微型计算机原理及其接口技术第六章部分习题

1、6-7:微机系统的数据线为 8位，地址线为16位，CPU外部扩展EPROM，有一片27128 和一片2764，如图6-36所示，请说明这两片存储器的地址范围（包括地址重叠区）。解：由图所示，可知 27128与2764进行的是字扩展题目分析：27128存储容量为16KB，片内地址线14根，占16位地址的A13-A0，片内地址 线的变化范围可以从全“ 0”到全“ 1 ”，即可遍历内存的每个单元，在剩余的片外地址线中选择A15与27128的CE引脚直接连接，做线选方式的片选信号线，低电平有效，A14悬空，可选任意状态27128的地址范围如下表：A15A1427128的地址范围000000H-3FFF

2、H014000H-7FFFH同样的，2764存储容量为8K，片内地址线13根，占用 A12-A0，A15经过取反后与2764 的CE引脚直接相连，所以 A15=1时才会选中2764，A14、A13悬空，可选任意状态 2764地址范围如下：A15A14A132764的地址范围1008000H-9FFFH101A000H-BFFFH110C000H-DFFFH111E000H-FFFFH6-8：某微机系统的数据线 8位，地址线16位，利用74LS138同时扩展一片 EPROM2764 和一片SRAM6264，如图6-37所示，请分析这两片存储器的地址范围。解：由图所示，可知 2764与6264进行

3、的是字扩展题目分析：2764存储容量为8KB，片内地址线13根，占16位地址的A12-A0，片内地址线 的变化范围可以从全“ 0”到全“1”，即可遍历内存的每个单元，在剩余的片外地址线中利用A15-A13位通过74LS138译码器进行片选， 当A15-A13=000时选通2764, A15-A13=101 时选通6264，没有悬空位所以6264的地址范围如下表:A15A14A132764的地址范围0000000H-1FFFH同理，6264的地址范围如下表:A15A14A132764的地址范围101A000H-BFFFH6-9:在图6-38中，说明所连接的存储器 SRAM 6 2 2 5 6的地

4、址范围。解：由图所示，62256的存储容量为32K，片内地址线为 A14-A0 , A17-A15作为译码器74LS138 的选择端，译码出来的 Y6作为62256的片选端CE，即当A17-A15=110时选通62256。另 外，62256通过中间的74LS245作中转交换数据 D7-D0，74LS245可双向传输数据。所以62256的地址范围如下表:A19A18A17A16A1562256的地址范围0011030000H-37FFFH6-11：某微机系统的数据线16位，地址线为16位，现有4片6116,请设计该微机的存储系统，要求将这 4片6116分为2组，每组2片，每组中的2片实现位扩展，

5、然后将这2组实现字扩展，并且这个存储系统的首地址为2000H，采用74LS138译码器。解:题目分析：6116存储容量为2K，字长为8，地址线的A10-A0为4片6116公用，数据线D15-D0,其中2组公用该16位数据线进行字扩展，每组有 2片6116，分别接数据线的高 8 位D15-D8和低8位D7-D0进行位扩展。74LS138译码器通过 A13-A11译码作为2组芯片 的片选端，A15、A14用于译码器的选通端，即 A15A14=00时，选通译码器。题目要求这个存储系统的首地址为2000H，因此其中一组芯片的片选端接译码器的Y4端，另一组芯片的片选端接Y5，接线图如下：存储系统的地址表

6、如下:A15A14A13A12A11地址范围组1001002000H-27FFH组2001012800H-2FFFH所以存储系统的地址范围为2000H-2FFFH6-12:什么是虚拟存储器管理？在微机应用中有什么意义？答：虚拟存储管理是采用硬件、软件相结合的方法，由系统自动分批将程序调入内存，不断地用新的程序段来覆盖内存中暂时不用的老程序段。虚拟存储技术的主要优点有：（1）扩大了程序可访问的存储空间；（2）便于实施多任务的保护和隔离；（3）便于操作系统实现内存管理。6-13、什么是描述符？什么是描述符表？他们之间的关系如何？答：每一段的段基地址、段限以及存储器的保护特性等称为段描述符。每个描述

7、符存于一个表中，称为描述符表。6-15、什么是段式、页式、段页式管理机制？请简述段页式结构的寻址过程？答：虚拟存储器的管理调度方式分：分页式、段式、段页式3种。（1 ）页式调度是将逻辑和物理地址空间都分成固定大小的页。优点：页内零头小，页表对编程者来说是透明的，地址变换快，调入操作简单； 缺点：各页不是程序的独立模块，不便于实现程序和数据的保护。（2 ）段式调度是按程序的逻辑结构划分地址空间，段的长度是随意的，并且允许伸长。优点：消除了内存零头，易于实现存储保护，便于程序动态装配；缺点：调入操作复杂。（3）段页式调度：把物理空间分成页，程序按模块分段，每个段再分成与物理空间页同样 小的页面。段

8、页式调度综合了段式和页式的优点。缺点：增加了硬件成本，软件也较复杂。段页式结构的寻址过程：虚拟地址通过分段管理机制转换成线性地址，然后得到的线性地址通过分页管理机制转换成物理地址。分页管理机制是可选的， 如果没有采用分页管理机制，那么得到的线性地址就是物理地址。其中80286虚拟地址指针格式如下：格式:0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 1 0 1 0 1 00 00 0 0 00 0 0 1 0 0 0 0 0 0<描述符的偏移地址>TIRPL0040 H（即变址值Index）段选择字JF19 18 17 16 15031其高16位是一个段选择符，段选择符的高13位是某段选择

9、符在描述符表中的偏移地址，左移3位后与段基址相加，便可得到描述符在描述符表中的物理地址了。低16位仍表示某段内的偏移，当找到描述符在描述符表中的位置后，就相当于找到了某段的基地址，然后该段基地址再与低16位的偏移量结合，便可得到相应的物理地址了。（当TI=0时，表示访问全局描述符，TI=1时，表示访问局部描述符， 共可以寻址16K个描 述符，而每个描述符又可以定义长度为 64KB的逻辑段，所以，80286的最大虚拟空间为 16K X 64K=1GB 。 RPL表示访问某段时所请求的特权层的级别）80286虚拟地址转换为线性地址的过程如下:（1） 首先，从实地址方式转入保护方式之前由操作系统用装

10、载指令对GDTR进行初始化设置，或从主板上的 ROM中复制。GDT的基地址和段限由全局描述符表寄存器GDTR （ 40位）提供（2） 然后局部描述符表寄存器LDTR的高16位（段选择寄存器）提供被访问任务的 LDT 在GDT中的偏移地址（LDTR的段选择器中的 TI位必定为0，以指向GDT）。（3） 通过GDTR提供的基地址和 LDTR提供的偏移地址， 便可找到LDT描述符在GDT表 中的地址，把该LDT描述符装入LDT-Cache （ LDT-Cache中的基地址字段确定 LDT的基地 址，LDT-Cache的段限字段确定 LDT的段限）存储器230第5号 描述符LDT首址数址段图2.25

11、80286在保护方式下访问LDT的过程示意图操作数数据段末址（4） LDT-Cache提供了所要找的LDT的基地址（即上图中所说的LDTR基址寄存器）（5） 然后根据CPU提供的32位虚地址指针，由其段选择字的高 13位左移3位后，与基地 址相加，便可得到段描述符在LDT中的位置（6） 找到该段描述符后，该描述符自动装入到对应的Cache,其中包括了段的基地址（7） 然后把该段基地址与虚拟地址指针的低16位偏移量相加，便可得到要访问单元的线性 地址。至此，通过虚拟地址得到了相应的线性地址，上面所说的是不采用分页机制的情况，那么该线性地址就等于物理地址。如果采用了分页机制，线性地址转换为物理地址

12、的过程如下：（下面说所的是针对 80386段页式结构的寻址过程，在段式管理方面和 80286基本上是一致的，只是80386的虚拟地址指针为48位，所得到的线性地址是32位的，而80286的虚拟地址指针为 32位，所得到的线性地址是24位的。另外80386的页式结构采用了两级的页表结构）段殳描述符表页目录表(4KB)页表(4KB)(1)通过分段管理机制，得到了32位的线性地址段选择字偏移地址TI表基地址寄存器虚地址指示器4732 310* +!性 , 10位 i.中间地址10位12位页目录基地址寄存器4KB存储数段描述符段基址32位页目录描述符CR3页描述符被访问页4KB(2) 该线性地址的高1

13、0位用作选取页目录条目的变址，通过与页目录基地址相加后，便可得到相应的页目录描述符在页目录描述符表中的位置，并将该页目录描述符的信息装入到CR3寄存器中(3) CR3寄存器提供了页表的基地址，该基地址与线性地址的中间10位相加后，便可得 到相应的页描述符(4) 然后通过该页描述符便可得到被访问页的基地址，该基地址与线性地址的低 12位相加 后，便可得到存储数的物理地址。6-16、如果存储起始地址为 1800H，末地址为1FFFH，求该存储器的容量?答：仆FFH-1800H=7FFH，可以看出该存储器的可寻址范围为000 0000 0000111 1111 1111,即存储器的地址线一共 11位

14、，所以存储器的容量为211 = 2K字节6-17：某8088系统用2764ROM 芯片和6264RAM 芯片构成16KB的内存。其中，RAM 的 地址范围为 FC000H-FDFFFH ，ROM 的地址范围为 FE000H-FFFFFH.试利用74LS138译 码，画出存储器与 CPU的连接图，并标出总线信号的名称。解:由题意可知，2764存储容量为8K ,6264存储容量为8K，公用地址线A12-A0、数据线D7-D0 进行字扩展构成16KB的内存，片内地址线的变化范围可以从全“0”到全“1”，即可遍历内存的每个单元，但控制线的片选端CE分开，利用地址线的 A15、A14、A13和74LS138译码器译码，由于题目要求RAM的地址范围为 FC000H-FDFFFH，ROM的地址范围为FE000H-FFFFFH，所以 Y6、Y7 分别与 626