Реферат: Обзор процессоров i80x86

ОБЗОР ПРОЦЕССОРОВ I80X86

СОДЕРЖАНИЕ

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ………………………………………………………………………………………… -

СОДЕРЖАНИЕ …………………………………………………………………………………………………………… 3

ВВЕДЕНИЕ ………………………………………………………………………………………………………………… 4

1.

КРАТКИЙ ОБЗОР ПРОЦЕССОРОВФИРМЫ INTEL …………………………… 5

1.1

ПРОЦЕССОР i8086 ……………………………………………………………………………… 4

1.2

ПРОЦЕССОР i8088 ……………………………………………………………………………… 6

1.3

ПРОЦЕССОР i80286 …………………………………………………………………………… 8

1.4

ПРОЦЕССОР i80386 …………………………………………………………………………… 10

2.ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

i80286 ……………………………………………… 11

2.1 Режим реальной адресации………………………………………………………12

2.2 Режим защиты

…………………………………………………………………………………… 13

2.3 Сопроцессор

i80287 ………………………………………………………………………14

2.3.1 Условияпрограммирования i80287 ……………………… 15

3. Основные характеристики i80386 ………………………………………

……… 16

3.132-битная архитектура ……

………………………………………………………… 17

3.2 Высокопроизводительнаятехнология

……………………………… 18

3.3Обеспечение работы с виртуальной памятью …………… 20

3.4 Механизмы защиты

……………………………………………………………………………… 21

3.5 Совместимость с микропроцессорами 8086/80286

…… 22

3.6 Способы адресации

…………………………………………………………………………… 23

3.7 Главные типы данных

……………………………………………………………………… 24

3.7.1 Типы данных математического сопроцессора

… 25

заключение

……………………………………………………………………………………………………………26

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙСПИСОК

…………………………………………………………………………27

ВВЕДЕНИЕ

Процессоры фирмы

INTEL являются не самым лучшимрешением для персональных компьютеров, но благодаря тому, что i80х86 наследуют все свойства предыдущихмоделей — они получили самое широкое распространение в мире. Наряду с INTEL аналогичные процессоры выпускают идругие фирмы — AMD, Texas Instruments, Cyrix, NexGen, Motorola и другие. Многие из них отличаются не толькоколичеством элементов на кристалле, но и системой команд, архитектурой.

1.

1.1 ПРОЦЕССОР

i8086

В 1976 году фирма Intel начала усиленноработать над микропроцессором

i8086. Размер его регистров был увеличен в два раза, что даловозможность увеличить производительность в 10 раз по сравнению с 8080. Крометого, размер информационных шин был увеличен до 16 разрядов, что дало возможность увеличить скорость передачиинформации на микропроцессор и с него в два раза. Размер его адресной шинытакже был существенно увеличен — до 20 бит. Это позволило 86-му прямоконтролировать 1М оперативной памяти. Как прямой потомок i8080, i8086 унаследовал большуючасть множества его команд. Регистры этого процессора были разработаны такимобразом, что они могли обрабатывать как 16-ти битные значения, так и 8-мибитные — также как это делал i8080. Память i8086 была также доработана специальным образом. Весь мегабайтоперативной памяти не представлялся единым полем, а был разделен на 16 сегментов величиной по 64К. Такимобразом, память 8086 можно было представить, как объединенную вместе память нескольких i8080. i8086 работал с каждым сегментом по отдельности,не позволяя большим информационным структурам переходить через границысегментов. В некотором смысле i8086 опередил свое время. Малые компьютеры основывались на 8-мибитной архитектуре, память была очень дорога,требовались дополнительные 16-ти битные микросхемы. Использование этогопроцессора предполагалось в 16-ти битных устройствах, которые не оправдывалисвою цену в то время.

1.2 ПРОЦЕССОР

i8088

Через год после презентации 8086, Intel объявил о разработкемикропроцессора

i8088. Он являлся очень похожим на i8086:

16-битные регистры, 20 адресных линий, тот женабор команд — все то же, за исключением одного, — шина данных была уменьшена до8 бит. Это позволяло полностью использовать широко распространенные в то время8-битные элементы технического обеспечения.

Как шаг назад в истории разработкимикропроцессоров

i8088 мог потеряться в истории, как это было с i8085, не реши IBM реализовать свой первый персональный компьютер на его базе. Выбор IBM был объясним.Восьми битная шина данных позволяла использовать имеющиеся на рынке микросхемы.Шестнадцати битная внутренняя структура давала

важные преимущества по сравнению с существующимимикропроцессорами. Как приемник 80-го микропроцессора,

i8088 мог пониматьнезначительно доработанные программы, работающие с CP/M. По большому счету, всеэти преимущества были временными, а в некоторых случаях и иллюзорными. Но восьми битный чип был еще и не дорогим.Последнее явилось более важнымаргументом, чем 16-битные регистры и легко адаптируемые программы CP/M. Итак, i8088 явился базой дляразработки семейства

малых компьютеров. Он подготовил почву длябыстрого создания совместимых настольных компьютеров.

Потенциально 8086 был в два раза производительней, и почти полностьюсовместим с

i8088. Микропроцессоры i8088 и i8086 совместимы, но не взаимозаменяемы. Восемь дополнительных бит данных требовали8-ми дополнительных проводов. Таким образом подключение этих двух микросхембыло различным. Компьютер разрабатывался либо под один микропроцессор, либо под другой.

Вот некоторые выдержки из техническогоописания IBM PC XT:

Сердцем системной платы являетсямикропроцессор Intel 8088. Этот процессорпредставляет собой версию 16 — битного процессора Intel 8086 с 8-битным выходомна внешнюю магистраль и является программно совместимым с процессором 8086.Таким образом, 8088 поддерживает 16-битные операции, включая умножение иделение, и поддерживает 20-битную адресацию (до 1 Мбайта памяти). Он также работает в максимальном режиме.Поэтому в систему может быть добавлен сопроцессор. Процессор работает с тактовой частотой4.77 МГц. Эта частота, которая получается из частоты кварцевого генератора

14.31818 МГц, делится на 3 тактовым генератором процессора и на 4 для получениясигнала цветности 3.58 МГц, необходимого для цветного телевидения. При тактовойчастоте 4.77МГц цикл обмена по магистрали

8088 составляет четыре периода по 210 нс. или 840нс. Цикл вода/вывода требует пяти тактов по 210 нс. и составляет1.05 мкс.

Процессор поддерживается набором многофункциональных устройствобеспечивая четыре канала 20-битного прямого доступа к памяти, три 16-битныхканала таймеров-счетчиков и восемьприоритетных уровней прерывания...

ЦП8088 компьютера IBM PC производит выборку команды по адресу, интерпретирует ее,выполняет действие, требуемое этой командой, (например, сложение двух чисел),затем переходит к выполнению следующей команды. Если следующая команда ненаправит процессор 8088 непосредственнок определенной ячейке памяти, чтобы выполнить записанную там команду, процессорбудет двигаться от одной команды к другой по ячейкам памяти, расположенным последовательно (шаг за шагом).Наиболее существенная разница между пошаговым выполнением программы (последовательности команд) и пошаговойработой компьютера заключается в том, что компьютер IBM может выполнять около миллиона такихшагов в секунду...

Помере того, как появились микропроцессоры, состоящие из многих тысяч дискретных элементов, появилась возможность реализациидополнительных функций в рамках одной микросхемы. При разработке компьютера,помимо микропроцессора, используются и другие дополнительные устройства:контроллеры прерываний, таймеры и контроллеры шин. Функции этих устройствтехнически можно реализовать в одном корпусе с микропроцессором. Однако этивозможности никогда не реализуются на практике. Микропроцессор, как и вседополнительные устройства, может использоваться не только в компьютерах.

Помере развития компьютерной индустрии, рынком была проведена оптимизацияразделения функций между устройствами. И каждое устройство развивалось внаправлении реализации своихфункций. Intel продолжал совершенствовать своимикропроцессоры. В 1982 году был представлен микропроцессор

i80186. Этот чип сталбазовым для создания целого ряда совместимых компьютеров и реализациитурборежима. Так же был создан микропроцессор i80188 — приемник i8088.

1.3 ПРОЦЕССОР

i80286

Презентация IBM персонального компьютера AT в 1984 году сфокусировалавсе внимание на другой микропроцессор —

i80286. Сам по себе микропроцессор был представлен еще в1982 году. Естественно у 8086 и 80286 много общего, но i80286 обладает такимидополнительными качествами, которые сразу привлекли пристальное вниманиевсех связанных с компьютернойиндустрией. Новый микропроцессор использует

полную 16-разрядную шину данных и 16-битныевнутренние регистры. Он был разработан для работы с частотой в 6 Мгц, а затем 8и 10 Мгц. Более того,

Вконечном счете, самым большимпреимуществом

i80286 было то, что он имел способность работать с дополнительнойпамятью. Вместо 20-разрядной адресной шины i8088/i8086, i80286 имел 24-разряднуюшину. Эти дополнительные 4 разрядадавали возможность увеличить максимумадресуемой памяти до <st1:metricconverter ProductID=«16 М» w:st=«on»>16 М</st1:metricconverter>.

i80286 позволил такжеиспользовать виртуальную память. Название говорит само за себя, что виртуальная память организуется не накаких-то отдельных физических чипах. Более того, информация хранится где-то вовнешней памяти, но система обеспечивает к ней прямой доступ. i80286 снабжен специальнымисредствами, которые дают ему возможность отличать, к реальной или виртуальнойпамяти относится

любой байт. Эти средства реализуютсядополнительными схемами, включенными в микропроцессор. Они дают возможностьработать с 1Г памяти, включающую в себя 16М физической памяти и 1008Мвиртуальной.

Теоретически

i80286 должен был преодолеть барьер адресуемой памяти в 1М, которыйбыл установлен предыдущими моделями. Но в действительности эта возможность небыла реализована.

Проблема была частично в традициях, а частично в совместимости. Ковремени появления

i80286 IBM PC имела гарантированный успех. Для i8088, i8086 было разработано огромное программноеобеспечение. Отказ от использования этих разработанных программ ставил подсомнение использование нового чипа. Для обеспечения совместимости с ранееразработанными чипами разработчики i80286 обеспечили его работу в двух режимах: вреальном и защищенном. Реальный режим был скопирован с режима работы i8086. Причем разработчикиработали так добросовестно, что внесли в реальный режим и ограничение поиспользованию только 1М памяти.

Чтобы использовать улучшенные возможности Intel 80286, фирма разработалазащищенный режим. Хотя отсутствовала программная совместимость с

Точно так же как и

i8086 в свое время, i80286 давал такие огромные ресурсы памяти, потребность вкоторых ещё не назрела к тому времени. Поэтому этот режим не сразу былпризнан широким кругом пользователей. Потребовалось почти три года,прошедших с момента презентации первой АТ и появлением операционной системыOS/2, работающей в этом режиме, и ознаменовавшей собой начало его широкогоприменения.

Имелись две причины медленной популяризации защищенного режима. Для программистов, работающих в DOS,существенным являлся вопрос перехода между реальным и защищенными режимами.Intel разработал переход между режимами только в одном направлении. Микропроцессор начинал работу только в реальном режиме,когда происходило тестирование всех 16М памяти, но для использования этого ресурса необходимобыло перейти в защищенный режим. Иначе пользователь мог довольствоваться только 1М памяти. Обратногоперехода от защищенного режима к реальному не существует — требуется перезагрузка.

Кроме того, защищенный режим реализовывал только частично чаяния программистов. Вся огромная память

i80286 была разделена на сегментыпо 64К. Вместо того чтобы свободно использовать весь ресурс памяти,программистам приходилось мудрствовать, чтобы преодолеть эти барьеры между сегментами.

1.4 ПРОЦЕССОР

i80386

i80386 был создан в 1985году. i80386 был создан при полной ясности всех требований, предъявляемых к микропроцессорам и компьютерам.i80386 имел все положительные качества своих предшественник

еще рефераты

Еще работы по компьютерам и переферийным устройствам

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Средства хранения и переноса информации

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Файловые системы

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Сканери їх будова та робота з ними (Сканеры их строение и работа с ними)

29 Августа 2013

Реферат по компьютерам и переферийным устройствам

Эксплуатация СВТ

29 Августа 2013