Регистры специального назначения

Регистр EIP счетчик команд используется для хранения относительного адреса команды в памяти. Его могут изменять команды перехода. Счётчик команд автоматически увеличивается на величину считанной команды из памяти.

Регистр флагов FLAGS служит для сохранения флагов и битов управления. Флаг это признак совершение или не совершение операции или перехода.

Сегментные регистры CS SS DS ES FS GS используется при сегментации памяти для получения базового адреса.

Арифметико-логическое устройство

Предназначено для выполнения арифметических операции. На основе операции сложения и по разрядного выполнения логических операций. Операции выполняются на соответствующим разрядами без переносов и займов соседних разрядов.

X1	X2	˅ диз.	˄ конь.	Ā		Плюс в кругляшке
0	0	0	0	1	1	0
0	1	1	0	1	0	1
1	0	1	0	0	1	1
1	1	1	1	0	0	0

Основой АЛУ является сумматор двоичного кода.

По результату вычисления АЛУ устанавливает флаги в регистре флагов

[0]CF- флаг переноса, флаг устанавливается в единицу, если был перенос из старшего разряда разрядной ячейки.

[2]PF- флаг чётности, устанавливается в единицу, если в младшем байте результата значение чётное.

[4]AF- флаг дополнительного переноса, флаг устанавливается в единицу, если был перенос между тетрадями младшего байта, из 3 в 4 разряды.

[6]ZF- флаг нуля, устанавливается в единицу, если все разряды результата равны 0.

[7]SF-флаг знака, копирует старший разряд, разрядной сетки результата.

[11]OF-флаг переполнения, флаг устанавливается, если результат вычислений не может уместится в диапазоне значений используемого типа данных.

-100-56=01100100

CF=1

PF=0

AF=1

ZF=0

SF=0

OF=1

-110-38=01101100

CF=1

PF=1

AF=0

ZF=0

SF=0

OF=1

Организация памяти

Память система ввода-вывода

15 Мбайт в 80286 и 80386SX

31 Мбайт в 80386L/SLC

4095 Мбайт в 80386DX, 80486 и Pentium

64 Гбайт в Pentium Pro-Pentium 4

Расширенная память

(Extended memory)

Структура памяти показанная на рисунке 1.6 одинакова для всех компьютерных систем, построенных на базе процессоров Intel, от i8088 до Pentium 4.

Системная область 384 Кбайт

1 Мбайт памяти, доступной в реальном режиме процессора

ТРА или стандартная память 640 Кбайт

Память разделяется на 3 части: память для транзитных программ – TPA (Transient Program Area) или иначе стандартная память (Conventional memory), системная область и расширенная память XMS (Extended Memory System). Наличие XMS определяется типом микропроцессора. В системах PC²⁴ и XT²⁵, построенных на микропроцессорах i8086/88, расширенная память отсутствует. В компьютерных классах IBM PC/XT область TPA составляет 640 Кбайт, системная область или иначе верхняя память UMA (Upper Memory Area) занимает 384 Кбайт – итого 1 Мбайт. Область памяти размером 1 Мбайт, расположенная в начале адресного пространства, иногда называется реальной (real), поскольку она доступна в реальном режиме любому микропроцессору семейства Intel 80x86.

Расширенная память доступна для процессоров от 80286 до Pentium 4. Персональные компьютеры на базе этих процессоров называются машинами класса AT²⁶. Системы PS/1 и PS/2, выпушенные фирмой IBM, также имеют доступ к расширенной памяти. Их иногда называют ISA – или EISA-машинами (ISA- Industry Standard Architecture, EISA- Extended ISA) по названию используемой системой шины. Для вычислительных систем PS/2 соответственно принято название MCA-систем (Micro Channel²⁷ Architecture).

В системах на базе Pentium 4 вместо шины ISA используется, в основном, шина PCI (Peripheral Component Interconnect). С появлением микропроцессора i80286 расширенная память становится доступна, ее размер пока ограничивается 15 Мбайт. В персональных компьютерах на базе 80386DX, 80486 и Pentium максимальный размер XMS составляет 4095 Мбайт – в дополнение к 1Мбайтам реальной памяти. Начиная с Pentium Pro, определенный объём XMS-памяти достигает 4 или 64 Гбайт. В ISA-машинах имеется 8-разрядная периферийная шина для обмена с 8-разрядными внешними устройствами системы PC/XT. В машинах классах AT, которые также называются ISA-машинами, используется 16-разрядная периферийная шина и процессор от i80286 и выше. Шина EISA шириной 32 бита не нашла широкого применения; сейчас её можно обнаружить в некоторых старых машинах на базе i80386DX или i80486. Заметим, что все новые версии шины ISA были совместимы шинами ISA: 8- и 16-битной EISA. Аналогично, внешнее устройство с 16-разрядным интерфейсом могло функционировать с 16-разрядной шиной ISA или 32-разрядной шиной EISA.

Во многих персональных компьютерах на базе i80486 использовалась локальная шина VESA (Video Electronic Standard Association), или точнее VL-bus. Локальная шина позволяет подключать дисковые накопители и видеосистему к микропроцессору отдельно от других устройств. За счёт локальности шины реализуется 32-битный интерфейс на частоте процессора. Последняя версия шины VESA поддерживала 64 битный обмен данными с Pentium, что, не смотря на возможность на конкуренции локальной шины VL-busс шиной PСI, не вызвало особого интереса у разработчиков персональных вычислительных систем. Шины ISA и EISA работают на частоте все во лишь 8МГц, что ограничивает производительность системы при работе с дисками и видеоадаптерами. Тактовая частота шины PCI-33 МГц, разрядность составляет 32 или 64 Мбита. Эта шина была специально разработана для системы на базе Pentium.