8086微机原理的小总结

写在前面

一直以来都知道自己学习的一个毛病，喜欢转牛角尖、求甚解。例如在学微机原理的时候就很想知道CPU内部到底是什么结构，怎么实现那么复杂的功能；在自学JAVA的时候会想知道API实现的过程。最近才想明白：这是一个信息爆炸的时代，一个人不可能也没必要了解所有的细节，就像CPU构造的问题可以追溯到集成电路、再到沙子怎么变成芯片、再到沙子怎么来的……到最后其实已经远远脱离了开始的出发点。所以人应该学会不求甚解，站在一定的高度、层次去学习，这样才是最有效率的。这次重新复习8086结构也是一样，我的出发点是今后做嵌入式开发，所以只需要在逻辑上理解CPU的构造即可。

模型计算机

站在一个非CPU设计人员的角度，依据8086CPU的工作原理可以抽象成如下的模型结构：



8086CPU分为两级流水线工作，图中右边部分为总线接口部件（BIU）负责和CPU外面的设备打交道，例如：从内存总读写数据、指令；接受外部总线来的数据等。左边部分则为执行部件（EU），负责将BIU取来的数据、指令加工处理。该部件又分为算数逻辑单元和指令译码单元，前者负责加减乘除、与或非之类的运算，后者负责将指令译码选择相应电路模块完成相应功能，所以可以知道CPU针对不同的指令在其中内置了不同的电路模块。两个部件的工作是并行的，两者工作联系情况视指令队列缓冲器情况而定。例如刚开机时指令队列为空，EU等待BIU提取指令；指令队列满时BIU停止工作等待EU执行指令。由此可以总结CPU永远在做取指令和执行指令两件事情。

CPU按程序和数据是否存在一起可以分为哈佛结构和冯诺依曼结构，至于两者具体区别可以看哈佛与冯诺依曼结构详细区别，而8086是一种典型的冯诺依曼结构的处理器。