长安大学考博-3324-微机原理与应用考博简答题

1用二进制好处?答：二进制数在电气元件中容易实现、容易运算，在电子学中具有两种稳定状态以代表0和1。而需要由0和1来代表的量很多。如：电压的高和低，电灯的亮和灭，电容的充电和放电，脉冲的有和无，晶体管的导通和截止等。电路中把正负极（高低电平）分别用0，1或者1，0来表示。就用这些0，1，或者它们的组合，例如001，00，011，100，111等等来传递信息或命令。总之，二进制在电路上很容易实现，然后把它作为基础可以扩展成四进制，八进制，十六进制等等，来实现更多的功能。2.RET,CALL,IRET:答CALL:CPU先将下一条指令的地址压入堆栈保护起来，然后再将子陈旭入口地址赋给IP(或CS,IP),以便转到子程序执行。RET:一般安排在程序末尾，执行RET时，CPU将堆栈顶部保留的返回地址弹到IP(或CS,IP),这样既可返回到CALL的下一条指令，继续执行主程序。IRET:从中断服务子程序返回到被中断的程序继续执行。先将堆栈中的断点地址弹道IP,CS,接着将INT指令执行时压入堆栈的标志弹道标志寄存器，回复中断前的标志状态。3堆栈和堆栈指针的区别堆栈式内存中的一个特定的区域，用以存放寄存器或者存储器中暂时不用又必须保存的数据，我们可以将堆栈看做是一个小存储器但不能随意存储。Sp为堆栈指针寄存器，他在堆栈操作中存放栈顶偏移地址，永远指向堆栈的栈顶，在访问堆栈时作为指向堆栈的指针，在压入操作之前sp-2，弹出一个字，sp+2.4说明伪指令和机器指令的区别？机器指令是功能性语句，能够实现一定的操作功能，能够被翻译成机器代码；伪指令语句是指示性语句，只是为汇编程序在翻译成汇编语言时提供相关信息，并不产生机器代码。5接口电路与系统总线相连时为什么要遵循“输入要经三态，输出要锁存”的原则？接口电路是介于主机和外设之间的一种缓冲电路，它使外设与总线隔离，起缓冲、暂存数据的作用。因为数据总线是各种设备以及存储器传送数据的公共总线，任何设备都不允许长期占用数据总线，而仅允许被选中的设备在读／写周期中享用数据总线，这就需要接口电路为输入设备提供三态缓冲作用，只在读／写周期中为被选中的设备开放与系统数据总线的连接，即输入要经三态；另外，通过对CPU的输出总线周期的分析，相对于普通外设而言，CPU的输出周期很短，即#WR信号有效电平持续时间很短，无数据锁存能力的输出设备要在很短的时间内接收数据并驱动是几乎不可能的，所以需加锁存器锁存数据，在输出总线周期结束后，保持该数据提供外设使用，以协调主机和外设间数据传送速度不匹配的矛盾，即输出要锁存6请说明80386、80486CPU在存储器管理机制上有哪三种工作模式？80386有三种工作模式：实模式、保护模式和虚拟86模式。保护模式提供了80386先进的多任务、内存分页管理和优先级保护等机制。为了在保护模式下继续提供和8086处理器的兼容，80386又设计了一种虚拟86模式，以便可以在保护模式的多任务条件下，有的任务运行32位程序，有的任务运行MS-DOS程序。1、实模式，80386处理器被复位或加电的时候以实模式启动。这时候处理器中的各寄存器以实模式的初始化值工作。在实模式下，所有的段都是可以读、写和执行的。2、保护模式，当80386工作在保护模式下的时候，它的所有功能都是可用的。保护模式下80386支持多任务，可以依靠仅在一条指令中实现任务切换。任务环境的保护工作是由处理器自动完成的。在保护模式下，80386处理器还支持优先级机制，DOS操作系统运行于实模式下，而Windows操作系统运行于保护模式下。3、虚拟86模式是为了在保护模式下执行8086程序而设置的，虚拟86模式是以任务形式在保护模式上执行的，它的工作方式实际上是实模式和保护模式的混合。1.I/O输入输出端口应该如何设计，与什么有关？答：所有输入输出接口与CPU之间的通信都是由I/O指令来完成的，在执行I/O指令时，CPU首先要把所有访问的端口的地址放到地址总线上，才能对其其操作。（1）8088CPU的内存地址为1MB，所以地址总线的全部20跟信号线都要使用一般高位的用于确定芯片的地址范围，低位用于片内寻址。8088CPU能够寻址的I/O端口为64k,所以使用地址总线的低16位信号线，对单一的I/O地址外设，16位都全部参与译码，译码输出直接选择外设；对于多个I/O地址外设，16位地址线的高位参与译码，地位确定访问哪一个端口。（2）当CPU工作在最大模式时，对存储器的读写要求控制信号MEMR,MEMW,如果为I/O端口读写，则要求控制IOR或IOW有效。（3）8088CPU的IO/M引脚决定了信号时内存地址还是I/O地址.当IO/M=0，为内存地址，CPU正在对内存进行读写操作，如果IO/M=I/O端口地址，CPU正在对I/O端口进行读写操作。1.A/D和D/A转换在微机应用中分别起什么作用？答:在微机应用中A/D转换器完成输入模拟量到数字量的转换，供微机采集数据。D/A转换器完成微机输出数字量到模拟量的转换，实现微机控制。2.D/A转换器和微机接口中的关键问题是什么？对不同的D/A芯片应采用何种方法连接？答：D/A转换器和微机接口时主要注意两点：第一要了解所选用的D/A转换器本身是否带有数据锁存器，如果芯片内部带有锁存器可以直接和ＣＰＵ的数据总线相连接；如果芯片内部不带有锁存器，在接口电路中需要通过数据锁存器来连接ＣＰＵ的数据总线和D/A转换器的数据线。第二是要注意D/A转换器的位数和所要连接的微机数据总线的位数是否一致。以便决定在需要加数据锁存器时，加几级锁存器，如果CPU的数据总线是8位，使用的是大于8位的D/A转换器，通常采用两级缓冲结构和CPU数据总线相连。举例：DAC0832芯片因为内部已经包含输入寄存器因此直接可以和系统总线相连d0-d7,8位数据输入端。系统的IO/M信号和地址总线经过译码电路与DAC0832芯片的片选CS信号相连。系统的IOW信号与DAC0832芯片的WR1信号相连,对输入寄存器进行写入控制。在单缓冲方式下WR2信号直接接地，在双缓冲方式下，系统的IOW信号与DAC0832芯片的WR2信号相连，对数据变换DAC寄存器写入控制。在单缓冲方式下XFER信号直接接地，在双缓冲方式下，系统的IO/M信号和地址总线经过译码电路与XFER信号相连。ILE信号直接接电源，输入寄存器选通命令，与CS，WR1信号一起将要转换的数据送入输入寄存器。3.D/A接口转换器的任务是什么？它和微处理器连接时，几种电路形式？答：D/A接口转换器的任务主要是解决CPU与DAC之间的数据缓冲问题，一般有3种：①采用中小规模逻辑芯片构成的接口电路与CPU连接；②采用通用并行I/0接口芯片与CPU连接；③采用GAL器件。4.DAC接口转换器分辨率与微机系统总据总线宽度相同或高于系统数据总线宽度时，其连接方法有何同？答：①当DAC分辨率与微机系统总线宽度相同时，若D/A转换器带三态输入锁存缓冲到可以以将CPU数据冲线直接与D/A转换器相通；否则需要在CPU与D/A转换器之间加三态锁存缓冲器；②当DAC分辨率高于系统数据总线宽度时，无论D/A接口转换器是否带三态输入锁存缓冲器，都需要加三态锁存缓冲器，先分两次把数据送到两个三态锁存缓冲器，再同时选通两个缓冲器，将数据送到D/A转换器进行转换。2.8086/8088内部有哪些寄存器？答：8086/8088内部有14个16位的寄存器。它们是8个通用寄存器AX，BX，CX，DX，SP，BP，SI，DI；四个段寄存器CS，DS，SS，ES；两个控制寄存器IP和FLAGS。其中AX，BX，CX，DX四个16位的寄存器每个可分为两个独立的8位寄存器AL，AH，BL，BH，CL，CH，DL，DH分别使用。AX、BX、CX和DX寄存器一般用于存放参与运算的数据或运算的结果。除此之外：AX：主要存放算术逻辑运算中的操作数，以及存放I/O操作的数据。BX：存放访问内存时的基地址。CX：在循环和串操作指令中用作计数器。DX：在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O地址。在做双字长乘除法运算时，DX与AX合起来存放一个双字长数。SP：存放栈顶偏移地址。BP：存放访问内存时的基地址。SP和BP也可以存放数据，但它们的默认段寄存器都是SS。SI：常在变址寻址方式中作为源地址指针。DI：常在变址寻址方式中作为目标地址指针。四个段寄存器CS，DS，SS，ES分别作为程序指令段、数据段、堆栈段和附加数据段的段基址寄存器使用。当用BX、SI、DI作为地址寄存器时，对应的段基址在寄存器DS中。当用BP、SP作为地址寄存器时，对应的段基址在寄存器SS中。指令指针寄存器IP用来存放CPU将要执行的下一条指令的偏移地址（有效地址）。标志寄存器FLAGS中6位用作状态标志，反映CPU执行指令后结果的某些特征；3位用作控制标志，用来控制CPU对指令的执行。5.什么是字扩展？什么是位扩展？用户自己购买内存条进行内存扩充，是在进行何种存储器扩展？（1）当存储芯片的容量小于所需内存容量时，需要用多个芯片构成满足容量要求的存储器，这就是字扩展。（2）当存储芯片每个单元的字长小于所需内存单元字长时，需要用多个芯片构成满足字长要求的存储模块，这就是位扩展。（3）用户在市场上购买内存条进行内存扩充，所做的是字扩展的工作。6.内存地址从20000H～8BFFFH共有多少字节？解：共有8BFFFH－20000H＋1＝6C000H个字节。或432KB。7.若采用6264芯片构成上述的内存空间需要多少片6264芯片？解：每个6264芯片的容量位8KB，故需432/8＝54片。2.I/O接口的主要功能有哪些?有哪两种编址方式？在8088/8086系统中采用哪一种编址方式？解:功能：（1）I/O地址译码与设备选择。保证任一时刻仅有一个外设与CPU进行数据传送。（2）信息的输入输出，并对外设随时进行监测、控制和管理。必要时，还可以通过I/O接口向CPU发出中断请求。（3）命令、数据和状态的缓冲与锁存。以缓解CPU与外设之间工作速度的差异，保证信息交换的同步。（4）信号电平与类型的转换。I/O接口还要实现信息格式转换、电平转换、码制转换、传送管理以及联络控制等功能。I/O端口的编址方式一是与内存单元统一编址，二是独立编址。8088/8086系统采用I/O端口独立编址方式。3.试比较4种基本输入输出方法的特点。解：在微型计算机系统中，主机与外设之间的数据传送有4种基本的输入输出方式：无条件传送方式、查询工作方式、中断工作方式、直接存储器存取(DMA)方式。它们各自具有以下特点：（1）无条件传送方式适合与简单的、慢速的、随时处于“准备好”接收或发送数据的外部设备，数据交换与指令的执行同步，控制方式简单。（2）查询工作方式针对并不随时“准备好”、且满足一定状态才能实现数据的输入/输出的简单外部设备，其控制方式也比较简单，当CPU的效率比较低。（3）中断工作方式是由外部设备作为主动的一方，在需要时向CPU提出工作请求，CPU在满足响应条件时响应该请求并执行相应的中断处理程序。这种工作方式使CPU的效率提高，但控制方式相对较复杂。（4）DMA方式适合于高速外设，是4种基本输入/输出方式中速度最高的一种。8什么是中断向量？中断向量表是什么？非屏蔽中断的类型为多少？8086中断系统优先级顺序怎样？答：实际上就是中断处理子程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断响量②中断向量表是将各个中断服务程序的入口地址有次序地存放在内存一片连续区域中，所形成的地址表被称为中断向量表，也称为中断服务程序的入口地址表。在8086系统中，中断类型码乘4得到向量表的入口，从此处读出4字节内容即为中断向量。③类型02H④内部中断>非屏蔽中断>可屏蔽中断>单步中断9中断向量表的作用是什么？如何设置中断向量表？解：中断向量表用于存放中断服务子程序的入口地址，位于内存的最低1K字节（即内存中0000H～003FFH区域），共有256个表项。设置中断向量表就是将中断服务程序首地址的偏移量和段基址放入中断向量表中。如：将中断服务子程序CLOCK的入口地址置入中断向量表的程序如下：MOVAX,0000H,MOVDS,AX;置中断向量表的段基地址.MOVSI,<中断类型码×4>;置存放子程序入口地址的偏移地址.MOVAX,OFFSETCLOCK,MOV[SI],AX;将子程序入口地址的偏移地址送入中断向量表.MOVAX,SEGCLOCK,MOV[SI+2],AX;将子程序入口地址的段基址送入中断向量表.11.8088/8086系统如何确定硬件中断服务程序的入口地址？解：8088/8086系统的硬件中断包括非屏蔽和可屏蔽两种中断请求。每个中断源都有一个与之相对应的中断类型码n。系统规定所有中断服务子程序的首地址都必须放在中断向量表中，其在表中的存放地址＝n×4，（向量表的段基地址为0000H）。即子程序的入口地址为（0000H：n×4）开始的4个单元中，低位字（2个字节）存放入口地址的偏移量，高位字存放入口地址的段基地址。1什么叫寻址方式？8086/8088CPU共有哪几种寻址方式？解：寻址方式主要是指获得操作数所在地址的方法.8086/8088CPU具有：立即寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址一变址寻址、基址一变址－相对寻址以及隐含寻址等8种寻址方式。2试比较无条件转移指令、条件转移指令、调用指令和中断指令有什么异同？解：无条件转移指令的操作是无条件地使程序转移到指定的目标地址，并从该地址开始执行新的程序段，其转移的目标地址既可以是在当前逻辑段，也可以是在不同的逻辑段；条件转移指令是在满足一定条件下使程序转移到指定的目标地址，其转移范围很小，在当前逻辑段的-128～+127地址范围内。调用指令是用于调用程序中常用到的功能子程序，是在程序设计中就设计好的。根据所调用过程人口地址的位置可将调用指令分为段内调用（入口地址在当前逻辑段内）和段间调用。在执行调用指令后，CPU要保护断点。对段内调用是将其下一条指令的偏移地址压人堆栈，对段间调用则要保护其下一条指令的偏移地址和段基地址，然后将子程序人口地址赋给IP（或CS和IP）中断指令是因一些突发事件而使CPU暂时中止它正在运行的程序,转去执行一组专门的中断服务程序，并在执行完后返回原被中止处继续执行原程序。它是随机的。在响应中断后CPU不仅要保护断点（即INT指令下一条指令的段地址和偏移地址），还要将标志寄存器FLAGS压入堆栈保存。3试比较并行通信与串行通信的特点。解：并行通信是在同一时刻发送或接收一个数据的所有二进制位。其特点是接口数据的通道宽，传送速度快，效率高。但硬件设备的造价较高，常用于高速度、短传输距离的场合。串行通信是将数据逐位的传送。其特点是传送速度相对较慢，但设备简单，需要的传输线少，成本较低。所以常用于远距离通信。5酷睿”是一款领先节能的新型微架构，酷睿(TM)微体系结构采用先进的功率门控技术。通过该特性，可以智能地打开当前需要运行的子系统，而其他部分则处于休眠状态，这样将大幅降低处理器的功耗及发热。设计的出发点是提供卓然出众的性能和能效，提高每瓦特性能，也就是所谓的能效比:“性能=频率×每个时钟周期的指令数”.宽位动态执行通过提升每个时钟周期完成的指令数，从而显著改进执行能力。酷睿微架构拥有4组解码器，每个内核将变得更加“宽阔”，这样每个内核就可以同时处理更多的指令。智能功率能力可以进一步降低功耗，优化电源使用，从而为服务器、台式机和笔记本电脑提供个更高的每瓦特性能。接口电路与系统总线相连时为什么要遵循“输入要经三态，输出要锁存”的原则？接口电路是介于主机和外设之间的一种缓冲电路，它使外设与总线隔离，起缓冲、暂存数据的作用。因为数据总线是各种设备以及存储器传送数据的公共总线，任何设备都不允许长期占用数据总线，而仅允许被选中的设备在读／写周期中享用数据总线，这就需要接口电路为输入设备提供三态缓冲作用，只在读／写周期中为被选中的设备开放与系统数据总线的连接，即输入要经三态；另外，通过对CPU的输出总线周期的分析，相对于普通外设而言，CPU的输出周期很短，即#WR信号有效电平持续时间很短，无数据锁存能力的输出设备要在很短的时间内接收数据并驱动是几乎不可能的，所以需加锁存器锁存数据，在输出总线周期结束后，保持该数据提供外设使用，以协调主机和外设间数据传送速度不匹配的矛盾，即输出要锁存。说明中断处理过程有哪几步？中断处理需要经历下述7个过程。1、中断请求：当中断源需要CPU对它服务时，就会产生一个中断请求信号。2、中断响应：CPU接受中断请求就称为中断响应。3、断点保护：当CPU响应某个中断时，就会转到响应中断源程序上去，为了使CPU在完成中断服务后能返回原程序继续执行，需要将原程序被中断处的相关信息保存到堆栈中。4、中断源识别：在计算机系统中，往往有多个中断源，当有中断请求时，CPU就需要确定具体的中断源。5、中断服务：每个中断源都有其相应的服务程序，即中断程序，当CPU识别中断源后，就会取得其中中断程序的入口地址，并转入该中断程序，进行相应的中断服务。中断服务时整个中断处理的核心。6、断点回复：当CPU完成响应的中断服务后，利用中断服务程序，