8086微处理器的工作原理是什么？具有什么作用和特点？

8086微处理器，作为X86架构的先驱，是计算机科学技术发展的重要里程碑。它的出现引发了计算机历史的革命性变革，至今仍在许多领域发挥着重要作用。本文将深入探讨8086微处理器的工作原理，分析其特点和作用。

1978年6月INTEL推出了8086微处理器，主频4.77MHz，采用16位寄存器、16位数据总线和29000个3微米技术的晶体管，标志着第三代微处理器问世。售价360美元。 不过当时由于360美元过于昂贵，大部分人都没有足够的钱购买使用此芯片的电脑，于是 Intel 在1年之后,推出了8086的简化版8088，是一款4.77MHz准16位微处理器。它在内部以16位运行，但支持8位数据总线，采用现有的8位设备控制芯片，包含29000个3微米技术的晶体管，可访问1MB内存地址，速度为0.33MIPS。IBM公司1981年生产的第一台电脑就是使用的这种芯片。这也标志着x86架构和IBM PC 兼容电脑的产生。

单独考虑，8086、8088和8089是先进的第三代微处理器。此外，这些处理器是一个更大的 8086 系列设计的元素。该系统架构指定了处理器和其他组件如何相互关联，并且是这些产品具有出色多功能性的关键。8086 家族的组件被设计成在整个家族架构的系统框架内以不同的组合一起操作。通过这种方式，一个单一的组件家族可以用来解决各种各样的微计算问题。

二、8086微处理器的工作原理

8086微处理器是一种16位处理器，采用Intel公司制定的X86指令集。它由两个独立的部分组成：指令执行单元(IEU)和内存管理单元(MMU)。

指令执行单元(IEU)

IEU是8086微处理器的核心，负责执行指令。它依次从内存中读取指令，解码并执行。IEU具有以下功能：

(1)指令解码：将指令解码为微操作序列。

(2)寄存器操作：对CPU内部寄存器进行读写操作。

(3)算术逻辑运算：执行算术逻辑运算。

(4)控制信号生成：根据指令类型和操作生成控制信号。

内存管理单元(MMU)

MMU负责管理内存，包括内存的读写操作、地址映射和分段内存管理。MMU与IEU紧密配合，确保指令正确执行。

三、8086微处理器的特点

可扩展性：8086微处理器具有强大的可扩展性，可通过添加功能模块进行性能提升。

兼容性：8086微处理器兼容多种操作系统，如DOS、Windows等。

广泛应用：8086微处理器被广泛应用于个人计算机、服务器、工作站等领域。

模块化设计：8086微处理器的模块化设计使其易于维护和升级。

丰富的指令集：8086微处理器支持丰富的指令集，包括算术运算、逻辑运算、控制转移等。

支持多任务处理：8086微处理器支持多任务处理，可同时执行多个程序或操作。

良好的性能：尽管是16位处理器，但8086微处理器的性能在当时处于领先地位，为后续X86架构的发展奠定了基础。

四、8086微处理器的作用

计算和控制：8086微处理器是计算机的核心部件，负责计算和控制计算机的各个部分。它能够执行各种算术和逻辑运算，并控制计算机的各个部件协调工作。

数据处理和分析：8086微处理器广泛应用于数据处理和分析领域，如科学计算、图形图像处理、音视频编解码等。它能够快速处理大量数据，提高数据处理和分析的效率。

操作系统运行：许多操作系统，如DOS、Windows等，都是在8086微处理器或其后续版本上运行的。这些操作系统利用8086微处理器的强大功能实现了文件管理、进程调度、内存管理等重要功能。

应用软件运行：大部分应用软件都是针对8086微处理器或其后续版本进行优化的。这些软件利用8086微处理器的指令集和内存管理能力实现了各种复杂的功能。

人机交互：8086微处理器通过各种输入输出设备与用户进行交互。例如，通过键盘输入数据，通过显示器输出图形和文字等。