计算机原理简答及填空.doc

1什么是RAM和ROM？ RAM和ROM各有什么特点？答：RAM是随机存储器，指计算机可以随机地、个别地对各个存储单元进行访问，访问所需时间基本固定，与存储单元的地址无关。ROM是只读存储器，对其内容只能读，不能写入。与RAM相比，其信息具有非易失性，即掉电后，ROM中的信息仍会保留。2什么是多层次存储结构？它有什么作用？答：存储器的性能是计算机性能的最主要指标之一，其目标是大容量、高速度和低成本，因此应该在系统结构的设计上扬长避短，采用多层存储结构构成一个较为合理的存储系统。多层存储结构是一个金字塔的结构，距塔尖（即CPU）越近速度越快，容量越小，单位价格也较贵；反之速度较慢，容量较大，单位价格也较便宜。其作用是获得最佳性价比。3主存储器的主要技术指标有哪些？答：主存储器的主要技术指标有主存容量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。4、什么是伪指令?答：伪指令语句在形式上与指令语句很相似，但它不产生任何目标代码，只对汇编程序在汇编过程中提供必要的控制信息。5微机硬件系统存储器分为哪几级？其中哪一级的工作速度与CPU相近？答：分为三级：高速缓冲存储器，主存储器，外部存储器。高速缓冲存储器的工作速度与CPU相近。 6输入输出方式有哪几种？答：有两种：存储器对应输入输出方式；端口方式的输入输出方式。 7使用中断有什么好处？答：(1)解决快速CPU与慢速外设之间的矛盾，使CPU可以与外设同时工作，甚至可以与几个外设同时工作。(2)计算机实现对控制对象的实时处理。 (3)计算机可以对故障自行处理。8. 微机硬件存储器分成哪几级?RAM与CPU的接口主要有哪几部分? 答：高速缓冲存储器，主( 内 )存储器，外部(后备)存储器。RAM 与CPU的接口主要有三部分：地址线的连接，数据 10. 什么情况下数据传送要采用DMA方式?DMA方式有什么作用？答：当CPU与高速的外设进行成块的数据传送时要采用DMA方式。DMA方式使外设与内存之间直接进行数据交换，而不通过CPU。DMA方式可扩展为在存储器的两个区域之间或两个高速的外设之间直接进行数据交换。11微机使用的总线体制有哪几种?PCI总线的特点是什么?答：有PC、ISA、EISA、PCI和PCMCIA总线。PCI总线的特点是：性能高，成本低，寿命长，插接灵活，使用方便，数据完整，软件兼容，可靠性高。12. DAC的含义是什么？假设DAC满刻度值电压、为10伏，DAC为10位，则用电压值表示的分辨率是什么？答：DAC表示数字模拟转换器。分辨率为10V1024977mV。总线1采用一种总线标准进行微型计算机的硬件结构设计具有什么优点？答：为适应用户不断变化的要求，微机系统设计必须采用模块化设计，不同的模块组合形成一定的功能。模块之间的连接关系采用标准的总线结构可使不同功能的模块便于互连，兼容性好、生命周期长。模块采用标准化总线结构设计可使模块的生产供应规模化、多元化、价格低、有利于用户。2一个总线的技术规范应包括哪些部分？答：总线技术规范应包括：(1)机械结构规范：模块尺寸、总线插头插座形式与结点数以及模块与插头插座的机械定位。(2)功能规范：总线信号名称、功能以及相互作用的协议。(3)电气规范：总线中每个信号工作时的有效电平、动态转换时间、负载能力以及电气性能的额定值与最大值。3总线的定义是什么？简述总线的发展过程。答：总线就是两个以上模块(或子系统)间传送信息的公共通道，通过它模块间可进行数据、地址码及命令的传输。最早的标准化总线是S-100总线(1975)，80年代初IBM PC/XT个人计算机采用8位ISA总线，之后又在IBM PC/AT机上推出16位ISA总线。随着外设接口对总线性能要求的不断提高，出现了EISA总线及PCI总线。PCI总线目前已被个人计算机广泛采用，成为新的工业标准。4微型计算机系统总线由哪三部分组成？它们各自的功能是什么？答：由地址总线、数据总线和控制总线三部分组成。地址总线用于指出数据的来源或去向；数据总线提供了模块间数据传输的路径；控制总线用来传送各种控制信号以便控制数据、地址总线的操作及使用。5扩充总线的作用是什么？它与系统总线的关系是什么？答：扩充总线是将许多I/O接口连接在一起，集中起来经桥接电路与系统总线相连，减轻系统总线的负载，提高系统性能。系统总线与扩充总线的之间有专门的连接电路，它们各自工作在不同的频宽下，可适应不同工作速度的模块的需要。6为什么要引入局部总线？它的特点是什么？答：早期的扩充总线(ISA总线)工作频率低，不能满足象图形、视频、网络接口等高数据传输率I/O设备的要求。在处理器的系统总线与传统扩充总线之间插入一个总线层次，它的频率高于传统扩充总线，专门连接高速I/O设备，满足它们对传输速率的要求。这一层次的总线就是局部总线。局部总线与系统总线经桥接器相连，局部总线与传统扩充总线也经桥接器相连，三个层次的总线相互隔开，各自工作在不同的频宽上，适应不同模块的需要。7总线定时协议分哪几种？各有什么特点？答：总线有三种定时方法。(1)同步定时，信息传输由公共时钟控制，总线信号中包括一个时钟信号，各模块上所有的操作都在时钟开始时启动。(2)异步定时，信息的传输的操作均由源或目的的特定信号跳变所确定，总线上每一个操作的发生均取决于前一个操作的发生，总线操作过程不用公共时钟来同步。(3)半同步定时，总线上各操作之间的时间间隔可以变化，但这个变化只允许为公共时钟周期的整数倍，信号的出现，采样和结束以公共时钟为基础。8总线上数据传输分哪几种类型？各有什么特点？答：分单周期方式和突发方式两种。在单周期方式中，每个总线周期只传送一个数据。在突发方式下，占用一次总线要进行多个数据的传输，源模块发出首地址去访问目的模块的数据1，以后的数据是在首地址的基础上按一定的规则去寻址目地模块。9总线的指标有哪几项，它工作时一般由哪几个过程组成？答：总线的指标有(1)总线宽度，一次总线操作可以传输的数据位数；(2)总线工作频率，总线上基本定时时钟的频率，它代表总线操作的最高频率；(3)单个数据传输所用时钟周期数。总线上信息传输过程可分解为：(1)请求总线；(2)总线裁决；(3)寻址；(4)数据传送；(5)错误检查。10为什么要进行总线仲裁？答：总线结构的特点是，一个传送信息的公共通路总线为多个模块共同使用。但在某一时刻，只能允许一个主模块使用总线进行数据传输。当有多个主模块要占用总线进行数据传输时，要有一个总线的请求及转交的过程，首先按一定规则进行总线使用权的仲裁，把总线的使用权交给优先级最高的请求者。11为什么集中式总线仲裁方式优于菊花链式？答：菊花链式为串行总线仲裁逻辑，离处理器较远的主模块因前级主模块的占用而在较长时间内得不到响应，优先权的级别与逻辑上级连位置有关，因此灵活性差，缺少公平性。集中式为并行总线仲裁逻辑，请求与响应信号都是独立与仲裁逻辑相连，优先级的处理可采用多种方式，不至因为某个请求设备的故障而造成整个仲裁逻辑的瘫痪，灵活性好。12ISA总线信号分为多少组，它的主要功能是什么？答：分为总线基本信号、总线访问信号及总线控制信号。总线基本信号主要用来提供基本定时时钟、系统复位、电源和地信号。总线访问信号主要用来提供对总线目标模块访问的地址、数据、访问应答控制信号。总线控制信号的主要功能是提供中断、DMA处理时的请求及响应信号以及扩展模块主控状态的确定信号。13ISA 16位总线是在ISA 8位总线基础上扩充了哪些信号而形成的？答：ISA 16位总线在ISA 8位总线基础上把数据线由8位扩充到16位，把地址线由20位扩充到24位；还扩充了中断请求信号、DMA请求与响应信号；还增加了16位数据访问的控制信号等。14PCI总线访问时，怎样的信号组合启动一个总线的访问周期，又怎样结束一个访问周期？答：PCI总线上的主设备取得总线控制权以后，在CLK-1期间发出FRAME#有效信号、要访问的从设备的地址信号及操作类型的命令字，从而启动了一个总线访问周期。结束一个访问周期是通过使FRAME#信号变为无效且保持主设备准备就绪信号IRDY#为有效，完成最后的数据传送后结束这个总线操作。此外用STOP#信号从设备可以主动仃止数据访问周期。34、使用可编程中断控制器8259A应注意的问题。答：中断请求信号的产生；8259A的初始化；中断类型码的选择；中断服务程序入口地址如何置入中断向量表中；中断服务程序的编写方法（保护现场、恢复现场等概念），以及中断如何返回。8259A收到8086的第1个INTA总线周期信号后，既自动将IRR中的请求位清零，又自动将中断服务寄存器ISR的相应位置1，所以在中断服务结束时，必须将其清0，否则下次8259将不再转发相应引脚的中断请求信号。当8259A工作在自动结束中断方式AEOI方式下，在第2个INTA期间自动将ISR相应位清0，而8259A工作在一般EOI方式下时，需要在中断服务程序的最后用OCW2指令将ISR相应位清0。35、简述可编程并行接口的特点。答：8255作为并行接口芯片，有3种工作方式：方式0，方式1，方式2，方式0相当于可作无条件输入/输出方式，方式1和方式2将PC口的一些线作为状态线使用，相当于工作在查询方式或中断方式。8255的PC口具有位控制功能，可以用指令将某条线单独置1或清0，利用此功能也可串行接收或发送数据。注意：8255有2条单元选的地址线，有4个端口地址，要能正确地完成与CPU的地址线、数据线、控制线的连接。36、可编程定时器/计数器8253的用法。答：8253内部有三2个独立的16位减计数器（0#，1#，2#），每个均可单独设置工作方式。每个计数器可用6种模式工作，在初始化时首先写控制字，选择工作方式，然后要正确地写入计数初值。最常用的0、1、2、3四种方式。 37、数/模转换在微机控制系统中的作用。答：数/模转换器又记作D/A转换器，是将数字量转换成模拟量的器件。数/模转换器的位数越多，则单位数字所表示的模拟电压值越小，称分辨率越高。提高参考电压的幅值不能改变分辨率，只能靠提高数字量的位数。除了分辨率之外，A/D的转换速率也是一个重要指标。38、数/模转换的原理。答：是运用T型电阻网络法。数模转换器一般要外接一个运算放大器，该放大器工作于反相放大状态，即参考电源如为正，则运放的输出则为负。其作用是实现对不同位的数字输入时所对应的模拟电压进行相加。掌握DAC0832的无缓冲方式、单缓冲方式、双缓冲方式的电路接法。能够利用DAC0832 产生一些常见波形。39、多路模拟开关及采样保持器的作用。答：使用一个多路模拟开关可使多路模拟电压共用一个模/数转换器，靠多路模拟开关来接通某一路的模拟信号，就可以对此路模拟信号进行模/数转换。当模拟信号变化频率很快时，需使模拟电压先经过一个采样保持器，以保证在进行模/数转换过程中模拟电压相对稳定。40、串行通信的基本概念。答：串行通信是将数据一位一位地传送，它的速度比并行传送要慢，它适用于主机与外设间距离较远的场合。串行通信的前题是要采用相同的串行通信标准，即波特率、数据格式等都要相同。不提采用什么标准，单纯提采用相同的波特率，是不能正确地进行串行数据传送的。单工方式只允许数据单方向传送，半双工方式允许数据双向传送，但不能同时进行，而全双工方式允许数据同时双向传送。波特率是每秒传送数据的位数，波特率值越大，则每秒传送数据的位数也就越多，传送速度也越快。波特率也包括起始位、停止位及奇偶校验位。41、8259A中断控制器的功能是什么？答：8259A中断控制器可以接受8个中断请求输入并将它们寄存。对8个请求输入进行优先级判断，裁决出最高优先级进行处理，它可以支持多种优先级处理方式。8259A可以对中断请求输入进行屏蔽，阻止对其进行处理。8259A支持多种中断结束方式。8259A与微处理器连接方便，可提供中断请求信号及发送中断类型码。8259A可以进行级连以便形成多于8级输入的中断控制系统。42、8259A的初始化命令字和操作命令字有什么区别？它们分别对应于编程结构中那些内部寄存器？答：8259A的工作方式通过微处理器向其写入初始化命令字来确定。初始化命令字分别装入ICW1-ICW4内部寄存器。8259A在工作过程中，微处理器通过向其写入操作命令字来控制它的工作过程。操作命令字分别装入OCW1-OCW3内部寄存器中。8259A占用两个端口号，不同的命令字对应不同的端口，再加上命令字本身的特征位及加载的顺序就可以正确地把各种命令字写入对应的寄存器中。43、8259A的中断屏蔽寄存器IMR与8086中断允许标志IF有什么区别？答：IF是8086微处理器内部标志寄存器的一位，若IF=0，8086就不响应外部可屏蔽中断请求INTR引线上的所有请求信号。8259A有8个中断请求输入线，IMR中的某位为1，就只把对应这位的中断请求IR禁止掉，使其无法被8259A处理，也无法向8086处理器产生INTR请求。44、若8086系统采用单片8259A中断控制器，中断类型码给定为20H，中断源的请求线与8259A的IR4相连，试问：对应该中断源的中断向量表入口地址是什么？若中断服务程序入口地址为4FE24H，则对应该中断源的中断向量表内容是什么，如何定位？答：中断向量表入口地址为：0段的0090H地址。对应4FE24H中断服务程序入口，在向量表中定位情况：(0090H)=24H、(0091H)=00H、(0092H)=E0H、(0093H)=4FH。45、使用8253，输入时钟为2MHz，让1号通道周期性的发出脉冲，其脉冲周期为1ms，请计算它的计数初值是多少？答：要输出脉冲周期为1ms，输出脉冲的频率是1/10-3=103，当输入时钟频率为2MHz时，计数器初值是2*106/103=2000。46、设8253计数器的时钟输入频率为1.91MHz，为产生25KHz的方波输出信号，应向计数器装入的计数初值为多少？答： 1.91M/25K = 76.4 ,应向计数器装入的初值是76。47、当数据从8255A的C端口读到CPU时，8255A的控制信号CS#，RD#，WR#，A1、AO分别是什么电平？ 答：当数据从8255A的C 端口读入CPU时，8255A的片选信号CS#应为低电平，才能选中芯片。A1，A0为10，才能选中C端口。RD#应为低电平（负脉冲），将数据读入CPU，WR#为高电平。48、如果串行传输速率是2400波特，数据位的时钟周期是多少秒？答：数据位的时钟周期是 = 4.1710-4 秒49、在远距离数据传输时，为什么要使用调制解调器？答:在远距离传输时，通常使用电话线进行传输，电话线的频带比较窄，一般只有几KHz，因此若用传送音频的电话线来传输数字信号，高频分量会衰减的很厉害，从而使信号严重失真，以致产生错码。因此要使用调制解调器，在发送端把将要传送的数字信号调制转换成适合在电话线上传输的音频模拟信号；在接收端通过解调，把模拟信号还原成数字信号。50、同步传输方式和异步传输方式的特点各是什么？答：同步传输是按数据帧进行传送、字符与字符间的传输是同步无间隔的，收发方的时钟必须严格一致。异步传输方式是按字符一个一个地发送，字符与字符间传输间隔是任意的，发送方和接收方的时钟要求没有同步的严格。 51、8251A在编程时，应遵循什么规则？答：8251在初始化编程时，首先使芯片复位，第一次向控制端口(奇地址)写入的是方式字；如果输入的是同步方式，接着向奇地址端口写入的是同步字符，若有2个同步字符，则分2次写入；以后不管是同步方式还是异步方式，只要不是复位命令，由CPU向奇地址端口写入的是命令控制字，向偶地址端口写入的是数据。52、一个异步串行发送器，发送具有8位数据位的字符，在系统中使用一位作偶校验，2个停止位。若每秒钟发送100个字符，它的波特率和位周期是多少？答：每个字符需要的发送位数是12位（数据位8位，校验位1位，停止位2位，起始位1位）。每秒发送100个字符共1200位。因此波特率为1200波特，位周期=1/1200833s。53、当采用串行通讯时，已知采用的波特率是1200 bps，若字符长度为8，同步方式采用2个同步字符，不用奇偶校验，问每秒可以发送多少个字符？采用异步方式，字符长度也是8，1个起始位，1个奇偶校验位，1个停止位，问每秒钟最多能发送多少个字符？答：同步方式，因为有2个同步字符，所以每秒可发送的字符数= （1200-16）/8 = 148 个； 异步方式，每秒可发送的最大字符数 = 1200 /（1+8+1+1）= 109 个。 54、为什么有的DAC芯片中采用双缓冲寄存器?答： (1) 能够用于需要同时输出多个D/A转换结果的系统中。(2) 用于DA转换器的位数比CPU数据位数多的场合，采用双缓冲寄存器可解决因两次传送数据引起DA转换时出现的毛刺。(3)采用二次缓冲输入数据方式可以提高转换速度，因为在输出的同时，又可以采集下一个数字量。55、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。56、已知某DAC的输入为12位二进制数，满刻度输出电压Vom=10V，试求最小分辨率电压VLSB和分辨率。答：12位D/A的分辨率=1/（212-1）=0.0244% 最小分辨率电压VLSB=10V/（212-1）= 0.00244V= 2.44mV57、使用A/D转换器时的关键问题有哪些？答：模拟电压的接入；数字信号的输出；如何启动；何时转换结束；是否带输出锁存器；转换的位数能否与CPU匹配；数字地和模拟地如何连接。58、A/D转换有哪几种方式？各有什么特点？答：计数器的方式，速度较慢，可用D/A加软件来实现；逐次逼近的方式，转换精度和速度都较高，应用最广泛；双积分的方式，精度高、抗干扰性强，但速度慢；并行输出的方式，精度高、速度快，但价格也高。18086CPU由哪两部分构成？它们的主要功能是什么？答：8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU)和总线接口部件(BIU)指令执行部件（EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行指令。总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或IO端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。?28086CPU预取指令队列有什么好处？8086CPU内部的并行操作体现在哪里？答：8086CPU的预取指令队列由6个字节组成，按照8086CP