文档介绍：第二章 80x86微处理器
二
一
32位微处理器内部结构
有关技术名词简介
Pentium内部结构
Pentium微处理器结构特点
32位微处理器的编程结构
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关于Pentium(奔腾)的命名
按照80X86的逻辑,80486之后的下一个CPU名字应是80586,但是Intel公司决定不再采用数字命名,原因是为了保护商标版权,所以Intel为了获得新一代CPU的商标专利,将其取名为Pentium,它来源于希腊字“Pente”,其意思为5,现在人们习惯上也将Pentium叫做586,或称作奔腾586,或称P5(Pentium未正式命名前的称呼)。
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三
一
32位机为了支持多任务操作及提高处理速度,普遍采用了一些现代先进计算机硬、软件技术,如流水线技术、虚拟存储器技术、高速缓冲存储器技术、内存管理技术及分支预测技术等。
1. 有关技术名词简介
CISC和RISC
plex Instruction puter)的英文缩略语。计算机结构一直是朝着逐渐复杂的方向发展、如更大的指令集、更多的寻址方式、更多的专用寄存器和更强大的指令计算功能,等等。后来,将具备这种趋势的机器称为复杂指令集计算机CISC。
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然而,当 CISC发展到一定程度后,一些过于复杂和深奥的指令很难也很少使用。把这样的指令加入到指令集反而使控制器的设计变得复杂,并占用了CPU芯片面积的相当大的部分。因此,从处理器的执行效率和开发成本两个方面考虑,需对复杂指令集结构的处理器予以重新评价。
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RISC--精简指令集计算机(Reduced Instruction puter)
1980年Patterson和Ditzel首先提出了精简指令集计算机RISC 这个设想,并由Patterson和Sequin领导的一个小组于1981年在加州大学研制出第一台这样的机器----RISC机。
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RISC出现在80年代,它的含义是简化指令系统的计算机,它舍弃不常用的复杂指令,并充分改进频繁使用的基本指令的实际执行效率,把微程序控制器改为硬连线控制器,加强寄存器-寄存器操作指令,从而简化了计算机结构,提高了性能。后来,RISC技术强调优化流水线技术,使在一个机器周期内完成一个基本指令的执行。
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当前,Intel公司的CISC产品80X86仍占有极大的优势,其原因是在80X86/MS-DOS平台上开发的应用软件有上亿个,远比RISC机器的软件丰富。市场的占有率高。认为CISC会自行消亡那就大错特错了。竞争的结果是:最近的RISC设计,已不再是"纯"RISC结构;而最近的CISC设计,也融进不少RISC特征
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puter Pipeline)
在冯·诺依曼计算机体系结构中,一条指令的执行全过程总是分成几步完成。首先,处理器从cache或主存取来指令,接着译码此指令确定它的操作类型;若操作需要存储器操作数的话,要确定操作数地址并负责由cache或主存取来操作数;然后完成所需的操作;最后,将结果写回寄存器或主存的指定位置中。
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一条指令流水线可由如下5段组成: S1,取指令(IF):由cache或主存取指令; S2,指令译码(ID):证实指令将要完成的操作; S3,取操作数(OF):确定存储器操作地址,取得所需存储器操作数和寄存器操作数; S4,执行(EX):对操作数完成指定操作,目标为寄存器的指令在S4完成操作。 S5, 写回(WB):修改目标操作数,主要指目标为存储器的操作数。
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进入流水线的指令流,由于后一指令的第I功能步于前一指令的第I+1功能步同时进行,从而一串指令总的完成时间大为缩短。这一情况示图中所示4条指令只用了8个时钟就完成了,若是非流水线的顺序处理则需要20个时间周期。。
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