微机原理与接口技术
第五章存储器
存储器概述
?存储器是计算机系统中用来存储信息的部件，它是计算机中的重要硬件资源。
?从存储程序式的冯.诺依曼经典结构而言，没有存储器，就无法构成现代计算机。
按用途分类
内存储器：分为高速缓冲存储器(Cache)和主存储器(内存条)两种
?Cache一般为几百KB,工作速度几乎与CPU相当。
?内存条容量相对较大,目前一般在
128MB到512MB之间,但速度较
Cache慢。
外存储器：主要是磁介质存储器，容量大，目前一般在10GB
以上。用来存放相对来说不经常
使用的程序或者数据或者需要长
期保存的信息。此外还有光盘等
其他介质的存储器。
CPU CACHE
主存（内存）
辅存（外存）
半导体存储器的分类
按使用功能
?RAM（Random Access Memory）
?ROM（Read Only Memory）
RAM的种类
?SRAM（静态）：速度快、集成度低、功耗大
?DRAM（动态）：速度慢、集成度高、功耗低、需要周期性刷新 ROM的种类
?可编程ROM：数据固化到ROM后不可更改。
?可擦除、可编程ROM：可以通过特殊装置进行改写，平时使用过程中只作为可读存储器
?电可擦除、可编程ROM：可以通过特殊装置进行改写，平时使用过程中只作为可读存储器
随机存取存储器RAM
CPU能根据RAM的地址将数据随机地写入或读出。电源切断后，所存数据全部丢失。
?SRAM静态RAM(Static RAM)：静态RAM速度非常快，只要电源存在内容就不会自动消失。
?DRAM动态RAM(Dynamic RAM)：DRAM存在泄漏电流，因此必须周期性的在内容消失之前进行刷新(Refresh)。
?考虑因素：功耗，速度，容量/价格，电路的复杂性
SRAM存储器的构成
最基本存储单元：6个MOS管构成的双稳态触发器电路
存储体：许多基本存储单元构成的矩阵?存储矩阵
字结构排列
位结构排列
?地址译码器
片选信号（高位地址生成）
线性译码或复合译码
?控制逻辑
片选、读允许、写允许
?三态控制
为什么需要？
DRAM存储器的构成
最基本存储单元：4管、3管或单管结构
需要配置刷新逻辑电路
?原因：利用电容存储电荷
?刷新：刷新周期、集中刷新、分布刷新
DRAM控制器
?地址多路器
行地址、列地址
CPU的地址分两次发送到DRAM芯片
?刷新定时器
根据时间要求进行定时
?刷新地址计数器
?仲裁电路
来自CPU的访问请求和刷新请求同时产生时进行优先级裁定?定时发生器
静态存储器的工作时序
很多参量，关注你需要的参量即可
动态存储器的工作时序
常见RAM厂家
静态存储器：ISSI
动态存储器：SamSung、Hynix、Micron
FIFO：IDT
高速缓冲存储器
CACHE技术是为了把主存储器看成是高速存储器而设置的小容量局部存储器。
利用某些程序访问存储器在时间上和空间上有局部区域的特性：子程序的反复调用，变量的重复使用。
可以把CACHE看作是主存储器中面向CPU的一组高速暂存寄存器，
保存有一份主存储器的“内容拷贝”，该“内容拷贝”是最近曾被CPU使用过的。
CACHE组成
一部分存放由主存储器来的数据
另一部分存放该数据在主存储器中的地址
由关联性，高速缓冲存储器结构分为：?全相联
?直接映象
?成组相联
CACHE的数据更新
通写式(write-through)
?Cache中数据一被修改就将其写入主存储器中的相关存储块
?优点：更新内容不会丢失
?缺点：总线操作频繁、影响性能
回写式(write-back)
?当cache中的数据块被其他数据替换时，才将该数据块回写到主存储器
?优点：减少写存储器的次数
?缺点：控制器要复杂一些
影响CACHE性能的因素
Cache规模大小
关联方式
Cache行大小
速度
配置
只读存储器
ROM可分为几类:
?掩膜型ROM
?PROM
?EPROM
?EEPROM
掩膜型ROM
ROM信息由厂家根据用户指定数据对芯片图形掩膜进行两次光刻后形成
用户对此类芯片无法修改
PROM(Programmable ROM) 可编程只读存储器
通过烧断微小的镍-铬丝或硅氧化物熔丝来实现,一旦编程后不能被擦除
EPROM
可擦除可编程只读存储器
顶部开有一个圆形的石英窗口，用于紫外线透过擦除原有信息
一般使用专门的编程器（烧写器）进行编程
编程后，应该贴上不透光封条
出厂未编程前，每个基本存储单元都是信息1,编程就是将某些单元写入信息0
紫外线擦除器
EEPROM/E2PROM
电可擦除可编程只读存储器
在系统中是电可擦除的,擦写的电压比读入电压要高，通常为12V，擦写速度在
毫秒量级,但仍比普通的RAM慢很多
不同厂家的EEPROM时序会有不同,要选择相应的EEPROM才能与芯片配合
第二章 8086体系结构与80x86CPU 1．8086CPU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，Execution Unit)和总线接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。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、专用寄存器组、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I／O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。 2．8086CPU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8086CPU的设计要求，指令执行部件（EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。从速度上看，该指令队列是在CPU内部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取，并送到指令队列。 5．简述8086系统中物理地址的形成过程。8086系统中的物理地址最多有多少个逻辑地址呢答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成，都是16位二进制数。通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无符号的16位二进制数，程序设计时采用逻辑地址，也是1MB。 6．8086系统中的存储器为什么要采用分段结构有什么好处 答：8086CPU中的寄存器都是16位的，16位的地址只能访问64KB的内存。086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的，要做到对20位地址空间进行访问，就需要两部分地址
范文范例学习指导 第1章微机运算基础 习题和思考题 1.请完成以下计算： 174．66D=(10101110.10101)B＝（AE. A8）H 10101110101.01011B＝（1397.344）D＝（575.58）H 4BCH＝（010*********）B＝（）BCD 2.设字长为8位，X＝（2A）16，当X分别为原码、补码、反码和无符号数的时候，其真值 是多少？ 答：当X表示原码时，其真值为：＋101010 当X表示补码时，其真值为：＋101010 当X表示反码时，其真值为：＋101010 当X表示无符号数数时，其真值为：00101010 3.设字长为8位，用补码形式完成下列计算，要求有运算结果并讨论是否发生溢出？ 120＋18 －33－37 －90－70 50＋84 答：120＋18 其补码形式分别为：（120）补＝01111000 （18）补＝00010010 01111000 ＋ 00010010 10001010 由于C s=0 ，C p=1，因此有溢出，结果错误 －33－37 其补码形式为：（－33）补＝11011111 （－37）补＝11011011 11011111 ＋11011011 10111010 由于C s=1， C p=1，所以没有溢出，结果正确 －90－70 其补码形式为：（－90）补＝10011100 （－70）补＝10111010 10011100 ＋10111010 01010110 由于C s=1， C p=0，所以有溢出，结果错误 50＋84
其补码形式为：（50）补＝00110010 （84）补＝01010100 00110010 ＋01010100 10000110 由于C s=0， C p=1，所以有溢出，结果错误 4.请写出下列字符串的ASCII码值。 My name is Zhang san. 4D 79 6E 61 6D 65 69 73 5A 68 61 6E 67 73 61 6E 2E 第2章 80X86微机系统 习题与思考题 1.微型计算机主要由哪些基本部件组成？各部件的主要功能是什么？ 答：微型计算机主要由输入设备、运算器、控制器、存储器和输出设备组成。 各部件的功能分别是：1、输入设备通过输入接口电路将程序和数据输入内存；2、运算器是进行算术运算和逻辑运算的部件，它是指令的执行部件；3、控制器是计算机的指挥中心，它负责对指令进行译码，产生出整个指令系统所需要的全部操作的控制信号，控制运算器、存储器、输入/输出接口等部件完成指令规定的操作；4、存储器用来存放程序、原始操作数、运算的中间结果数据和最终结果数据； 5、输出设备是CPU通过相应的输出接口电路将程序运行的结果及程序、数据送到的设备； 2.微处理器的发展过程是什么？ 答：微型计算机的发展过程是： 第一代（1946～1957）——采用电子管为逻辑部件，以超声波汞延迟线、阴极射线管、磁芯和磁鼓等为存储手段；软件上采用机器语言，后期采用汇编语言。 第二代（1957～1965）——采用晶体管为逻辑部件，用磁芯、磁盘作内存和外存；软件上广泛采用高级语言，并出现了早期的操作系统。 第三代（1965～1971）——采用中小规模集成电路为主要部件，以磁芯、磁盘作内存和外存；软件上广泛使用操作系统，产生了分时、实时等操作系统和计算机网络。 第四代（1971～至今）——采用大规模集成电路（LSI）、超大规模集成电路（VLSI）为主要部件，以半导体存储器和磁盘为内、外存储器；在软件方法上产生了结构化程序设计和面向对象程序设计的思想。 3.简述80486微处理器的基本结构。 书12页 4.80486微处理器的工作模式有几种？当CS内容为1000H，IP内容为7896H，求在实地址 模式下的物理地址为多少？ 答：实模式和保护模式及虚拟8086模式。当CS内容为1000H，IP内容为7896H，在实地
习题1 1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？ 答：机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。 汇编语言是面向及其的程序设计语言。在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。 使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。 2.微型计算机系统有哪些特点？具有这些特点的根本原因是什么？ 答：微型计算机的特点：功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。 这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。 3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？试说明“存储程序控制”的概念。 答：微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。 “存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点： ①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。 ②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。 ③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。 ④五大部件以运算器为中心进行组织。 4.请说明微型计算机系统的工作过程。 答：微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存
放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。 5.试说明微处理器字长的意义。 答：微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。计算机的字长越大，其性能越优越。在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。 6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？各有什么特点？ 答：微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。 7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。 ①（4.75）10=（0100.11）2=（4.6）8=（4.C）16 ②（2.25）10=（10.01）2=（2.2）8=（2.8）16 ③（1.875）10=（1.111）2=（1.7）8=（1.E）16 8.将下列二进制数转换成十进制数。 ①（1011.011）2=（11.375）10 ②（1101.01011）2=（13.58）10 ③（111.001）2=（7.2）10 9.将下列十进制数转换成8421BCD码。 ① 2006=（0010 0000 0000 0110）BCD ② 123.456=（0001 0010 0011.0100 0101 0110）BCD 10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。 ① [+127]补= 01111111
第1章 1.1 微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同? 解： 把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微 处理器。微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了 微型计算机。微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。 1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解： CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。 1.3微型计算机采用总线结构有什么优点? 解： 采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。 1.4数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用 一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据? 解： 数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。 8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为 地址总线。它们主要靠信号的时序来区分。通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。 1.8在给定的模型中，写出用累加器的办法实现15×15的程序。 DEC H JP NZ，LOOP HALT
第2章作业答案 2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种? 解： 80386、30486、Pentium、Pentium Pro、PeruiumII、PentiumIII、Pentium4。 2.6IA-32结构微处理器有哪几种操作模式? 解： IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。操作模式确定哪些指令和结构特性是可以访问的。 2.8IA-32结构微处理器的地址空间如何形成？ 解： 由段寄存器确定的段基地址与各种寻址方式确定的有效地址相加形成了线性地址。若末启用分页机制，线性地址即为物理地址；若启用分页机制，则它把线性地址转为物理地址。 2.15 8086微处理器的总线接口部件由哪几部分组成? 解： 8086微处理器中的总线接口单元(BIU)负责CPU与存储器之间的信息传 送。具体地说,BIU既负责从内存的指定部分取出指令,送至指令队列中排队(8086的指令队列有6个字节,而8088的指令队列只有4个字节);也负责传送执 行指令时所需的操作数。执行单元(EU)负责执行指令规定的操作。 2.16段寄存器CS=120OH,指令指针寄存器IP=FFOOH,此时,指令的物理地址为 多少? 解： 指令的物理地址=12000H+FFOOH=21FOOH 第3章作业答案 3.1分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。 (1)MOV SI, 30O (2)MOV CX, DATA[DI］ (3)ADD AX, [BX][SI] (4)AND AX, CX (5)MOV[BP], AX (6)PUSHF 解: (l)源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址。
本学期微机原理课程已经结束，关于微机课程的心得体会甚多。微机原理与接口技术作为一门专业课，虽然要求没有专业课那么高，但是却对自己今后的工作总会有一定的帮助。记得老师第一节课说学微机原理是为以后的单片机打基础，这就让我下定决心学好微机原理这门课程。 初学《微机原理与接口技术》时，感觉摸不着头绪。面对着众多的术语、概念及原理性的问题不知道该如何下手。在了解课程的特点后，我发现，应该以微机的整机概念为突破口，在如何建立整体概念上下功夫。可以通过学习一个模型机的组成和指令执行的过程，了解和熟悉计算机的结构、特点和工作过程。 《微机原理与接口技术》课程有许多新名词、新专业术语。透彻理解这些名词、术语的意思，为今后深入学习打下基础。一个新的名词从首次接触到理解和应用，需要一个反复的过程。而在众多概念中，真正关键的并不是很多。比如“中断”概念，既是重点又是难点，如果不懂中断技术，就不能算是搞懂了微机原理。在学习中凡是遇到这种情况，绝对不轻易放过，要力求真正弄懂，搞懂一个重点，将使一大串概念迎刃而解。 学习过程中，我发现许多概念很相近，为了更好地掌握，将一些容易混淆的概念集中在一起进行分析，比较它们之间的异同点。比如：微机原理中，引入了计算机由五大部分组成这一概念；从中央处理器引出微处理器的定义；在引出微型计算机定义时，强调输入/输出接口的重要性；在引出微型计算机系统的定义时，强调计算机软件与计算机硬件的相辅相成的关系。微处理器是微型计算机的重要组成部分，它与微型计算机、微型计算机系统是完全不同的概念在微机中，最基础的语言是汇编语言。汇编语言是一个最基础最古老的计算机语言。语言总是越基础越重要，在重大的编程项目中应用最广泛。就我的个人理解，汇编是对寄存的地址以及数据单元进行最直接的修改。而在某些时候，这种方法是最有效，最可靠的。 然而，事物总有两面性。其中，最重要的一点就是，汇编语言很复杂，对某个数据进行修改时，本来很简单的一个操作会用比较烦琐的语言来解决，而这些语言本身在执行和操作的过程中，占有大量的时间和成本。在一些讲求效率的场合，并不可取。 汇编语言对学习其他计算机起到一个比较、对照、参考的促进作用。学习事物总是从最简单基础的开始。那么学习高级语言也当然应当从汇编开始。学习汇
《微机原理与接口技术》参考答案 《微机原理与接口技术》习题参考答案习题 2 1. 为何说8086CPU是16位CPU？答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。 2. 8086CPU哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？答：总线接口单元和执行单元。指令队列在BIU中。它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。 3. 8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指
针寄存器和变址寄存器。其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。4. 8086CPU中的IP寄存器有何用途？答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。 5. 在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是什么？答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。它们的含义如下：CF：进位标志。它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。PF：奇偶标志。它记录运算结果的奇偶检验条件。当结果操作数
《微机原理与接口技术》习题答案 一、单项选择题 1、80486CPU进行算术和逻辑运算时，可处理的信息的长度为( D )。 A、32位 B、16位 C、8位 D、都可以 2、在下面关于微处理器的叙述中，错误的是( C ) 。 A、微处理器是用超大规模集成电路制成的具有运算和控制功能的芯片 B、一台计算机的CPU含有1个或多个微处理器 C、寄存器由具有特殊用途的部分内存单元组成，是内存的一部分 D、不同型号的CPU可能具有不同的机器指令 3、若用MB作为PC机主存容量的计量单位，1MB等于( B )字节。 A、210个字节 B、220个字节 C、230个字节 D、240个字节 4、运算器在执行两个用补码表示的整数加法时，判断其是否溢出的规则为( D )。 A、两个整数相加，若最高位（符号位）有进位，则一定发生溢出 B、两个整数相加，若结果的符号位为0，则一定发生溢出 C、两个整数相加，若结果的符号位为1，则一定发生溢出 D、两个同号的整数相加，若结果的符号位与加数的符号位相反，则一定发生溢出 5、运算器的主要功能是( C )。 A、算术运算 B、逻辑运算 C、算术运算与逻辑运算 D、函数运算 6、指令ADD CX，55H[BP]的源操作数的寻址方式是(D )。 A、寄存器寻址 B、直接寻址 C、寄存器间接寻址 D、寄存器相对寻址 7、设(SS)=3300H，(SP)=1140H，在堆栈中压入5个字数据后，又弹出两个字数据，则(SP)=(A ) A、113AH B、114AH C、1144H D、1140H 8、若SI=0053H，BP=0054H，执行SUB SI，BP后，则( C)。 A、CF=0，OF=0 B、CF=0，OF=1 C、CF=1，OF=0 D、CF=1，OF=1 9、已知(BP)=0100H，(DS)=7000H，(SS)=8000H，(80100H)=24H，(80101H)=5AH，(70100H)=01H，(70101H)=02H，指令MOV BX，[BP]执行后，(BX)=(D ) 。 A、0102H B、0201H C、245AH D、5A24H 10、实模式下80486CPU对指令的寻址由(A )决定。 A、CS，IP B、DS，IP C、SS，IP D、ES，IP 11、使用80486汇编语言的伪操作指令定义: VAL DB 2 DUP(1，2，3 DUP(3)，2 DUP(1，0)) 则
微机原理与接口技术试题 微型计算机原理与接口技术综合测试题一 一、单项选择题(下面题只有一个答案是正确的，选择正确答案填入空白处) 1．8086CPU通过（1 ）控制线来区分是存储器访问，还是I/O 访问，当CPU执行IN AL,DX指令时，该信号线为（2 ）电平。 （1） A. M/ B. C. ALE D. N/ (2) A. 高 B. 低 C. ECL D. CMOS 2．n+1位有符号数x的补码表示范围为（）。 A. －2n < x < 2n B. －2n ≤ x ≤ 2n -1 C. －2n -1 ≤ x ≤ 2n-1 D. －2n < x ≤ 2n 3．若要使寄存器AL中的高4位不变，低4位为0，所用指令为（）。 A. AND AL, 0FH B. AND AL, 0FOH C. OR AL, 0FH D. OR AL 0FOH 4．下列MOV指令中，不正确的指令是（）。 A. MOV AX, BX B. MOV AX, [BX] C. MOV AX, CX D. MOV AX, [CX] 5．中断指令INT 17H的中断服务程序的入口地址放在中断向量表地址（）开始的4个存贮单元内。
A. 00017H B. 00068H C. 0005CH D. 0005EH 6．条件转移指令JNE的条件是（）。 A. CF=0 B. CF=1 C. ZF=0 D. ZF=1 7. 在8086/8088 CPU中，一个最基本的总线读写周期由（1 ）时钟周期(T状态)组成，在T1状态，CPU往总线上发（ 2 ）信息。 ⑴ A. 1个 B. 2个 C. 4个 D. 6个 ⑵ A. 数据 B . 地址 C. 状态 D. 其它 8. 8086有两种工作模式, 最小模式的特点是（1 ）,最大模式的特点是（ 2 ）。 ⑴ A. CPU提供全部控制信号 B. 由编程进行模式设定 C. 不需要8286收发器 D. 需要总线控制器8288 ⑵ A. M/ 引脚可直接引用 B. 由编程进行模式设定 C. 需要总线控制器8288 D. 适用于单一处理机系统 9.在8086微机系统的RAM 存储单元器0000H:002CH开始依次存放23H，0FFH，00H，和0F0H四个字节，该向量对应的中断号是( )。 A. 0AH B. 0BH C. 0CH D. 0DH 10.真值超出机器数表示范围称为溢出,,此时标志寄存器中的( )位被置位 A. OF B AF C PF D CF
微机原理与接口技术期末考试题库 1.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。 2.什么是微机的总线，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。 3.8086/8088CPU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。 4.8086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。 5.8086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。 6.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。 7.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） 8.8086/8088CPU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。 9.8086CPU的AD0~AD15是什么引脚？ 答：数据与地址引脚 10.INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么?
第二章 8086系统结构 一、 8086CPU 的内部结构 1.总线接口部件BIU （Bus Interface Unit ） 组成：20位地址加法器，专用寄存器组，6字节指令队列，总线控制电路。 作用：负责从内存指定单元中取出指令，送入指令流队列中排队；取出指令所需的操作 数送EU 单元去执行。 工作过程：由段寄存器与IP 形成20位物理地址送地址总线，由总线控制电路发出存储器“读”信号，按给定的地址从存储器中取出指令，送到指令队列中等待执行。 *当指令队列有2个或2个以上的字节空余时，BIU 自动将指令取到指令队列中。若遇到转移指令等，则将指令队列清空，BIU 重新取新地址中的指令代码，送入指令队列。 *指令指针IP 由BIU 自动修改，IP 总是指向下一条将要执行指令的地址。 2.指令执行部件EU （Exection Unit) 组成：算术逻辑单元（ALU ），标志寄存器（FR ），通用寄存器，EU 控制系统等。 作用：负责指令的执行，完成指令的操作。 工作过程：从队列中取得指令，进行译码，根据指令要求向EU 内部各部件发出控制命令，完成执行指令的功能。若执行指令需要访问存储器或I/O 端口，则EU 将操作数的偏移地址送给BIU ，由BIU 取得操作数送给EU 。 二、 8088/8086的寄存器结构 标志寄存器 ALU DI DH SP SI BP DL AL AH BL BH CL CH ES SS DS CS 内部暂存器输入 / 输出控制 电路1432EU 控制系 统20位16位8086总线指令 队列总线 接口单元执行 单元 6 516位 属第三代微处理器 运算能力： 数据总线：DB
第5章 总线及其形成 1. 微处理器的外部结构表现为 数量有限的输入输出引脚 ，它们构成了微处理器级总线。 2. 微处理器级总线经过形成电路之后形成了 系统级总线 。 3. 简述总线的定义及在计算机系统中采用标准化总线的优点。 答：总线是计算机系统中模块（或子系统）之间传输数据、地址和控制信号的公共通道， 它是一组公用导线，是计算机系统的重要组成部分。 采用标准化总线的优点是： 1) 简化软、硬件设计。 2) 简化系统结构。 3) 易于系统扩展。 4) 便于系统更新。 5) 便于调试和维修。 4. 在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成哪几类。 答：在微型计算机应用系统中，按功能层次可以把总线分成：片内总线、元件级总线、 系统总线和通信总线。 5. 简述RESET 信号的有效形式和系统复位后的启动地址。 答：RESET 为系统复位信号，高电平有效，其有效信号至少要保持四个时钟周期，且复 位信号上升沿要与CLK 下降沿同步。 系统复位后的启动地址为0FFFF0H 。即：（CS ）=0FFFFH ，（IP ）=0000H 。 6. 8086 CPU 的IO M/信号在访问存储器时为 高 电平，访问I/O 端口时为 低 电平。 7. 在8086系统总线结构中，为什么要有地址锁存器？ 答：8086CPU 有20条地址线和16条数据线，为了减少引脚，采用了分时复用，共占了 20条引脚。这20条引脚在总线周期的T1状态输出地址。为了使地址信息在总线周期的其 他T 状态仍保持有效，总线控制逻辑必须有一个地址锁存器，把T1状态输出的20位地址信 息进行锁存。 8. 根据传送信息的种类不同，系统总线分为 数据总线 、 地址总线 和 控制总线 。 9. 三态逻辑电路输出信号的三个状态是 高电平 、 低电平 和 高阻态 。 10. 在8086的基本读总线周期中，在1T 状态开始输出有效的ALE 信号；在2T 状态开始输出
《微机原理与接口技术》复习参考资料 第一章概述 一、计算机中的数制 1、无符号数的表示方法： （1）十进制计数的表示法 特点：以十为底，逢十进一； 共有0-9十个数字符号。 （2）二进制计数表示方法： 特点：以2为底，逢2进位； 只有0和1两个符号。 （3）十六进制数的表示法： 特点：以16为底，逢16进位； 有0--9及A—F（表示10~15）共16个数字符号。 2、各种数制之间的转换 （1）非十进制数到十进制数的转换 按相应进位计数制的权表达式展开，再按十进制求和。（见书本1.2.3，1.2.4）（2）十进制数制转换为二进制数制 ●十进制→二进制的转换： 整数部分：除2取余； 小数部分：乘2取整。 ●十进制→十六进制的转换： 整数部分：除16取余； 小数部分：乘16取整。 以小数点为起点求得整数和小数的各个位。 （3）二进制与十六进制数之间的转换 用4位二进制数表示1位十六进制数 3、无符号数二进制的运算（见教材P5） 4、二进制数的逻辑运算 特点：按位运算，无进借位 （1）与运算 只有A、B变量皆为1时，与运算的结果就是1 （2）或运算 A、B变量中，只要有一个为1，或运算的结果就是1 （3）非运算 （4）异或运算 A、B两个变量只要不同，异或运算的结果就是1 二、计算机中的码制 1、对于符号数，机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。数X的原码记作[X]原，反码记作[X]反，补码记作[X]补。
注意：对正数，三种表示法均相同。 它们的差别在于对负数的表示。 （1）原码 定义： 符号位：0表示正，1表示负； 数值位：真值的绝对值。 注意：数0的原码不唯一 （2）反码 定义： 若X>0 ，则[X]反=[X]原 若X<0，则[X]反= 对应原码的符号位不变，数值部分按位求反 注意：数0的反码也不唯一 （3）补码 定义： 若X>0，则[X]补= [X]反= [X]原 若X<0，则[X]补= [X]反+1 注意：机器字长为8时，数0的补码唯一，同为00000000 2、8位二进制的表示范围： 原码：-127~+127 反码：-127~+127 补码：-128~+127 3、特殊数10000000 ●该数在原码中定义为：-0 ●在反码中定义为：-127 ●在补码中定义为：-128 ●对无符号数：(10000000)２= 128 三、信息的编码 1、十进制数的二进制数编码 用4位二进制数表示一位十进制数。有两种表示法：压缩BCD码和非压缩BCD码。（1）压缩BCD码的每一位用4位二进制表示，0000~1001表示0~9，一个字节表示两位十进制数。 （2）非压缩BCD码用一个字节表示一位十进制数，高4位总是0000，低4位的0000~1001表示0~9 2、字符的编码 计算机采用7位二进制代码对字符进行编码 （1）数字0~9的编码是0110000~0111001，它们的高3位均是011，后4位正好与其对应的二进制代码（BCD码）相符。
一、问答题 1、下列字符表示成相应的ASCII码是多少？ （1）换行0AH （2）字母“Q”51H （3）空格20H 2、下列各机器数所表示数的范围是多少？ （1）8位二进制无符号定点整数； 0~255 （2）8位二进制无符号定点小数；0.996094 （3）16位二进制无符号定点整数；0~65535 （4）用补码表示的16位二进制有符号整数；-32768~32767 3、(111)X=273，基数X=？16 4、有一个二进制小数X=0.X1X2X3X4X5X6 (1)若使X≥1/2，则X1……X6应满足什么条件? X1=1 若使X＞1/8，则X1……X6应满足什么条件？X1∨X2 ∨X3=1 (2) 5、有两个二进制数X=01101010，Y=10001100，试比较它们的大小。 （1）X和Y两个数均为无符号数；X＞Y （2）X和Y两个数均为有符号的补码数。X 习题5 5.1 什么叫总线？总线如何进行分类？各类总线的特点和应用场合是什么？ 【解答】总线是指计算机中多个部件之间公用的一组连线，由它构成系统插件间、插件的芯片间或系统间的标准信息通路。 （1）微处理器芯片总线：元件级总线，是在构成一块CPU插件或用微处理机芯片组成一个很小系统时常用的总线，常用于CPU芯片、存储器芯片、I/O接口芯片等之间的信息传送。 （2）内总线：板极总线或系统总线，是微型计算机系统内连接各插件板的总线，用以实现微机系统与各种扩展插件板之间的相互连接，是微机系统所特有的总线，一般用于模板之间的连接。在微型计算机系统中，系统总线是主板上微处理器和外部设备之间进行通讯时所采用的数据通道。 （3）外部总线：通信总线，主要用于微机系统与微机系统之间或微机与外部设备、仪器仪表之间的通信，常用于设备级的互连。数据可以并行传输，也可以串行传输，数据传输速率低。 5.2 什么叫总线的裁决？总线分配的优先级技术有哪些？各自的特点是什么？ 【解答】当总线上的某个部件要与另一个部件进行通信时，首先应该发出请求信号，有时会发生同一时刻总线上有多个请求信号的情况，就要根据一定的原则来确定占用总线的先后次序，这就是总线裁决。 （1）并联优先权判别法 通过优先权裁决电路进行优先级别判断，每个部件一旦获得总线使用权后应立即发出一个“总线忙”的信号，表明总线正在被使用。当传送结束后释放总线。 （2）串联优先级判别法 采用链式结构，把共享总线的各个部件按规定的优先级别链接在链路的不同位置上，位置越前面的部件，优先级别越高。 （3）循环优先权判别法 类似于并联优先权判别法，只是动态分配优先权，原来的优先权编码器由一个更为复杂的电路代替，该电路把占用总线的优先权在发出总线请求的那些部件之间循环移动，从而使每个总线部件使用总线的机会相同。 5.3 总线数据的传送方式有哪些？各自有何特点？ 【解答】 （1）串行传送方式 只使用一条传输线，在传输线上按顺序传送信息的所有二进制位的脉冲信号，每次一位。适于长距离传输。 （2）并行传送方式 信息由多少个二进制位组成，机器就需要有多少条传输线，从而让二进制信息在不同的线上同时进行传送。 （3）并串行传送方式 是并行传送方式与串行传送方式的结合。传送信息时，如果一个数据字由两个字节组成，那么传送一个字节时采用并行方式，而字节之间采用串行方式。 微机原理及接口技术 第一部分客观题 一、单项选择题（每小题2分，共10分） 1. 寄存器ECX勺低16位部分可以用 ____________ 达。 A EX B CX C CH D CL 2. 8086处理器执行“ OUT DX,AL指令时，AL的数据出现在_____________ 输出给外设。 A控制总线B地址总线C电源和地线D 数据总线 3. 与DRAM目比，SRAM勺特点是___________ 。 A集成度高、存取周期长B集成度低、存取周期长 C集成度高、存取周期短D集成度低、存取周期短 4. 使用语句“ var dword 3721 ”定义的变量var在主存占用___________ 字节存储空间。 A 1 B 2 C 4 D 8 5. 用8K>8结构SRAM芯片构成64000H H6FFFFH地址范围的存储器，需要使用__________ 。 A 4 B 6 C 8 D 10 二、对错判断题（每小题2分，共10分）（说明：正确的选“ A ,错误选“ B” 6. IA-32 处理器设置的中断标志IF = 0是关中断，表示禁止内部中断和外部中断的所有中断请求。X 7. 已知var是一个变量，语句“ add esi,byte ptr var ”没有语法错误。X 8. DMA传输由DMA控制器控制，无需处理器执行I/O指令。V 9. 高性能计算机中常使用Cache （高速缓冲存储器）提高主存性能。V 10. 向某个I/O端口写入一个数据，一定可以从该I/O端口读回这个数据。V 第二部分主观题 一、填空题（每空2分，共10分） 1. 8086处理器引脚有3个最基本的读写控制信号，它们是M/IO*，—RD* __________ 和____ /R* ______ 。 2. 逻辑地址由—段基地址_________ 口偏移地址两部分组成。代码段中下一条要执行的指令由CS和 _____ 指针IP ____ 寄存器指示，后者在实地址模型中起作用 的仅有_____ 指针 ____ 寄存器部分。 二、问答题（每小题6分，共30分） 1. 什么是JMP指令的近（near）转移和远（far ）转移？ jmp指令的近转移是指在同一个段里面的转移，也叫做段内近转移，用汇编编码就是这样的jmp near ptr标号 jmp指令的远转移是指段与段之间的转移，就是说不在同一个段的转移，用汇编编码就是这样的jmp far ptr 标号 2. 什么是存储访问的局部性原理，它分成哪两个方面的局部性？ 程序局部性原理：虚拟存储管理的效率与程序局部性程序有很大关系。根据统计，进程运行时，在一段时间内，其程序的执行往往呈现岀高度的局限性，包括时间局部性和空间局部性。 1、时间局部性：是指若一条指令被执行，则在不久的将来，它可能再被执行。 2、空间局部性：是指一旦一个存储单元被访问，那它附近的单元也将很快被访问。 第五章参考答案 1.简述SRAM芯片与DRAM芯片的共同点与不同点。 答：SRAM与DRAM的共同点：都属于随机存取存储器，具有易失性。 SRAM与DRAM的共同点：SRAM利用双稳态触发器电路保存信息，集成度比DRAM低，功耗比DRAM大；DRAM利用MOS管栅极和源极之间的极间电容C保存信息，需要刷新电路保证信息较长时间保存。 2.叙述ROM芯片的常见分类，各种ROM芯片的特点及其适用场合。 答：ROM的常用分类结果： 掩膜ROM：生产完成的芯片已保存了信息，保存的信息无法修改，适用于大批量的定型产品中。 PROM：PROM可以一次写入信息，一旦写入无法更改，适用于小批量的定型产品中。 EPROM：紫外线擦除可多次编程的存储器，适用于新产品的开发。 EEPROM：电擦除可多次编程的存储器，适用于需要在线修改的场合。 3.利用4片6116（2K×8位）芯片设计连续存储器，采用全地址译码。设起始地址为60000H，求存储器的最后一个单元地址。 答：存储器的最后一个单元地址为：61FFFH. 4．用6264 RAM（8K×8位）芯片构成256K字节存储器系统，需要多少片6264芯片20位地址总线中有多少位参与片内寻址有多少位可用作片选控制信号 答：需要32片6264芯片。 20位地址总线中有13位参与片内寻址；有7位可用作片选控制信号。 5.某微机系统中ROM区有首地址为9000H，末地址为FFFFH，求其ROM区域的存储容量。答：其ROM区域的存储容量为28K。 6．在8088CPU的系统中扩展32K字节的RAM，其扩充存储空间的起始地址为08000H。设系统的地址总线为A19~A0，数据总线为D7~D0，存储器芯片选用6264。利用74LS138译码器设计译码电路，并画出扩充的存储器系统的连线图。 解： 8088 BUS D0~D7 MEMW MEMR 《微机原理与接口技术》习题参考答案 习题2 1.为何说8086CPU是16位CPU？ 答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。 2.8086CPU由哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？ 答：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU）和执行单元（Execution Unit，EU）。指令队列在BIU中。它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。 3.8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？ 答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。 4.8086CPU中的IP寄存器有何用途？ 答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。 5.在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是 什么？ 答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。它们的含义如下： CF：进位标志。它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。 PF：奇偶标志。它记录运算结果的奇偶检验条件。当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1，否则PF=0。 AF：辅助进位标志。在字节运算时，由低半字节（字节的低4位）向高半字节有进位或借位时，AF=1，否则AF=0。 ZF：零标志。运算结果为零时ZF=1，否则ZF=0。 SF：符号标志。它记录运算结果的最高位，即由符号数的符号。 OF：溢出标志。在运算过程中，如果运算结果已经超出了机器能表示的数值范围（指有符号数）称为溢出，此时OF=1，否则OF=0。 6.分别完成下面的8位运算，并说明各主要标志位的状态，以及结果是否产生溢出（提 示：需要分为有符号数和无符号数两种情况）。《微机原理与接口技术》习题解答5
微机原理与接口技术
微机原理与接口技术第五章课后答案
《微机原理与接口技术》参考答案完整版
相关主题
文本预览