B10微机原理复习

第1章计算机基础,1.1计算机的基本原理与组成1.2计算机的工作流程1.3计算机中的数制与码制1.4微型计算机概述,第2章16位和32位微处理器,2.116位微处理器80862.232位微处理器Pentium,2.116位微处理器8086,1.8086的编程结构1）BIU的功能和组成BIU的功能负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。BIU的组成4个16位段寄存器：CS、DS、SS、ES1个16位指令指针寄存器IP20位地址加法器6字节指令队列缓冲器,2）EU的功能和组成,EU的功能负责执行指令。EU的组成4个16位的通用寄存器：AX、BX、CX、DX4个16位的专用寄存器：BP、SP、SI、DI1个16位的标志寄存器：FLAGS16位的算术逻辑单元ALU,标志寄存器FLAGS6位状态标志3位控制标志状态标志：表示处理器当前运行的状态控制标志：控制处理器的某一特定功能,3）8086的总线周期8086基本的总线周期由4个时钟周期（T）组成，4个T状态的作用。T1：多路复用线输出地址信息，以指示所要访问的内存单元或外设端口的地址；T2：撤消地址信号，地址/状态复用线驱动状态信息，地址/数据复用线转为数据线。T3：完成存储器或外设端口的访问；T4：总线周期结束。即稳定的数据输入CPU或已经传送至相应的存储单元或I/O端口。,Ti：空闲状态。执行空闲周期，CPU进行内部操作。Tw：等待状态。在总线周期的T3和T4之间插入等待时钟周期状态。判断是否插入Tw：在T3的前沿检测READY引脚是否有效；如果READY无效，在T3和它T4之间插入一个等效于T3的Tw；如果READY有效，执行完该T状态，进入T4状态。,2）8086的引脚信号和工作模式最小模式和最大模式的区别；8086最小模式下的引脚与功能；8086最小模式下的典型配置。,3）8086的操作和时序复位的操作最小模式下的总线读/写操作时序8086中断操作和中断系统8086中断的类型、中断向量和中断向量表可屏蔽中断的响应过程非屏蔽中断的响应过程4）8086的存储器编址和I/O编址,2.232位微处理器Pentium,1Pentium采用的先进技术2Pentium的工作方式3Pentium的原理结构4Pentium的寄存器5Pentium的存储管理6Pentium的中断7Pentium的保护技术,1.Pentium采用的先进技术,Pentium外部采用64位数据总线，内部总线32位；支持数据成组传输。设置相互独立的代码cache和数据cache。采用超标量流水线技术使得在1个时钟周期内发射两条简单的整数指令或发射一条浮点指令。片内设置增强型浮点处理部件采用RISC、CISC相结合的技术，部分常用指令用硬件实现；微程序实现的指令，其微代码的算法也作了改进，以减少所需时钟周期。,采用分段和分页两级存储管理机制具有BTB方式的转移预测能力增强了校验能力和机器异常事件的处理能力具有很好的检测能力和调试能力,2.Pentium的工作方式,Pentium的实地址方式、保护虚拟地址方式（保护方式）及虚拟8086方式的特点例如：虚拟8086方式的特点在保护方式下，使CR0中的PG=1，进入V86方式V86方式的寻址(与保护方式的区别）寻址的地址空间是1MB；段寄存器的内容作为段值解释；20位存储单元地址由段值乘以16加偏移量构成。V86方式下的保护（与实地址方式的区别）V86方式下的代码规定在特权级3下运行。V86可进行多任务操作,V86方式下的分页功能（实地址方式不支持）线性地址为20位，高12位为0，故只能访问第一个页目录项。页表项最多为256+16=272个,考虑A20使能：FFFFH*16+FFFFH=10FFEFH当A19A12=00/01/0FH，A20=1，共16页。,3.Pentium的原理结构,Pentium的内部主要包括12个主要部件总线接口部件U流水线和V流水线数据Cache代码Cache指令预取部件指令译码器控制ROM分支目标缓冲器BTB控制部件浮点处理部件FPU分段部件和分页部件寄存器组,4.Pentium的寄存器,从8086的16位扩展到32位的寄存器，在8086中不具有的寄存器（FS、GS、CR0CR4、GDTR、IDTR、LDTR、TR、8个调试寄存器、18个测试寄存器）,片内两级存储管理：段式地址转换方法、页式地址转换方法。描述符采用描述符的特点：扩展存储空间、实现虚拟存储和实现多任务隔离两种类型的描述符：非系统段描述符和系统段描述符。非系统段描述符描述代码、数据、堆栈段。LDT描述符属于系统段描述符。,5.Pentium的存储管理,6.Pentium的中断,1）Pentium的三类异常故障（Fault)保存在堆栈中的CS、EIP值指向导致Fault指令，从而异常处理后可以继续执行该指令。陷阱（Trap)保存在堆栈中的CS、EIP值指向导致Trap指令的下一条指令，从而异常处理后从下一条指令处恢复。异常中止（Abort)不保存任何信息，系统可能需要重新启动。,2）中断向量和中断描述符表,中断类型号通过一个地址指针表与中断服务程序相联。在实方式下，地址指针表称为中断向量表。在保护方式下，地址指针表称为中断描述符表（IDT）。中断向量表位置-IDTR：基址为0，限长：03ffh中断描述符表位置-IDTR的值确定，限长07FFH中断描述符表存放门描述符，门描述符可定义：中断门、陷阱门和任务门。中断门和陷阱门的区别是当切换到陷阱门上下文时，不清除IF。,第3章指令系统及汇编语言程序设计,3.18086的寻址方式和指令系统3.2Pentium的寻址方式和指令系统简述3.3汇编语言程序设计,1.8086操作数的寻址方式立即数寻址方式寄存器寻址方式直接寻址方式寄存器间接寻址方式寄存器相对寻址方式基址变址寻址方式相对基址变址寻址方式,存储器寻址方式,2.Pentium的寻址方式,有效地址的形成EA=基址+（比例因子*变址）+位移量,立即数寻址方式moveax,44332211h寄存器寻址方式moveax,ebx直接寻址方式moveax,1234h寄存器间接寻址方式moveax,ebx寄存器相对寻址方式moveax,ebx+80h基址变址寻址方式moveax,ebx+esi相对基址变址寻址方式moveax,ebx+esi+80h比例变址寻址方式moveax,esi*2基址比例变址寻址方式moveax,ebx+esi*4相对基址比例变址寻址方式moveax,ebx+esi*8+80h,3.8086指令系统及汇编语言程序设计8086指令系统：传送指令、算术运算指令、逻辑运算和移位指令、串操作指令、控制转移指令、对标志位进行设置的指令。程序阅读和填空例如：下面程序的功能是：。请填空以完善程序，每空只能填写1条指令或1个操作数。阅读下列程序，回答以下问题：在程序的处填入指令（1），使程序能按预定的设计要求正常执行。在保证程序功能不变的情况下，程序中的MOVDX,OFFSETSTRING指令可以用指令（仅一条）（2）替代。程序执行结束后，屏幕上显示的内容是（3）。,第4章微机的存储器,4.1存储器与存储器件4.2存储器的连接4.3微型计算机系统中存储器的体系结构4.4Pentium的虚拟存储机制和片内两级存储管理4.5高档微机系统中的高速缓存技术,例如：8086RAM子系统如下图所示。（1）请写出各组存储芯片的地址范围。（2）设BUF为1#6116存储芯片的一个字节地址，说明8086执行下列两条指令的区别。MOVAX,WORDPTRBUFMOVAL,BYTEPTRBUF,例如：8086RAM子系统如下图所示，回答下面问题。1）哪些存储芯片构成奇存储体？哪些存储芯片构成偶存储体？2）当A13A12=00时，写出各组存储芯片的地址范围。3）各存储芯片是否存在地址重叠区？若存在，每片存储芯片有多少KB的地址重叠区？,第5章微型计算机和外设的数据传输,5.1为什么要用接口电路5.2CPU和I/O设备之间的信号5.3接口部件的I/O端口5.4CPU和外设之间的数据传送方式,CPU与外设之间需要相互交换的信息：数据信息：数字量、模拟量、开关量状态信息：反映当前外设所处的工作状态。CPU通过接口电路掌握外设的状态，以决定是否输入/输出数据控制信息CPU送至外设的信息，用以控制外设的工作，如启动或停止I/O设备等。控制信息还包括对接口工作状态的控制。值得注意：状态信息、控制信息、数据信息在CPU与接口间都是通过数据总线交换的。这三类信息进入接口内不同的寄存器中。,CPU和外设之间的数据传送方式：程序（无条件和查询）传送方式中断方式传送方式DMA传送方式,第6章串并行通信和接口技术,6.1并行接口和并行通信6.2可编程并行接口8255A6.3串行接口和串行通信6.4可编程串行接口8251A,8255A的内部结构、引脚信号及控制字8255A的工作方式8255A的典型应用串行通信与并行通信的区别与特点，同步、异步通信的特点及数据帧的格式与波特率，理解单工、半双工、全双工通信和调制解调的含义。8251A的基本工作原理、引脚信号及与外部的连接关系8251A的初始化编程流程,第7章中断控制器和计数器/定时器,7.1中断控制器8259A7.2计数器/定时器8253,8259A的结构及工作过程：引脚信号、内部结构、中断工作过程。8259A的工作方式：设置优先级的方式、屏蔽中断源的方式、结束中断处理的方式。8259A的初始化命令字：初始化编程和操作命令字。8259A的使用举例。多片8259A组成的主从式中断系统的结构与连接方式。,7.1中断控制器8259A,1）8259A芯片的初始化流程,对8259A初始化编程一定要严格按照ICW1到ICW4的顺序完成。ICW1写入偶地址端口。ICW2ICW4皆是写入奇地址端口。,写ICW1A0=0，D4=1,写ICW2A0=1,SNGL=1,IC4=1,写ICW3A0=1,写ICW4A0=1,是,否,是,否,2）操作命令字(OCW1-OCW3),在初始化结束，8259A便进入工作状态，若不再写入任何操作命令字，8259A便处于完全嵌套工作方式(级联时，主片可设为特殊完全嵌套方式)，具有固定优先级别。若要改变初始化设置的对中断优先权管理方式，必须向8259A写入操作命令字OCW，进行操作方式的编程。对奇地址端口写入，表示是OCW1；对偶地址端口写入，D4D3=00，表示是OCW2；对偶地址端口写入，D4D3=01，表示是OCW3。,7.2计数器/定时器8253,8253的结构和引脚信号。8253的工作模式：工作模式时序、6种工作模式输出波形比较、六种工作模式启动方式、门控信号的影响比较。8253的应用编程。,1）控制字格式,读写指示00计数器锁存命令01只读写低字节10只读写高字节11先读写低字节，后读写高字节,计数器选择00计数器001计数器110计数器211非法,计数器选择读写指示模式选择,设置计数值格式,模式选择000模式0001模式1X10模式2X11模式3100模式4101模式5,设置计数值格式1BCD码计数范围是：000099990000代表最大值100000二进制计数范围是：0000H0FFFFH0000H是最大值，代表65536,2）8253的工作模式,8253各计数器有6种可供选择的工作模式。模式0：计数结束产生中断模式1：可编程的单