集的改进包括增加新的指令、提高指令执行速度、增加内存地址空间等。
1993年，英特尔发布了第一个x86架构的处理器，即奔腾处理器（Pentium）。
奔腾处理器引入了一些新的指令，如MMX指令集，用于加速多媒体应用程序的运行。
此后，英特尔陆续发布了奔腾II、奔腾III、奔腾4等处理器，每一代处理器都带来了新的指令和功能。
2006年，英特尔推出了第一款基于新微架构的处理器，即酷睿处理器（Core）。
酷睿处理器采用了更先进的指令集架构，如SSE指令集、AVX指令集等，提供了更高的性能和更强大的功能。
此后，英特尔不断推出新的处理器系列，如酷睿i3、酷睿i5、酷睿i7等，每一代处理器都引入了新的指令集和技术。
主要特点英特尔指令集具有以下主要特点：1. 兼容性英特尔指令集保持了向后兼容性，即较新的处理器能够执行较旧的指令集。
这意味着旧的软件可以在新的处理器上运行，而不需要进行修改。
这种兼容性使得英特尔处理器能够广泛应用于各种计算机系统和软件平台。
2. 多样性英特尔指令集提供了丰富多样的指令，涵盖了各种计算和操作的需求。
它包括算术指令、逻辑指令、数据传输指令、控制指令等，可以满足不同类型的应用程序的要求。
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80386简介（一）
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linux的早期版本，也是本课讲解的版本，是在80386上实现的，需要对该CPU先有个粗浅的了解。
重点是保护模式的几个概念。
注意：操作系统是管理硬件的程序，CPU的设计者与操作系统设计者的相互依赖是很强的。
80386是INTEL 1985年推出的CPU芯片，是80x86系列中第一个32位微处理器。
80386的内部和外部数据总线都是32位。
地址总线也是32位，可寻址高达4GB内存。
80386具有实模式、保护模式、虚86（V86）等三种工作方式。
系统加电时自动处于实模式，当操作系统初始化完成，操作系统可将其设为保护模式。
1实模式
实模式是为了兼容于8086。
只使用20位地址总线，可寻址
1M内存，物理地址=左移4位的段地址+偏移地址，等等，这些内容在“组成原理”中都过。
实模式寻址能力有限，而且不能为操作系统内核提供安全保护，比如它没有管态、目态。
没有为多道程序提供必要的支持，比如没有进程空间的隔离功能。
2保护模式
可以使用32位地址总线，可寻址高达4GB内存（含虚存）。
但当时的386电脑一般只配1-8M内存，虚存也很小，有些硬盘本身的容量就不够4G。
保护模式和实模式都使用内存段、中断，但二者有很多不同。
在实模式中内存被划分成段，每个段的大小为64KB，这样段地址可以用16位表示。
有几个段寄存器（CS、DS、SS和ES），物理地址=左移4位的段地址+偏移地址。
而在保护模式下，段是通过一系列被称之为"描述符表"的表所定义的。
段寄存器存储的是指向这些表的指针，段长也不再固定为64位，而是可变的。
用于定义内存段的表有两种：全局描述符表(GDT)和局部描述符表(LDT)。
“描述符”是一个32位的地址指针。
GDT是一个段描述符数组，其中包含所有应用程序都可以使用的基本描述符。
每一个操作系统只定义一个GDT。
LDT也是段描述符的一个数组。
与GDT不同，LDT是一个段，每一个正在运行的进程都有一个自己的LDT。
GDT和LDT有什么用？GDT指向所有进程都可以访问的公共空间，操作系统内核和其它全局共享的数据可以放在这个空间里。
LDT指向用户进程自已的空间，彼此不能访问，只有GDT 空间可以访问所有的LDT空间。
也就是说，位于GDT空间操作系统内核与位于各自LDT空间的进程是互通的，而LDT之间不互通，这样实现了进程空间的隔离。
GDT和LDT空间的安全怎么办？80386支持4级特权，0,1, 2,3，0级最高。
通常操作系统内核特权为0，操作系统服务特权为1，操作系统扩展特权为2，用户进程特权为3。
特权数可以含在段地址中，为段提供安全保护，具体细节不介绍。
保护模式下还有一个中断描述符表(IDT)，该表的作用等同于中断向量表，告诉处理器到那里可以找到中断处理程序入口。
总之，与8086相比，80386的保护模式不仅有更高的寻址能力，而且为多任务、安全的操作系统提供了支持。
3 V86模式
可以在最低特权3下同时模拟运行多个8086程序。
与linux 关系不大。