第2章 計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

第2章計(jì)算機(jī)硬件基礎(chǔ)

-2.2計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史

■2.2微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)概述

■2.38086/8088/8028616位微處理器

■2.480386/8048632位微處理器

-2.5奔騰系列微處理器

3計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)__________

-計(jì)算機(jī)的理論基礎(chǔ)一美國(guó)數(shù)學(xué)家喬治?布

爾(GeorgeBoole),于1854年提出了一

種推論事物的符號(hào)計(jì)算方法，后來稱為

符號(hào)邏輯或布爾代數(shù)。

■計(jì)算機(jī)的結(jié)構(gòu)基礎(chǔ)一1945年，美國(guó)普林

斯頓大學(xué)研究院馮?諾依曼(Von

Noumann)博士提出了一種“存儲(chǔ)程序”的

概念。即將要執(zhí)行的程序，以編碼的形

式存放在存儲(chǔ)器里，利用它們來進(jìn)行計(jì)

算。

2.1計(jì)算機(jī)發(fā)展簡(jiǎn)史

■遠(yuǎn)在600多年前，我國(guó)勞動(dòng)人民就發(fā)明了

算盤。

■17世紀(jì)中葉，出現(xiàn)了計(jì)算尺和機(jī)械計(jì)算

機(jī)。

■世界上首臺(tái)電子計(jì)算機(jī)(簡(jiǎn)稱計(jì)算機(jī))

是由美國(guó)賓夕法尼亞大學(xué)(Pennsylvania

University)于1946年研制成功。

它使用了18800個(gè)電子管，7500個(gè)繼電器

和開關(guān)，體積85M3,占地170M2,重約30

噸，耗電約150千瓦/小時(shí)。運(yùn)算速度每秒鐘

近5000次°

■ENIAC是

ElectronicNumericalIntegratorAndComputer

（電子數(shù)字積分計(jì)算機(jī)）的縮寫，它于1946年2月15

口誕生；當(dāng)時(shí)的資助者是美國(guó)軍方，目的是計(jì)算

彈道的各種非常復(fù)雜的非線性方程組。

■ENIAC的“程序設(shè)計(jì)。需要插拔N多的插

頭

」國(guó)啟斤

LT▲，JIL|^z|.

nazu/凄特征

■J一舁機(jī)時(shí)■代

第一代電子管時(shí)代1946年?1957年磁鼓存儲(chǔ)器機(jī)器語(yǔ)言

第二代晶體管時(shí)代1958年?1963年磁芯存儲(chǔ)器發(fā)展到高級(jí)語(yǔ)言

第三代集成電路時(shí)代1964年?1970年半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展到總線結(jié)構(gòu)

第四代（超）大規(guī)模集成電路1971年?半導(dǎo)體存儲(chǔ)器發(fā)展到微處理器

■第一代的主要機(jī)型有UNIVAC、ENIAC>IBM701等。

■第二代主要機(jī)型有IBM7094計(jì)算機(jī)，其容量為32KB,字長(zhǎng)32位。其它還

有UNIvAC-1、cDc6600等計(jì)算機(jī)。

■第三代主要機(jī)型有：由美國(guó)IBM公司研制成功的IBM360系列計(jì)算機(jī)、數(shù)

字設(shè)備公司研制的PDP—11小型計(jì)算機(jī)等。

■第四代主要機(jī)型有IBM-4300,丫人*-11和乃\1甘（3等,現(xiàn)在發(fā)展仍然處于

第四代，但是CPU以及總線性能已經(jīng)得到極大提高。

?第五代電子計(jì)算機(jī)為智能計(jì)算機(jī)，現(xiàn)仍處于發(fā)展階段。

表2.1Intel公司的歷代微處理器

型號(hào)推出年份內(nèi)部數(shù)據(jù)總線外部數(shù)據(jù)總線含晶體管只數(shù)

40041971442250

?Q2n19748805萬

80851976880.6萬

8086197816162.9萬

808819791682.9萬

80186198216165.6萬

802861982161613萬

803861985323227.575

8048619893232120萬

Pentium1993.033264310萬

PentiumPro1995.113264550萬

Pentium1997.013264450萬

MMX

PentiumII1997.053264750萬

PentiumIII1999.013264950萬

PentiumIV2000.1132643400萬

lintel8080,

Mtd4004,2474

Mtd808S',

X^?76基于808。芯片的計(jì)算機(jī)FVoccss"Technology

2.2.1微機(jī)硬件系統(tǒng)的基本結(jié)

構(gòu)

■1、CPU基本結(jié)構(gòu)

■2、存儲(chǔ)器的組織模型

■3、I/O接口和外部設(shè)備

■4、微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

CPU基本結(jié)構(gòu)

■中央處理器(CentralProcessingUnit,縮

寫為CPU)是計(jì)算機(jī)的核心部件。微機(jī)上

的CPU也成為微處理器(Microprocessor)。

■算術(shù)邏輯單元ALU(ArithmeticLogicUnit)

■控制器(ControlUnit)

■寄存器(Register)組

2、存儲(chǔ)器的組織模型

■存儲(chǔ)器的職能是存放程序和數(shù)據(jù)(統(tǒng)稱為

信息或內(nèi)容).

■存儲(chǔ)器被劃分成許多存儲(chǔ)單元，每個(gè)存

儲(chǔ)單元所能存儲(chǔ)的二進(jìn)制位數(shù)都是8位，

即1個(gè)字節(jié)(Byte)。每個(gè)存儲(chǔ)單元有一個(gè)

固定的地址。

有關(guān)存儲(chǔ)器的名詞（1）

■地址

標(biāo)志存儲(chǔ)單元位置的二進(jìn)制編碼

■存儲(chǔ)器訪問

■存放或取出存儲(chǔ)單元信息的過程

■存儲(chǔ)器尋址

-由地址譯碼器將CPU發(fā)出的單元地址進(jìn)行譯

碼，找到相應(yīng)的存儲(chǔ)單元的過程

有關(guān)存儲(chǔ)器的名詞（2）

-存儲(chǔ)器讀操作

-從存儲(chǔ)器中取出信息的過程

■存儲(chǔ)器寫操作

-向存儲(chǔ)器中寫入信息的過程

■內(nèi)部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱為內(nèi)存，也稱為主存）

-由速度極高的寄存器組、高速緩存Cache和高速的

系統(tǒng)存儲(chǔ)器組成?？芍苯油ㄟ^地址總線尋址存儲(chǔ)單

元。本書中討論的存儲(chǔ)器是指主存。

■外部存儲(chǔ)器（簡(jiǎn)稱為外存，也稱為輔存）

-外存屬于外部設(shè)備，需要通過I/O接口訪問其中的

存儲(chǔ)單元。如磁盤、光盤與USB盤等

3.1/0接口和外部設(shè)備

■I/O接口(Input/OutputInterface)是為

使CPU與I/O設(shè)備相連接而專門設(shè)計(jì)的

邏輯電路。功能有：

1.數(shù)據(jù)緩存。解決低速的外設(shè)與高速CPU之

間的速度匹配問題；

2.通信轉(zhuǎn)換。包括信息格式的相容性變換，

正負(fù)邏輯轉(zhuǎn)換，串并間的轉(zhuǎn)換等；

3.控制與狀態(tài)信息寄存。報(bào)告外設(shè)狀態(tài)，傳

達(dá)計(jì)算機(jī)命令

■輸入/輸出設(shè)備(I/ODevice)是變換信息輸入

/輸出形式的部件。

它將人們熟悉的信息形式變換成計(jì)算機(jī)能

接收并識(shí)別的信息形式，或者將計(jì)算機(jī)處理結(jié)

果的二進(jìn)制信息轉(zhuǎn)換成人類或其他設(shè)備接收和

識(shí)別的形式，如字符、圖形、模擬量等。

■每個(gè)I/O接口可以有多個(gè)I/O端口(I/O

Port),每個(gè)I/O端口都有唯一固定的地址。

j4,微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)

-總線(Bus)：進(jìn)行信息交換的公共電路通

道。

■連接CPU、存儲(chǔ)器和各種I/O設(shè)備使它們

之間能夠相互傳送信息的信號(hào)線及其相

應(yīng)的控制電路稱之為系統(tǒng)總線(System

Bus)。

■地址總線(AddressBus)

■數(shù)據(jù)總線(DataBus)

■控制總線(ControlBus)

222微型計(jì)算機(jī)的工作原理

■名詞

■(Instruction)：計(jì)算機(jī)中的基本操作

命令

■(InstructionSet)：計(jì)算機(jī)所能執(zhí)

行的全部指令

■(Program)：實(shí)現(xiàn)既定任務(wù)的指令序

列。

j指令

-使用二進(jìn)制數(shù)字編碼形式表示，與數(shù)據(jù)

一起存放于存儲(chǔ)器中。

■操作碼(OperationCode)：表示計(jì)算機(jī)執(zhí)行

什么操彳乍

■操作數(shù)(Operand)：指明參加操作的數(shù)據(jù)或

者數(shù)據(jù)所在的地址

x2.2.3簡(jiǎn)息事執(zhí)行過程

"w■i開始

取出指令

分析指令

簡(jiǎn)單程序?qū)嵗?/p>

-程序?qū)崿F(xiàn)48+22=？。相應(yīng)的三條匯編指

令以及相應(yīng)的操作碼為

MOVAL,30H;10110000B（操作碼）

00110000B（操作數(shù)）

ADDAL,16H;00000100B（操作碼）

00010110B（操作數(shù)）

HLT;11110100B（操作碼）

238086/8088/8028616位微處

理器

■Intel公司1978年推出微處理器

8086/8088

■IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)(IBMPC)是1981年中期

問世的。采用了8088作為CPU。幾年以

后,又推出另一種IBM個(gè)人計(jì)算機(jī)PC/AT

機(jī)(PersonalComputer/Advanced

Technology),采用了80286微處理器

88Q8

原始的IBMPC使用g。2g6的IBMPC/A'

日本東芝公司的丁使用8088芯片的筆

記本

（世界第一臺(tái)筆記本，2985）

2.3.18086/8088CPU的內(nèi)

部結(jié)構(gòu)

■執(zhí)行單元EU(ExecutionUnit)

■總線接口單元BIU(BusInterfaceUnit)

總線

控制

邏輯

4

1256

3

總線接口單元（BIU）

圖2.48086內(nèi)部結(jié)構(gòu)

2.3.28086/8088CPU中的寄

《存器結(jié)構(gòu)___________

■14小左左哭

■J-1|TJPT)

AXAHALAccumulator累加器

BXBHBLBaseRegister基址寄存器

分為4類：CXCHCountRegister計(jì)數(shù)（寄存）器

DXkDLDataRegister數(shù)據(jù)寄存器

1.通用寄存器組SPStackPoint堆棧指示器

BPBasePoint基址指示器

2.SISourceIndex源變址寄存器

指令指示器DIDestination

3.狀態(tài)標(biāo)志寄存器

IPInstructionPoint指令指示器

FFlags狀態(tài)標(biāo)志寄存器

4.段寄存器

CSCodeRegister代碼段寄存器

DSDataRegister數(shù)據(jù)段寄存器

SSStackRegister堆棧段寄存器

ESExtraRegister附加段寄存器

，IJ口」，1丁色中勺之門用途

.

在乘法、除法指令中作累加器

AX、AL

在輸入輸出指令中作數(shù)據(jù)寄存器

在LAHF指令中作目的寄存器；在SAHF指令中作源寄存器

AH

在非壓縮BCD數(shù)的調(diào)整指令中作目的寄存器

在BCD數(shù)運(yùn)算指令和調(diào)整指令中作累加器

AL

在XLAT指令中作累加器和數(shù)據(jù)表的位移量

BX作間址和基址寄存器

CX在循環(huán)控制指令和字符串指令中作計(jì)數(shù)器

CL在移位指令中作移位位數(shù)計(jì)數(shù)器

在輸入輸出指令中作間址寄存器

DX

在乘法與除法指令中作輔助累加器

?作間址和基址寄存器

SP作堆棧指示器

作間址和變址寄存器

SI在字符串指令中作源地址間址或變址寄存器

作間址和變址寄存器

DI在字符串指令中作目的地址間址和變址寄存器

2指令指示器

■指令指示器IP(InstructionPoint)是一個(gè)

專用的16位寄存器，指向下一條指令的

地址

■注意：IP一般不提供給用戶直接使用

3.狀態(tài)標(biāo)志寄存器

「|O|D|I|T|S|Z||A||P||C

■狀態(tài)標(biāo)志,6個(gè)

(C,A,0,S,Z,P)

■控制標(biāo)志,3個(gè)

。I,T)

狀態(tài)標(biāo)志(1)

i.進(jìn)位標(biāo)志位C(CarryFlag)

最高位有進(jìn)位或借位，C=l;

無進(jìn)位或借位，C=0.

■STC(SeTCarryflag):置1

■CLC(ClearCarryflag):清0

■CMC(CoMplementCarryflag):取反

2.輔助進(jìn)位標(biāo)志位A(Auxiliarycarryflag)

低4位D3?DO向高4位D7?D4有進(jìn)位或借位，A=1;

無進(jìn)位或借位，A=0.

■用于BCD數(shù)的算術(shù)運(yùn)算調(diào)整指令。

q狀態(tài)標(biāo)志（2）________

3,溢出標(biāo)志位O（Overflowflag）

運(yùn)算結(jié)果當(dāng)符號(hào)數(shù)來影響標(biāo)志位：

-若指令執(zhí)行后結(jié)果超出了機(jī)器數(shù)所能表示的數(shù)

的范圍，置0=1；

■反之則0=0

■注意:

只有（正數(shù)+正數(shù)）以及（負(fù)數(shù)+負(fù)數(shù)）

才有可能溢出。

狀態(tài)標(biāo)志(3)

4,符號(hào)標(biāo)志位S(Signflag)

表示運(yùn)算結(jié)果的符號(hào)，S與結(jié)果的符號(hào)位相同.

■結(jié)果為負(fù)數(shù)，s=i；

■結(jié)果為正數(shù)，s=o；

5,零標(biāo)志位Z(zeroflag)

■指令執(zhí)行后結(jié)果為0,z=l;

■指令執(zhí)行后結(jié)果不為o,z=o.

狀態(tài)標(biāo)志(4)

6,奇偶標(biāo)志位P(parityflag)

■低八位中1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，P=1；

■低八位中1的個(gè)數(shù)為奇數(shù)，P=0?

控制標(biāo)志(1)

1,方向標(biāo)志位D(directionflag)

用于控制數(shù)據(jù)串操作的步進(jìn)方向

■D=O,則串操作指令自動(dòng)增量地從低地址

指向［Wj施址；

■若D=l,串操作的方向是從高地址向低地

址方向自動(dòng)減量。

?相關(guān)指令：

.CLD：D清0,

.STD：D置1

控制標(biāo)志（2）

■中斷允許標(biāo)志位1（interruptenableflag）

■1=1,允許響應(yīng)外部可屏蔽中斷（開中斷）

-1=0,不允許CPU響應(yīng)外部可屏蔽中斷（關(guān)

中斷）

?相關(guān)指令

.STI：I置1

■CLI：I清0

控制標(biāo)志（3）

■跟蹤標(biāo)志位T（trapflag,又稱為陷阱標(biāo)志

位）

■T=l,CPU每執(zhí)行一條指令就自動(dòng)地發(fā)生一

個(gè)內(nèi)部中斷

■T=0,CPU正常執(zhí)行程序

j4?段寄存器

-段地址與段內(nèi)偏移地址

■：8086/8088把20位地址的存儲(chǔ)器分

成若干個(gè)段來表示。段寄存器中的內(nèi)容稱為

該段的段地址,又稱為基地址或首地址,它

是該段第一個(gè)存儲(chǔ)器單元的地址。

■：段內(nèi)由16位二進(jìn)制數(shù)來尋

址，段內(nèi)尋址的16位二進(jìn)制數(shù)地址是存儲(chǔ)單

元到段首址的距離，稱為段內(nèi)偏移地址,簡(jiǎn)

稱偏移地址偏移量

邏輯地址

-一個(gè)存儲(chǔ)單元的地址由段地址和偏移地

址兩部分組成，用冒號(hào)連接段地址和偏

移地址，即段地址:偏移地址，例如

CS;IP

這樣表示的地址稱為O

■段寄存器就是用來存

放段地址的寄存器

-代碼段寄存器

CS(codesegment)

■數(shù)據(jù)段寄存器

DS(datasegment)

-堆棧段寄存器

SS(stacksegment)

-附加段寄存器

ES(extrasegment)

2.3.3存儲(chǔ)器的分段與物理地址

形成

1.存儲(chǔ)器的分段

■8086/8088有20條地址線，可尋址

1M(22O)字節(jié)的地址空間，其地址范圍

為00000H~FFFFFH。

■字節(jié)(Byte)與字(Word)

■每字含兩個(gè)字節(jié)，存放規(guī)則為“高地址放高

位字節(jié)”。例如：7816H

n+178H

n16H

■當(dāng)n為偶數(shù)時(shí)，n和n+1號(hào)兩個(gè)存儲(chǔ)單元

的內(nèi)容組成的字稱為，通常都應(yīng)

選用這種存放方式。

■當(dāng)n為奇數(shù)時(shí)，n和n+1號(hào)兩個(gè)存儲(chǔ)單元

的內(nèi)容組成的字稱為。

存儲(chǔ)器分段注意事項(xiàng)

■每段可尋址的地址空間限制在216(64KB)

字節(jié)

■段寄存器中的內(nèi)容是可變的，存儲(chǔ)器的

分段不是唯一的，因此段可以互相重疊。

2物理地址的形成

■主存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)單元的實(shí)際地址

■物

段寄存器0000

0

偏移地址

20位物理地址

例如：CS=0016H,IP=1104H,則邏輯

地址CS:IP=0016H:1104H,物理地址

為

00160H

+1104H

01264H

指令尋址

■操作數(shù)有效地址EA(effectiveaddress)

操作數(shù)的物理地址。

-一般由DS給出數(shù)據(jù)段地址

■偏移地址可以是由指令直接給出，也可以由BX

、SLDI給出，或者由執(zhí)行單元EU計(jì)算

■指令的尋址方式實(shí)際上就是如何計(jì)算操

作數(shù)的有效地址

J2,3,480286微處理器

-CPU內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是16位，地

址總線為24位，可尋址224字節(jié)(16MB)內(nèi)

存。

■CPU片內(nèi)具有存儲(chǔ)器管理和保護(hù)機(jī)構(gòu)，它

有實(shí)地址和受保護(hù)的虛地址兩種工作方

式，分別稱為賣模式與保護(hù)模式。

(在實(shí)地址方式中，80286和8086工作方式完

全一樣，使用24位地址中的低20位A19?A0。

尋址能力為1MB,物理地址與邏輯地址的含

義也與8086一樣)

80286對(duì)比8086的改進(jìn)

■①支持更大的內(nèi)存。達(dá)到了當(dāng)時(shí)前所未有的

16MBO

-②模擬內(nèi)存空間。處理器可以使用外存儲(chǔ)設(shè)備

模擬大量的存儲(chǔ)空間，多達(dá)1MB的虛擬存儲(chǔ)器。

■③能同時(shí)運(yùn)行多個(gè)任務(wù)。多任務(wù)是通過多任務(wù)

硬件機(jī)構(gòu)使處理器在各種任務(wù)間來回快速切換。

■④處理速度提升。最早8086版本的速度是

4MHz,80286的運(yùn)行速度為6MHz?8MHz,后

期的80286版本達(dá)至ij了20MHz,性能上有了重

大的進(jìn)步。

80286CPU的內(nèi)部結(jié)構(gòu)

■地址單元AU(AddressUnit)

■指令單元IU(InstructionUnit)

■總線單元BU(BusUnit)

■執(zhí)行單元EU

80286的寄存器

■通用寄存器、段寄存器和指令寄存器與

8086完全一樣

■機(jī)器狀態(tài)字MSW(MachineStatusWord)

寄存器。最低位為保護(hù)允許(PE)位,

PE=O：實(shí)模式；PE=1：保護(hù)模式。

■標(biāo)志寄存器新增加了2個(gè)標(biāo)志位，即I/O

特權(quán)標(biāo)志IOPL(位12、13)和嵌套任務(wù)標(biāo)

志NT(位14)

2.480386/8048632位微

處理器

■2.4.180386微處理器

首款32位微處理器。

1.內(nèi)部數(shù)據(jù)總線：32位

2,外部數(shù)據(jù)總線：32位

3.段寄存器：16位

4.地址總線：32位，可尋址232(4GB)字節(jié)地

址空間。

■一

g

n

a

t

g

s

e

C

T

P

U

8

0

3

8

7

建

淳

巡

朝

80386CPU結(jié)構(gòu)

i.總線接口單元Bill

2.指令譯碼單元IDU(InstructionDecode

Unit)

3.指令代碼預(yù)取單元IPU(Instruction

PrefetchUnit)

4.執(zhí)行單元EU

5.段管理單元SU(SegmentUnit)

6.頁(yè)管理單元PU(PagingUnit)

80386CPU寄存器

i.控制寄存器

2.系統(tǒng)地址寄存器

3,調(diào)試寄存器

4.測(cè)試寄存器

（以上寄存器用于簡(jiǎn)化設(shè)計(jì)和對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行調(diào)

試）

5.通用寄存器

6.段寄存器

7.指令指示器

8.標(biāo)志寄存器

80386CPU工作模式

■實(shí)地址

-虛地址保護(hù)

■虛擬8086

在虛地址保護(hù)方式下，能夠在多任務(wù)系統(tǒng)

中執(zhí)行8086任務(wù)的一種特殊方式。

”2.4.280486微處理器

果內(nèi)部數(shù)據(jù)總線：32位---------------

2,外部數(shù)據(jù)總線：32位

3.地址總線：32位

4.段寄存器：16位

80486CPU結(jié)構(gòu)

i.總線接口單元Bill

2.指令譯碼單元IDU

3.指令預(yù)取單元IPU

4.執(zhí)行單元EU

5.段管理單元SU

6.頁(yè)管理單元PU

7.浮點(diǎn)處理單元FPU(FloatProcessUnit)

8.高速緩存(Cachememory)

流水線

■流水線是CPU運(yùn)作中的一種并行模式。例如

486將一個(gè)指令的執(zhí)行過程分為5步：取指令、

指令譯碼、取操作數(shù)、執(zhí)行運(yùn)算、寫回結(jié)果。

當(dāng)指令單元完成第一條指令的讀取后，直接就

可以讀取第二條指令，其它單元也這樣，于是

就形成了一個(gè)流水線系統(tǒng)。這樣，本來一個(gè)指

令需要5個(gè)時(shí)鐘周期，那么如果引入了流水

線，在第5個(gè)時(shí)鐘周期之后，486就能以一個(gè)時(shí)

鐘周期運(yùn)算一個(gè)指令了。也就是每個(gè)周期輸出

一個(gè)指令。比未采用流水線技術(shù)每5個(gè)周期輸

出一個(gè)指令的效率要高很多。

流水線圖示

2.5奔騰系列微處理器

-超標(biāo)量結(jié)構(gòu)

-將芯片內(nèi)的數(shù)據(jù)Cache與代碼Cache分開

-提供分支預(yù)測(cè)

-流水線浮點(diǎn)單元

-支持雙處理器系統(tǒng)。芯片中具有本地多

處理器中斷控制器以及電源管理特性等

等。

lintelPei^tiiAM處理器，19^73

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RUCTION

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COMPLEX

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LOGICSUPPORT

HMi

SUPERSCALAR

INTEGER

EXECUTION

UNITS

PIPELINED

FLOATING

CACHE

hPOINT

MPLOGIC

Pc八力M處理器的內(nèi)核結(jié)構(gòu)

2.5.1Pentium的結(jié)構(gòu)

h「1

TLB8KB指令

轉(zhuǎn)移日標(biāo)預(yù)取

——

?高速緩存

緩沖器地址

64位數(shù)據(jù)

總線

總控制部件

頁(yè)

32位地址線面

總線部地址生成地址生成

件浮點(diǎn)部件

部（V流水線）（U流水線）

件

控制

總線

整數(shù)寄存器

ALUALU

（V流水線）（U流水線）

滾筒式移位

器

內(nèi)

部

總

線

32

,32

32

」KB數(shù)據(jù)高速緩存

32

TLB

1.奔騰具有U、V兩條流水線，每條流水線長(zhǎng)度

(流水崗)為5,能同時(shí)執(zhí)行2條整型指令，

是超標(biāo)量(Superscagr)為2的首款I(lǐng)ntel微處理

-奧O

-5級(jí)流水崗為取指、譯碼、取操作數(shù)(或譯碼2)、

執(zhí)行、回寫。

■超流水線(Superpiplined)是指CPU內(nèi)部流水線長(zhǎng)度

超過通常的5?6步以上。

2.指令Cache與數(shù)據(jù)Cache完全分開，各為8

KB,而且每組Cache都有各自的

(TranslationLook-asideBuffers,TLB)

3.浮點(diǎn)部件相對(duì)80486有徹底的改進(jìn)，有

8級(jí)流水崗，每個(gè)時(shí)鐘可執(zhí)行一條指令。

4.借助(BranchTarget

Buffer,BTB)等邏輯部件實(shí)現(xiàn)了分支轉(zhuǎn)

移的動(dòng)態(tài)預(yù)測(cè)。

5,外部數(shù)據(jù)總線經(jīng)總線接口部件擴(kuò)展到64

位。該接口電路與內(nèi)部Cache連接。

2.5.2Pentium的寄存器

3116150

指令指針EIPIP-

3116150

標(biāo)志寄存器Eflag___________________________________Flag

3116150

累加寄存器EAXAHAL

基址寄存器EBXBHBL

通

計(jì)數(shù)寄存器ECXCHCL

用

數(shù)據(jù)寄存器EDXDHDL

寄

源變址寄存器ESISI

存

目的變址寄存器EDIDI

器

基址指針寄存器EBPBP

堆棧指針寄存器