80286-Pentium微处理器架构与虚拟存储管理详解

本资源主要介绍了80286微处理器及其在80386和80486架构中的地位，以及与后续的Pentium处理器之间的关联。80286作为一款重要的16位微处理器，其设计具有24根AB线和16根DB线，具备实地址方式和保护方式两种运行模式，同时兼容8086指令集。它支持16MB物理存储器和1GB的虚拟存储器，其中虚拟存储器是通过段描述符进行地址映射的，区分于物理存储器的可访问性。 80286的寄存器组包括CS（代码段选择）、DS（数据段选择）、SS（堆栈段选择）、ES（额外段选择）等，这些寄存器负责管理不同类型的内存空间。此外，还有段描述符高速缓存寄存器、任务寄存器与描述符表寄存器，以及机器状态寄存器（MSW），MSW用于指示处理器的工作状态，如保护模式、实地址方式、协处理器的存在状态和任务转换等。 虚拟存储器的实现依赖于段描述符，通过将虚拟地址映射到物理地址，使得程序可以访问超过物理内存范围的地址。另外，引入了高速缓冲存储器（Cache）来提高数据访问速度，但Cache对某些寄存器如IDTR和GDTR是不可见的。 Cache的命中率是衡量其性能的重要指标，与内存空间的比例通常是1：128。 80286的MSW寄存器中，PE位用来标志处理器工作模式，当PE=1时，表明处理器处于保护模式，而PE=0则表示实地址模式。EM位用于识别是否存在协处理器，如果MP=1且EM=0，表示系统有实际协处理器；反之，如果MP=0且EM=1，则表示需要软件模拟协处理器功能。TS位用于任务转换，任务执行期间TS=1，转换完成后TS=0，以确保协处理器在任务间切换时的正确行为。 总结来说，80286是一个关键的微处理器，它的设计理念和技术特性为后续的80386和Pentium处理器奠定了基础，对于理解计算机系统特别是虚拟内存管理和任务调度等方面有着重要意义。