微机原理考试题目及知识点整理word版本.doc
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1、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、p182、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,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
2、/O写 。 p964、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
3、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。 p9710、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 000 H3FF H 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 0255 。 p156知识点整理1. CPU的读写操作、微处理器
4、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(IR0IR7),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(CAS0CAS2,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(D0D7),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
5、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
6、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、p189p193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p189p190):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DREQ0DREQ
7、3和通道响应DACK0DACK3;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A0A7和数据线DB0DB7(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,8
8、237A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* A1 A0I/O地址读操作RD*写操作WR*0 0 040H读计数器0写计数器00 0 141H读计数器1写计数器10 1 042H读计数器2写计数器20 1 143H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
9、C置位/复位控制字,参考书p208p209。分组:3个数据端口分为两组进行控制,A组控制端口A(PA0PA7)和端口C的上(高)半部分(PC4PC7);B组控制端口B和端口C的下(低)半部分(PC0PC3)。工作方式:有3种工作方式:方式0、方式1和方式2,参考书p204p207。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
10、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ICW1ICW4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):mov al,0ah;0AH=00001010Bout 20h,alnopin al,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
11、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。 p239CS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p239p240
12、。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
13、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=2MNM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p1
14、53,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
15、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08H0FH,在RAM0:2CH单元开始依次
16、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
17、。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3
18、2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p11621. 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AD0AD7, A8A15, A15A19 通过地址锁存
19、器8282(3片) 构成。数据总线:直接由AD0AD7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AD0AD7, A8A15, A15A19 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1024. 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
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