8086微處理器的工作原理是什么？具有什么作用和特點(diǎn)？

8086微處理器，作為X86架構(gòu)的先驅(qū)，是計(jì)算機(jī)科學(xué)技術(shù)發(fā)展的重要里程碑。它的出現(xiàn)引發(fā)了計(jì)算機(jī)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(diǎn)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(gè)3微米技術(shù)的晶體管，標(biāo)志著第三代微處理器問世。售價(jià)360美元。 不過當(dāng)時(shí)由于360美元過于昂貴，大部分人都沒有足夠的錢購(gòu)買使用此芯片的電腦，于是 Intel 在1年之后,推出了8086的簡(jiǎn)化版8088，是一款4.77MHz準(zhǔn)16位微處理器。它在內(nèi)部以16位運(yùn)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(gè)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(tái)電腦就是使用的這種芯片。這也標(biāo)志著x86架構(gòu)和IBM PC 兼容電腦的產(chǎn)生。

單獨(dú)考慮，8086、8088和8089是先進(jìn)的第三代微處理器。此外，這些處理器是一個(gè)更大的 8086 系列設(shè)計(jì)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(jì)成在整個(gè)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(gè)單一的組件家族可以用來解決各種各樣的微計(jì)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(gè)獨(dú)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(fù)責(zé)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(duì)CPU內(nèi)部寄存器進(jìn)行讀寫操作。

(3)算術(shù)邏輯運(yùn)算：執(zhí)行算術(shù)邏輯運(yùn)算。

(4)控制信號(hào)生成：根據(jù)指令類型和操作生成控制信號(hào)。

內(nèi)存管理單元(MMU)

MMU負(fù)責(zé)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(diǎn)

可擴(kuò)展性：8086微處理器具有強(qiáng)大的可擴(kuò)展性，可通過添加功能模塊進(jìn)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(gè)人計(jì)算機(jī)、服務(wù)器、工作站等領(lǐng)域。

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

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(yùn)算、邏輯運(yùn)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(shí)執(zhí)行多個(gè)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(dāng)時(shí)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(jì)算和控制：8086微處理器是計(jì)算機(jī)的核心部件，負(fù)責(zé)計(jì)算和控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)部分。它能夠執(zhí)行各種算術(shù)和邏輯運(yùn)算，并控制計(jì)算機(jī)的各個(gè)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(xué)計(jì)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(yùn)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(yùn)行的。這些操作系統(tǒng)利用8086微處理器的強(qiáng)大功能實(shí)現(xiàn)了文件管理、進(jìn)程調(diào)度、內(nèi)存管理等重要功能。

應(yīng)用軟件運(yùn)行：大部分應(yīng)用軟件都是針對(duì)8086微處理器或其后續(xù)版本進(jìn)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(shí)現(xiàn)了各種復(fù)雜的功能。

人機(jī)交互：8086微處理器通過各種輸入輸出設(shè)備與用戶進(jìn)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。