8086微处理器：内部结构与 EU-BIU 工作原理

"8086微处理器及其系统结构的相关思考题与习题，包括8086 CPU的内部结构，执行单元EU和总线接口单元BIU的工作原理，以及指令队列的作用等" 在8086微处理器中，CPU被设计为两个主要单元，执行单元（Execution Unit, EU）和总线接口单元（Bus Interface Unit, BIU），这样的设计是为了提高处理效率。执行单元主要负责执行指令和运算，而总线接口单元则负责数据和指令的传输。 1. EU分为执行部件和控制电路。执行部件包括算术逻辑单元ALU、标志寄存器F、数据暂存寄存器和通用寄存器组。ALU执行算术和逻辑运算，标志寄存器记录运算结果的状态，数据暂存寄存器辅助运算，通用寄存器参与数据处理。控制电路则解析指令并生成相应控制信号来协调各部件的工作。 2. BIU包含指令队列缓冲器、地址加法器、段寄存器、指令指针IP以及总线控制电路和内部通讯寄存器。指令队列缓冲器存储即将被执行的指令，地址加法器结合段寄存器（CS、DS、ES、SS）生成物理地址。BIU通过IP追踪下一条要执行的指令的偏移地址，并通过总线控制电路与外部设备交互。 3. 指令队列在CPU执行指令时起到缓冲的作用，避免因EU执行指令而中断BIU的取指令过程。BIU连续从内存读取指令并存入队列，EU则从中取出指令执行，使得两者可以并行工作。 4. 当CPU执行转移指令时，如JMP或CALL，新的目标地址会替换掉指令队列中的内容，IP会被更新以指向新地址，确保执行流程的正确转移。 5. 在执行过程中，EU不能直接访问存储器中的操作数。操作数通常通过BIU从内存读取，然后送入EU的内部寄存器进行运算。运算完成后，结果可能通过EU写回内存，这一过程可能涉及到通用寄存器、数据暂存寄存器和总线控制电路的配合，以及地址计算，确保数据正确写入指定存储单元。 8086微处理器采用16位数据处理能力，通过段寄存器配合16位偏移地址形成20位物理地址，实现了对更大内存空间的寻址。这种设计使得8086能在有限的硬件资源下处理更复杂的计算任务。通过深入理解这些概念，可以更好地掌握8086系统结构及其工作原理，对学习微机原理和汇编语言编程大有裨益。