80286到Pentium：微处理器与虚拟存储器解析

"80286---pentium.ppt" 本文将深入探讨80286、80386、80486以及Pentium微处理器的架构和特性，特别是80286的寄存器组、描述符、存储器管理和虚拟地址模式。 80286微处理器作为一款超级16位处理器，拥有24位地址总线（AB线）和16位数据总线（DB线），能够寻址16MB的物理存储器。它支持两种运行方式：实地址模式和保护模式。实地址模式与8086兼容，而保护模式引入了对虚拟存储器的支持，允许处理多达1GB的虚拟地址空间，通过磁盘等外部存储器扩展实际可用的内存。虚拟地址到物理地址的映射是通过段描述符实现的，这是一个关键的机制，用于确保安全的内存访问。 80286寄存器组包括了CS、DS、SS、ES等段选择寄存器，它们存储段选择符，这些选择符指向段描述符，描述符中包含了段的基地址和长度信息。此外，还有任务寄存器TR、局部描述符表寄存器LDTR以及中断描述符表寄存器IDTR和全局描述符表寄存器GDTR，这些寄存器参与了任务管理和中断处理。值得注意的是，80286还引入了段描述符高速缓存，提高了访问速度。 机器状态寄存器（MSW）是一个16位的寄存器，用于指示处理器当前的工作方式和状态。其中，PE位用于切换实地址模式和保护模式，EM位和MP位则分别控制协处理器的仿真和检测其是否存在。TS位在任务切换时被设置，以防止协处理器在任务转换期间工作，直到新的任务完全建立。 80286之后的80386和80486进一步增强了处理器性能，支持更复杂的多任务管理和更高的处理能力。Pentium处理器引入了更多的优化，例如增加浮点运算单元的性能，支持超标量执行和多线程技术，显著提升了处理器的计算效率。 80286及其后续的处理器家族，通过增强的寄存器结构、描述符机制和虚拟存储器管理，实现了更高效、更安全的系统设计，为后来的个人计算机发展奠定了坚实的基础。