总线周期的概念

WR* READY （高电平）
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第3章 80x86微处理器
第3章：I/O写总线周期
T1 CLK T2 T3 T4
T1状态——输出16位I/O地址A15 ~ A0 IO/M* IO/M*输出高电平，表示I/O操作； S6 ~ S 3 0000 A19/S6 ~ A16/S3 ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 A15 ~ A8 A15 ~ A8 T2状态——输出控制信号WR*和数据D7 ~ D0 A7 ~ A0 输出数据 ADT3和Tw状态——检测数据传送是否能够完成 7 ~ AD0 T4状态——完成数据传送
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第3章 80x86微处理器
⑵ 总线写操作时序 总线写操作就是指CPU向存储器或I／O端口 写入数据。图3.4是8086在最小模式下的总线写 操作时序图。 总线写操作时序与总线读操作时序基本相 同，但也存在以下不同之处：
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第3章 80x86微处理器
T1 CLK M/IO ① 高为读内存 低为读IO ② ⑥ 状态输出 地址 ④ ⑧ BHE输出 ② ⑦ 地址输出 数据输出 ③ ⑨ ⑤ T2 T3 TW T4
⑵ 总线周期
8086CPU与外部交换信息总是通过总线进行的 。CPU的每一个这种信息输入、输出过程所需要 的时间称为总线周期(BusCycle)，一般一个总线 周期由四个时钟周期组成。
⑶ 时钟周期
时钟脉冲的重复周期称为时钟周期 (Clock Cycle)。时钟周期是CPU的时间基准，由计 算 机的主频决定。如8086的主频为5MHz，1个时钟 周期就是200ns。
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第3章 80x86微处理器
第3章：存储器写总线周期
T1 CLK IO/M* T2 T3 T4
T1状态——输出20位存储器地址A19 ~ A0 S6 ~ S 3 A19 ~ A16 A19/S6 ~ A16/S3 IO/M*输出低电平，表示存储器操作； ALE输出正脉冲，表示复用总线输出地址 A15 ~ A8 A15 ~ A8 T2状态——输出控制信号WR*和数据D7 ~ D0 A 7 ~ A0 输出数据 AD7 ~ AD0 T3和Tw状态——检测数据传送是否能够完成 T4状态——完成数据传送 ALE

第一章微型计算机概述复习题一、填空题1、微机系统由（硬件系统）和（软件系统）两部分组成。

2、总线按传输的信息种类可分成（数据）、（地址）和（控制）三种。

3、模型机CPU主要由（运算器）、（控制器）和（寄存器）三部分组成。

4、指令格式通常由（操作码）和（操作数）组成。

5、指令的执行分（取指）和（执指）两个阶段。

6、8086有（20 ）位地址线，存储器容量为（1M ）B。

二、名字解释1、PC ：程序计数器2、CACHE：高速缓冲存储器2、FLAGS ：标志寄存器3、ALU ：算术逻辑运算单元4、ID：指令译码器三、问答题1、微机中各部件的连接采用什么技术？为什么？解答：现代微机中广泛采用总线将各大部件连接起来。

有两个优点：一是各部件可通过总线交换信息，相互之间不必直接连线，减少了传输线的根数，从而提高了微机的可靠性；二是在扩展计算机功能时，只须把要扩展的部件接到总线上即可，十分方便。

2、微机系统的总线结构分哪三种？解答：单总线、双总线、双重总线3、微机系统的主要性能指标（四种）？解答：字长、主频、内存容量、指令系统4、模型机有哪些寄存器，以及作用？解答：通用寄存器组：可由用户灵活支配，用来存放参与运算的数据或地址信息。

地址寄存器：专门用来存放地址信息的寄存器。

程序计数器：它的作用是指明下一条指令在存储器中的地址。

指令寄存器：用来存放当前正在执行的指令代码指令译码器：用来对指令代码进行分析、译码，根据指令译码的结果，输出相应的控制信号5、请举例8、16、准16、32、准32位CPU芯片型号。

解答：8085：8位；8086：16位；8088准16位；80386DX：32位；80386SX：准32位第二章典型微处理器一、填空题1、8086CPU 内部组成结构从功能上讲，可分为__BIU_____和___EU______两部分。

2、8086/8088的四个段寄存器为___DS_____、___ES_____、___SS____、__CS_______3、用来存放CPU状态信息的寄存器是_____FLAGS______。

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2、分布式仲裁
分布式仲裁方式没有独立的总线控制器，总线上每个 主设备都有自己的总线仲裁逻辑。每次总线仲裁都由 各个设备的总线仲裁逻辑根据一定的仲裁算法来决定 自己是否占用总线。 常用的分布式仲裁方式分为： ① ② ③ 自举分布式仲裁 冲突检测分布式仲裁 并行竞争分布式仲裁
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①自举分布式仲裁
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二、总线的分类
3. 按总线的通信定时方式分类
① 同步总线：指互联的部件或设备均通过统一的时 钟进行同步，即所有的互联的部件或设备都必须 使用同一个时钟（同步时钟），在规定的时钟节 拍内进行规定的总线操作，来完成部件或设备之 间的信息交换。 ② 异步总线：指没有统一的时钟而依靠各部件或设 备内部定时操作，所有部件或设备是以信号握手 的方式进行，即发送设备和接受设备互用请求 （request）和确认（acknowledgement）信号来 协调动作，总线操作时序不是固定的。因此，异 步总线能兼容多种不同的设备，而且不必担心时 钟变形或同步问题使得总线长度不受限制。例如， 火线协议（Firewire 或IEEE1394）和USB2.0协议 都是异步总线协议。
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二、总线的定时
总线的一次信息传送过程，大致可分为五个阶段： ① 请求总线阶段； ② 总线仲裁阶段； ③ 寻址阶段； ④ 信息传送阶段； ⑤ 结束阶段。 为了同步主方、从方的操作，必须制订定时协议 定时协议。 定时协议 定时：是指事件出现在总线上的时序关系。 数据传送过程中采用两种定时方式： ① ② 同步定时 异步定时
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总线信息的传送方式
3. 分时传送
分时传送有两种含义。 一种是：指采用总线复用，即在传输线上既传送 地址信息，又传送数据信息，这样可以减少总线 的线数，为此，必须划分时间片，使得同一总线 上在不同的时间片中完成传送地址和传送数据的 任务。 二种是：指共享总线的部件分时使用总线。因为， 总线是系统的公共资源，可以有很多部件挂在总 线上，但在一个时间片内，总线只为一对互相交 换信息的源设备和目的设备提供服务。所以，如 果有多个设备要求使用总线时，要由总线控制器 按时间片来分时提供服务。

JMP指令对应高级语言的GOTO语句，所以不能使用。错
因为条件转移指令Jcc要利用标志作为条件，所以也影响标志。错
控制循环是否结束只能在一次循环结束之后进行。错
利用INCLUDE包含的源文件实际上只是源程序的一部分。对
循环结构程序一般有三个部分组成，它们是____循环初始______，循环体和_____循环控制_____部分。
org 100h
varw word 1234h,5678h
varb byte 3,4
vard dword 12345678h
buff byte 10 dup(?)
mess byte 'hello' ; 代码段
mov eax,offset mess
mov eax,type buff+type mess+type vard
二进制16位共有_____2^16______个编码组合，如果一位对应处理器一个地址信号，16位地址信号共能寻址______64KB_____容量主存空间。
最初由______IBM_____公司采用Intel 8088处理器和_____DOS______操作系统推出PC机。
指令的处理过程。处理器的“取指—译码—执行周期”
（4） mov al,7fh ; AL＝7FH sub al,8 ; AL＝77H，CF＝0，SF＝0 sub al,80h ; AL＝F7H，CF＝1，OF＝1sbb al,3 ; AL＝F3H，CF＝0，ZF＝0
〔习题3.31〕下面程序的功能是将数组ARRAY1的每个元素加固定值（8000H），将和保存在数组ARRAY2。在空白处填入适当的语句或语句的一部分。
过程定义开始是“TEST PROC”语句，则过程定义结束的语句是_____TEST ENDP_____。宏定义开始是“DISP MACRO”语句，则宏定义结束的语句是____ENDM______。

1.时钟周期:(晶振频率倒数、控制计算机节奏)时钟周期也称为振荡周期,定义为时钟脉冲的倒数(可以这样来理解,时钟周期就是单片机外接晶振的倒数,例如12M的晶振,它的时间周期就是1/12us),是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在一个时钟周期内,CPU仅完成一个最基本的动作。

对于某种单片机,若采用了1MHZ 的时钟频率,则时钟周期为1us;若采用4MHZ的时钟频率,则时钟周期为250us。

由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲,它控制着计算机的工作节奏(使计算机的每一步都统一到它的步调上来)。

显然,对同一种机型的计算机,时钟频率越高,计算机的工作速度就越快。

8051单片机把一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示)。

2.机器周期:（指令中单个阶段的执行周期）在计算机中,为了便于管理,常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段,每一阶段完成一项工作。

例如,取指令、存储器读、存储器写等,这每一项工作称为一个基本操作。

完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

一般情况下,一个机器周期由若干个S周期(状态周期)组成。

8051系列单片机的一个机器周期由6个S周期(状态周期)组成。

前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍(用P表示),二个节拍定义为一个状态周期(用S表示),8051单片机的机器周期由6个状态周期组成,也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

(例如外接24M晶振的单片机,他的一个机器周期=12/24M秒)3.指令周期:执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成。

指令不同,所需的机器周期也不同。

对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。

对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。

通常含一个机器周期的指令称为单周期指令,包含两个机器周期的指令称为双周期指令。

中断响应周期
中断响应周期
二、最小方式系统总线周期 总线保持请求和总线授予时序
当系统中CPU之外的总线主设备需要占用总线时，向CPU 之外的总线主设备需要占用总线时， 当系统中 之外的总线主设备需要占用总线时 发出一个总线保持请求信号HOLD，该信号可能与时钟信号不 发出一个总线保持请求信号 ， 同步。 到该信号时， 同步。CPU在每个时钟周期的上升沿检测到该信号时，在当前 在每个时钟周期的上升沿检测到该信号时 发出HLDA 总线周期的T4后或下一个总线周期的 后或下一个总线周期的T1后 发出 总线周期的 后或下一个总线周期的 后 ， CPU发出 信号，并让出总线。 信号，并让出总线。
二、最小方式系统总线周期
读周期
8086最小方式系统读总线周期时序图
二、最小方式系统读写时序
写周期
8086最小方式系统写总线时序图
二、最小方式系统总线周期
CPU中止现行程序 从CPU中止现行程序 转中断服务程序这 一过程, 一过程,用两个总线 周期。 周期。 第一个响应周期 ： AD15 AD0 /S7 15使AD15-AD0、/S7、 19/S /S6 16/S 悬空。 /S3 A19/S6-A16/S3悬空。 第二个响应周期 ： 外设向数据总线上 输送一个字节的中 断类型号。 断类型号。 每一响应周期的T 每一响应周期的 T1 状态输出一个高电 平脉冲， 平脉冲 ， 作为地址 锁存信号。 锁存信号。
5.2 8086系统总线时序 8086系统总线时序
一、基本概念
指令周期：执行一条指令所需要的时间， 指令周期：执行一条指令所需要的时间，有若干总线周期 组成。 组成。 总线周期（机器周期） CPU进行一次数据传输所需的时间。 总线周期（机器周期）：CPU进行一次数据传输所需的时间。 进行一次数据传输所需的时间 状态。 一个总线周期至少包括 4个T状态。 状态（时钟周期） CPU处理动作的最小单位位时间 处理动作的最小单位位时间。 T状态（时钟周期）：CPU处理动作的最小单位位时间。就 是时钟信号CLK的周期。 CLK的周期 是时钟信号CLK的周期。

习题解答：1、8086CPU从功能上看可分为哪两大部分？它们的主要作用是什么？答：8086CPU功能结构可分为两大部分，即总线接口单元BIU（BUS INTERFASE UNIT）和执行单元EU（Execution Unit）构成。

BIU负责与存储器和外设传递数据，具体地说，BIU从内存指定部分取出指令，送到指令队列排队；在执行指令时所需的操作数也是由BIU从内存的指定区域取出传送到EU去执行或者把EU的执行结果传送到指定的内存单元或外设中。

EU 负责指令的执行，它从指令队列中取出指令，译码并执行，完成指令所规定的操作后将指令执行的结果提供给BIU。

2、8086CPU中有哪些通用寄存器？各有什么用途？答：8086/8088CPU的通用寄存器包括4个数据寄存器AX、BX、CX、DX，2个地址指针寄存器SP和BP，2个变址寄存器SI和DI。

通用寄存器都能用来存放运算操作数和运算结果，这是它们的通用功能，除此之外在不同的场合它们还有各自的专门用途。

（1）数据寄存器数据寄存器包括4个寄存器AX、BX、CX、DX，用于暂时保存运算数据和运算结果，由于每个16位数据寄存器可分为2个8位数据寄存器，这4个数据寄存器既可以保存16位数据，也可保存8位数据。

AX（accumulator）称为累加器，常用于存放算术逻辑运算的操作数，所有输入输出指令也都通过AX与外设进行信息传输。

BX（base）称为基址寄存器，常用于存放访问内存时的基地址。

CX（count）称为计数器，在循环和串操作指令中用来存放计数值。

DX（data）称为数据寄存器，在双字长（32位）乘除运算中将DX与AX两个寄存器组合成一个双字长的数据，其中DX存放高16位数据，AX存放低16位数据，另外在间接寻址的输入输出指令中把要访问的输入输出端口地址存放在DX中。

（2）指针寄存器指针寄存器包括堆栈指针寄存器SP（stack pointer）和基址指针寄存器BP（base pointer）。

微型计算机原理及应⽤知识点总结第⼀章计算机基础知识⼀、微机系统的基本组成1.微型计算机系统由硬件和软件两个部分组成。

(1)硬件:①冯●诺依曼计算机体系结构的五个组成部分：运算器，控制器，存储器，输⼊设备，输⼊设备。

其特点是以运算器为中⼼。

②现代主流的微机是由冯●诺依曼型改进的，以存储器为中⼼。

③冯●诺依曼计算机基本特点：核⼼思想：存储程序；基本部件：五⼤部件；信息存储⽅式：⼆进制；命令⽅式：操作码（功能）+地址码（地址），统称机器指令；⼯作⽅式：按地址顺序⾃动执⾏指令。

(2)软件:系统软件：操作系统、数据库、编译软件应⽤软件：⽂字处理、信息管理（MIS）、控制软件⼆、微型计算机的系统结构⼤部分微机系统总线可分为3类：数据总线DB(Data Bus)，地址总线AB(Address Bus)，控制总线CB(Control Bus)。

总线特点：连接或扩展⾮常灵活，有更⼤的灵活性和更好的可扩展性。

三、⼯作过程微机的⼯作过程就是程序的执⾏过程,即不断地从存储器中取出指令,然后执⾏指令的过程。

★例：让计算机实现以下任务：计算计算7+10=？程序：mov al,7Add al,10hlt指令的机器码：10110000（OP）0000011100000100（OP）0000101011110100（OP）基本概念：1.微处理器、微型计算机、微型计算机系统2.常⽤的名词术语和⼆进制编码（1）位、字节、字及字长（2）数字编码（3）字符编码（4）汉字编码3.指令、程序和指令系统习题：1.1，1.2，1.3，1.4，1.5第⼆章8086／8088微处理器⼀、8086／8088微处理器8086微处理器的内部结构：从功能上讲，由两个独⽴逻辑单元组成，即执⾏单元EU和总线接⼝单元BIU。

执⾏单元EU包括：4个通⽤寄存器（AX，BX，CX，DX，每个都是16位，⼜可拆位，拆成2个8位）、4个16位指针与变址寄存器（BP，SP，SI，DI）、16位标志寄存器FLAG（6个状态标志和3个控制标志）、16位算术逻辑单元(ALU)、数据暂存寄存器；EU功能：从BIU取指令并执⾏指令；计算偏移量。

第一章1.辨析三个概念：微处理器、微型计算机、微型计算机系统微处理器:简称μP或MP(Microprocessor)是指由一片或几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件，又称为微处理机。

微型计算机: 简称μC或MC，是指以微处理器为核心，配上存储器、输入／输出接口电路及系统总线所组成的计算机(又称主机或微电脑)。

微型计算机系统（主机+外设+软件配置）(Microcomputer system) 简称μCS或MCS，是指以微型计算机为中心, 以相应的外围设备、电源和辅助电路(统称硬件)以及指挥微型计算机工作的系统软件所构成的系统。

2.微机系统结构（三种总线结构）：数据总线，地址总线，控制总线第三章内部结构,由两部分组成：总线接口单元BIU(Bus Interface Unit); 执行单元EU(Execution Unit). (1).总线接口单元BIU组成：4个16位的段寄存器（CS、DS、ES、SS）；1个16位的指令指针寄存器IP；1个20位的地址加法器；1个指令队列（长度为6个字节）;I/O控制电路（总线控制逻辑）；]内部暂存器。

BIU的功能：根据EU的请求负责CPU与内存或I/O端口传送指令或数据。

①BIU从内存取指令送到指令队列②当EU执行指令时，BIU要配合EU从指定的内存单元或I/O端口中读取数据，或者把EU的操作结果送到指定的内存单元或I/O端口去。

（2）执行单元EU（Execution Unit）组成：①ALU（算术逻辑单元）；②通用寄存器组AX,BX,CX,DX（4个数据寄存器）'BP(基址指针寄存器)SP(堆栈指针寄存器)SI(源变址寄存器)DI(目的变址寄存器)③数据暂存寄存器④标志寄存器FR⑤EU控制电路~作用：负责执行指令，执行的指令从BIU的指令队列中取得；运算结果和所需数据，则由EU向BIU发出请求，经总线访问内存或I/O端口进行存取。

指令周期、时钟周期、总线周期概念辨析在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。

例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。

完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。

通常用内存中读取一个指令字的最短时间来规定CPU周期,(也就是计算机通过内部或外部总线进行一次信息传输从而完成一个或几个微操作所需要的时间）),它一般由12个时钟周期组成。

而时钟周期=1秒/晶振频率，因此单片机的机器周期=12秒/晶振频率 .指令周期（Instruction Cycle）：取出并执行一条指令的时间。

总线周期（BUS Cycle）：也就是一个访存储器或I/O端口操作所用的时间。

时钟周期（Clock Cycle）：又称节拍周期，是处理操作的最基本单位。

(晶振频率的倒数，也称T状态)指令周期、总线周期和时钟周期之间的关系：一个指令周期由若干个总线周期组成，而一个总线周期时间又包含有若干个时钟周期。

指令周期CPU每取出一条指令并执行这条指令，都要完成一系列的操作，这一系列操作所需要的时间通常叫做一个指令周期。

换言之指令周期是取出一条指令并执行这条指令的时间。

由于各条指令的操作功能不同，因此各种指令的指令周期是不尽相同的。

例如一条加法指令的指令周期同一条乘法指令的指令周期是不相同的。

指令周期常常用若干个CPU周期数来表示，CPU周期也称机器周期。

指令不同，所需的机器周期数也不同。

对于一些简单的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。

对于一些比较复杂的指令，例如转移指令、乘法指令，则需要两个或者两个以上的机器周期。

通常含一个机器周期的指令称为单周期指令，包含两个机器周期的指令称为双周期指令。

总线周期1.微处理器是在时钟信号CLK控制下按节拍工作的。

8086/8088系统的时钟频率为4.77MHz，每个时钟周期约为200ns。

总线的基本概念总线和总线上信息传输的特点：总线是连接多个部件的信息传输线，是各个部件共享的传输介质，而且在某一个时刻，只允许一个部件，想总线发送消息，但是多个部件，可以同时从总线上接受相同的消息。

总线的传输周期：一次总线操作所需的时间，简称总线周期，有四个阶段：申请阶段，寻址阶段，传输阶段，结束阶段。

总线宽度：又称总线位宽。

他是总线上，同时鞥够传输的数据位数。

通常是指数据总线的根数。

总线带宽：单位时间内，可以传输数据的位数。

通常用每秒传输的字节数衡量。

总线的特性：电气特性，机械特性，功能特性，时间特性。

总线标准：国际公布或者推荐的互联各个部件的标准。

把各个部件组合在一起构成计算机系统时所遵循的标准。

总线标准为计算机系统的各个模块提供统一的接口。

该界面对他两端的模块都是透明的，即界面的任何一方，只需根据总线的标准，实现自身一方的接口功能。

而不必考虑对方的接口工鞥界面。

总线的主模块：总线的主设备是指获得总线控制权的设备。

总线的从设备：总线的从设备是指只能被主设备访问的设备。

只能响应从指设备发来的总线命令。

总线的应用很广泛，按照不同的分类，可以有不同的分类方法，按照部件的连接方式，有片内总线：芯片内的总线系统总线：连接CPU，I/O，主存各个部件的信息传输线通信总线：连接计算机信息系统之间，或者计算机与其他系统之间的信息传输线。

为什么要采用多总线结构？单总线结构的计算机将CPU，主存，各种速度不同的外设I/O，都挂载同一个跟总线上，这种结构简单，便于增删设备，但所有的传输，都经过这组共享总线，极易形成计算机系统的瓶颈。

随着计算机应用范围的扩大，对数据传输量和传输速度，要求越来越高，单总线的结构已经不能满足系统工作的需要。

为了解决总线瓶颈的问题，可以采用多总线结构，如果将速度不同的外设挂载在不同速度的外设上总线上，如多媒体卡，高速局域网卡，能图像版，等传输速率很高的设备挂载到PCI总线上，将低速的FAX，MOdel，等挂载到性能较低的ISA,EISA,总线上，使设备的信息分流，从而提高整机的性能。

计算机组成原理（七）——总线BUS总线(BUS)总线(BUS)概念 连接计算机系统各个功能部件的信息传输线。

是各个部件共享数据及信息的传输介质，⽤来连接计算机系统各功能部件⽽构成⼀个完整系统。

实际上是⼀组信号线。

⼴义地讲，任何连接两个以上电⼦元器件的导线都可以称为总线。

计算机各部件之间的两种连接⽅式分散连接 各部件之间使⽤单独的连线连接起来，数量庞⼤，系统难以扩展，结构复杂。

总线连接 将各部件连接到⼀组公共信息传输线上。

总线特点信息传输 总线实际上是由许多传输线或通路组成的，每条线可⼀位⼀位地传输⼆进制代码，⼀串⼆进制代码可在⼀段时间内逐⼀传输完成。

若⼲条传输线可以同时传输若⼲位⼆进制代码。

串⾏：每条线⼀位接⼀位的传输⼆进制代码，⼀串⼆进制代码可在⼀段时间内逐⼀传输完成。

并⾏：若⼲条传输线可以同时传输若⼲位⼆进制代码，如，16条传输线组成的总线可同时传输16位⼆进制代码。

共享 总线是连接多个部件的信息传输线，是各部件共享的传输介质。

分时(总线上信息传输的特征) 在某⼀时刻，只允许有⼀个部件向总线发送信息，⽽多个部件可以同时从总线上接收相同的信息。

总线由总线控制器管理，总线控制器的主要功能有总线系统的资源管理、总线系统的定时及总线的仲裁和连接。

系统总线结构简单举例单总线结构 单总线结构将 CPU、主存、I/O 设备（通过 I/O 接⼝）都挂到⼀组总线上，允许 I/O 设备之间、I/O 设备与主存之间直接交换信息。

单总线结构的优缺点优点：结构简单，允许 I/O 设备之间或 I/O 设备与主存之间直接交换信息，I/O设备与主存交换信息时，原则上不影响CPU的⼯作，只须 CPU分配总线使⽤权，不需要 CPU ⼲预信息的交换，CPU⼯作效率有所提⾼。

缺点：由于全部系统部件都连接在⼀组总线上，各部件都要同时占⽤时，会发⽣冲突，总线的负载很重，可能使其吞吐量达到饱和甚⾄不能胜任的程度，所以需要设置总线判优逻辑，按照优先级⾼低来占⽤总线，影响整机⼯作速度。

习题、作业
讲解课后的问答题。 作业：计算题。
8086CPU的引脚特征 8086CPU的引脚特征
3.
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控制总线 M/ IO 中断响应信号(输出，三态) 用来表示CPU是访问存储器还是访问I/O设备，为高表示访问存储器，为低 表示访问I/O设备。 WR 控制信号(输出，三态) 低电平有效，表示CPU正在对存储器或I/O设备进行写操作。 HOLD总线保持请求信号(输入) 高电平有效。当CPU收到总线请求部件(协处理器、DMA控制器等)的HOLD 信号时，如果CPU允许让出总线，就在当前总线周期的T4状态时，使得 HLDA输出高电平作为响应信号，且同时使地址/数据总线和具有三态功能 的控制总线“悬空”。总线请求部件收到HLDA后，获得总线控制权，从这 时开始，HOLD和HLDA都保持高电平。当请求部件完成对总线的占用之后， 就把HOLD信号变成低电平，使其无效，CPU收到后也将HLDA变成低电平， 从而恢复到原先的CPU对总线占有的状态。 HLDA总线保持响应信号(输出) 高电平有效。当总线请求部件占用总线时，CPU处于“保持响应”的状态。
8086总线周期 8086总线周期
• 每个总线周期至少由4个时钟周期组成：T1、T2、T3、
T4。时钟周期由CPU主频决定。 • T1状态，CPU发送存储器或I/O设备的地址。 写数据时，T2、T3、T4状态，CPU发送数据; 读数据时，T3、T4状态，CPU接收到数据。 T2状态时，总线浮空，允许CPU有个缓冲时间。 • 空闲状态TI (Idle State) 在两个总线周期之间，存在着BIU不执行任何操作的 时钟周期，这些不起作用的时钟周期就是空闲状态TI。 • 等待状态TW(Wait State) CPU对慢速的外设通过READY进行查询方式访问， 在总线周期的T3和T4之间插入TW，用来使CPU等待。 等待状态期间，总线上的信号保持T3状态时的不变。

《微型计算机及其接口技术》是计算机应用专业（专科）非常重要的一门专业课，也是难度较大的一门课。

考生不但要熟悉计算机硬件的功能特点，还要熟练的编制、调试软件，对考生的综合能力要求比较高。

本课程的先修课程为：1.模拟电路与数字电路2.计算机组成原理3.汇编语言程序设计《微型计算机及其接口技术》复习大纲是我根据教科书内容反复整理与总结的，剔除了教材上的冗余，精简了基本理论。

若考生在读懂、读通教科书的基础上，能全部掌握此大纲的内容（一定要全部掌握，本大纲已经很精简了），那么通过考试会很有把握的。

另外，希望考生准备一本南京大学出版的《微型计算机及其接口技术应试指导》在手边，以便查阅。

《微型计算机及其接口技术》复习大纲第1章微型计算机概论微处理器——由运算器、控制器、寄存器阵列组成微型计算机——以微处理器为基础，配以内存以及输入输出接口电路和相应的辅助电路而构成的裸机微型计算机系统——由微型计算机配以相应的外围设备及其它软件而构成的系统单片机——又称为“微控制器”和“嵌入式计算机”，是单片微型计算机单板机——属于计算机系统总线——是CPU、内存、I/O接口之间相互交换信息的公共通路，由数据总线（双向）、地址总线和控制总线组成微机系统中的三种总线：1.片总线，元件级总线2.内总线（I-BUS），系统总线3.外总线（E-BUS），通信总线第2章80X86处理器8086CPU两个独立的功能部件：1.执行部件（EU），由通用计算器、运算器和EU控制系统等组成，EU从BIU的指令队列获得指令并执行2.总线接口部件（BIU），由段寄存器、指令指针、地址形成逻辑、总线控制逻辑和指令队列等组成，负责从内存中取指令和取操作数8086CPU的两种工作方式：1.最小方式，MN/MX接+5V（MX为低电平），用于构成小型单处理机系统支持系统工作的器件：（1）时钟发生器，8284A（2）总线锁存器，74LS373（3）总线收发器，74LS245控制信号由CPU提供2.最大方式，MN/MX接地（MX为低电平），用于构成多处理机和协处理机系统支持系统工作的器件：（1）时钟发生器，8284A（2）总线锁存器，74LS373（3）总线收发器，74LS245（4）总线控制芯片，8288控制信号由8288提供指令周期、总线周期、时钟周期的概念及其相互关系：1.执行一条指令所需要的时间称为指令周期2.一个CPU同外部设备和内存储器之间进行信息交换过程所需要的时间称为总线周期3.时钟脉冲的重复周期称为时钟周期4.一个指令周期由若干个总线周期组成，一个总线周期又由若干个时钟周期组成5. 8086CPU的总线周期至少由4个时钟周期组成6.总线周期完成一次数据传输包括：传送地址，传送数据等待周期——在等待周期期间，总线上的状态一直保持不变空闲周期——总线上无数据传输操作MMX——多媒体扩展SEC——单边接口，PENTIUM2的封装技术SSE——数据流单指令多数据扩展，PENTIUM3的指令集乱序执行——不完全按程序规定的指令顺序执行（PENTIUM PRO）推测执行——遇到转移指令时，不等结果出来便先推测可能往哪里转移以便提前执行（PENTIUM PRO）8086CPU逻辑地址与物理地址的关系：1. CPU与存储器交换信息，使用20位物理地址2.程序中所涉及的都是16位逻辑地址3.物理地址==段基值* 16 +偏移地址4. 20条地址线== 1M，（00000H ~ FFFFFH）；16条数据线== 64K，（0000H ~ FFFFH）5.段起始地址必须能被16整除8086的结构，各引脚功能，全部要掌握（教科书P14 ~ P18）复位（RESET）时CPU内寄存器状态：1. PSW（FR）、IP、DS、SS、ES清零2. CS置FFFFH3.指令队列变空8086CPU外部总线16位，8088CPU外部总线8位80286CPU：1. 16位CPU2.两种工作方式：（1）实地址方式，使用20条地址线，兼容8086全部功能（2）保护虚地址方式，使用24条地址线，有16M的寻址能力80386CPU：1. 32位CPU2.数据线32位3.地址线32位，直接寻址4GB4.内部寄存器32位5.三种存储器地址空间：逻辑地址，线性地址，物理地址6.三种工作方式：实方式，保护方式，虚拟8086方式80486CPU：1.采用RISC2.集成FPU和CACHE第3章存储器及其接口半导体存储器分类：1.随机存取存储器，RAM（1）静态RAM，SRAM （HM6116，2K * 8）（2）动态RAM，DRAM，需要刷新电路（2164，64K * 1）2.只读存储器，ROM（1） PROM，可编程ROM，一次性写入ROM（2） EPROM，可擦除可编程ROM （INTEL2732A，4K * 8）（3） EEPROM，电可擦除可编程ROM半导体存储器的性能指标：1.存储容量2.存取速度（用两个时间参数表示：存取时间，存取周期）3.可靠性4.性能/价格比内存条及其特点：内存条是一个以小型板卡形式出现的存储器产品，它的特点是：安装容易，便于用户进行更换，也便于扩充内存容量HM6116、2164、INTEL2732A的外特性INTEL2732A的6种工作方式：1.读2.输出禁止3.待用4.编程5.编程禁止6. INTEL标识符实现片选控制的三种方法：1.全译码2.部分译码（可能会产生地址重叠）3.线选法地址重叠——多个地址指向同一存储单元存储器芯片同CPU连接时应注意的问题：1. CPU总线的负载能力问题2. CPU的时序同存储器芯片的存取速度的配合问题16位微机系统中，内存储器芯片的奇偶分体：1. 1M字节分成两个512K字节（偶存储体，奇存储体）2.偶存储体同低8位数据总线（D7 ~ D0）相连接，奇存储体同高8位数据总线（D15 ~ D8）相连接3. CPU的地址总线A19 ~ A1同两个存储体中的地址线A18 ~ A0相连接，CPU地址总线的最低位A0和BHE（低电平）用来选择存储体4.要访问的16位字的低8位字节存放在偶存储体中，称为对准字，访存只需要一个总线周期；要访问的16位字的低8位字节存放在奇存储体中，称为未对准字，访存需要两个总线周期5. 8088CPU数据总线是8位，若进行字操作，则需要两个总线周期，第一个周期访问低位，第二个周期访问高位存储器的字位扩展，考试必考（教科书P71习题2、习题6）74LS138的综合应用必须熟练掌握，考试必考：（教科书P55 ~ P58；P71 ~ P72习题7、习题8；P231第五。

硬件基础名词解释流水线技术:将功能部件分离、执行时间重叠的一种技术，它可以在增加尽可能少的硬件设备情况下有效地提高CPU性能。

超流水线技术:把流水段进一步细分，使各段的功能部件在每个时钟周期内被使用多次，这样，在一个时钟周期内多条指令流入流水线，即在一个基本时钟周期内分时发射多条指令。

超标量:超标量处理器是指在处理器中安排多个指令执行部件，多条指令可以被同时启动和独立执行。

多核技术:在一个处理器封装中包含多个处理器核心。

超长指令字: VLIW中编译器经过优化策略，将多条能并行执行的指令合并成一条具有多个操作码的超长指令。

微程序：完成指定任务的微指令序列称为微程序。

微程序存储器：存放计算机指令系统所对应的所有微程序的一个专门存储器。

通道程序：通道控制器和I/O处理器可以独立地执行一系列的I/O操作，I/O操作序列被称为I/O通道程序。

指令系统：一台计算机能执行的机器指令全体称为该机的指令系统。

堆栈：堆栈是一种按特定顺序访问的存储区；其特点是后进先出(LIFO)或先进后出(FILO)。

输入输出系统：通常把I/O设备及其接口线路、控制部件、通道或I/O处理器以及I/O软件统称为输入输出系统。

接口：接口是CPU与“外部世界”的连接电路，负责“中转”各种信息。

中断：由于内部/外部事件或由程序的预先安排引起CPU暂停现行程序，转而处理随机到来的事件，待处理完后再回到被暂停的程序继续执行，这个过程就是中断。

中断系统：是计算机实现中断功能的软、硬件的总称。

中断向量：把中断服务程序的首址PC和初始PSW称为中断向量。

数据通路：数据在功能部件之间传送的路径称为数据通路。

寻址方式：指定当前指令的操作数地址以及下条指令地址的方法称为寻址方式。

有效地址：数据实际存在的存储器地址。

波特率：单位时间内传送的二进制数据的位数，以位/秒（b/s）表示，也称为数据位率。

它是衡量串行通信速率的重要指标。

指令助记符：为了便于书写和阅读程序，每条指令通常用3个或4个英文缩写字母来表示。

习题一1.1微型计算机系统主要由哪些部分组成？参考答案：微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成。

1.2微型计算机中的CPU由哪些部件组成？各部件的功能是什么？参考答案：微型计算机中的CPU由运算器、控制器、寄存器组等部件组成。

其中运算器也称算术逻辑单元（ALU），主要用来完成对数据的运算（包括算术运算和逻辑运算）；控制器是控制部件，它能自动、逐条地从内存储器中取指令，将指令翻译成控制信号，并按时间顺序和节拍发往其它部件，指挥各部件有条不紊地协同工作。

微机的数据输入/输出、打印、运算处理等一切操作都必须在控制器的控制下才能进行。

寄存器组是微处理器内部的一组暂时存储单元，主要起到数据准备、调度和缓冲的作用，寄存器的访问速度要比存储器快得多。

1.3微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能是什么？参考答案：微型计算机的硬件结构主要由微处理器、内存储器、输入/输出接口电路、输入/输出设备及系统总线组成。

其中微处理器是微型计算机的核心部件，其主要功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作；内存储器的主要功能是用来存储微机工作过程中需要操作的数据、程序，运算的中间结果和最后结果，具有存数和取数的功能；输入/输出（I/O）接口电路的功能是完成主机与外部设备之间的信息交换；I/O设备是用户与微机进行通信联系的主要装置，其中输入设备是把程序、数据、命令转换成微机所能识别接收的信息，然后输入给微机；输出设备是把CPU计算和处理的结果转换成人们易于理解和阅读的形式，然后输出到外部。

微机的系统总线实现将CPU、存储器和外部设备进行连接，共有数据总线、地址总线和控制总线三种，其中数据总线主要用来实现在CPU与内存储器或I/O接口之间传送数据；地址总线是由CPU输出用来指定其要访问的存储单元或输入/输出接口的地址的；控制总线；控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信息，实现CPU的工作与外部电路的工作同步。

总线周期的名词解释是什么总线周期，又称总线时钟周期，是指计算机系统中各个设备进行数据传输和通信所需要的时间间隔。

在计算机系统中，总线相当于一条电子通路，用于连接各个设备，让它们能够相互传递数据和指令。

不同设备之间的数据传输需要通过总线进行，而总线周期则是用来衡量这个传输过程的时间。

总线周期的长度是由计算机系统的时钟频率决定的。

时钟频率通常以赫兹（Hz）作为单位，表示每秒钟发生的时钟脉冲的次数。

比如，如果计算机系统的时钟频率为1 GHz（即10^9 Hz），那么每秒钟会有10亿个时钟脉冲产生。

总线周期则是时钟周期的倒数，可以用来衡量一个总线操作所需要的时间。

在计算机系统中，各个设备之间的通信需要进行诸如读取、写入、传输等操作。

这些操作会涉及到数据的传输和处理，而总线周期则是用来计算这些传输和处理所需时间的基本单位。

在每个总线周期内，数据会以特定的方式在总线上传输，设备之间要进行的操作会按照时序进行。

当一个总线周期结束后，下一个总线周期即开始，设备之间的下一个操作也会相继执行。

总线周期可以进一步细分为读周期和写周期。

读周期即设备从总线上读取数据的时间段，写周期则是设备向总线上写入数据的时间段。

读周期和写周期的长度取决于设备的特性和总线的带宽。

通常情况下，读周期比写周期短，因为读取数据的操作要比写入数据的操作简单。

在一个总线周期内，可能会有多个设备进行读操作，但一次只能有一个设备进行写操作，以避免数据冲突和干扰。

总线周期对于计算机系统的性能和效率有着重要的影响。

如果总线周期过长，会导致设备之间的数据传输速度变慢，影响计算机系统的响应速度和运行效率。

相反，如果总线周期过短，设备之间的数据传输可能会出现错误和冲突，导致系统不稳定。

因此，合理设置总线周期是计算机系统设计中需要考虑的关键因素之一。

总线周期的名词解释就是上述所述，它是计算机系统中用来衡量设备之间数据传输所需要的时间间隔。

它是由计算机系统的时钟频率决定的，用来标记一个总线操作的开始和结束。