8086微處理器的工作原理是什么？具有什么作用和特點？

8086微處理器，作為X86架構(gòu)的先驅(qū)，是計算機科學技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。它的出現(xiàn)引發(fā)了計算機歷史的革命性變革，至今仍在許多領(lǐng)域發(fā)揮著重要作用。本文將深入探討8086微處理器的工作原理，分析其特點和作用。

1978年6月INTEL推出了8086微處理器，主頻4.77MHz，采用16位寄存器、16位數(shù)據(jù)總線和29000個3微米技術(shù)的晶體管，標志著第三代微處理器問世。售價360美元。 不過當時由于360美元過于昂貴，大部分人都沒有足夠的錢購買使用此芯片的電腦，于是 Intel 在1年之后,推出了8086的簡化版8088，是一款4.77MHz準16位微處理器。它在內(nèi)部以16位運行，但支持8位數(shù)據(jù)總線，采用現(xiàn)有的8位設(shè)備控制芯片，包含29000個3微米技術(shù)的晶體管，可訪問1MB內(nèi)存地址，速度為0.33MIPS。IBM公司1981年生產(chǎn)的第一臺電腦就是使用的這種芯片。這也標志著x86架構(gòu)和IBM PC 兼容電腦的產(chǎn)生。

單獨考慮，8086、8088和8089是先進的第三代微處理器。此外，這些處理器是一個更大的 8086 系列設(shè)計的元素。該系統(tǒng)架構(gòu)指定了處理器和其他組件如何相互關(guān)聯(lián)，并且是這些產(chǎn)品具有出色多功能性的關(guān)鍵。8086 家族的組件被設(shè)計成在整個家族架構(gòu)的系統(tǒng)框架內(nèi)以不同的組合一起操作。通過這種方式，一個單一的組件家族可以用來解決各種各樣的微計算問題。

二、8086微處理器的工作原理

8086微處理器是一種16位處理器，采用Intel公司制定的X86指令集。它由兩個獨立的部分組成：指令執(zhí)行單元(IEU)和內(nèi)存管理單元(MMU)。

指令執(zhí)行單元(IEU)

IEU是8086微處理器的核心，負責執(zhí)行指令。它依次從內(nèi)存中讀取指令，解碼并執(zhí)行。IEU具有以下功能：

(1)指令解碼：將指令解碼為微操作序列。

(2)寄存器操作：對CPU內(nèi)部寄存器進行讀寫操作。

(3)算術(shù)邏輯運算：執(zhí)行算術(shù)邏輯運算。

(4)控制信號生成：根據(jù)指令類型和操作生成控制信號。

內(nèi)存管理單元(MMU)

MMU負責管理內(nèi)存，包括內(nèi)存的讀寫操作、地址映射和分段內(nèi)存管理。MMU與IEU緊密配合，確保指令正確執(zhí)行。

三、8086微處理器的特點

可擴展性：8086微處理器具有強大的可擴展性，可通過添加功能模塊進行性能提升。

兼容性：8086微處理器兼容多種操作系統(tǒng)，如DOS、Windows等。

廣泛應(yīng)用：8086微處理器被廣泛應(yīng)用于個人計算機、服務(wù)器、工作站等領(lǐng)域。

模塊化設(shè)計：8086微處理器的模塊化設(shè)計使其易于維護和升級。

豐富的指令集：8086微處理器支持豐富的指令集，包括算術(shù)運算、邏輯運算、控制轉(zhuǎn)移等。

支持多任務(wù)處理：8086微處理器支持多任務(wù)處理，可同時執(zhí)行多個程序或操作。

良好的性能：盡管是16位處理器，但8086微處理器的性能在當時處于領(lǐng)先地位，為后續(xù)X86架構(gòu)的發(fā)展奠定了基礎(chǔ)。

四、8086微處理器的作用

計算和控制：8086微處理器是計算機的核心部件，負責計算和控制計算機的各個部分。它能夠執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運算，并控制計算機的各個部件協(xié)調(diào)工作。

數(shù)據(jù)處理和分析：8086微處理器廣泛應(yīng)用于數(shù)據(jù)處理和分析領(lǐng)域，如科學計算、圖形圖像處理、音視頻編解碼等。它能夠快速處理大量數(shù)據(jù)，提高數(shù)據(jù)處理和分析的效率。

操作系統(tǒng)運行：許多操作系統(tǒng)，如DOS、Windows等，都是在8086微處理器或其后續(xù)版本上運行的。這些操作系統(tǒng)利用8086微處理器的強大功能實現(xiàn)了文件管理、進程調(diào)度、內(nèi)存管理等重要功能。

應(yīng)用軟件運行：大部分應(yīng)用軟件都是針對8086微處理器或其后續(xù)版本進行優(yōu)化的。這些軟件利用8086微處理器的指令集和內(nèi)存管理能力實現(xiàn)了各種復雜的功能。

人機交互：8086微處理器通過各種輸入輸出設(shè)備與用戶進行交互。例如，通過鍵盤輸入數(shù)據(jù)，通過顯示器輸出圖形和文字等。