微机原理与接口技术知识点

微机原理与接口技术知识点微机原理与接口技术知识点1、微处理器（CPU）由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制，控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件（核心）组成。4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位，而8086的数据总线空度为16位。除此之外，两者几乎没有任何差别。5、在程序执行过程中，CPU总是有规律的执行以下步骤：a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要，从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要，将结果写入存储器。6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件：执行单元EU、总线接口单元BIU。EU作用：负责分析指令（指令译码）和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征，它由算数逻辑单元（运算器）ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。BIU作用：负责取指令、取操作、写结果，它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的，即内部寄存器只能存放16位二进制码，内部总线也只能传送16位二进制码。8、为了尽可能地提高系统管理（寻址）内存的能力，8088/8086采用了分段管理的方法，将内存地址空间分为了多个逻辑段，每个逻辑段最大为64K个单元，段内每个单元的地址长度为16位。9、8088/8086系统中，内存每个单元的地址都有两部分组成，即段地址和段内偏移地址。10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片，采用双列直插式封装，当MN/MX=1时，8088/8086工作在最小模式，当MN/MX=0时，8088/8086工作在最大模式。11、8088/8086CPU内部共有14个16位寄存器。按其功能可分为三大类，即通用寄存器（8个）、段寄存器（4个）、控制寄存器（2个）。12、8088/8086有20条地址线，可寻址的最大物理内存容量为1MB（2的20次幂），其中任何一个内存单元都有一个20位的地址，称为物理地址。13、逻辑地址指段基地址和段内偏移地址。物理地址=段基址*16+段内偏移地址14、存储器可分为程序段和堆栈段两类。前者用来存放程序的指令代码，后者用来传递参数、保存数据和状态信息。15、时序可分为两种不同的粒度：时钟周期和总线周期。16、80386采用32位结构，能寻址的物理空间为4GB(2的32次幂)。最大数据传输率位32MB/s，具有自动切换数据总线宽度的功能。具有3种工作方式：实地址方式、保护方式、虚拟8086方式。总线周期只有2个时钟。17、80386内部结构由3部分组成：总线接口部件（BIU）、中央处理部件（CPU）、存储器管理部件（MMU）。其中CPU包括指令预取单元、指令译码单元、执行单元三部分。18、80386共有34个寄存器，分为7类，分别是通用寄存器、指令指针、标志寄存器、段寄存器、系统地址寄存器、控制寄存器、调试寄存器、测试寄存器。19、80386可工作于实地址模式或保护虚地址模式。80386把段分为系统段和非系统段。20、采用总线结构的优越性：a便于采用模块结构设计方法，简化系统设计。b标准总线可以得到多个厂商的广泛支持，便于生产与之兼容的硬件板卡和软件。c模块结构方式便于系统的扩充和升级。d便于故障诊断和维修，同时也降低了成本。21、按照传送信息类型，总线可分为数据总线、地址总线、控制总线。按照层次结构，总线可分为前端总线、系统总线、外设总线。按照相对于CPU位置，可分为片内总线和片外总线。总线结构分为单总线结构和多总线结构。22、一个总线周期分为五个步骤：总线请求、总线仲裁、寻址、传送数据和传送结束。23、总线传输需要解决的问题有：a总线传输同步b总线仲裁控制c出错处理d总线驱动。24、外设总线用于实现计算机主机和外部设备之间的连接，常见的主要有USB、IEEE1349。25、USB总线的特点：a易使用b速度较快c可靠性高d低成本e低功耗。26、指令：控制计算机完成指定操作并能够被计算机所识别的命令。8088/8086CPU的指令按照功能可分为六大类：数据传送类、算术运算类、逻辑运算类和位移、穿操作、控制转移类、处理器控制。指令的一般形式为操作码+操作数，因此指令在格式上有三种形式：a零操作数指令b单操作数指令c双操作数指令。27、8086指令中的操作数主要有三种类型：立即数操作数，寄存器操作数、存储器操作数。28、一条指令的执行时间应包括取指令、取操作数、执行指令、传送结果几个部分，单位是时钟周期数。29、寻址方式：获得操作数所在的地址的方法。有两种类型：a寻找到操作数的地址b寻找要执行的下一条指令的地址，即程序的地址。30、8086的寻址方式有8种：a立即寻址b直接寻址c寄存器寻址d寄存器间接寻址e寄存器相对寻址f基址-变址寻址g基址-变址-相对寻址h隐含寻址31、数据传送指令按功能可分为4小类：通用数据传送指令、目标地址传送指令、标志传送指令、输入/输出指令。32、中断：在程序运行期间因某种随机或异常的事件，要求CPU暂时中止正在运行的程序转去执行一组专门的中断服务程序来处理这些事件，处理完毕后又返回到原被中止处继续执行原程序的过程。33、8088/8086中断系统分为外部中断和内部中断，前者主要用来处理外设和CPU之间的通信，后者包括运算异常及中段指令引起的中断。34、汇编语言：用指令助记符、符号地址、标号和伪指令等来书写程序。35、系统软件中提供的功能调用有两种：BIOS功能调用（低级调用）和DOS功能调用（高级调用）。36、存储器分为内部存储器和外部存储器两大类。内存特点：容量小、存取速度快、价格相对较高；外存特点：容量大、价格低、速度慢。37、半导体存储器按照工作方式不同分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM特点：可随机进行读写操作，断电后信息会丢失。ROM特点：掉电后不会丢失信息，可随机进行读操作，但不能写入或者只能有条件编程写入。38、RAM可分为静态读写存储器SRAM和动态读写存储器DRAM。SRAM特点：存取时间短、外部电路简单、便于使用。DRAM特点：以电容来存储，存取速度低，但集成度非常高，功耗低，价格便宜。39、存储器系统：将两个或两个以上速度、容量、价格各不相同的存储器用软件、硬件或软硬件相结合的方法连接起来，成为一个系统。40、微机中的存储系统：a由Cache和主要存储器构成的Cache存储系统b由主存储器和磁盘构成的虚拟存储系统。41、半导体存储器的主要技术指标：存储容量、存取时间和存取周期、可靠性、功耗。42、I/O系统的特点：复杂性、异步性、实时性、与设备无关性。I/O接口要解决的问题：a速度匹配问题b信号电平和驱动能力问题c信号形式匹配问题d信息格式问题e时序匹配问题。I/O接口的功能：aI/O地址译码与设备选择b信息的输入/输出c命令、数据和状态的缓冲与锁存d信息转换43、微机系统中，主机与外设之间数据的输入/输出方式主要有：无条件传送、查询、中断、直接存储器存取（DMA）44、微机系统的硬件由哪几部分组成？答：三部分：微型计算机（微处理器，存储器，I/0接口，系统总线），外围设备，电源。45、什么是微机的总线，分为哪三组？答：是传递信息的一组公用导线。分三组：地址总线，数据总线，控制总线。46、8086/8088CPU的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？答：总线接口部件（BIU）功能：根据执行单元EU的请求完成CPU与存储器或IO设备之间的数据传送。执行部件（EU），作用：从指令对列中取出指令，对指令进行译码，发出相应的传送数据或算术的控制信号接受由总线接口部件传送来的数据或把数据传送到总线接口部件进行算术运算。47、8086指令队列的作用是什么？答：作用是：在执行指令的同时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在指令队列中这样它就不需要象以往的计算机那样让CPU轮番进行取指和执行的工作，从而提高CPU的利用率。48、8086的存储器空间最大可以为多少？怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址？完成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。49、段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=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?答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。50、设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少？答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址）51、8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位？其意义各是什么？答：状态标志位有6个：ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。52、8086CPU的AD0~AD15是什么引脚？答：数据与地址引脚53、INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么?答：INTR是可屏蔽请求信号，INTA中断响应信号，NMI是不可屏蔽中断请求信号，ALE是地址锁存允许信号，HOLD总线请求信号，HLDA总线请求响应信号。54、虚拟存储器有哪两部分组成？答：有主存储器和辅助存储器。55、在80x86中，什么是逻辑地址、线性地址、物理地址？答：线性地址是连续的不分段的地址；逻辑地址是由程序提供的地址；物理地址是内存单元的实际地址。?56、段描述符分为哪几种？答：分为三大类，程序段描述符，系统段描述符，门描述符。57、RAM有几种，各有什么特点？ROM有几种，各有什么特点？答：RAM有两种，SRAM(静态RAM)，它采用触发器电路构成一个二进制位信息的存储单元，这种触发器一般由6个晶体管组成，它读出采用单边读出的原理，写入采用双边写入原理；DRAM（动态RAM），它集成度高，内部存储单元按矩阵形式排列成存储体，通常采用行，列地址复合选择寻址法。ROM有5种，固定掩摸编程ROM，可编程PROM，紫外光檫除可编程EPROM，电可檫除的可编程EPROM，闪速存储器。58、若用4K＊１位的RAM芯片组成8K＊8为的存储器，需要多少芯片？A19—A0地址线中哪些参与片内寻址，哪些用做芯片组的片选信号？答：需要16片芯片；其中A11-A0参与片内寻址；A12做芯片组的片选信号。59、若系统分别使用512K＊8、１Ｋ＊４、16Ｋ＊８、64Ｋ＊１的RAM，各需要多少条地址线进行寻址，各需要多少条数据线？答：512K＊8需要19条地址线，8条数据线。１Ｋ＊４需要10条地址线，4条数据线。16Ｋ＊８需要14条地址线，8条数据线。64Ｋ＊１需要14条地址线，1条数据线。60、某微机系统的RAM容量为8K*8，若首地址为4800H，则最后一个单元的地址是多少？答：最后一个单元的地址是：4800H+2^13-161、什么是总线，微机中的总线通常分为哪几类？答：是一组信号线的集合，是一种在各模块间传送信息的公共通路；有四类，片内总线，微处理器总线，系统总线，外总线。62、微处理器为什么需要用接口和外设相连接？答：因为许多接口设备中，在工作原理，驱动方式，信息格式以及工作速度方面彼此相差很大，因此为了进行速度和工作方式的匹配，并协助完成二者之间数据传送控制任务。63、一般的I/O接口电路有哪四种寄存器，它们各自的作用是什么？答：数据输入寄存器，数据输入寄存器，状态寄存器和控制寄存器。数据端口能对传送数据提供缓冲，隔离，寄存的作用；状态寄存器用来保存外设或接口的状态；控制寄存器用来寄存CPU通过数据总线发来的命令。64、8086最多可有多少级中断?按照产生中断的方法分为哪两大类?答：有8级；按照产生中断的方法可分为硬件中断和软件中断。65、什么是中断？什么是中断向量？中断向量表的地址范围？答：中断就是CPU在执行当前程序时由于内外部事件引起CPU暂时停止当前正在执行的程序而转向执行请求CPU暂时停止的内外部事件的服务程序，该程序处理完后又返回继续执行被停止的程序；中断向量是中断处理子程序的入口地址；地址范围是00000H-003FFH。66、中断向量表的功能是什么？若中断向量号分别为1AH和20H，则它们的中断向量在中断向量表的什么位置上？答：中断向量表的功能是当中断源发出中断请求时，即可查找该表，找出其中断向量，就可转入相应的中断服务子程序。1AH在中断向量表的位置是1AH*4=68H在中断向量表0000：0068处；20H在中断向量表的位置是80H在中断向量表0000：0080处。67、通常，解决中断优先级的方法有哪几种？答：3种，软件查询确定优先级，硬件优先级排队电路确定优先级，具体中断屏蔽的接口电路。68、8259A通过级联的方式可以由几片构成最多多少级优先权的中断源。答：8259A通过级联的方式由9片构成最多64级优先权的中断源。69、简述中断控制器8259A的内部结构和主要功能。答：8259A的内部结构有数据总线缓冲器，读写逻辑电路，级联缓冲比较器，中断请求寄存器（IRR），中断屏蔽寄存器（IMR），中断服务寄存器（ISR），优先权判别器（PR），控制逻辑。70、8259A的内部寄存器中IRR、IMR、ISR三个寄存器的作用是什么？答：见课本153页。71、8259A有哪些中断结束方式，分别适用于哪些场合。答：8259A有2种中断结束方式：中断自动结束方式，中断非自动结束方式（一般中断和特殊中断）；中断自动结束方式只适合有一块8259A，并且各中断不发生嵌套的情况。中断非自动结束方式只能适合与全嵌套方式下不能用与循环优先级方式。72、8259A对优先级的管理方式有哪几种，各是什么含义？答：有4种，普通全嵌套方式，特殊全嵌套方式，自动循环方式，优先级特殊循环方式（详细见课本P159和P160）73、8259A的初始化命令字和操作命令字有哪些，其功能是什么；哪些应写入奇地址，哪些应写入偶地址。答：8259A的初始化命令字ICW1，ICW2，ICW3，ICW4；操作命令字OCW1，OCW2，OCW3。（见课本P155到P158）；ICW2，ICW3，ICW4，OCW1写如奇地址，ICW1，OCW2，OCW3为偶地址。74、简述8259A的初始化过程。答：8259A的初始化编程，需要CPU向它输出一个2—4字节的初始化命令字，输出初始化命令字的流程如图所示，其中ICW1和ICW2是必须的，而ICW3和ICW4需根据具体的情况来加以选择。各初始化命令字的安排与作用分叙如下：75、8253有几个计数通道，每条计数通道有哪些信号线，其作用是什么？答：8253有三个计数通道，每个计数通道有3条信号线：CLK：计数输入用于输入定时基准脉冲或计数脉冲.OUT:输出信号以相应的电平指示计数的完成或输出脉冲的波型.GATA:选通输入用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器和计数输入信号同步。76、8253有几种工作方式，其特点是什么？答：六种方式（见课本P224）77、8253的内部寄存器及各位的意义是什么？答：8253的内部寄存器有四个，8位的控制寄存器：初始化时，将控制字写入该寄存器；16位的计数器初值寄存器，初始化是写入该计数器的初始值，其最大初始值为0000H；16位的减一计数器，计数器的初值由计数初值寄存器送入减法计数器，当计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数器内容减一；16位的输出锁存器用来锁存计数脉冲时，减法计数器内容减一。78、8255A的功能是什么，有哪几个控制字，各位的意义是什么？答：8255A是一种通用的可编程程序并行I/O接口芯片.它有两个控制字,一个是方式选择控制字,它的作用是实现对8255A的各个端口的选择。一个是对C口进行置位或复位控制字.它的作用是能实现对端口C的每一位进行控制。79、8255A的A口、B口、C口有哪几种工作方式，其特点是什么？C口有哪些使用特点？答：8255A的A口可以工作在3种工作方式的任何一种，B口只能工作在方式0或方式1，C口则常常配合端口A和端口B工作，为这两个端口的输入/输出传输提供控制信号和状态信号。80、同步通信、异步通信的帧格式各是什么？什么是奇、偶校验？答：异步通信的帧格式是用一个起始位表示传送字符的开始，用1-2个停止位表示字符结束。起始位与停止位之间是数据位，数据位后是校验位，数据的最底位紧跟起始位,其他各位顺序传送；同步通信的帧格式是在每组字符之前必须加上一个或多个同步字符做为一个信息帧的起始位。81、什么是波特率？若在串行通信中的波特率是1200b/s，8位数据位，1个停止位，无校验位，传输1KB的文件需要多长时间？答：波特率是单位时间内通信系统所传送的信息量。需要多长时间=1024/（1200/10）=8.53s82、对8255A进行初始化，要