Intel系列处理器的三种工作模式

Intel系列处理器的三种工作模式

微机中常用的Intel系列微处理器的主要发展过程是：8080，8086/8088，80186，
80286，80386，80486，Pentium，Pentium
II，Pentium III，Pentium 4。

8086/8088是一个重要的阶段，8086和8088是略有区别的两个功能相同的CPU。8088被IBM用在了它所生产的第台微机上，该微机的结构事实上成为以后微机的基本结构。

80386是第二个重要的型号，随着微机应用及性能的发展，在微机上构造可靠的多任务操作系统的问题日益突出。人们希望（或许是一种潜在的希望，一旦被挖掘出来，便形成了一个最基本的需求）自己的PC机能够稳定地同时运行多个程序，同时处理多项工作；或将PC机用作主机服务器，运行UNIX那样的多用户系统。

8086/8088不具备实现一个完善的多任务操作系统的功能。为此Intel开发了80286，80286具备了对多任务系统的支持。但对8086/8088的兼容却做得不好。这妨碍了用户对原8086机上的程序的使用。IBM最早基于80286开发了多任务系统OS/2，结果犯了一个战略错误。

随后Intel又开发了80386微处理器，这是一个划时代的产品。它可以在3个模式下工作：

（l）实模式：工作方式相当于一个8086。

（2）保护模式：提供支持多任务环境的工作方式，建立保护机制（这与VAX等小型机类似）。

（3）虚拟8086模式：可从保护模式切换至其中的一种8086工作方式。这种方式的提供使用户可以方便地在保护模式下运行一个或多个原8086程序。

以后的各代微处理器都提供了上述3种工作模式。

你也许会说：“喂，先生，你说的太抽象了，这3种模式我如何感知？”

其实一的这3
种模式只要用过PC机的人都经历过。任何一台使用Intel系列CPU的PC机只要一开机，CPU就工作在实模式下。如果你的机器装的是DOS，那么在DOS加载后CPU仍以实模式工作。如果你的机器装的是Windows，那么Windows加载后，将由Windows将CPU切换到保护模式下工作，因为Windows是多任务系统，它必须在保护模式下运行。如果你在Windows中运行一个DOS下的程序，那么Windows将CPU切换到虚拟8086模式下运行该程序。或者是这样，你点击开始菜单在程序项中进入MS–DOS方式，这时，Windows也将CPU切换到虚拟8086模式下运行。

可以从保护模式直接进入能运行原8086程序的虚拟8086模式是很有意义的，这为用户提供了一种机制，可以在现有的多任务系统中方便地运行原8086系统中的程序。这一点，在Windows中我们都可以体会到，你在Windows中想运行一个原DOS中的程序，只用鼠标点击一下它的图标即可。80286CPU的缺陷在于，它只提供了实模式和保护模式，但没有提供虚拟8086模式。这使基于80286构造的多任务系统，不能方便地运行原8086系统中的程序。如果运行原8086系统中的程序，需要重新启动计算机，使CPU工作在实模式下才行。这意味着什么？意味着将给用户造成很大的不方便。假设你使用的是基于80286构造的Windows系统，就会发生这样的情况：你正在用Word写篇论文，其中用到了一些从前的数据，你必须运行原DOS下的DBASE系统来看一下这些数据。这时你只能停下现有的工作，重新启动计算机，进入实模式工作。你看完了数据，继续写论文，可过了－会儿，你发现又有些数据需要参考，于是你又得停下现有的工作，重新启动计算机……

幸运的是，我们用的Windows是基于80386的，我们可以以这样轻松的方式工作，开两个窗口，一个是工作于保护模式的Word，一个是工作于虚拟8086模式的DBASE，我们可以方便地在两个窗口中切换，只要用鼠标点一下就行。

前面讲过，我们在8086PC机的基础上学习汇编语言。但现在知道，我们实际的编程环境是当前CPU的实模式。当然，有些程序也可以在虚拟8086模式下运行。

如果你仔细阅读了上面的内容，或已具备相关的知识，你会发现，从80386到当前的CPU，提供8086实模式的目的是为了兼容。现今CPU的真正有效力的工作模式是支持多任务操作系统的保护模式。这也许会引发你的一个疑问：“为什么我们不在保护模式下学习汇编语言？”

类似的问题很多，我们都希望学习更新的东西，但学习的过程是客观的。任何合理的学习过程（尽可能排除走弯路、盲目探索、不成系统）都是一个循序渐进的过程。我们必须先通过一个易于全面把握的事物，来学习和探索一般的规律和方法。信息技术是一个发展非常快、日新月异的技术，新的东西不断出现，使人在学习的时候往往无所适从。在你的身边不断有这样的故事出现：COOL先生用了三天（或更短）的时间就学会了某某语言，并开始用它编软件。在这个故事的感召下，一个初学者也去尝试，但完全是另外一种结果。COOL先生的快速学习只是露出水面的冰山一角，深藏水下的是他的较为系统的相关基础知识和相关的技术。在开始的时候学习保护模式下的编程，是不现实的，保护模式下所涉及的东西对初学者来说太复杂。你必须知道很多知识后，才能开始编写第一个小程序。相比之下8086就合适得多。