8086/8088微处理器结构与工作原理

"第二章微处理器，讲解了8086/8088微处理器的结构、操作过程、最大和最小模式下的引脚功能、操作时序，以及80x86的实地址方式和虚地址方式。" 在8086/8088微处理器的结构中，它们都是Intel系列16位微处理器。8086具有16条数据线和20条地址线，能够访问高达1MB的内存空间，工作时需要5V电源和5MHz的时钟频率。而8088虽然内部结构与8086兼容，但其外部数据总线为8位，因此被称为准16位处理器。两者都支持16位数据处理，8088还支持8位数据处理，且拥有20位地址线，同样可寻址1M字节。 处理器的结构主要分为两大部分：总线接口部件和执行部件。总线接口部件负责从内存取指令并送入指令队列，同时在执行指令时获取和放置操作数。它包含四个段地址寄存器（CS、DS、ES、SS），用于存储不同的内存段地址，16位指令指针寄存器IP（PC）记录下一条指令的位置，20位地址加法器用于生成20位物理地址，以及六字节的指令队列缓冲器，实现指令的预取，提高执行效率。 执行部件则是处理器的核心，它从指令队列中取出指令，进行指令译码，发出控制信号，并进行算术逻辑运算。执行部件包括通用寄存器集（如AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI），运算寄存器ALU，以及标志寄存器，这些寄存器在执行程序时起到关键作用，比如ALU执行算术和逻辑运算，标志寄存器记录运算结果的状态。 8086/8088的工作模式包括最大模式和最小模式，最大模式适合多处理器系统，最小模式则适用于单处理器系统。在不同模式下，它们的引脚功能会有所不同，例如在最大模式下，可以连接更多的扩展芯片，如存储器控制器和I/O控制器。 此外，80x86系列的寻址方式包括实地址方式和虚地址方式。实地址方式直接使用物理地址访问内存，而虚地址方式通过分段和分页机制，使得程序可以访问超过实际物理内存大小的地址空间。 在操作时序方面，8086/8088有明确的时钟周期和机器周期，每个指令的执行过程包括取指、解码、执行和写回等步骤，这些步骤按照特定的时间顺序进行，形成操作时序图，确保处理器能有序地执行指令序列。 学习8086/8088微处理器涉及的内容广泛，包括其硬件结构、操作流程、地址计算、总线交互以及内存管理和指令执行机制，这些都是理解计算机底层工作原理的基础。