计算机组成原理笔记day05 8086及8088 概述及内部结构

80X86微处理器简介

概述

微处理器：

微处理器简称CPU，是用来实现运算和控制功能的部件，由运算器、控制器和寄存器三部分组成。

运算器用于完成数据的算术和逻辑运算。 CPU内部的寄存器用来暂存参加运算的操作数和运算结果。 控制器通常由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成。

80X86微处理器是美国Intel公司生产的系列微处理器。 从1978年推出的16位8086微处理器芯片后，便开始了Intel公司的80X86系列微处理器的生成历史。 

8086CPU

Intel系列的16位微处理器；

单一的+5V电源供电；

双列直插式芯片，40个引脚；

时钟频率5MHz~10MHz。 16条数据总线，可以处理16位数据

20条地址总线，可直接寻址1M字节的存储单元。

在8086推出后不久，为方便原8位机用户，Intel公司很快推出了8088微处理器，其指令系统与8086完全兼容，CUP内部结构仍为16位，但外部数据总线是8位，这样设计的目的主要是为了与原有的8位外围接口芯片兼容。

字长

字长是指在单位时间内同时处理的二进制数据的位数。 字长与数据总线的宽度有关。 字长决定了CPU表示数据的精度。 提高了CPU的相对运行速度。 典型CPU字长：    

8088--------------8bit    

8086--------------16bit    

80386-------------32bit    
Pentiun-----------32bit   64bit

内部工作频率：

内部工作频率又称为内频或主频，表示在微处理器内数字脉冲信号振荡的速度。

与微处理器实际运算能力并没有直接关系。仅是微处理器性能表现的一个方面，不代表微处理器的整体性能。

内部频率的倒数是时钟周期，这是微处理器中最小的时间元素，微处理器每个动作至少需要一个时钟周期

示例：当CPU时钟频率为5MHz时，其总线周期为()。

A.0.8µs     B. 500ns    C.200ns    D.200µs

【解析】 时钟周期T=1/f=1/5MHz   =1/5000 000=0. 2x10-6s =0.2x10-3ms  =0.2µs=200ns

一个总线周期通常由4个T状态组成，即  4×T=4×200ns=0.8µs

外部工作频率

外部工作频率是指由主板为CPU提供的基准时钟频率。早期，微处理器的内频等于外频。 目前，微处理器的内频越来越高，相比之下外频与内频不再是一比一的同步关系了，从而出现了内部倍频技术。内频=外频×倍频。

【示例】 早期，80486 DX-33的内频为33MHz，它的外频也为33MHz。即80486 DX-33以33MHz的速度在内部进行运算，也同样以33MHz的速度与外界交换数据。 80486DX-66外频为33MHz，由于内部2倍频技术的关系，内频为2× 33MHz=66 MHz。

前端总线频率

前端总线（Front  Side  Bus），通常用FSB表示，它是微处理器和外界交换数据的最主要的通道，主要连接主存、显卡等数据吞吐率高的部件，因此前端总线的数据传输能力对计算机整体性能作用很大。如果没足够快的前端总线，再强的CPU也不能明显提高计算机整体速度。

目前PC机上所能达到的前端总线频率有266MHz、333MHz、400MHz、533MHz、800MHz几种，最高到1066MHz。

片内Cache的容量

片内Cache又称CPU Cache，可分为L1 Cache、L2 Cache，部分高端CPU还具有L3 Cache。L1 Cache的容量基本在4~64KB之间，L2 Cache的容量从128KB