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1、第一章微型计算机概述1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同?答:微处理器是微型计算机的核心,是微型计算机的一部分。它是集成在一块芯片上的CPU,由运算器和控制器组成。微型计算机包括微处理器、存储器、1/0接口和系统总线,是微型计算机系统的主体。微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成? CPU应具备哪些主要功能?答:1.CPU在内部结构上由以下几部分组成:算术逻辑部件(ALU);累加器和通用寄存器组:程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器;时序和控制部件。2.CPU应具备以下主要功能:可以进行算术和逻辑运算;可保存
2、少量数据;能对指令进行译码并执行规定的动作;能和存储器、外设交换数据;提供整个系统所需要的定时和控制;可以响应其他部件发来的中断请求。1.3 累加器和其他通用寄存器相比,有何不同?答:许多指令的执行过程以累加器为中心;输入/输出指令一般也以累加器来完成。1.4 微处理器的控制信号有哪两类?答:一类是通过对指令的译码,由CPU内部产生的。这些信号由CPU送到存储器、 I/O接口电路和其他部件。另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。通常用来向CPU发出请求。如中断请求、总线请求等。1.5 微型计算机采用总线结构有什么优点?答:首先是系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。
3、其次是一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中,使系统功能得到扩充。1.6 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么,要靠什么来区分地址或数据?答:1.数据总线是双向三态;地址总线是单向输出三态。2.数据和地址复用时,必须有一个地址选通信号来区分该总线上输出的是地址还是数据。1.7控制总线传输的信号大致有哪几种?答:包括CPU送往存储器和I/O接口的控制信号,如读信号、写信号、中断响应信号、存储器和I/O接口区分信号等。还包括其他部件送到CPU的信号,如时钟信号、中断请求信号、准备就绪信号等。第二章8086微处理
4、器2.1 总线接口部件有哪些功能?请逐一进行说明。答:1.总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。2.具体讲:总线接口部件要从内存取指令送到指令队列;CPU执行指令时,总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据,将数据传送给执行部件,或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。2.2 8086的总线接口部件由哪几部分组成?答:4个段地址寄存器CS、DS、ES、SS:16位的指令指针寄存器IP:20位的地址加法器;6字节的指令队列。2.3 段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=FF00H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值
5、和IP值是唯一的吗?答:1.该指令的物理地址=CSX 10H+IP=21F00Ho2.指向这一物理地址的CS值和IP值不是唯一的。2.48086的执行部件有什么功能?由哪几部分组成?答:1.8086的执行部件的功能是负责指令的执行。2.4 个通用寄存器AX、BX、CX、DX;4个专用寄存器BP、SP、SL DI;标志寄存器FLAGS和算术逻辑单元ALU。2.5 状态标志和控制标志有何不同?程序中是怎样利用这两类标志的?8086的状态标志和控制标志分别有哪些?答:1.不同之处在于:状态标志由前面指令执行操作的结果对状态标志产生影响,即前面指令执行操作的结果决定状态标志的值。控制标志是人为设置的。
6、2.利用状态标志可进行计算和判断等操作。利用控制标志可对某一种特定功能(如单步操作、可屏蔽中断、串操作指令运行的方向)起控制作用。3.8086的状态标志有:SF、ZF, PF、CF, AF和OF计6个。8086的控制标志有:DF、IF、TF计3个。2.6 8086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?这样的设计思想有什么优点?答:1.传统的计算机在执行指令时,指令的提取和执行是串行进行的。8086/8088 CPU 的总线接口部件和执行部件在提取和执行指令时是并行同时工作的。2.8086/8088 CPU的设计思想有力地提高了 CPU的工作效率,这也正是8086/8088成功的
7、原因之一。2.7 总线周期的含义是什么?8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成?如一个CPU的时钟频率为24MHz,那么,它的一个时钟周期为多少?一个基本总线周期为多少?如主频为15MHz呢?答:1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。3.当主频为24MHz 时,T,=l/24MHz41.7ns, T s=4T.t.167nso4.当主频为15MHz 时,T5.14叙述可屏蔽中断的响甲硒阂过髓答:接口发中断请, INTR (中断请求)CPU的IF=1内,当U指令执行完后,CPU进行中
8、断回答,发两个INTA负脉冲。 接口将中断类型号n送CPU。 当前的PSW、CS和IP推入堆栈,并清除1F和TF。(4Xn)作为IP,(4Xn+2)作为CS,即取中断向量。执行中断子程序,并开中断。 中断返回IRET指令使IP、CS和PSW弹出堆栈。返回被中断的程序。5.15通常解决中断优先级的方法有哪几种?各有什么优缺点?答:1.有软件查询方式、简单硬件方式菊花链法、专用硬件方式三种。2.软件查询方式的优点是节省硬件,缺点是中断响应时间长;简单硬件方式的优点是中断响应时间短,硬件较简单,缺点是优先级固定,变动起来很麻烦;专用硬件方式优点是对优先级可编程修改,中断管理非常方便,缺点是硬件复杂的
9、多,好在有专用的中断控制器。5.16 和DMA比较,中断传输方式有什么不足之处?答:CPU执行一次传送要花费许多与传送操作无关的指令执行等时间,另外中断传送方式不能进行数据块传送,而是按字节或字传送。5.17 叙述用DMA方式传送单个数据的全过程。答:接口准备就绪,发DMA请求信号给DMA控制器。DMA控制器向CPU转发总线请求信号HOLDoCPU向DMA控制器发总线请求允许信号HLDA, DMA控制器得到总线控制权。DMA控制器把地址送地址总线。DMA控制器向接口发DMA请求确认信号。内存和接口通过数据总线传送数据。DMA控制器撤销总线请求信号HOLD。8086 CPU收回总线控制权。5.1
10、8 DMA控制器的地址线为什么是双向的?什么时候往DMA控制器传输地址?什么时候DMA控制器往地址总线传输地址?答:1.因为DMA控制器要接受CPU的控制,接收CPU发来的初始化等信息,这要求地址线来寻址各端口,地址线为输入线。又因为DMA控制器可控制总线,这要求地址线为输出。所以地址线必须为双向才行。2 .CPU要对DMA控制器发初始化信息时,必须往DMA控制器传输地址。3 .DMA控制器得到总线控制权后,向地址总线传输地址。5.19 在设计DMA传输程序时,要有哪些必要的模块?设计一个启动数据块输出的程序段。答:1.要有DMA的初始化模块:对字节计数器、地址寄存器和控制寄存器置初值。还要有
11、对接口部件设置控制字的模块:指出数据传输方向,并启动I/O操作。2.启动数据块输出的程序段如卜.:IDLO: INAL, INTSTAT;接口状态寄存器的状态位(2)是否忙TESTAL,04JNZIDLO;忙,则等待MOVAX, COUNT;不忙,则设置计数初值OUTBYTE.REG, AX;对字节计数器BYTE_REG初始化LEAAX, BUFFER;设置地址初值OUTADD_REG, AX;对DMA地址寄存器ADD.REG初始化MOVAL, DMAC;取原DMA控制字ORAL,08H;设置方向为输出OUTDMACON, AL;置DMA控制字MOVAL, INTC;取原接口控制字ORAL,04H;设置传输方向为输出及允许OUTINTCON, AL;置接口控制字后续症理5.20 在查询方式、中断方式和DMA方式中,分别用什么方法启动数据传输过程?答:查询方式:通过程序来检测接口中状态寄存器中的“准备好”位,以确定当前是否可以进行数据传输。中断方式:当接口中已经有数据要往CPU输入或者准备好接收数据时,接口会向CPU发一个外部中断请求。CPU响应中断后,便通过运行中断处理程序来实现输入/输出。