8088_8086微处理器中浮点运算的优化

# 1. 8088与8086微处理器简介

## 1.1 8088与8086微处理器概述

8088与8086微处理器是Intel公司推出的两款微处理器芯片，分别于1979年和1978年发布。它们是基于x86架构的第一代微处理器，广泛应用于个人电脑、工控系统和嵌入式设备中。

8088微处理器是8086的一个低成本版本，主要用于个人计算机（PC）的设计。8088和8086微处理器有很多共同的特性和架构，但8088微处理器的内部数据总线宽度仅为8位，而8086微处理器的内部数据总线宽度为16位。

## 1.2 8088与8086微处理器的特点

8088与8086微处理器具有以下特点：

1. 高性能：8088和8086微处理器采用了复杂的指令集和高速的执行单元，具有较高的运算能力和处理速度。

2. 可扩展性：8088和8086微处理器支持外部设备的连接和扩展，可根据需求进行系统升级和扩展。

3. 实模式与保护模式：8088和8086微处理器可以在实模式和保护模式之间切换，实模式下可以兼容早期的软件和操作系统，保护模式下可以提供更多的内存保护和安全特性。

4. 多任务处理：8088和8086微处理器支持多任务处理，可以同时执行多个任务，提高系统的整体运行效率。

## 1.3 8088与8086微处理器的体系结构

8088和8086微处理器具有类似的体系结构，包括以下主要组成部分：

1. 寄存器：8088和8086微处理器拥有多个通用寄存器，用于存储和操作数据，如累加器、计数器、数据寄存器等。

2. 数据总线和地址总线：8088微处理器的数据总线宽度为8位，地址总线宽度为20位，可以寻址1MB的内存；8086微处理器的数据总线宽度为16位，地址总线宽度为20位，可以寻址1MB的内存。

3. 执行单元：8088和8086微处理器的执行单元包括算术逻辑单元(ALU)、控制单元和指令寄存器，用于执行指令和处理数据。

4. 存储器接口：8088和8086微处理器与内存和外设之间通过存储器接口进行数据和指令的传输。

5. 系统总线：8088和8086微处理器通过系统总线与其他组件进行数据传输和控制信号传递。

总结起来，8088与8086微处理器是重要的微处理器芯片，具有高性能、可扩展性和多任务处理等特点，其体系结构包括寄存器、数据总线和地址总线、执行单元、存储器接口和系统总线等组成部分。这些特点和结构为后续章节中的浮点运算优化提供了基础。

# 2. 浮点运算在8088与8086微处理器中的性能挑战

在8088与8086微处理器中，浮点运算性能面临着一些挑战。本章将对这些挑战进行分析，并探讨浮点运算在实际应用中的重要性以及传统浮点运算的缺陷与局限性。

### 2.1 8088与8086微处理器中浮点运算性能瓶颈分析

在8088与8086微处理器中，浮点运算性能受到了多个因素的制约。首先，由于8088与8086微处理器是早期的16位处理器，其浮点运算单元并不是直接集成在处理器内部，而是通过协处理器的方式实现浮点运算。这样一来，在进行浮点运算时，需要通过与协处理器之间的数据传输来完成计算，导致浮点运算的效率较低。

其次，8088与8086微处理器的浮点运算性能受到处理器的主频限制。由于当时主频较低，处理器的计算速度较慢，导致浮点运算的速度也相应较低。

此外，8088与8086微处理器中的浮点运算指令集相对较简单，缺乏一些高级的浮点运算指令，限制了浮点