微机原理小抄.doc

1、 微型计算机的基本功能（三能一快）：能运算（加减乘除）、能识别（ = true false）能决策（根据判别来决定下一步工作），这些工作都是在快的基础上完成的。2、 典型8位微处理器有一条16位地址线，因此最多可寻址64K个储存单元，大于此数据的程序则储存不够。3、 8086/8088的区别：相同点：内部结构基本相同。都采用16位字进行操作和存储寻址，两者软件完全兼容。不同点：8088有8条外部数据总线，8086是16位数据总线，故在处理一16位数据字时，8088需要2步，8086需要1步。4、8086的CPU从功能上分两部分：总线接口部件（BIU）和执行部件（EU）。5、EU的组成部件：(1) 4个通用寄存器，即AX，BX，CX，DX；(2) 4个专用寄存器，即基数指针寄存器BP，堆栈指针寄存器SP，源变址寄存器SI，目的变址寄存器DI；(3) 标志寄存器(FR)；(4) 算术逻辑部件(ALU)。6、80868088的EU有如下特点：(1) 4个通用寄存器既可以作为16位寄存器使用，也可以作为8位寄存器使用。当BX寄存器作为8位寄存器时，分为BH和BL，BH为高8位，BL为低8位。(2) AX寄存器也常称为累加器，8086指令系统中有许多指令都是通过累加器的动作来执行的。当累加器作为16位来使用时，可以进行按字乘操作、按字除操作、按字输入输出和其他字传送等；当累加器作为8位来使用时，可以实现按字节乘操作、按字节除操作、按字节输入输出和其他字节传送，以及十进制运算等。(3) 加法器是算术逻辑的主要部件，绝大部分指令的执行都由加法器来完成。(4) 标志寄存器FR共有16位，其中7位未用，7、总线接口部件BIU组成：(1) 4个段地址寄存器，即CS16位代码段寄存器；DS16位数据段寄存器；ES16位附加段寄存器；SS16位堆栈段寄存器。(2) 16位指令指针寄存器IP。(3) 20位的地址加法器。(4) 6字节的指令队列。8、80868088的BIU有如下特点：(1) 8086的指令队列为6个字节，8088的指令队列为4个字节。(2) 地址加法器用来产生20位地址。例如，一条指令的物理地址就是根据代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP的内容得到的。具体计算时，要将段寄存器的内容左移4位，然后再与IP的内容相加。假设CS=0FE00H，IP=0400H，此时指令的物理地址为0FE400H。9、存储器结构: 80868088系统中存储器按字节编址，可寻址的存储器空间为1MB，由于1MB为2，因此每个字节所对应的地址应是20位(二进制数)，这20位的地址称为物理地址。 10、存储器的分段：20位的物理地址在CPU内部就应有20位的地址寄存器，而机内的寄存器是16位的(16位机)，16位寄存器只能寻址64KB。80868088系统中把1M存储空间分成若干个逻辑段，每个逻辑段容量64KB，因此1M的存储空间可分成16个逻辑段(015)。允许它们在整个存储空间浮动，即段与段之间可以部分重叠、完全重叠、连续排列、断续排列，非常灵活。在80868088存储空间中，把16字节的存储空间称作一节(paragraph)。为了简化操作，要求各个逻辑段从节的整数边界开始，也就是说段首地址低4位应该是“0”，因此就把段首地址的高16位称为“段基址”，存放在段寄存器DS或CS或SS或ES中，段内的偏移地址存放在IP或SP中。11、存储器中的逻辑地址和物理地址：物理地址=段基址16+偏移地址。例如，代码段寄存器CS=2000H，指令指针寄存器存放的是偏移地址IP=2200H，存储器的物理地址为20000H+2200H=22200H。12、8086总线的工作周期：为了取得指令和传送数据的协调工作，就需要CPU的总线接口部件执行一个总线周期。在80868088中，一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成，时钟周期是CPU的基本时间计量单位，它由计算机主频决定。13、80868088 CPU的引脚信号和工作模式：为了尽可能适应各种使用场合，在设计80868088CPU芯片时，就使得它们可以在两种模式下工作，即最小模式和最大模式。所谓最小模式，就是在系统中只有80868088一个微处理器。在这种系统中，所有的总线控制信号都直接由80868088产生，因此，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。最大模式是相对最小模式而言，它用在中等规模的或者大型的80868088系统中。在此系统中，包含两个或多个微处理器，其中一个主处理器就是80868088，其他的处理器称为协处理器，它们是协助主处理器工作的。和80868088配合的协处理器有两个一个是数值运算协处理器8087，一个是输入输出协处理器8089。将8088/8086的第引脚接地时，系统处于最大模式，引脚接时，为最小模式。14、（1） NMI(non-maskable interrupt)非屏蔽中断引脚(输入)：非屏蔽中断信号是一个由低到高的上升沿。这类中断不受中断标志IF的影响，也不能用软件进行屏蔽。每当NMI端进入一个正沿触发信号时，CPU就会在结束当前指令后，进入对应于中断类型号为2的非屏蔽中断处理程序。（2） INTR(interrupt request)可屏蔽中断请求信号引脚(输入)：可屏蔽中断请求信号为高电平有效，CPU在执行每条指令的最后一个时钟周期会对INTR信号进行采样，如果CPU中的中断允许标志为1，并且又接收到INTR信号，那么，CPU就会在结束当前指令后，响应中断请求，进入一个中断处理子程序。15、中断操作：8088/8086是16位处理器，它的中断系统可以处理256种不同类型中断。16、中断分类：硬件中断、软件中断。(1) 硬件中断： 硬件中断是通过外部的硬件产生的，所以，也常常把硬件中断称为外部中断。硬件中断又可以分为两类：一类叫非屏蔽中断，另一类叫可屏蔽中断，见图4.19的右侧部分。非屏蔽中断是通过CPU的(non-maskable interrupt,NMI)引脚进入的，它不受中断允许标志IF的屏蔽，并且在整个系统中只能有一个非屏蔽中断。可屏蔽中断是通过CPU的INTR(interrupt)引脚进入的，并且只有当中断允许标志IF为1时，可屏蔽中断才能进入，如果中断允许标志IF为0，则可屏蔽中断受到禁止。在一个系统中，通过中断控制器(如8259A)的配合工作，可屏蔽中断可以有几个、几十个甚至上百个。(2) 软件中断： 软件中断是CPU根据软件中的某条指令或者软件对标志寄存器中某个标志的设置而产生的，从软件中断的产生过程来说，完全和硬件电路无关，17、中断向量：中断向量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向量。18、中断向量表：是指中断类型编码与中断向量的关系，中断向量表位于储存器的最低部地址为000003FFH共1K字节单元。19、复位是80868088各内部寄存器的值：FR清零；CS=FFFFH；IP、DS、SS、ES、OTHERS=0000H；指令队列为空。20、可屏蔽中断的响应过程：(1) 从数据总线上读取中断类型码，将其存入内部暂存器。(2) 将标志寄存器的值推入堆栈。(3) 把标志寄存器的中断允许标志IF和单步标志TF清零。(4) 将断点保护到堆栈中。(5) 根据前面得到的中断类型码，到内存0000段的中断向量表中找到中断向量，再根据中断向量转入相应的中断处理子程序。21、中断处理子程序的结构模式：所有的中断处理子程序都有如下的结构模式：(1) 中断处理子程序的开始必须通过一系列推入堆栈指令来进一步保护中断时的现场，即保护CPU各寄存器的值(当然有时未必需要保存所有寄存器的值)。(2) 在一般情况下，应该用指令设置中断允许标志IF来开放中断，以允许级别较高的中断请求进入。(3) 中断处理的具体内容是中断处理子程序的主要部分。(4) 中断处理子程序的尾部则是一系列弹出堆栈指令，使得各寄存器恢复进入中断处理时的值。(5) 最后是中断返回指令，中断返回指令的执行会使堆栈中保存的断点值和标志值分别装入IP，CS和标志寄存器。22、标识符：下面是有效的标识符：START：MY-CODE：ALPHA： NUM-1：LOOP1：X：?MORE350：BETA1：DELAYIS：下面是无效的标识符：4LOOP：MAINA/B：BETA*：START3：GAMA1：NUM+1：?：ONE*TWO：23、【例5.1】设BX0158H，DI10A5H，位移量1B57H，DS2100H，并假定没有使用段前缀，即把DS作为操作数对应的段寄存器。在各种寻址方式下，这些寄存器和位移量所产生的有效地址和物理地址为：直接寻址：有效地址1B57H物理地址21000H+1B57H22B57H寄存器间接寻址(寄存器为BX)：有效地址0158H物理地址21000H+0158H21158HBX寄存器相对间接寻址：有效地址0158H+1B57H1CAFH物理地址21000H+1CAFH22CAFH变址寻址(寄存器为DI)：有效地址10A5H物理地址21000H+10A5H220A5HDI寄存器相对变址寻址：有效地址10A5H+1B57H2BFCH物理地址21000H+2BFCH23BFCH基址加变址的寻址(BX为基址寄存器，DI为变址寄存器)：有效地址0158H+10A5H11FDHBX寄存器相对间接寻址：有效地址0158H+1B57H1CAFH物理地址21000H+1CAFH22CAFH变址寻址(寄存器为DI)：有效地址10A5H物理地址21000H+10A5H220A5HDI寄存器相对变址寻址：有效地址10A5H+1B57H2BFCH物理地址21000H+2BFCH23BFCH基址加变址的寻址(BX为基址寄存器，DI为变址寄存器)：有效地址0158H+10A5H11FDH25、8259A级联使用的初始化程序举例：若已知主8259A的端口地址为FFE8H和FFE9H，从8259A的端口地址为FFFAH和FFFBH，应分别对主8259A和从8259A进行初始化操作。对主8259A的初始化程序段如下：MOVAL， 11HMOVDX， 0FFE8HOUTDX， AL；定义ICW1MOVAL， 40HMOVDX， 0FFE9HOUTDX， AL；定义ICW2MOVAL， 08HOUTDX， AL；定义ICW3MOVAL， 11HOUTDX， ALH；定义ICW4MOVAL， 0D6HOUTDX， AL；定义OCW1MOVAL， 20HMOVDX， 0FFE8HOUTDX， AL；定义OCW2经过这样初始化的主8259A中断控制器被定义为级联使用方式，中断请求信号IRi采用边沿触发方式；可引入的中断类型码为40H47H;主8259A的IR3端上接有从8259A;采用特殊完全嵌套方式，非自动EOI结束方式，非缓冲方式，由SP=1确定为主8259A；屏蔽掉IR0，IR3和IR5以外的其他中断源；采用普通EOI结束方式。对从8259A的初始化程序段如下：MOVAL， 11HMOVDX， 0FFFAHOUTDX， AL；定义ICW1MOVAL， 30HMOVDX， 0FFFBHOUTDX， AL；定义ICW2MOVAL， 03OUTDX， AL；定义ICW3MOVAL， 11HOUTDX， AL；定义ICW4MOVAL， 0F3HOUTDX， AL；定义OCW1MOVDX， 0FFFAHMOVAL， 20HOUTDX， AL；定义OCW2经过这样初始化的从8259A中断控制器被定义为级联使用方式，中断请求信号IRi采用边沿触发方式；可引入的中断类型码为30H37H；该从8259A接在主8259A的IR3端上；采用特殊完全嵌套方式，非自动EOI结束方式，非缓冲方式，由SP=0确定为从8259A；屏蔽掉IR2和IR3以外的其他中断源；采用普通EOI结束方式。26、段定义伪指令：(1) 定位方式(定位类型)： 定位方式指定段的起始地址边界，方式有4种。PAGE指定起始地址的低8位是0，即其值能被256整除(称为页边界)。PARA指定起始地址的低4位是0，即其值能被16整除(称为段边界)。这是系统隐含定位方式。WORD指定起始地址的最低位是0，即其值能被2整除(称为字边界)。BYTE指定起始地址是任意值。(2) 连接方式(组合类型)： 连接方式告诉连接程序本段与其他段可按某种方式连接，它有6种选择。PUBLIC告诉连接程序把本段与其他同名同类别的段连接起来，公用一个段的起点地址，形成一个物理段。STACK表示本段是堆栈段，连接方式同PUBLIC，连接后的段起始地址在SS寄存器中。连接程序要求源程序至少要有一个堆栈段，否则提示错误，此时，系统取约定堆栈段值。空缺(NONE)表示本段不与任何段连接，这是系统隐含连接方式。COMMON表示本段与同名同类别的段共用同一段起始地址，即同名同类段相重叠，段的长度是最长段的长度。MEMORY表示本段在连接时定位在所有段之上，即高地址处。AT表达式表示本段定位在表达式值指定的段地址处。27、输入输出的控制方式：程序控制方式、中断控制方式、直接储存器存取方式、输入输出处理机控制方法。28、串行通信数据的收发方式：同步和异步两种基本工作方式。29、8259A的两种重点触发方式：电平触发方式和边沿触发方式。 8259A中队中断优先权的管理：完全嵌套方式、自动循环方式和中断屏蔽方式。8259A在完全嵌套方式下，可采用3种中断结束方式：普通EOI方式、特殊EOI方式、自动EOI方式。30、如果在一个程序段开始执行之前，（CS）=2000H，（IP）=4500H。问：该程序段第一个字节的物理地址？指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗？为什么？H*16+H=H,所以该程序段的第一个字节的物理地址是H；指向这一物理地址的CS值和IP值是不唯一，因为存储器分段允许重叠，此时虽然物理地址唯一，但逻辑地址会有多种表示形式。31、什么是中断类型码、中断向量、中断向量表？在基于8086/8088的微机系统中，中断类型码和中断向量之间有什么关系？答：处理机可处理的每种中断的编号为中断类型码。中断向量是指中断处理程序的入口地址，由处理机自动寻址。中断向量表是存放所有类型中断处理程序入口地址的一个默认的内存区域。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。32、中断响应周期中，第一个INTA脉冲向外部电路说明什么？第二个脉冲呢？8086收到INTR的高电平信号时，在当前指令执行完且IF=1的条件下，8086在两个总线周期中分别发出两个INTA#有效信号；第一个表示已经响应外部中断；在第二个INTA#期间，8086收到中断源发来的一字节中断类型码。33、8086/8088微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？8086/8088内部标志寄存器的内容共有9个标志位，可分成两类：一类为状态标志，一类为控制标志。其中状态标志是CF进位标志位、 OF溢出标志位、 AF半进位标志位 、 SF符号标志位 、 ZF零标志位 、 PF奇偶标志位；控制标志是DF方向标志位 、IF中断标志位、 TF陷阱标志位34、在8086中，逻辑地址、偏移地址、物理地址分别指的是什么？有什么关系？逻辑地址是在程序中对存储器地址的一种表示方法，由段地址和段内偏移地址两部分组成，如1234H：0088H。偏移地址是指段内某个存储单元相对该段首地址的差值，是一个16位的二进制代码。物理地址是8086芯片引线送出的20位地址码，用来指出一个特定的存储单元。物理地址=段地址*16+偏移地址。35、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：微型计算机系统总线由控制总线、地址总线、数据总线组成；其中控制总线传送控制信息，地址总线传送地址信息，数据总线传送数据信息36、8086CPU由哪两个独立的工作单元组成?它们的功能是什么?答：80386内部结构由执行部件(EU)、存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三部分组成。EU包括指令预取部件、指令译码部件、控制部件、运算部件及保护检测部件，主要功能是执行指令。总线接口部件作用是进行片外访问：对存储器及I/O接口的访问、预取指令；另外的作用是进行总线及中断请求的控制。存储器管理部件包括分段部件、分页部件，实现对存储器的分段分页式的管理，将逻辑地址转换成物理地址。37、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？8259A的工作方式通过微处理器