微型计算机原理及应用基本学习要求

1、微型计算机原理及应用基本学习要求一、 微型计算机基础1、计算机中信息的表示，为何要用二进制表示方式？2、二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数的概念；3、二进制、十进制、十六进制数间的相互转换；4、机器数与真值的概念，相互转换； 5、带符号数的原码、反码和补码表示；6、求补码对应的真值；补码的加减运算； 7、ASCII码和BCD码； 8、微型计算机系统的组成、基本结构；9、CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应具备哪些主要功能？10、微型计算机的基本工作原理；11、累加器和其他通用寄存器相比，有何不同？12、总线的概念？13、微型计算机采用总线结构有什么优点？14、地址总线、数据总线、控

2、制总线的作用？它们各自是双向还是单向？15、微处理器、微型计算机、微型计算机系统的基本概念，它们有什么不同；二、 16位和32位微处理器1、8086微处理器的功能结构； 2、 总线接口部件BIU有哪些功能？有哪些部件组成？3、 8086的执行部件有什么功能？由哪几部分组成？ 处理器内部有ALU、寄存器和指令处理三个基本单元。8086有两大功能部件：总线接口单元和执行单元。总线接口单元：管理着8086与系统总线的接口，负责处理器对存储器和外设进行访问。8086所有对外操作必须通过BIU和这些总线进行。执行单元EU：负责指令译码、数据运算和指令执行。4、 段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器I

3、P=FF00H，此时，指令的物理地址为多少？指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗？21F00H；不是唯一，同一个物理地址有多个逻辑地址形式，p415、 总线周期的含义是什么？8086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？伴随数据交换的总线操作；4；周期=频率的倒数；。6、8086的在总线周期的T1、T2、T3、T4状态，CPU分别执行什么动作？什么情况下需要插入等待状态TW？TW在哪儿插入？怎样插入？T1状态：总线周期的第一个时钟周期主要用于输出存储器地址或I/O地址；T2状态：输出读/写控制信号。T3状态：

4、锁存地址、处理器提供的控制信号和数据在总线上继续维持有效，且T3时钟的前沿（下降沿）对READY引脚进行检测。READY信号有效，进入T4周期。T4状态：总线周期的最后一个时钟周期，处理器和存储器或I/O端口继续进行数据传送，直到完成，并为下一个总线周期做好准备。Tw状态：等待状态。处理器在T3前沿发现READY信号无效后，插入Tw。Tw状态的引脚信号延续T3时的状态、维持不变。7、8086的最小工作方式和最大工作方式的概念，它们之间的主要区别在那里？如何选择工作在最小模式下？最小：低对低，高对高；。8、8086为何在外部对地址信号进行锁存？如何实现对地址信号的锁存，ALE信号的作用？ALE是

5、地址锁存允许信号在单片机扩展外部RAM时，ALE用于控制把P0口的输出低8位地址A0A7送锁存器锁存起来，以实现地位地址和数据的隔离。当ALE是高电平时，允许地址锁存信号，当访问外部存储器时，ALE信号负跳变（即由正变负）将P0口上低8位地址信号送入锁存器；当ALE是低电平时，P0口上的内容和锁存器输出一致。9、8086的存储器分段组织，逻辑地址、物理地址，段寄存器；注意向段寄存器的数据传送方法，注意代码段寄存器CS不能作为目的寄存器；p5410、8086的寄存器组织，寄存器的分类；8个32位通用寄存器，6个16位段寄存器，32为标志寄存器和指令指针11、8086的通用寄存器及其应用；p321

6、2、8086的标志寄存器有哪些状态标志位？各个标志位在什么情况下置位？注意数据传送指令不影响标志寄存器（除了向标志寄存器传送指令）；标志寄存器中的控制标志位？如何设置这些控制位？注意标志寄存器的传送指令、压栈与弹出指令，修改标志寄存器的方法；p3313、8086采用IO独立编址方式，掌握计算机中IO独立编制与统一编制各自的特点，注意X86中IO接口的寻址方式，X86的IO操作指令；p223,224,22514、系统的复位和启动后内部寄存器的状态等，8086系统复位后，第一条执行的指令的地址；15、8086的中断系统，向量中断的概念，中断向量表和结构，中断向量表和中断向量的存放位置，对一个中断类

7、型号为n的中断，会计算它的中断向量的存放地址；中断服务程序的入口地址，n*4=物理地址16、8086存储器地址的计算：段基地址左移四位+偏移地址；17、8086最小模式工作时的引脚及总线控制信号？P16018、 CPU在8086的微机系统中，为什么常用AD0作为低8位数据的选通信号； 在8086中，存储器结构有奇偶之分，又规定，当读/写一个字时，若从偶地址开始，则只需一个总线周期;若从奇地址开始，则需两个总线周期。数据存放格式又规定为低字节在地址的低位，高字节在地址的高位。上述因素决定了能满足系统规定的要求，又能加快信息的存取时间，用AD0=0作为偶存储体(存放低8位数据)的选通信号。19、

8、信号和A0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写的？这种组合决定了8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号来区分？怎样区分？ 在8086中把1MB的存储空间分为512KB的存储体，一个用于存放偶数地址字节(低字节)，一个用于存放奇数字节(高字节)，两个存储体之间采用交叉编址方式，即用地址线A0作为偶存储体的地址选通信号。A0=0选通偶存储体，偶存储体的数据线与数据总线的高8位(D8D15)相连。CPU可以访问任何一个存储体，读/写一个字节，也可以同时访问两个存储体读写一个字节。20、 T1状态下，数据/地址复用总线上是什么信息？用哪个信号将此信息锁存起来？数据信息是在

9、什么时候给出的？ 在状态下，数据地址线上是地址信号。在状态从引腿上输出一个正脉冲作为地址锁存信号。数据信息是状态时给出的。21、 非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别用在什么场合？ 1.非屏蔽中断的特点有：中断请求从NMI引腿进入，不受中断允许标志IF的影响。非屏蔽中断只有一个，其中断类型码为2。2.可屏蔽中断的特点有：中断请求从INTR引腿进入，只有在IF=1时CPU才响应该中断。可屏蔽中断有若干个，其中断类型码可以是5255。3.非屏蔽中断用来处理系统的重大故障，如掉电等。可屏蔽中断用在一般外部设备申请的中断中。22、 什么叫中断向量？它放在那里？对应于20H的中断向量存放在哪

10、里？如果20H的中断处理子程序从3000H:1000H开始，则中断向量应怎样存放？ 1.中断处理子程序的入口地址就是中断向量。2.中断向量放在0段的03FFH区域的中断向量表中。3.对应于类型号为1CH的中断向量应放在0005000053H的4个单元中。4.若20H的中断向量为3000H：1000H，则中断向量的存放方法为：00050H存放10H，00051H存放00H （IP）；00052H存放30H，00053H存放00H （CS）。23、 在编写中断处理子程序时，为什么要在子程序中保护许多寄存器？有些寄存器即使在中断处理子程序中并没有用到也需要保护，这又是为什么(联系串操作指令执行时遇到

11、中断这种情况来回答)？1.因为中断处理子程序运行时需要使用CPU内部的寄存器，这些寄存器的值发生了改变。因此若不加保护在返回原程序时就修改了断点处的现场，而使程序不能正常运行。2.因为串操作指令允许在执行过程中进入中断，若与串操作有关的寄存器未保护好，中断返回时串操作指令就不能正常继续运行。而且还有隐含寻址问题。24、 软件中断有哪些特点？在中断处理子程序和主程序的关系上，软件中断和硬件中断有什么不同之处？ 1.软件中断有如下特点： 用一条中断指令进入中断处理子程序，并且，中断类型码由指令提供。 进入中断时，不需要执行中断响应总线周期。 不受中断允许标志IF的影响。 软件中断的优先级最高。 软

12、件中断没有随机性。2.软件中断允许在主程序和中断处理子程序之间传递数据。而硬件中断由于是随机的，所以不能传递数据。25、 8086存储空间最大为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？ 1.8086存储空间最大为220=1MB。2.采用分段的方法实现16位寄存器实现对20位地址的寻址。物理地址=段基址10H+偏移地址26、Pentium处理器使用了哪些先进技术？27、指令流水线的基本工作原理；p31228、Pentium处理器的工作模式，实地址模式、保护模式、虚拟8086模式各自的特点；29、Pentium处理器复位后首先进入什么工作模式？如何进入保护模式？ 在处理器复位后，处理器内部

13、的CR0的PE位为0，表示此时处理器工作在实地址模式。30、保护模式下存储器地址的获得方法？全局描述附表寄存器、局部描述附表寄存器、中断描述符表寄存器，任务寄存器的作用； 处理器通过段选择器从描述表中取出相应的描述符，获得此段的32位段基地址，与偏移地址相加形成了线性地址。48位全局描述符表寄存器，用于保存全局描述符表的32位基地址和全局描述符表的16位界限（全局描述符表最大为216字节，共216/8=8K个全局描述符）。48位中断描述符表寄存器，用于保存中断描述符表的32位基地址和中断描述符表的16位界限（中断描述符表最大为216字节，共216/8=8K个中断描述符）。16位局部描述符表寄存

14、器，用于保存局部描述符表的选择符。一旦16位的选择符放入LDTR，CPU会自动将选择符所指定的局部描述符装入64位的局部描述符寄存器中。 16位任务状态寄存器，用于保存任务状态段(TSS)的16位选择符。与LDTR类似，一旦16位的选择符放入TR，CPU会自动将该选择符所指定的任务描述符装入64位的任务描述符寄存器中。31、掌握段描述符的概念与作用；处理器称段表项为段描述符，能实现存储管理，特权和保护32、掌握段描述符表的作用；是用来存放描述符的特殊段33、段选择子的概念与作用；是一种特殊的指针，指向对应的段描述符34、在保护模式下，段寄存器的作用，它与实模式下的作用有什么不同？段寄存器用于存

15、放段选择器，段选择器并不直接表示段地址，而是操作系统通过特定的方式获得，实模式下，段寄存器存有段地址，计算机自动获得物理地址35、如何利用段选择子来管理内存？36、如何通过段选择子来决定选择全局段描述符还是局部段描述符？37、Pentium的中断机制，中断描述符表38、保护模式下线性地址的形成方法？ 描述符中的段基地址同指令给出的32位偏移地址相加得到线性地址，再通过分页机构进行变换得到物理地址39、线性地址与物理地址的关系？三、 指令系统1、寻址方式的概念；形成操作数存放地址的方法，称为寻址方式2、8086CPU的寻址方式，不同寻址方式的特点，如何在指令中表示；操作数存放在CPU的寄存器中，

16、指令以寄存器名代表该操作数。操作数为常数，指令中直接写出该常数值。操作数在内存中，指令给出存储单元的有效地址EA。3、输入输出端口的寻址方式，有何特点？如何应用；4、数据传送指令的特点、对标志寄存器的影响（除了向标志寄存器的传送指令外，其它传送指令不影响标志位）；5、对段寄存器赋值应该注意的问题，注意不能对代码段基址寄存器CS赋值，不能将立即数直接送段寄存器；6、堆栈的概念，8086系统的堆栈，堆栈操作指令；p797、对标志寄存器的操作指令；p838、算术运算指令、它们对标志寄存器的影响？P859、逻辑运算指令，它们对标志寄存器的影响；p899、对处理器的控制指令；10、循环控制、串操作、微处

17、理指令等；p117，p9611、Pentium增加的寻址方式；12、汇编语言程序基本结构，数据段、堆栈段、代码段各自的作用以及定义方法，程序代码存放在那一段中？13、汇编语言的基本程序结构：有几种，各自的特点；分支105，循环117，子程序122结构14、标号的作用，命名标号时应该注意的问题；表示处理器指令在主存中的逻辑地址p4415、指令性语句、指示性语句的概念，它们有什么不同？ 在指令性语句的标号后面跟有冒号(：)，而在指示性语句的名字后面没有冒号，这就是这两种语句在格式上的主要区别。16、段定义伪指令、字节定义伪指令、字定义伪指令、双字定义伪指令、结束伪指令、符号定义伪指令、过程定义伪指

18、令等伪指令的作用，如何使用？/kecheng1/2008/site04/courseware/chapter4/4-4-3.html 17、汇编语言程序设计的基本步骤 分析问题，确定算法，设计流程，根据流程图编写程序，程序的检验，编写说明文件18、掌握流程图的画法；19、程序设计和程序阅读：给出一段程序，能够读懂，说明它的功能，说明程序执行后的结果（寄存器的值，存储单元的值、标记位的状态），或者按给出程序的功能要求设计所需要功能的程序。例如：（1） 实验程序：实验三、实验四、实验五的程序，（2） 例题程序：l 将存储器单元DAT1中保存的一个组合BCD

19、数转换成两个对应ASCII码值，并存入DAT2开始的两个单元，低位在前，高位在后；l 计算Z=(x2-3y)/2或者Z2X+Y或者Z=X3+Y2等算术运算程序；l 求一个数的绝对值（用补码表示）；l 查表程序七段LED显示码；l 延时子程序；l 数组求和程序；等四、 存储器1、存储器的作用？保存程序和数据2、存储器的分类？主存储器、辅助存储器、高速缓冲存储器、控制存储器等。3、对计算机存储器系统的基本要求？容量大，速度快，成本低 4、半导体存储器的分类，不同半导体存储器各自的特点，用途；p1865、存储器为何使用行列结构？ 简化选择内存单元的译码电路，通过行选择线和列选择线来确定一个内存单元，

20、因而用存储器组成内存时，总是采用矩阵形式。6、静态存储器的基本特点？存储数据的基本原理？静态存储器的主要引脚以及与系统的连接； 不需要进行周期性刷新的既可读又可写的存储器。其特点如下：（1）优点：不需要进行刷新，简化了外部电路。（2）缺点：静态RAM基本存储电路中包含的管子数目比较多，导致一个器件的位容量比采用类似设计方法的非静态RAM要少。静态RAM基本存储电路中2个交叉耦合的管子总有1个处于导通状态，所以会持续地消耗功率，导致静态RAM的功耗比较大。P1877、动态存储器的基本特点？存储数据的基本原理？动态存储器为何需要定时刷新？基本刷新方法；不管是哪一种动态RAM，都是利用电容存储电荷的

21、原理来保存信息的，由于电容会逐渐放电，所以，对动态RAM必须不断进行读出和再写入，以使泄放的电荷受到补充，也就是进行刷新。8、静态RAM芯片上为什么往往只有写信号而没有读信号？什么情况下可以从芯片读得数据？ 对于存储器来说，在允许信号有效之后，一定是进行读/写操作，而且非写即读，使得只用写信号WE就可以既控制写操作又控制读操作。在读操作时，写脉冲发生器不产生负脉冲，而是使WE端处于高电平，此高电平就用来作为读出信号。9、动态存储器控制器的基本功能？ 动态RAM控制器一般完成刷新过程中的刷新计时，地址计数，以及地址转换。动态RAM一般完成两个功能，一个是地址处理部分，一个是时序处理部分。地址处理

22、部分的功能主要是：处理动态RAM正常读写时的地址信号和刷新过程中的地址信号。时序处理部分的功能主要是：产生正确的读写时序和刷新时序。10、存储器与CPU连接的基本方法，片选信号的作用？11、地址译码方法有几种？各自的特点；即所有的高位地址信号用来作为译码器的输入，低位地址信号接存储芯片的地址输入线，特点使得存储器芯片上的每一个单元在整个内存空间中具有唯一的一个地址。分地址译码就是仅把地址总线的一部分地址信号线与存储器连接，通常是用高位地址信号的一部分(而不是全部)作为片选译码信号。特点出现重复，浪费存储空间12、存储器的扩展技术：位扩展、字扩展的方法；位扩展的电路连接方法是：将每个存储芯片的地

23、址线、选片信号线和读/写信号线全部与CPU 的相应地址线、请求信号MREQ 线、读/写控制信号R/W 线进行连接，而将它们的数据线分别连接至数据总线的不同位线上。【例7.2】用Intel 2164 芯片构成容量为64KB 的存储器。解：因为Intel 2164 是64K1 位的芯片，其存储单元数也是64K ，已满足要求。64K216 ，故只需16 根地址线(A15A0)对各芯片内的存储单元寻址。Intel 2164 字长不够，每一块芯片只有1 位数据，所以需要8 片这样的芯片，将它们的数据线分别与CPU 数据总线D7D0 的相应位相连，将每个存储芯片的地址线、选片信号线和读/写信号线全部与CP

24、U 的相应地址线、请求信号线、读/写控制信号线进行连接，线路连接如图7.26 所示。用16K8 位的存储器芯片组成64K8 位的内存储器的连线图如图7.27 所示。因为16K8 位的存储器芯片字长已满足要求，4 个芯片的数据线与数据总线D7D0 并连。因为16 K214，故只需要14 根地址线(A13A0)对各芯片内的存储单元寻址，让地址总线低位地址A13A0 与4 个16K8 位的存储器芯片的14 位地址线并行连接，用于进行片内寻址；对于64K8 位的内存储器，因为64K216，故总共需16 根地址线(A13A0)对内存储单元寻址。为了区分4 个16K8 位的存储器芯片的地址范围，还需要两根

25、(16142)高位地址总线A15、A14 经过24 个译码器译出4 根片选信号线，分别和4 个16K8 位的存储器芯片的片选端相连。各芯片的地址范围见表7-4。可以看出，字扩展的连接方式是将各芯片的地址线、数据线、读/写控制信号线与CPU 的相应地址总线、数据总线、读/写控制信号线相连，而由片选信号来区分各片地址。也就是将CPU 低位地址总线与各芯片地址线相连，用以选择片内的某个单元；用高位地址线经译码器产生若干不同片选信号，连接到各芯片的片选端，以确定各芯片在整个存储空间中所属的地址范围。图7.27 给出了用4 个16K8 芯片经字扩展构成一个64K8 内存储器的连接方法。13、奇地址存储体

26、（高字节存储体）和偶地址存储体（低字节存储体）的概念，如何访问它们？偶地址存储体对应所有的偶地址单元，通过数据总线的低8位数据访问，奇地址存储体对应所有的奇地址单元，通过数据总线的高8位数据访问，偶地址可以一次总线操作完成，奇地址要两次p19714、在8086中，对于一个字，它的存放地址指的是该字高字节存放地址还是低字节存放地址？字地址是偶数地址与奇数地址有何不同？15、在8086中，地址信号A0，BHE两个信号的作用？地址锁存应该锁存那些信号？两者一起用于选择各自的存储体，16、掌握SRAM的扩展技术，对于给定的存储器芯片和容量要求，能确定所需存储器芯片数量，选择合适的译码方式，完成存储器系

27、统的原理框图设计（地址信号、数据信号、读写控制信号的连接、片选信号的产生和连接，注意M/IO信号的使用）；17、存储器系统层次化结构的含义，为何要使用层次化结构？存储器的层次化结构将各种不同存储容量、不同存取速度的存储器，按一定的体系结构组织起来，形成一个统一整体的存储系统。容量大，速度快，价格低的问题，解决存储器间的这些矛盾是存储器层次化结构的主要内容。 18、层次化的存储器体系结构图，简要说明每一层次的特点；一般来说，“Cache主存”层次用来弥补主存速度的不足；“主存辅存”层次用来弥补主存容量的不足。19、虚拟存储器的基本概念。虚拟存储器是虚拟的，它是正在主存和辅存之间主要由操作系统以文

28、件形式建立的，用于调度并加快对辅存的存取操作20、逻辑地址、线性地址、物理地址的概念，它们的相互关系（逻辑地址如何转换为线性地址，线性地址如何转换为物理地址？）；21、高速缓存的作用 ； 解决处理器和主存的存取配合速度22、高速缓存的管理是由硬件完成、还是由软件完成、还是由硬件与软件配合完成？完全硬件23、虚拟存储器的管理是由硬件完成、还是由软件完成、还是由硬件与软件配合完成？软硬结合24、给出一个存储器系统原理图，根据它的译码电路，能够确定存储器所在的地址空间。例如下图，计算出每片存储器的地址空间。25、给出内存的要求，存储器芯片，能够内存的原理图，主要要求静态存储器的设计RDWR0#RDW

29、R1#RDWR2#RDWR3#A18A1D7D0D7D0D15D8D15D8A18A191A01BHE1A01BHECSCSCSCSA16A0A16A0D7D0A16A0A16A0D7D0D7D0或者对于给出的存储器芯片和要求的地址空间，把上图格式画出存储器原理框图。26、段选择子、段描述符、段描述符表的概念，对于保护模式下工作的IA-32系统，给出一个段描述符，给出操作数（或指令）的偏移地址，能够从段描述符中取出段基地址，并计算出线性地址。五、 微型计算机和外设的数据传送1、为什么要用接口？外设与处理器方便连接2、CPU与输入输出设备之间传送信号的类型有几种？它们各自的功能是什么？P2223

30、、接口的基本功能；数据缓冲，信号变换4、接口部件的端口是什么？寄存器5、计算机系统中接口的编址方式有几种；两种，与存储器的独立，统一编址6、8086系统接口的编制方式，8086系统接口的寻址方式，访问接口的指令；直接寻址和DX间接寻址，p2257、接口与计算机系统的连接；8、CPU与外设之间的数据传送的控制方式有几种？各自特点？主机与外设进行数据交换的几种常用方式： 无条件传送方式，常用于简单设备，处理器认为它们总是处于就绪状态，随时进行数据传送。 程序查询方式：处理器首先查询外设工作状态，在外设就绪时进行数据传送。 中断方式：外设在准备就绪的条件下通过请求引脚信号，主动向处理器提出交换数据的

31、请求。处理器无其他更紧迫任务，则执行中断服务程序完成一次数据传送。 DMA传送： DMA控制器可接管总线，作为总线的主控设备，通过系统总线来控制存储器和外设直接进行数据交换。此种方式适用于需要大量数据高速传送的场合。还有就是用专门的IO处理机。9、无条件传送控制方式的输出接口和输入接口电路（1）与CPU的连接：地址译码、数据信号、地址信号、读写控制信号、时钟信号等；（2）与外设的连接，依据不同外设确定），数据传送程序，应用在什么地方？（3）下图所示的接口工作原理？如何编写程序进行输入输出操作？82H80H数据端口地址：80H状态端口地址：82H0FF80H例如上课的例子：输入端口接8个开关，输

32、出端口接8个LED信号灯，给出地址译码逻辑电路，能够计算出端口的地址，能够编写程序，读入开关状态，并按要求控制LED信号灯；p23010、 程序查询传送方式的特点，接口电路，数据传送程序，应用领域？下图所示的输入、输出接口，叙述它们各自的工作原理。P23311、中断的概念、作用，中断服务程序的基本结构？12、中断传送方式的特点、接口电路、程序、应用；13、中断向量与中断向量表的概念，对于X86系列计算机，中断向量表的结构；给出中断类型号，能够计算出中断向量的存放地址；给出中断类型号、中断向量表，能够求出终端服务程序的地址。例如某中断源的中断类型号为1AH，中断向量表如右图所示，请求出中断服务程

33、序的地址。14、 中断控制器8259的作用；p24315、 中断控制器8259的初始化过程（初始化命令字、操作命令字）16、DMA传送方式的特点、接口电路基本要求、应用；17、八位的IO接口与8086（十六位系统）的连接，它的数据线连接在低八位还是高八位数据总线上？这时地址信号A0如何使用？端口地址具有什么特点（A00）p19718、给出一个接口电路，依据它的地址译码逻辑和接口内部的地址信号，能够确定该接口各个端口的地址；19、8086系统对接口寻址的地址线有几条？地址空间范围？20、 X86系列处理器Io 端口的编址方式？21、 X86系列处理器的输入输出指令及特点（指令中端口的寻址方式，只能跟累加器A交换信息）/jpkc/