微机原理考试必考总复习.pdf

微机复习 1 第第 1 1 章章 微型计算机概述微型计算机概述 1 微型计算机由哪些部件组成 各部件的主要功能是什么 解答 微机系统 微型计算机 系统软件 外围设备 打印机 键盘 CRT 磁盘控制器等 微处理器 CPU 系统总线 AB CB DB 功能 为CPU和其他部件之间提供数据 地址 和控制信息的传输通道 存储器 只读存储器 ROM 随机存储器 RAM 功能 用来存储信息 输入 输出 I O 接口 串 并行接口等 功能 使外部设备和微型机相连 算术逻辑部件 ALU 累加器 寄存器 控制器 操作系统 OS 系统实用程序 汇编 编译 编辑 调试程序等 注 CPU的功能 可以进行算术和逻辑运算 可保存少量数据 能对指令进行译码并执行规定的动作 能和存储器 外设交换数据 提供整修系统所需要的定时和控制 可以响应其他部件发来的中断请示 2 8086 8088 CPU 由哪两部分组成 它们的主要功能各是什么 是如何协调工作的 解答 微处理器 CPU 总线接口部件 BIU 负责与存储器 I O端口传送数据 执行部件 EU 负责指令的执行 协调工作过程 流水线技术原则 总线接口部件和执行部件并不是同步工作的 它们按以下流水线技术原则来协调管理 每当 8086 的指令队列中有两个空字节 或者 8088 的指令队列中有一个空字节时 总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中 每当执行部件准备执行一条指令时 它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令 的代码 然后用几个时钟周期去执行指令 在执行指令的过程中 如果必须访问存储器或者 输入 输出设备 那么 执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期 完成访问内存或者 输入 输出端口的操作 如果此时总线接口部件正好处于空闲状态 那么 会立即响应执行 部件的总线请求 但有时会遇到这样的情况 执行部件请求总线接口部件访问总线时 总线 接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中 此时总线接口部件将首先完成这个取指令的 操作 然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求 当指令队列已满 而且执行部件又没有总线访问请求时 总线接口部件便进入空闲 状态 在执行转移指令 调用指令和返回指令时 由于程序执行的顺序发生了改变 不再 微机复习 2 是顺序执行下面一条指令 这时 指令队列中已经按顺序装入的字节就没用了 遇到这种情 况 指令队列中的原有内容将被自动消除 总线接口部件会按转移位置往指令队列装入另一 个程序段中的指令 3 8086 8088 系统中存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系 表示的范围各为多 少 解答 逻辑地址 段地址 偏移地址 物理地址 也称为绝对地址 由段基址和偏移量两部分构成 物理地址与系统中的存储 空间是一一对应的 逻辑地址与物理地址两者之间的关系为 物理地址 段地址 16 偏移地址 4 8086 8088CPU 有哪两种工作模式 它们各有什么特点 解答 为了适应各种不同的应用场合 8086 8088CPU 芯片可工作在两种不同的工作模式下 即最小模式与最大模式 所谓最小模式 就是系统中只有一个 8086 8088 微处理器 在这种情况下 所有的总 线控制信号 都是直接由这片 8086 8088CPU 产生的 系统中的总线控制逻辑电路被减到最 少 该模式适用于规模较小的微机应用系统 最大模式是相对于最小模式而言的 最大模式用在中 大规模的微机应用系统中 在最 大模式下 系统中至少包含两个微处理器 其中一个为主处理器 即 8086 8088CPU 其它 的微处理器称之为协处理器 它们是协助主处理器工作的 5 什么是指令周期 什么是总线周期 什么是时钟周期 它们之间的关系如何 解答 指令周期 CPU 执行一条指令所需要的时间称为一个指令周期 Instruction Cycle 总线周期 每当 CPU 要从存储器或 I O 端口存取一个字节称为一次总线操作 相应 于某个总线操作的时间即为一个总线周期 BUS Cycle 时钟周期 时钟周期是 CPU 处理动作的最小时间单位 其值等于系统时钟频率的倒 数 时钟周期又称为 T 状态 它们之间的关系 若干个总线周期构成一个指令周期 一个基本的总线周期由 4 个 T 组成 我们分别称为 T1 T4 在每个 T 状态下 CPU 完成不同的动作 微机复习 3 第第 2 章章 8086 8088 指令系统指令系统 1 6 种寻址方式及各自的特点 P23 1 寄存器寻址 2 立即寻址 3 直接寻址 4 寄存器间接寻址 5 变址寻址 6 基址加变址寻址 2 常用指令 如 MOV ADD IN OUT 第第 3 3 章章 汇编语言程序设计汇编语言程序设计 1 汇编程序格式 DATE SEGMENT 定义需要的数据 DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS CODE DS DATA START MOV AX DATA MOV DX AX 自己要写的程序 MOV AH 4CH INT 21H CODE ENDS END START 2 汇编程序四种结构 1 顺序结构 2 分支结构 3 循环结构 重点 4 子程序结构 微机复习 4 第第 4 4 章章 存储器存储器系统系统 1 微型计算机中常用的存储器有哪些 它们各有何特点 P85 2 现代计算机中的存储器系统采用了哪三级分级结构 主要用于解决存储器中存在的哪些 问题 答 答 目前在计算机系统中通常采用三级存储器结构 即使用高速缓冲存储器 主存储器和 辅助存储器 由这三者构成一个统一的存储系统 从整体看 其速度接近高速缓存的速度 其容量接近辅存的容量 而位成本则接近廉价慢速的辅存平均价格 三级结构主要用于解 决速度 容量和成本的问题 3 何谓高速缓冲存储器的命中 试说明直接映像 全相联映像 组相联映像等地址映像方 式的基本工作原理 答 答 Cache 控制器将来自 CPU 的数据读写请求 转向 Cache 存储器 如果数据快已在 Cache 中 称为一次命中 直接映象方式 是每个主存地址映象到 Cache 中的一个指定地址的方式称为直接映象 全相联映象方式 是最灵活但成本最高的一种方式 如图 4 26 所示 它允许主存中的每 一个字块映象到 Cache 存储器的任何一个字块位置上 也允许从确实已被占满的 Cache 存储器中替换出任何一个旧字块 组相联映象方式 是全相联映象和直接映象的一种折衷方案 这种方法将存储空间分成 若干组 各组之间是直接映象 而组内各块之间则是全相联映象 第第 5 5 章章 定时与计数定时与计数 1 什么叫端口 端口通常有哪几种 各有什么特点 答 为了提供 CPU 与扩展部件和接口电路直接进行操作的 通道 每个部件或接口内部都 包含有一组寄存器 这些寄存器通常称为端口 每个端口有一个端口地址 当 CPU 与它们 进行通信时 不同的信息通过不同的端口地址与不同的寄存器进行交互 端口通常分为三类 用来传输数据的称为数据端口 用来存放设备或者部件状态的称为 状态端口 用来存放 CPU 发出的命令的称为控制端口 CPU 通过数据端口完成数据传输 因此 数据端口一般是可读可写的 CPU 通过状态端口可以检测外设和接口部件当前的状 态 因此 状态端口一般是只读的 CPU 通过控制端口传输命令以便控制接口和设备的动 作 因此 控制端口一般是只写的 微机复习 5 第第 6 6 章章 输入输出输入输出控制控制 1 CPU 与外设之间的数据传输控制方式有哪几种 何谓程序控制方式 它有哪两种基本方 式 答 CPU 与外设之间的数据传输控制方式有三种 程序控制方式 中断方式 DMA 方式 程序控制方式 程序方式就是指用程序来控制进行输入输出数据传输的方式 程序控制方式的两种基本方式 无条件程序控制方式 条件程序控制方式 流程图 2 何谓中断优先级 它对于实时控制有什么意义 有哪几种控制中断优先级的方式 解答 当系统中有多台设备 即多个中断源 同时提出中断请求时 就有先响应谁的问题 也 就是如何确定优先级的问题 一般来讲 CPU 总是先响应具有较高优先级的设备 解决优 先级问题的方法一般有三种 软件查询法 简单硬件方式和专用硬件方式 3 什么叫 DMA 传送方式 其主要步骤是什么 试比较 DMA 传输 查询式传输及中断方 式传输之间的优缺点和适用场合 答 在 DMA 方式下 外部设备利用专门的接口电路直接和存储器进行高速数据传送 而不 需经过 CPU 数据传输的速度基本上取决于外设和存储器的速度 传输效率大大提高 DMA 主要步骤 一般来说 完成一次 DMA 1 当外设准备就绪时 它向 DMA 控制器发 DMA 请求 DMA 控制器接到此信号后 经过优先级排队 如需要的话 向 CPU 发 DMA 请求 送至 CPU 的 HOLD 引脚 2 CPU 在完成当前总线周期后会立即对 DMA 请求做出响应 CPU 的响应包括两个 方面 一方面将控制总线 数据总线和地址总线置高阻 另一方面将有效的 HLDA 信号加 到 DMA 控制器上 以此来通知 DMA 控制器 CPU 已经放弃了对总线的控制权 3 DMA 控制器收到 HLDA 信号后 即取得了总线控制权 这时 它往地址总线上发 送地址信号 指出本次数据传输的位置 同时 发出相应的读 写信号 决定是进行输入还是 输出操作 4 每传送一个字节 DMA 控制器会自动修改地址寄存器的内容 以指向下一个要传 5 当字节计数器的值达到计数终点时 DMA 过程结束 DMA 控制器通过使 HOLD 信号失效 撤消对 CPU 的 DMA 请求 CPU 收到此信号 一方面使 HLDA 无效 另一方面 又重新开始控制总线 实现正常的运行 程序方式的特点 使用方便 系统开销不大 但速度较慢 适用于设备不多 且实时响应要求不高的小系统 中断方式 CPU 与外设之间可以并行工作 因此大提高 CPU 的工作效率 但 一系列的保护 恢复 现场的工作 仍要花费不少 CPU 的时间 适用于设备较多且 实时响应要求较高的系统 DMA 方式 需要增加 DMA 控制器 适用于大量高速的数据传送 4 什么是中断向量 中断向量表的功能是什么 已知中断源的中断类型码分别是 84H 和 FAH 它们所对应的中断向量分别为 2000H 1000H 3000H 4000H 这些中断向量应放在 中断向量表的什么位置 如何存放 编程完成中断向量的设置 微机复习 6 答 中断向量 中断服务程序的入口地址 中断向量表 存放中断向量的表 中断向量与 中断类型码有对应关系 84H 的位置 210H 213H FAH 的位置 3E8H 3EBH 0000 210H 00 10 00 20 0000 3E8H 00 40 00 30 PUSH DS MOV DX 2000H MOV DS DX MOV DX 1000H MOV AL 84H MOV AH 25H INT 21H MOV DX 3000H MOV DS DX MOV DX 4000H MOV AL 0FAH MOV AH 25H INT 21H POP DS 5 在中断响应总线周期中 第一个INTA脉冲向外部电路说明什么 第二个INTA脉冲呢 解答 第一个INTA脉冲 使 IRR 的锁存功能失效 目的是防止此时再来中断导致中断响应的错误 到第二个 INTA 使 ISR 使 IRR 相应位清 0 第二个INTA脉冲 送中断类型码 中断类型码由用户编程和中断请求引脚的编码共同决定 详见编程部 分 如果 8259A 工作在中断自动结束方式 则此时清除 ISR 微机复习 7 第第 7 7 章章 并行串口并行串口通信通信及其及其接口技术接口技术 1 接口电路的主要作用 P168 信号转换 速度匹配 数据缓冲等 2 CPU 寻址外设端口的方式有哪两种 各自的优缺点 答 1 存储器对应输入输出方式存储器对应输入输出方式 每一个外设端口占有存储器的一个地址 优点优点 CPU 对外设的操作可使用全部的存储器操作指令 寻址方式多 使用方便灵活 且可寻址的外设数量多 缺点缺点 由于外设占用了存储单元的地址 使内存的容量减小 同时 程序的可读性下降 2 端口寻址的输入输出方式端口寻址的输入输出方式 CPU 有专门的输入输出指令 IN OUT 通过这些指令中的地址来区分不同的外设 优点优点 容易掌握 编出的程序可读性好 缺点缺点 可寻址的范围较小 还必须有相应的控制线 M IO 来区分是寻址内存还是外 设 3 串行通信与并行通信的异同 答 1 串行通信 利用一条传输线将数据一位位的顺序传送 其特点是通信线路简单 从而大大降低了成本 特别适合用于远距离通信 但缺点是传输速度慢 2 并行通信就是把一个字符的各位同时用几根线进行传输 传输速度快 信息率高 电缆要多 随着传输距离的增加 电缆的开销会成为突出的问题 所以 并行通信用在 传输速率要求较高 而传输距离较短的场合 4 串行通信数据三种传输方式 1 单工方式 只允许数据按照一个固定的方向传送 即一方只能作为发送方 另 一方只能作为接收方 2 半双工方式 数据能从 A 站传到 B 站 也能从 B 站传到 A 站 但每次只能有 一个站发送 另一个站接收 不能同时在两个方向上传送 通信双方只能轮流 进行发送和接收 3 全双工方式 允许通信双方同时进行发送和接收 需要两条传输线 微机复习 8 芯片芯片初始化初始化问题问题 1 8253 初始化 步骤 1 写方式控制字 2 写计数初始值 MOV AL 方式控制字 OUT 控制口 AL MOV AX 计数初始值 OUT 通道口 AL MOV AL AH OUT 通道口 AL 2 8259 初始化 步骤 1 写 ICW1