微处理器原理与应用(第三章)
微型计算机原理及应用第三版课后答案
微型计算机原理及应用第三版课后答案【篇一：《微型计算机原理及应用》课后习题答案】=txt>第一章1.1 解释题(1) 微处理器【解答】由大规模集成电路芯片构成的中央处理器（cpu），叫做微处理器。
(2) 微型计算机【解答】以微处理器为基础，配以内存储器、输入输出接口电路、总线以及相应的辅助电路而构成的计算机裸机，叫做微型计算机。
(3) 微型计算机系统【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。
即由微型计算机、配以相应的外部设备（如打印机、显示器、键盘、磁盘机等），再配以足够的软件而构成的系统。
(4) 单板机【解答】将微处理器、ram、rom以及i/o接口电路，再配上相应的外设（如小键盘、led显示器等）和固化在rom中的监控程序等，安装在一块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。
(5) 运算器【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由alu（arithmetic and logic unit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。
(6) 地址总线【解答】地址总线是cpu对内存或外设进行寻址时，传送内存及外设端口地址的一组信号线。
地址总线的条数多少决定了cpu的寻址能力。
(7) 数据总线【解答】数据总线是cpu与内存或外设进行信息交换时，所用的一组数据信号线。
它决定了cpu一次并行传送二进制信息的位数，反映出cpu的“字长”这个重要性能指标。
(8) 控制总线【解答】控制总线是在cpu与外部部件之间传送控制信息（如读/写命令、中断请求命令等）的一组信号线。
1-2 单片机应包括哪些基本部件？其主要应用于哪些领域？【解答】一般单片机芯片中包括微处理器、ram、rom、i/o接口电路、定时器/计数器，有的还包括a/d、d/a转换器等。
其主要应用于智能化仪器仪表及工业控制领域。
1-3 按图1-11和图1-12，写出取第二条指令操作码和执行第二条指令的过程。
【解答】1) ip的值（002h）送入地址寄存器ar；2) ip的内容自动加1，变为003h；3) ar将地址码通过地址总线送到存储器的地址译码器，经译码后选中002h单元；4) 微处理器给出读命令；5) 所选中的002h单元内容04h送上数据总线db；6) 数据总线db上的数据04h送到数据寄存器dr；7) 因是取指操作，取出的是指令操作码04h，即由dr送入指令寄存器ir；8) ir中的操作码经指令译码器id译码后，通过pla发出执行该指令的有关控制命令。
微处理器原理与应用(第三章)
8086物理地址的形成
8086物理地址的形成
• 对于取指操作，是将当前CS中的内容左移4位(相当乘16) 再加上IP的内容，形成20位指令地址；存取数据操作，是 将当前数据段寄存器DS中的段基址左移4位，再与16位偏 移地址EA相加，形成20位的物理地址；对于压栈和弹栈 操作，是将当前堆栈段寄存器SS中的段基址左移4位，再 与SP相加，形成20位的物理地址；在对目的串操作时，是 以当前附加段寄存器ES中的段基址左移4位，再与DI相加 以形成20位的物理地址。 • 8086还允许部分改变基本段约定，如存取数据的基本段为 数据段，但可临时改变为代码段、或附加段、或堆栈段， 即数据不仅可在数据段，还可在代码段、附加段和堆栈段 中。这种情况称为段超越。
总线接口部件BIU
• 偏移地址表示离段起始地址之间的距离，用字节数表示。 如偏移地址=0064H,表示该地址距离段起始地址有100个字 节，偏移地址为0就表示该地址为段起始地址。 • 由段基址（段寄存器的内容）和偏移地址两部分构成了存 储器的逻辑地址，如CS:IP=3000:2000H， CS:IP=0200:1020H等，都是逻辑地址。 • 20位物理地址加法器：加法器用于将逻辑地址变换成读／ 写存储器所需的20位物理地址，即完成地址加法操作。方 法是将某一段寄存器的内容（代表段基址）左移4位（相 当乘16）再加上16位偏移地址以形成20位物理地址。 • 6字节的指令队列：当执行单元EU正在执行指令中，且不 需要占用总线时，BIU会自动进行预取下一条或几条指令 的操作，并按先后次序存入指令队列中排队，由EU按顺 序取来执行。 • 总线控制逻辑：总线控制逻辑用于产生并发出总线控制信 号，以实现对存储器和输入输出端口的读／写控制。
地址指针和变址寄存器
微计算机原理及应用第三版答案
微计算机原理及应用第三版答案第一章：计算机系统概论1.1 计算机系统概述1.1.1 计算机硬件系统计算机硬件系统是计算机的重要组成部分，主要包括中央处理器（CPU）、存储器、输入输出设备等。
其中，CPU是计算机的核心部件，负责执行各种指令和控制计算机的运行。
存储器用于存储数据和指令，分为主存储器和辅助存储器两种形式。
输入输出设备用于与计算机进行信息的输入和输出。
1.1.2 计算机软件系统计算机软件系统是由多个软件模块组成的，可以分为系统软件和应用软件两大类。
系统软件包括操作系统、编译系统等，用于管理计算机的硬件资源和提供基本的服务。
应用软件是为了满足用户的具体需求而开发的，包括办公软件、图像处理软件等。
1.2 计算机的存储系统1.2.1 存储器的分类存储器按照存储介质的不同可以分为半导体存储器和磁性存储器两类。
半导体存储器是现代计算机中最常见的存储器类型，包括随机存取存储器（RAM）和只读存储器（ROM）等。
1.2.2 主存储器与辅助存储器主存储器是计算机中用于存储数据和指令的重要组成部分，以字节为单位进行寻址。
辅助存储器一般用于扩展主存储器的容量，具有存储容量大、价格低廉等优点。
1.3 计算机的运算与控制1.3.1 计算机的运算方法计算机的运算方法包括定点运算和浮点运算两种形式。
其中，定点运算适用于整数运算，浮点运算适用于实数运算。
1.3.2 计算机的指令系统计算机的指令系统由指令集和寻址方式组成，指令集包括操作码和操作数等。
寻址方式用于确定操作数的地址。
第二章：微处理器体系结构2.1 单总线计算机结构2.1.1 单总线结构的特点单总线结构是一种简单且成本低的计算机结构，它可以减少计算机系统中多个总线的复杂性。
然而，单总线结构的缺点是数据和指令的传输速度较慢。
2.1.2 单总线结构中的通信流程在单总线结构中，计算机的存储器、I/O设备和CPU通过共享同一根总线进行通信。
传输的数据和指令通过总线进行传输，并且只能有一个设备驱动总线进行传输。
微处理器原理与应用
流水线技术
流水线技术是一种将处理器划分为多个阶段，每个阶段执行处理器操作的一部分，从而实现并行处理的技术。通过流水线技 术，处理器可以在一个时钟周期内完成多个操作，提高了处理器的吞吐量。
计算机系统
计算机系统是微处理器应用的另一个重要领域，包括个人计算机、服务器、工作 站等。微处理器作为计算机系统的核心，负责执行指令、处理数据和控制外设等 任务。
计算机系统中的微处理器需要具备高性能、低功耗、可扩展性和可靠性等特点， 以满足不同应用场景的需求。
通信与网络
通信与网络是微处理器应用的又一重要领域，涉及到移动通 信、卫星通信、光纤通信、互联网等领域。微处理器在网络 设备中扮演着重要的角色，负责数据处理、路由控制和网络 安全等功能。
对未来微处理器的展望
1
随着人工智能、物联网等技术的快速发展，未来 微处理器的需求将进一步增加，性能要求也将更 高。
2
未来微处理器将更加注重能效比的提升，以适应 绿色环保的发展需求，同时不断缩小制程工艺尺 寸，提高集成度。
3
未来微处理器将更加智能化和个性化，具备更强 大的数据处理和学习能力，能够更好地满足人们 多样化的需求。
VS
人工智能与机器学习中的微处理器需 要具备高性能计算能力、低功耗、可 扩展性和灵活性等特点，以满足不断 变化的应用需求。
04 微处理器的性能优化
指令级并行处理
指令级并行处理是一种通过同时执行 多个指令来提高处理器性能的技术。 它利用了程序中的指令依赖性，将相 互独立的指令并行执行，从而加快了 程序的执行速度。
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微机原理2007年-第三章-指令系统第五节控制转移
③ 段间直接转移 段间直接转移
指令中给出的16位的段和 位的偏移地址送到CS和IP。 指令中给出的16位的段和16位的偏移地址送到CS和IP。 位的段和16位的偏移地址送到
④ 段间间接转移 段间间接转移
MEM中给出的 位的段和 位的偏移地址送到CS和IP。 MEM中给出的16位的段和16位的偏移地址送到CS和IP。 中给出的16位的段和16位的偏移地址送到
6
例：代码段内有一条无条件转移指令
JMP SHORT NEXT 指令本身占有两个字节 操作码占一个字节； 位位移量占有一个字节 操作码占一个字节；8位位移量占有一个字节
内存
... 源程序 ： 条件转移指令： 条件转移指令：JMP SHORT next qqq: ... ... next: MOV AL,03H
5
① 段内直接转移 转移的目标地址由指令直接给出。 段内转移,故转移后CS内容保持不变, 段内转移,故转移后CS内容保持不变,只改 变IP的值。 IP的值。
汇编语言中格式 JMP SHORT OPRD JMP NEAR PTR OPRD 位移量 转移范围 8位 -128～+127 128～ 16位 16位 -32768～+32767 32768～
13
JMP DWORD PTR [SI]的机器码 11111111 11101100 DS:[SI]
4000 DS +) 1212 SI 41212 41212 41213 41214 41215
00 10 00 4A
1000 4A00
IP CS
段间间接转移操作示意图
14
(2)条件转移指令 (2)条件转移指令 - JXX 条件转移指令可实现程序的条件分支。 条件转移指令根据标志位的状态来决定是 否进行分支转移。（判位转移） 格式： JXX label xx为条件名称缩写 ；xx为条件名称缩写 指令的转移范围为-128～+127字节。 指令的转移范围为-128～+127字节。
《微型计算机系统原理及应用》课后答案_(第3版)清华大学出版社__杨素行
第一章 微型计算机基础题1-1 计算机发展至今，经历了哪几代？答：电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机、非冯诺伊曼计算机和神经计算机。
题1-2 微机系统由哪几部分组成？微处理器、微机、微机系统的关系是什么？ 答：1、微机系统分硬件和软件，硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出接口，软件包括系统软件和应用软件。
2、微处理器是指微机的核心芯片CPU；微处理器、存储器和输入输出设备组成微机；微机、外部设备和计算机软件组成微机系统。
题1-3 微机的分类方法包括哪几种？各用在什么应用领域中？答：按微处理器的位数，可分为1位、4位、8位、32位和64位机等。
按功能和机构可分为单片机和多片机。
按组装方式可分为单板机和多板机。
单片机在工业过程控制、智能化仪器仪表和家用电器中得到了广泛的应用。
单板机可用于过程控制、各种仪器仪表、机器的单机控制、数据处理等。
题1-4 微处理器有哪几部分组成？各部分的功能是什么？答：微处理器包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。
运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算；控制器的功能是根据指令的要求，对微型计算机各部分发出相应的控制信息，使它们协调工作，从而完成对整个系统的控制；寄存器用来存放经常使用的数据。
题1-5 微处理器的发展经历了哪几代？Pentium系列微处理器采用了哪些先进的技术？答：第一代4位或低档8位微处理器、第二代中高档8位微处理器、第三代16位微处理器、第四代32位微处理器、第五代64位微处理器、第六代64位高档微处理器。
Pentium系列微处理器采用了多项先进的技术，如：RISC技术、超级流水线技术、超标量结构技术、MMX技术、动态分支预测技术、超顺序执行技术、双独立总线DIB技术、一级高速缓冲存储器采用双cache结构、二级高速缓冲存储器达256KB或512KB、支持多微处理器等。
题1-6 何为微处理器的系统总线？有几种？功能是什么？答: 系统总线是传送信息的公共导线，微型计算机各部分之间是用系统总线连接的。
微机原理第3章-指令系统
▲按给出偏移地址方式的不同，分为以下5种： 寄存器间接寻址 寄存器相对寻址 基址加变址寄存器 相对基址加变址寄存器 MOV AL, [ BX ] MOV AL, [ BX + 10H ] MOV AL, [ BX + SI ] MOV AL, [ BX + SI + 10H ]
（1）寄存器间接寻址
寄存器寻址方式的操作数是寄存器的值，指令中直接 使用寄存器名，包括8位或16位通用寄存器和段寄存器。可 使用的16位寄存器：AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、 BP；其中：AX、BX、CX、DX可分成两8位使用。
例： MOV AX，CX
；（AX）
（CX）
INC CX
；（CX）
（CX）＋1
3.直接寻址（Direct Addressing）
0002
AH
AL
默认段寄存器的关系： ① 使用BX、SI、DI，默认段寄存器为DS
(BX)
PA = ( DS )×10H + (SI) (DI)
② 使用BP，默认段寄存器为SS PA = ( SS )×10H + ( BP )
使用BX、SI、DI的寄存器寻址，默认段寄存器为DS
寄存器组 AH AL BH BL CH CL DH DL SI DI BP SP AX BX CX DX DS ES SS CS IP 地 址 加 法 器
运 算 器
控制总线CB
码
器
PSW标志 寄存器
执行部件控制电路
CPU
总线
内存
例： MOV AX , [ BX + SI ]
若 ( DS ) = 4000H
( BX ) = 2000H ( SI ) = 100H 则内存操作数的物理地址为：
微型计算机原理与应用三
3.3 8086的寄存器结构
8086CPU内部具有14个16位寄存器，用于 提供运算、控制指令执行和对指令及操作数寻 址，也就是以前提到的工作寄存器组，基本分 为通用寄存器组、控制寄存器组和段寄存器组。
• 通用寄存器组
8个16位通用寄存器组分为两组：数据寄 存器及地址指针和变址寄存器。
1. 数据寄存器
数据寄存器包括AX、BX、CX和DX。在指 令执行过程中既可用来寄存操作数，也可用于 寄存操作的结果。它们中的每一个又可将高8 位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用。 16位寄存器可以用来存放数据，又可以用来存 放地址。而8位寄存器(AH、AL、BH、BL、CH 、CL、DH和DL)只能用于存放数据。
A L U
标志寄存器
执行 控制
电路
指令对列
1
2
3
4
8086为 6 字节
执行单元（EU）
总线接口单元
（BIU）
• 总线接口单元(BIU)
BIU包括４个段寄存器、指令指针IP(PC)、 指令队列寄存器(IR)、完成与EU通讯的内部寄 存器、地址加法器和总线控制逻辑。它的任务 是执行总线周期，完成CPU与存储器和I/O设备 之间信息的传送。具体地讲，就是取指令时， 从存储器指定地址取出指令送入指令队列排队； 执行指令时，根据EU命令对指定存储单元或I/O 端口存取数据。
决定I/O地址空间的容量。例如在8086CPU系统 中，地址总线的条数为20条，则存储器的最大 容量为220，即1MB字节；它的地址总线的低16 位用来对I/O端口编址，则I/O地址空间的容量为 216，即64K个I/O端口地址。
• 存储器和I/O端口的组织
地址 存储器中的字节 0 1
接 口 CPU 数 据 线 控 制 线 地 址 线 高位决定模块 I/O接口 I/O端口 I/O设备 01
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8086 CPU的工作模式
• 最小工作模式用于单机系统，系统中所有总线控制信号全 部由8086直接提供，因此系统中的总线控制电路可减到最 少；最大工作模式用于多处理机系统，8086 CPU作为主处 理器，其它的处理器为协处理器，协助主处理器工作。在 最大工作模式下，系统所需要的控制信号均由总线控制器 8288提供。 8086最小模式下的总线控制信号由CPU直接产 生，用于总线控制的信号是HOLD（总线请求信号，输入 ）、HLDA（总线响应信号，输出）。 • 8086具体工作在最大模式还是最小模式，完全由硬件连接 决定。当将CPU的第33号引脚MN/ 接＋5V时，8086工作 在最小模式，当MN/ 接地时，8086工作在最大模式。
8086 CPU引脚及功能
8086系统时钟与指令周期
• 每条指令的解释执行过程包括取指令和执行指令两个步骤， CPU取一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作， 这一系列操作所需要的时间通常叫做一个指令周期。由于各 种指令的操作功能不同，因此各种指令的指令周期是不尽相 同的。对应指令执行的三个阶段，指令周期一般分为：取指 周期、取操作数周期和执行周期三个部分。 （1）取指周期 • 取指周期是取出某条指令所需的时间。在取指周期中CPU主 要完成两个操作：1）按程序计数器PC的内容取指令；2）形 成后继指令的地址。 取指周期 = （指令的长度 / 存储字的长度）× 主存的读/写周 期
8086寄存器结构
通用寄存器
• 数据寄存器 数据寄存器包括AX、BX、CX、DX等4个16位寄存器， 主要用来保存算术、逻辑运算的操作数、中间结果和地址 。它们既可以作为16位寄存器使用，也可以将每个寄存器 高字节和低字节分开作为两个独立的8位寄存器使用。而8 位寄存器（AL、BL、CL、DL、AH、BH、CH、DH）只 能用于存放数据。 • 地址指针和变址寄存器 地址指针和变址寄存器组包括堆栈指针 SP、堆栈基址寄 存器 指针BP以及变址寄存器 指针SI和DI等4个16位寄存器 。它们主要是用来存放或指示操作数的偏移地址。
时钟及时钟发生器
• 8086 CPU由外部的一片8284芯片提供主频为5MHZ的时钟信 号。8284A是Intel公司专为8086设计的时钟信号发生器，能 产生8086所需的系统时钟信号（主频），可采用石英晶体或 TTL脉冲发生器作振荡源。8284A除提供恒定时钟信号外， 还对外界输入的就绪信号RDY和复位信号RES进行同步。 • 根据不同的振荡源，8284A有两种不同的连接方法：一种是 用脉冲发生器作振荡源，此时，将脉冲发生器的输出端与 8284A的EFI端相连，并且8284A的 F / C 端接高电平；另一 种方法是用晶体振荡器作为振荡源，此时，将晶体振荡器 接在8284A的X1和X2两端，并且8284A的 F / C 接低电平（ 地）。
BIU和EU的动作管理
• 取指令 BIU从内存取指令，并送到指令队列。取指令时的地址由 代码段寄存器CS中的16位段基址的最低位后补4个0，再与 指令指针IP中的16位偏移地址在地址加法器中相加得到20 位物理地址。然后通过总线控制逻辑发出存储器读命令， 从而启动存储器，从存储器中取出指令并送入指令队列供 EU执行。
BIU和EU的动作管理
• 取操作数或存结果 在EU执行指令过程中需要取操作数或存结果时，先向BIU 发出请求，并提供操作数的有效地址，BIU将根据EU的请 求和提供的有效地址，形成20位的物理地址并执行一个总 线周期去访问存储器或I/O端口，从指定存储单元或I/O端 口取出操作数送交EU使用或将结果存入指定的存储单元 或I/O端口。如果BIU已准备好取指令同时又收到EU的申 请，BIU先完成取指令的操作，然后进行操作数的读写。 当EU执行转移、调用和返回指令时，BIU先自动清除指令 队列，再按EU提供的新地址取指令。BIU新取得的第一条 指令将直接送到EU中去执行。然后，BIU将随后取得的指 令重新填入指令队列。
微处理器原理与应用
8086微处理器系统结构
主讲：王鹏伟 章节：1 ~ 4章 学时：21学时 Email：wangpw@
8086 CPU结构
• 8086 CPU是Intel系列的16位微处理器，它采用HMOS工艺 制造，双列直插，有40个引脚。8086 CPU的电源为单一的 5V，主时钟频率为5MHz～10MHz。它的外部数据总线为 16位，地址线为20根。因为可用20位地址，所以可寻址的 地址空间达1MB。 • 8086 CPU内部采用了并行流水线结构，可以提高CPU的利 用率和处理速度。8086 CPU被设计为支持多处理器系统， 因此能方便地与数值协处理器8087或其他协处理器相连， 构成多处理器系统，从而提高系统的数据处理能力
执行部件EU
• 算术逻辑单元ALU: ALU完成16位或8位的二进制数的算术逻 辑运算，绝大部分指令的执行都由ALU完成。在运算时数据 先传送至16位的暂存寄存器中，经ALU处理后，运算结果可 通过内部总线送入通用寄存器或由BIU存入存储器。 • 标志寄存器FR：它用来反映CPU最近一次运算结果的状态特 征或存放控制标志。FR为16位，其中7位未用。 • 通用寄存器组：它包括4个数据寄存器AX、BX、CX、DX， 其中AX又称累加器，4个专用寄存器，即基址指示器BP、堆 栈指示器SP、源变址寄存器SI和目的变址寄存器DI。 • EU控制器：它接收从BIU中指令队列取来的指令，经过指令 译码形成各种定时控制信号，向EU内各功能部件发送相应的 控制命令，以完成每条指令所规定的操作。
地址指针和变址寄存器
• 堆栈指针SP中存放的是当前堆栈段中栈顶的偏移地址。堆栈操作指令 PUSH和POP就是从SP中得到操作数的段内偏移地址的。 • BP是访问堆栈时的基址寄存器。BP中存放的是堆栈中某一存储单元 的偏移地址，SP、BP通常和SS联用。 • SI和DI称为变址寄存器。它们通常与DS联用，为程序访问当前数据段 提供操作数的段内偏移地址。SI和DI除作为一般的变址寄存器外，在 串操作指令中SI规定用作存放源操作数(即源串)的偏移地址，称为源 变址寄存器；DI规定用作存放目的操作数(目的串)的偏移地址，故称 之为目的变址寄存器，二者不能混用。由于串操作指令规定源字符串 必须位于当前数据段DS中，目的串必须位于附加段ES中，所以SI和 DI中的内容分别是当前数据段和当前附加段中某一存储单元的偏移地 址。 • 当SI、DI和BP不作指示器和变址寄存器使用时，也可将它们当作一般 数据寄存器使用，存放操作数或运算结果。
8086物理地址的形成
8086物理地址的形成
• 对于取指操作，是将当前CS中的内容左移4位(相当乘16) 再加上IP的内容，形成20位指令地址；存取数据操作，是 将当前数据段寄存器DS中的段基址左移4位，再与16位偏 移地址EA相加，形成20位的物理地址；对于压栈和弹栈 操作，是将当前堆栈段寄存器SS中的段基址左移4位，再 与SP相加，形成20位的物理地址；在对目的串操作时，是 以当前附加段寄存器ES中的段基址左移4位，再与DI相加 以形成20位的物理地址。 • 8086还允许部分改变基本段约定，如存取数据的基本段为 数据段，但可临时改变为代码段、或附加段、或堆栈段， 即数据不仅可在数据段，还可在代码段、附加段和堆栈段 中。这种情况称为段超越。
8086 CPU中通用寄存器的特殊用途和隐含性质
8086物理地址的形成
• 8086 CPU可直接寻址lMB的内存空间。直接寻址时需要20 位地址码，而所有的内部寄存器，包括段寄存器，都是16 位的，用它们作地址寄存器，只能直接寻址64KB单元。 因此，在8086 CPU中采用了存储空间分段技术来解决这一 矛盾。将lMB的存储空间分成若干个逻辑段，每段最大长 度为64KB。这些逻辑段可在整个lMB存储空间内浮动，但 是段的起始地址必须能被16整除。这样对于20位的段起始 地址，其低4位为0，可暂时先忽略，而只有高16位是有效 数字，可存放于16位的寄存器中。在形成20位物理地址时 ，段寄存器中的16位数会自动左移4位，然后与16位偏移 量相加 。
隐含寻址
• 8个16位通用寄存器在一般情况下都具有通用性。但是， 为了缩短指令代码的长度，某些通用寄存器又规定了专门 的用途。隐含寻址就是在指令中隐含地使用了一些通用寄 存器，而这些通用寄存器不直接在指令中表现出来 。 • 例如，在字符串处理指令中约定必须用CX作为计数器存 放串的长度。这样指令中就不必给出CX寄存器名，缩短 了指令长度，简化了指令的书写形式，这种使用方法称为 “隐含寻址”。
总线接口部件BIU
• 偏移地址表示离段起始地址之间的距离，用字节数表示。 如偏移地址=0064H,表示该地址距离段起始地址有100个字 节，偏移地址为0就表示该地址为段起始地址。 • 由段基址（段寄存器的内容）和偏移地址两部分构成了存 储器的逻辑地址，如CS:IP=3000:2000H， CS:IP=0200:1020H等，都是逻辑地址。 • 20位物理地址加法器：加法器用于将逻辑地址变换成读／ 写存储器所需的20位物理地址，即完成地址加法操作。方 法是将某一段寄存器的内容（代表段基址）左移4位（相 当乘16）再加上16位偏移地址以形成20位物理地址。 • 6字节的指令队列：当执行单元EU正在执行指令中，且不 需要占用总线时，BIU会自动进行预取下一条或几条指令 的操作，并按先后次序存入指令队列中排队，由EU按顺 序取来执行。 • 总线控制逻辑：总线控制逻辑用于产生并发出总线控制信 号，以实现对存储器和输入输出端口的读／写控制。
8086处理器的结构
• 控制器用来控制程序和数据的输入/输出，以及各部件之 间的协调运行，运算器用来进行算术运算和逻辑运算，并 保存中间运算结果，寄存器组则用来临时存放信息，其信 息或为要处理的数据，或为内存中获取某数据的地址。
Intel 8086的内部结构框图
总线接口部件BIU
• BIU是CPU与外部存储器及输入输出的接口，负责与存储 器和输入输出系统进行数据交换。 BIU由下列各部分组成： • 4个16位段地址寄存器，即代码段寄存器CS，数据段寄存 器DS，附加段寄存器ES和堆栈段寄存器SS，它们分别用 于存放当前代码段、数据段、附加段和堆栈段的段基址。 • 段基址表示20位段起始地址的高16位，段起始地址的低4 位固定是0。 • 16位指令指针IP：IP用于存放下一条要执行指令的有效地 址EA(即偏移地址)，IP的内容由BIU自动修改，通常是进 行加1修改。当执行转移指令、调用指令时，BI若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称为 机器周期。由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次 内存所花的时间较长，因此通常用内存中读取一个指令字的 最短时间来规定CPU周期。也就是说，一条指令的取出阶段 （通常称为取指）需要一个CPU周期时间。而一个CPU周期 时间又包含有若干个时钟周期（通常称为节拍脉冲或T周期， 它是处理操作的最基本单位）。时钟周期是CPU的时间基准 ，由计算机的主时钟脉冲决定，执行每条指令和每个总线周 期的一系列操作都是在时钟脉冲的同步下进行的。这些时钟 周期的总和则规定了一个CPU周期的时间宽度。 • 在执行指令的过程中，CPU要占用系统总线访问内存或外部 设备，以便从内存或外设接口中读取指令或指令所需的操作 数。CPU占用一次系统总线，进行信息的输入输出所需要的 时间称为总线周期。