民航大学机械电子复习资料.docx

民航大学机械电子复习资料.docx

《民航大学机械电子复习资料.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《民航大学机械电子复习资料.docx（19页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

民航大学机械电子复习资料

题型

一：

简答题

二：

单项选择

三：

填空

四：

判断（对于不正确的要说明原因每题1分共10分）

五：

程序分析题6分

七：

设计题

1汇编编程设计题

设XYZRS均为16位无符号数的变量，Q为32位无符号数变量。

按已给定的表达式Z（X+Y）/（R-S）~Q,试在空格处填入适当的指令（假设在加减过程中均无进位和借位）

MOVAX,X

ADDAX,Y

MOVCX,R

SUBCX,S

MULZ

DIVCX

MOVQ,AX

MOVQ+2，DX

…………..

2存储器扩展设计题

实验指导书18页第一题

DATASEGMENT

ADB’1234567890’

NEQU$-A

BDBNDUP（?

）

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS:

CODE,DS:

DATA

START:

MOVAX,DATA

MOVDS,AX

MOVES,AX

LEASI,A

LEADI,B

ADDDI,N

MOVCX,N

MOVE:

MOVAL,[SI]

MOVES:

[DI],AL

INCSI

DECDI

LOOPMOVE

MOVAH,4CH

INT21H

CODEENDS

ENDSTART

必须掌握的部分

1、原码、反码、补码的计算（正数和负数）：

例：

89的原码、反码、补码为59H;

-89的原码为0D9H，反码为0A6H，补码为0A7H；

2、压缩BCD码和非压缩BCD码的计算；

压缩的（组合的）BCD码：

一个字节表示两位BCD码。

非压缩（非组合）的BCD码：

一个字节表示一位BCD码，高4位为0。

例：

89的压缩BCD码为89H，非压缩BCD码为0809H

3、P782题、13题、15题

2.什么是总线？

一般计算机中有哪些总线？

答：

所谓总线是指计算机中传送信息的一组通信导线，它将各个部件连接成一个整体。

在微处理器内部各单元之间传送信息的总线称为片内总线；

在微处理器多个外部部件之间传送信息的总线成为片外总线或外部总线。

外部总线又分为地址总线、数据总线和控制总线。

随着计算机技术的发展，总线的概念越来越重要。

微机中常用到的系统总线有PC总线、ISA总线、PCI总线等。

13.如何选择8086CPU工作在最小模式或最大模式？

在最小模式下构成计算机系统的最小配置应有哪几个基本部件？

答：

8086CUP有一个引脚MN/MX，由该引脚来决定系统是工作于最大或最小模式。

当MN/MX=1，则CPU工作于最小模式，在最小模式下，构成系统的最小配置除8086CPU外，还应有8284时钟发生器、20位地址锁存器（用3片8282或74LS373实现）、数据驱动器（若存储器RAM较大时，用2片8286或74LS245）、ROM、RAM芯片及必要的接口电路。

当MN/MX=0时，CPU工作于最大模式。

两种组成方式对CPU引脚24-31的定义是不同的。

在最小模式下，CPU的所有控制信号都是由自身提供的，如存储器与I/O的读写信号；数据允许与传送方向信号；地址锁存器信号；中断响应信号；总线请求与响应信号。

而在最大模式下，上述信号除了总线请求与响应信号外，其他控制信号都是由三个状态信号S0、S1、S2经总线控制器8288译码产生。

15、说明空闲状态与等待状态的区别。

答：

CPU的空闲周期是指总线接口BIU既不从存储器取指令，也不与存储器或I/O端口传送数据。

此时BIU执行一系列T1状态。

一个空闲状态就是一个时钟周期，在总线周期之间可以插入若干个空闲状态。

等待状态TW是指CPU在读写存储器或I/O端口时，若存储器或I/O端口没有“准备就绪”，即在总线周期的T3检测

4、P2272、7、8、11题

2、在多级存储体系中，Cache主存结构的作用是解决（D）问题。

A．主存容量不足B.主存与辅存速度不匹配

C．辅存与CPU速度不匹配D.主存与CPU速度不匹配

7、在计算机体系中，下列部件都能够存储信息：

①主存；②CPU内的通用寄存器；③Cache；④磁带；⑤磁盘；

按照CPU存储速度排列，又快至慢依次为（②③①⑤④）。

其中，内存包括（③①）；属于外存的是（④⑤）；由半导体材料构成的是（③①②）。

8、什么是SRAM、DRAM、ROM、PROM、EPROM和FLASH。

答：

①易失性半导体存储器统称为RAM，分为静态存储器（SRAM）和动态存储器（DRAM），用于在程序中保存需要动态改变的数据，或是需要动态加载的程序。

SRAM：

静态存储器，掉电后，信息丢失----挥发。

DRAM：

动态存储器，即使不掉电，信息也会丢失，需要定时刷新。

②非易失性半导体存储器统称为ROM。

PROM是有一种可一次编程的ROM。

EPROM是可电擦除PROM（包括紫外线可擦出和电可擦除）。

FLASH是一种可以电擦除的非易失性半导体存储器

11、为什么DRAM要不断地刷新？

刷新方式有几种？

答：

①由于DRAM是靠电容Cs存储信息的，Cs有电荷时为逻辑“1””，没有电荷时为逻辑“0”。

但由于任何电容都存在漏电，因此当电容Cs存有电荷时，过一段时间由于电容的放电会导致电荷流失，信息也会丢失，解决的办法是刷新，即每隔一定时间（大约1~4ms）就要刷新一次，使原来处于逻辑“1”的电容的电荷又得到补充，而原来处于电平“0”的电容仍保持“0”。

②DRAM芯片有片内刷新，片外刷新。

（1）集中刷新

将整个刷新周期分为两部分,前一部分可进行读、写或维持（不读不写），后一部分不进行读写操作而集中对DRAM刷新操作。

这种方式控制简单。

但在刷新过程中不允许读写，存在死时间。

（2）分散刷新（隐式刷新）

在每个读写或维持周期之后插入刷新操作，刷新存储矩阵的一行所有单元。

这样把一个存储系统的周期分为两部分，读写、维持时间和刷新时间。

优点是控制简单，不存在死时间；缺点是刷新时间占整个读写系统时间的一半，故只用于低速系统。

（3）异步刷新

利用CPU不访问存储器的时间进行刷新操作。

若按照预定的时间间隔应该刷新时，CPU正在访问存储器，刷新周期可以向后稍微延迟一段时间，只要保证在刷新周期内所有的行都能得到刷新即可。

5、P2771、4、7、14题

1、下列陈述中不正确的是（A）

A、总线结构传送方式可以提高数据的传输速度。

B、与独立请求方式相比，菊花链式查询方式对电路的故障更敏感。

C、PCI总线采用同步时序协议和集中式仲裁策略。

D、总线带宽即总线本身所能达到的最高传输速率。

4、计算机系统与外部设备之间互相连接的总线成为外部总线；

连接系统内各插件板的总线称为内部总线；

CPU内各寄存器和运算器之间的连接总线称为片内总线。

7、总线是怎样分类的？

各用于什么场合？

答：

所谓总线是指计算机中传送信息的一组通信线，将多个部件连成一个整体。

可以简单分为：

①片内总线：

在CPU内部或部件内部各单元之间传送信息的总线（又可细分为单总线、双总线（输入/输出BUS）、多总线结构）；

②片外总线：

CPU与外部部件之间传送信息的总线。

片外总线又称为系统总线，通常系统总线分为地址总线、数据总线、控制总线，即所谓三总线结构。

14、试说明ISA、PCI、SCSI、USB总线的特点和应用。

答：

⑴ISA特点：

ISA总线上每个引脚的中心的间距：

2.54mm

ISA总线上的信号采用TTL电平。

信号的浮躁能力大约为两个低功耗器件。

2PCI特点：

1高性能②独立于处理器③兼容性好④高效益，低成本

⑤即插即用⑥预留了发展空间

3SCSI总线的主要特点：

①SCSI是系统接口

②高宽带，最快的SCSI总线带宽可达160mb/s

③SCSI是一种只能借口

④SCSI是一个多任务借口，具有总线仲裁功能

⑤SCSI总线上的设备没有主从之分，各方地位对等

⑥SCSI可以按同步方式和异步方式传输数据

⑦为了区别SCSI总线上的每一台设备，需要为每一台设备（包括总线控制器）分配一个标志ID。

⑧SCSI可分为单端传送方式和差分传送方式。

⑨SCSI总线上的设备以链形连接，且必须在两个物理端点连接终接器（终端电阻）。

⑷USB总线的主要特点：

①即插即用总线，可以自动识别总线上的设备，并为其配置软件和硬件资源。

②可以动态连接和重新配置外设，支持热插拔功能

③总线上的设备的传输带宽可以从几kbit/s到几百Mbit/s，速率最高可达480Mbit/s

④通信协议能灵活支持准同步数据传输和异步消息传输的混合模式。

⑤允许多台设备同时操作，最多可接127台物理设备

⑥协议开销小，总线利用率高

⑦支持实时的语音、音频和视频数据传输

⑧可以向USB总线上的设备供电，总线上的设备也可以自备电源

6、存储器扩展部分（字扩展、位扩展、字位同时扩展三种方式）

ROM和RAM一起扩展，低地址部分为RAM，高地址部分为ROM。

注意：

数据线、地址线、读写信号线，以及片选信号线都需要连接。

以2114（1K*4位，SRAM）为例：

数据线为4根，每次读写操作只能从单一的芯片中访问到4位数据：

所以在位方向上，需要扩充两个芯片才能提供8位数据。

也就是说，在使用中，将这两个芯片看作是一个整体，它们将同时被选中，共同组成容量为lK*8位的存储器模块，以后，我们将称这样的模块为“芯片组”。

如下图：

字位同时扩展法--用容量为L×K位的存储芯片设计容量为M×N位的存储器（L＜M，K＜N），需要字向、位向同时进行扩展。

共需存储芯片数为：

（M/L）×（N/K）

例：

用256×4位的存储芯片设计容量为1K×8位的存储器。

解：

需存储芯片数为：

（1K/256）×（8/4）=8（片）由每组2片存储芯片完成位扩展；4组这样的存储芯片完成字扩展。

用256×4位的芯片组成1KBRAM的方框图如下

7、汇编语言编程

主要掌握实验指导书15页3题，17页2题编写计算表达式（X+Y-Z）/2*Z的值的程序；第1题编程序将大写改成小写；

P183题，P191、2题P211、2、3题

8259中断实验和存储器扩展实验不用掌握。

9：

汇编程序上机调试过程

一些重要的DEBUG操作命令（-a,-t,-r,-d,-l,-g.-n,-u）的功能和使用方法

名称解释格式

a（Assemble）逐行汇编a[address]

t（Trace）跟踪执行　t[=address][value]

r（Register）显示和修改寄存器r[registername]

d（Dump）内存16进制显示d[address]或d[range]

q（Quit）结束　q

u（Unassemble）反汇编u[address]或range

　　?

联机帮助?

⑴汇编命令A（Assemble），其格式为：

　　-A[address]

　　该命令允许键入汇编语言语句，并能把它们汇编成机器代码，相继地存放在从指定地址开始的存储区中。

必须注意：

DEBUG把键入的数字均看成十六进制数，所以如要键入十进制数，则其后应加以说明，如100D。

⑵跟踪命令T（Trace），有两种格式：

　　·逐条指令跟踪

　　-T[=address]或者-T

　　从指定地址起执行一条指令后停下来，显示所有寄存器内容及标志位的值。

如未指定地址则从当前的CS：

IP开始执行。

　　·多条指令跟踪

　　-T[=address][value]

　　从指定地址起执行n条指令后停下来，n由value指定。

⑶检查和修改寄存器内容的命令R（register），它有三种格式如下①显示CPU内所有寄存器内容和标志位状态，其格式为：

　　-R

　　例如，-r

　　②·显示和修改某个寄存器内容，其格式为：

　　-Rregistername

　　例如，键入-RAX

　　系统将响应如下：

　　AXF1F4

：

　　即AX寄存器的当前内容为F1F4，如不修改则按ENTER键，否则，可键入欲修改的内容，如：

　　-Rbx

　　BX0369

　　：

059F

　　则把BX寄存器的内容修改为059F。

③显示和修改标志位状态，命令格式为：

　　-RF系统将响应，如：

　　OVDNEINGZRACPECY-

　　此时，如不修改其内容可按ENTER键，否则，可键入欲修改的内容，如：

　　OVDNEINGZRACPECY-PONZDINV

　　即可，可见键入的顺序可以是任意的。

⑶运行命令G，其格式为：

　　-G[=address1][address2[address3…>

　　其中，地址1指定了运行的起始地址，如不指定则从当前的CS：

IP开始运行。

后面的地址均为断点地址，当指令执行到断点时，就停止执行并显示当前所有寄存器及标志位的内容，和下一条将要执行的指令。

从断点2处停止后,如果想继续执行,输入命令

-t,则从断点2执行到断点3.

⑷显示存储单元的命令D（DUMP），格式为：

D[address]或_D[range]

　　例如，按指定范围显示存储单元内容的方法为：

　-d100120

　　　其中0100至0120是DEBUG显示的单元地址；中间是用十六进制表示每个字节；

⑸退出DEBUG命令Q（Quit），其格式为：

　　-Q

　　它退出DEBUG，返回DOS。

本命令并无存盘功能，如需存盘应先使用W命令。

⑹反汇编命令U（Unassemble）有两种格式。

　　·从指定地址开始，反汇编32个字节，其格式为：

　　-U[address]

　　例如：

　　-u100

　　如果地址被省略，则从上一个U命令的最后一条指令的下一个单元开始显示32个字节。

　　·对指定范围内的存储单元进行反汇编，格式为：

　　-U[range]

　　例如：

　　-u100200（这些数据均为16进制数据）

10：

定义

总线周期，时钟周期，指令周期

总线周期（机器周期）：

CPU访问存储器或I/O设备时，读写一个字节（字）的时间；

时钟周期：

是CPU的基本时间计量单位，它由计算机主频决定。

又称为T状态。

由2～5个T状态组成一个机器周期。

指令周期：

执行一条指令所需要的时间。

由1个或1个以上的总线周期构成。

指令的最短执行时间是两个时钟周期;

8086能工作于几种模式，怎么实现？

什么情况下让8086工作在最小模式？

什么情况让8086工作在最大模式？

1、最小模式：

在系统中只有8086一个微处理器占有总线。

在这种系统中所有的总线控制信号都直接由8086产生。

2、最大模式：

如果利用8086构成的系统较大时，需要通过总线控制器8288来形成各种总线周期，控制信号由8288产生。

8086工作于最大模式或最小模式由第33根引脚MN/MX的接法来决定的：

接至+5V时工作在最小模式；接地就工作在最大模式。

11：

重要定义

中断：

所谓中断就是当CPU正常运行程序时，由于随机的事件（包括内部事件和外部事件）引起CPU暂时中止正在运行的程序，转去执行（请求中断的中断源的）中断服务程序，中断服务结束后再返回被中止的程序。

这一过程被称为中断。

中断的分类：

•外部中断（硬中断）

–非屏蔽中断NMI

–可屏蔽中断INTR

•内部中断（软中断）

–除法错中断

–溢出错中断

–断点中断

–单步中断

8086有一个强有力的中断系统，可以处理256种不同的中断，每个中断对应一个类型码，所以，256种中断对应的中断类型码为0一255。

从产生中断的方法来分，这256种中断可以分为两大类：

非屏蔽中断

硬件中断（外部中断）

可屏蔽中断

软件中断：

是CPU根据软件中的某条指令或者软件对标志寄存器中某个标志的设置而产生的。

典型的软件中断是除数为零引起的中断和中断指令引起的中断。

中断向量：

中断服务的入口地址的IP和CS

CPU对中断的处理过程：

中断请求—中断判优—中断响应—中断服务（处理）—中断返回。

1从CUP的两个中断处理器时序开始;（两个INTA#信号），每个时序做什么工作；

INTA＃：

接收CPU的中断响应信号。

CPU发出的中断响应信号为两个负脉冲。

第一个负脉冲作为中断应答信号，第二个负脉冲到来时，8259从数据线D7~D0上发出中断类型码。

2硬件做什么工作；

3软件做什么工作；

4怎样进入中断服务程序P291

一是采用固定入口地址方式，即对于不同的中断请求，对应不同的固定的处理程序入口地址；

二是通过CPU外部硬件在中断响应期间塞入转入子程序指令的方法，而该转子程序给出了相应中断源的服务程序的入口地址；

三是矢量中断。

5中断服务程序做哪些工作

①压栈，保护中断现场②开中断③执行中断处理④关中断⑤送中断结束命令EOI⑥恢复现场⑦用中断返回指令IRET返回主程序。

12：

CPU和外设之间进行数据的传送有几种方式？

每种方式的工作过程？

哪种方式的传送效率最高？

程序控制传送方式，中断方式，DMA方式；

①无条件传送：

电路简单，CPU访问时总认为I/O已准备好。

②条件（查询）传送方式：

工作可靠，适用面宽，但传送效率低

–查询式数据传送过程3个环节：

–查询状态环节

»CPU寻址状态口，读取状态字

–检测是否满足“就绪”条件

»如果不满足，回到第一步读取状态字；

–数据传送环节

»外设已处于“就绪”状态，寻址数据口

»是输入，通过输入指令从数据端口读入数据

»是输出，通过输出指令向数据端口输出数据

③中断传送方式：

该方式可大大提高CPU的工作效率。

该方式是：

当外设要求CPU交换数据时，可向CPU发出中断请求，CPU在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，根据中断源提供的中断类型号，转入相应的中断处理程序，以实现对外设的数据传送和管理。

该方式可实现CPU和外设并行工作。

④DMA传送方式:

DMA（DirectMemoryAccess）传送方式又称直接存储器存取方式。

其原理就是在存储器与外设之间开辟一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据。

这一数据通道是通过DMA控制器来实现的。

在DMA传送期间，不需要CPU的任何干预，而是由DMA控制器控制系统总线，在其控制下完成数据传送任务。

对于高速数据传送和与外设频繁交换信息的场合，DMA方式比中断传送方式效率高。

因为中断传送要不断的保护断点和现场，使CPU的工作效率大为降低。

14、P293表7.3优先级的高低

15、P44标志寄存器的结构和各个标志位的含义，

其中6个状态标志：

CF、PF、AF、ZF、SF、OF

3个控制标志：

IF、DF、TF。

有7位空的未用。

①CF：

进位标志（CarryFlag）

当运算的结果在最高位（8位，16位）上产生一个进位或借位时，CF=1；反之，CF=0。

②PF：

奇偶标志（ParityFlag）

当运算结果低8位中“1”的个数为偶数时，PF=1；为奇数时，PF=0。

③：

AF辅助进位标志（AuxiliaryCarryFlag）

在算术运算中，当一个8位（或16位）数的低4位向高4位（即b3位向b4位）有进位或借位时，AF=1；反之，AF=0。

此标志用于BCD码运算指令中。

④ZF：

零标志（ZeroFlag）

当运算结果为全“0”时，ZF=1；反之，ZF=0。

⑤SF：

符号标志（SignFlag）

当运算结果的最高位为“1”时，SF=1；反之，SF=0。

⑥OF：

溢出标志（OverflowFlag）

在算术运算中，符号数的运算结果超出8位或（16位）符号数表达的范围，OF=1；反之，OF=0。

（8位：

-128～+127；16位：

-32768～+32767）溢出与进位是两个不同性质的标志，一个反映符号数，一个反映纯数值。

⑦DF：

方向标志（DirectionFlag）

用于控制字符串操作指令的步进方向。

当DF=0时，表示从低址向高址以递增顺序进行串处理；当DF=1时，表示从高址向低址以递减顺序进行串处理。

⑧IF：

中断允许标志（InterruptenableFlag）

当IF=1时，允许中断；当IF=0时，禁止中断。

该标志可用指令STI或CLI使其置1或0。

IF标志对NMI信号或内部中断（INTn）无作用。

⑨TF：

陷阱或跟踪标志（TrapFlag）

当TF=1时，CPU进入单步工作方式，每执行完一条指令就自动产生一个内部中断，以便进行程序调试。

当TF=0时，连续执行程序。

（没有专门的指令使TF置1或0）

P46-47堆栈操作过程

什么是堆栈？

堆栈是一个按照后进先出（LIFO—LastInFirstOut）的原则存取数据的部件或区域。

硬件堆栈：

内部寄存器作为堆栈，工作速度快，容量不大：

软件堆栈：

用内存作为堆栈，工作速度慢，容量大，内存有多大，堆栈就有多大，堆栈由一个堆栈指针SP和一个栈区组成。

为什么要用堆栈？

主程序与子程序，主程序调用子程序，或者子程序调用子程序，或者处理中断服务程序，CPU必须把主程序调用子程序指令的下一条指令的地址（或中断时的断点）即PC值保留下来，才能保证子程序（或中断服务程序）执行完之后正确返回到主程序继续执行。

另外，调用子程序之前的有关REG、标志位也要及时正确的保存下来。

堆栈如何操作？

堆栈必须设有一个区域（栈区），还需一个指针（SP），指示栈在什么位置。

8086与栈有关的寄存器是SS和SP。

SS：

标识现行堆栈的基地址；

SP：

标识现行堆栈的段内偏移量。

8086中的栈是“向下生成”的栈，即随着入栈数据

增加，SP值减小。

有些处理器或单片机还有“向上生

成”的栈。

SP值由指令MOVSP，data设定初值。

空栈时，栈顶与栈底是重合的，随着压入栈中数据增加，堆栈扩展，SP减小，SP始终指向栈顶。

堆栈操作有专门的指令PUSH××与POP××。

8086的入栈与出栈弹出操作每次是一个字，而不是一个字节。

16、P296页中断向量表和中断向量号

对于图7.16中断操作流程和中断向量表的存储内容。

对于所有的中断，中断响应过程如下（这些过程由硬件来完成）：

（1）将中断类型码×4，作为中断向量表的指针。

（2）关中断；

（3）将标志寄存器的值压入堆栈。

（4）复制（TF标志位），清除TF和IF标志位。

（5）将断点保护到堆栈中。

所谓断点，就是指响应中断时，主程序中当前指令下面的一条指令的地址，包括代码段寄存器CS的值和指令指针IP的值。

（6）从中断向量表中取出中断向量（中断服务的入口地址的IP和CS）；然后转到中断服务程序执行；

（7）关中断【保存现场（cpu内部各个寄存器的内容）；】

开中断；

执行一定功能的程序；（在此处中断才可以嵌套）

关中断（恢复现场；）

（8）关中断【恢