微机原理题目及知识点整理.docx

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微机原理题目及知识点整理

填空题

1、8086CPU内部按功能可分为 总线接口单元 和 执行单元 两个独立单元。

它们各自的主要功能是负责CPU对存储器和外设的访问 和 负责指令的译码、执行和数据的运算 。

p17、p18

2、CPU总线包含三种不同功能的总线，双向的有 数据总线 和 控制总线 ，单向的有 地址总线 。

其中 地址总线 的位数决定了CPU可以直接寻址的内存范围。

比如，8088CPU有20 根数据总线， ⑩ 根地址总线，所以，其最大内存容量 1MB 。

p6//字节编址

3、IO/M、WR和RD这三个信号构成了微机系统的基本控制信号，组合后可形成四种基本的总线控制，即 存储器读 、 存储器写 、 I/O读 和 I/O写 。

p96

4、在最小组态下，8086CPU地址总线是由 3 片地址锁存器进行锁存和驱动，其数据总线采用 2 片数据总线收发器，以增加数据总线的驱动能力。

//8086地址线为20位，数据线为16位，地址锁存器与数据总线收发器均为8位。

5、80386CPU对存储器的管理分为分段和分页管理机制，分段管理是将 逻辑地址  转换为 线性地址 ；分页管理是将 线性地址 转换为物理地址。

6、CPU对外设的输入/输出操作实际上就是对I/O接口中各端口的读/写操作。

7、当CPU进行读操作时，外部数据通过数据总线送往CPU；当CPU进行写操作时，CPU数据输出到主存或外设。

8、衡量微处理器的性能指标最主要是主频和字长。

//主频：

微处理器的时钟频率；字长：

微处理器单位时间内的处理位数。

9、8086的中断系统中硬件中断分为两类：

一类是不可屏蔽中断，其是通过CPU的NMI引脚进入的；另一类是可屏蔽中断，其是通过CPU的INTR引脚进入的。

p97

10、接口技术是专门研究处理器和外部设备之间的数据传送方式、接口电路的工作原理和使用方法的。

11、8086的中断系统以位于内存0段的000H~3FFH区域的中断向量表为基础，中断向量表中最多可容纳256个中断向量，这些中断对应的中断类型号为0~255。

p156

知识点整理

1.CPU的读写操作、微处理器的性能指标：

参考填空题6、7、8。

2.中断响应中两个总线周期。

p160

主要是对于时序图的理解，熟悉书中160页内容，理解两个总线周期的作用。

第一个周期8259A收到外设的中断请求（IR0~IR7），分析请求并向CPU请求中断（INT），CPU做出响应（INTA*），锁住总线（LOCK*），8259A在级联方式时选择从片（CAS0~CAS2，输出被响应中断的从8259A的编码）；

第二个周期CPU发出第二个响应（INTA*），8259A把中断向量号送上数据总线（D0~D7），CPU利用向量号执行中断程序。

主要理解其中“4）8259A收到第一个INTA有效信号后，使最高优先权的ISR置位，对应的IRR复位”即进入中断服务状态，“5）8259A在收到第二个INTA有效时，把中断向量号送上数据总线，供CPU读取”即让CPU处理中断。

补充：

关于中断还可能会考查关于中断级联的问答题，要求画出连接：

3.三大总线，DB和AB决定什么。

p7

微机三大总线包括地址总线、数据总线和控制总线，是微处理器与存储器与I/O接口之间信息传输的通路。

地址总线（AB）：

由微处理器向外设的单向总线，用以传输微处理器将要访问的外设的地址信息。

地址线的数量决定了系统直接寻址空间的大小。

数据总线（DB）：

微处理器与外设间数据传输线，为双向总线。

读操作时，外设将数据输入微处理器，写操作时，微处理器将数据输出外设。

数据线的数量决定了一次可传输数据的位数。

控制总线（CB）：

双向总线，用于协调系统中个部件的操作，有些信号线将微处理器的控制信号或状态信号送往外界，有些信号线将外界的请求或联络信号送往微处理器。

控制总线决定总线功能强弱与适应性的好坏。

4.DMA及相关。

其传送过程涉及的信号。

p140、p151、p189~p193

直接存储器存取DMA是一种外设与存储器之间直接传输数据的方法，适用于需要数据高速大量传送的场合。

DMA数据传送利用DMA控制器进行控制，不需要CPU直接参与。

传送过程涉及的信号（参考p189~p190）：

请求和响应信号：

总线请求HRQ与总线响应HLDA（用以获取总线控制权）、通道请求DREQ0~DREQ3和通道响应DACK0~DACK3；

传送控制信号：

地址选通ADSTB和地址允许AEN（锁存和发送地址）、地址线A0~A7和数据线DB0~DB7（在传送期间分别用于输出低8位与高8位存储器地址）、存储器读MEMR*、存储器写MEMW*、I/O读IOR*、I/O写IOW*。

5.8237控制下进行“存储器读写传送”对应有效信号、两个周期。

DMA读：

把数据从存储器传送到外设。

MEMR*有效从存储器读数据，IOW*有效把数据写入外设；

DMA写：

把外设输入的数据写入存储器。

IOR*有效从外设输入数据，MEMW*有效把数据写入存储器。

DMA传送时序图:

两个周期：

空闲周期：

复位后及没有DMA请求则处于空闲周期，8237A作为从设备受微处理器控制，在此周期8237A始终执行Si状态。

有效周期：

8237A在Si状态采样到DMA请求则进入有效周期，8237A作为主控芯片控制DMA传送操作。

6.8253计数器位数及写控制字时A0、A1的状态。

p177

每一个计数器通道有一个16位减法计数器。

写控制字时A0、A1的状态为1、1，即高电平。

CS*A1A0

I/O地址

读操作RD*

写操作WR*

000

40H

读计数器0

写计数器0

001

41H

读计数器1

写计数器1

010

42H

读计数器2

写计数器2

011

43H

无操作

写控制字

7.8255A控制字、分组、工作方式、端口位数。

p203~

控制字包括方式控制字及端口C置位/复位控制字，参考书p208~p209。

分组：

3个数据端口分为两组进行控制，A组控制端口A（PA0~PA7）和端口C的上（高）半部分（PC4~PC7）；B组控制端口B和端口C的下（低）半部分（PC0~PC3）。

工作方式：

有3种工作方式：

方式0、方式1和方式2，参考书p204~p207。

方式0基本输入输出方式，主要用于无条件传送和查询方式的接口电路，3个端口均可工作在此方式；

方式1选通输入输出方式，主要用于程序查询和中断方式的接口电路，端口A和B可工作在此方式；

方式2双向选通传送方式，适用于与双向传送数据的外设及程序查询和中断方式的接口电路，只有端口A可工作在此方式。

端口位数：

均为8位，注意C端口分上下。

8.8259初始化命令字约定及确定使用哪个操作命令字。

p163、p167

初始化命令字必须按照ICW1~ICW4的顺序写入。

ICW1（初始化字）和ICW2（中断向量字）必须写；

ICW3（级联命令字）由ICW1的SNGL（D1，决定是否级联）决定，SNGL=1则不需写ICW3，SNGL=0则需写入ICW3；ICW4（中断方式字）由ICW1的IC4（D0）决定，为1要写，为0则不写。

操作命令字的确定（参考书中p167的例子）：

moval,0ah;0AH=00001010B

out20h,al

nop

inal,20h

看端口地址，20h为偶地址则A0=0，那么输出的命令字有ICW1、OCW2和OCW3（参考p159），再看命令字内容，ICW的D4固定为1，排除；OCW2的D4D3固定为00，排除；所以为OCW3。

那么读了哪些内容？

D2D1D0=010，所以是读了IRR的内容（参考p166表7-5）。

如果为奇地址如何区分？

奇地址输出的命令字有ICW2、ICW3、ICW4和OCW1，根本区分不出来，所以应该不考。

9.同步异步的传输单位。

p234

异步通信以字符为传输单位，同步通信以帧为传输单位。

10.CS作用、串行接口的典型结构。

p239

CS为片选信号，用以选中芯片，只有当一个芯片的片选信号有效时，微处理器才能对此芯片进行数据的输入输出。

串行接口的典型结构参考书中p239~p240。

主要是发送/接收的保持/移位寄存器组成的双缓冲结构对串/并数据的转换以及如何实现串行数据的发送与接收。

串行数据的发送：

来自CPU的并行数据存放在发送保存寄存器中，发送时数据进入发送移位寄存器，加入起始位、校验位和停止位逐位输出（串行数据）。

串行数据的接收：

接收到的串行数据在接收移位寄存器中去除起始位、校验位和停止位转换成并行数据，接收完一个字符后送入接收数据缓冲寄存器。

11.高速缓存主要解决的问题。

缓存数据，主要解决CPU与存储器之间速度不匹配的问题，以提高处理效率。

12.接口技术研究的问题。

CPU和I/O设备之间传送的信息。

三种技术，编址方式。

p134、p136、p140

接口技术研究的问题：

外设在工作原理、驱动方式、信息格式以及工作速度方面彼此差别大，不能与CPU直接相连，必须经过转换电路即I/O接口。

传送的信息：

数据信息、状态信息和控制信息。

数据传送方式（三种技术）：

程序方式（分为无条件传送与中断传送）、中断方式与DMA方式。

p140

编址方式：

I/O端口与存储器地址独立编址、I/O端口与存储器地址统一编址及I/O地址译码。

13.计算存储芯片构成存储系统。

p110

芯片的存储容量=存储单元数×每个存储单元的数据位数=2M×N

M为地址信号（地址线数量），可以区别2M个存储单元，N为每个存储单元保存的数据位数。

可参考书中p111的例子。

14.中断分类相关。

p153

参考书中p153，除了分类还可以了解中断是如何产生的，以及对应的标志位。

内部中断（软件中断）：

除法错中断、指令中断、溢出中断、单步中断。

外部中断（硬件中断）：

非屏蔽中断、可屏蔽中断。

15.结合引脚的总线四种操作组合。

p96

总线操作

信号

IO/M*

WR*

RD*

存储器读

MEMR*

低

高

低

存储器写

MEMW*

低

低

高

I/O读

IOR*

高

高

低

I/O写

IOW*

高

低

高

16.分时复用技术。

p95

同一引脚在不同时刻具有不同的功能，优点是可以减少对外引脚的个数。

常见的是地址总线和数据总线的复用，在不同的时钟周期输出不同的数据（参考书中p95）。

17.为何需要接口电路：

参考知识点12.

18.8088的逻辑结构。

参考p18的图2-2及上下文。

主要是理解总线接口单元及执行单元的作用，分别执行哪些操作。

地址加法器的作用（p23）：

将逻辑地址中的16位段地址左移二进制4位（相当于在段基址最低位后添4个“0”），然后与偏移地址相加获得20位物理地址，以进行寻址。

19.中断相关、中断向量、中断向量号计算。

p156

中断相关参考知识点14，对于中断向量可参考填空题11题。

主要是中断向量号计算，依照公式

中断向量的地址（物理地址）=中断类型号（n）×4

来计算地址或类型号（也叫向量号），以及写出中断入口地址。

这里举个例子（不是老师给的题）：

PC机采用向量中断方式处理8级中断，中断号依次为08H～0FH，在RAM0:

2CH单元开始依次存放23H、FFH、00H和F0H四个字节，该向量对应的中断号以及中段程序入口是？

解答：

每个中断向量在中断向量表中占4个字节。

低16位存放中断程序的偏移地址IP，高16位存放中断程序的段地址CS。

对于本题，中断类型号：

2CH除以4得0BH； 中断程序入口地址CS：

IP为F000:

FF23H。

这里要注意除法运算的进制问题，以及入口地址的书写。

20.六个周期及相互关系、五个地址。

p98、p23

六个周期（p98）：

指令周期：

一条指令取值、译码到执行完成的过程。

包含多个总线周期。

总线周期也称机器周期：

伴有数据交换的总线操作。

包含多个时钟周期。

时钟周期：

CPU进行不同的具体操作，处于不同的操作状态。

时间长度为时钟频率的倒数。

空闲周期：

时钟周期的一种，一般是芯片空闲时所处的状态，CPU在此状态进行内部操作，没有对外操作。

等待周期：

时钟周期的一种，一般是芯片等待是所处的状态，CPU在等待周期维持之前的状态不变，直到满足某种条件进入下一个时钟周期。

//例子可参考p99的写总线周期。

五个地址（p23）：

物理地址：

对应每个物理存储单元都有一个唯一的20位地址，微处理器通过总线存取存储器数据时采用这个地址。

逻辑地址：

分段后在8088内部和用户编程时，采用的“段地址：

偏移地址”形式称为逻辑地址。

偏移地址：

主存单元距离段起始位置的偏移量。

线性地址：

逻辑地址到物理地址变换之间的中间层,线性地址是一个32位无符号整数，过逻辑地址变换得到。

虚拟地址：

从0号单元开始编址，顺序分配符号名对应的地址单元，不是主存中的真实地址，故称为相对地址、程序地址、逻辑地址或称虚拟地址。

《软件设计师教程》p116

21.DMAC如何控制总线。

参考知识点4、5。

DMAC通过总线请求HRQ与总线响应HLDA来向CPU申请获取总线控制权，通过地址允许AEN来将锁存的高8位地址送入系统总线，DMA传送时用来屏蔽其它的总线驱动器。

通过MEMR*（IOR*）与MEMW*（IOW*）来实现存储器与外设通过总线的数据传输。

22.三大总线形成相关。

最小模式：

地址总线：

CPU的AD0~AD7,A8~A15,A15~A19通过地址锁存器8282（3片）构成。

数据总线：

直接由AD0~AD7提供，或通过数据收发器8286（8088为1片，8086为2片）供给。

控制总线：

直接由CPU的控制线供给。

最大模式：

地址总线：

CPU的AD0~AD7,A8~A15,A15~A19通过地址锁存器8282（3片）构成。

数据总线：

通过数据收发器8286（8088为1片，8086为2片）供给。

控制总线：

通过总线控制器8288供给。

最大模式配置和最小模式配置有一个主要的差别：

最大模式下多了8288总线控制器。

23.片选信号：

参考知识点10

24.8255的初始化编程。

p208

主要是按题目要求对照控制字格式（p208）写控制字，然后写地址，写控制字，送到控制端口。

需要注意的是如果给出四个地址，则应使用控制端口的地址，如给出地址：

端口A60H，端口B61H，端口C62H，控制端口63H，则应使用63H。

另外还有置位某一端口的某一位与端口C的置位/复位，参考书p209。

方式控制字格式图：

例如：

要求：

A端口：

方式1输入;C端口上半部：

输出，C口下半部：

输入;B端口：

方式0输出

方式控制字：

10110001B或B1H，初始化的程序段：

movdx,0fffeh；假设控制端口为FFFEH

moval,0b1h；方式控制字

outdx,al；送到控制端口

例如：

设8255A的A口、B口、C口和控制字寄存器的端口地址分别为80H，82H，84H和86H。

要求A口工作在方式0输出，B口工作在方式0输入，C口高四位输入，低四位输出，试编写8255A的初始化程序。

方式控制字：

10001010B或8AH，初始化的程序段：

movdx,86h;控制端口地址为86H

moval,08Ah;方式控制字

outdx,al;送到控制端口

//感觉应该也可以直接out86h,al这种方法，因为8253采用这种方法，地址也没有什么不同，不太确定，考试还是按要求为妙。

25.8253的初始化编程、脉冲信号编程或功能描述。

p181

主要是按题目要求对照控制字格式（p181）写控制字，按地址送到控制端口。

依然要注意分清地址。

方式控制字格式图（p181，通道即计数器，BCD计数即十进制计数，使用的为BCD码）：

初始化编程例如：

要求计数器0为方式3，采用二进制计数,控制端口地址为43H

方式控制字为00初始化的程序段：

moval,36h;36H＝00110110B

out43h,al;写入方式控制字

写入计数值例如：

要求计数器0写入技术初值1024（=400H），计数器0地址为40H

程序段（接在初始化程序段后）：

movax,1024;计数器初值

out40h,al;写入低字节计数值

moval,ah;高字节数据放入al

out40h,al;写入高字节计数值

功能描述即根据命令字的格式写出功能即可。

26.8259的功能描述。

p163

参考书中p163~p167。

功能描述只要根据命令字的格式写出功能即可。

需要注意各方式字对应的A0，可参考知识点8。