微机原理复习笔记精修订
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重要概念:1、微处理器微处理器:微处理器是一个中央处理器cpu,由算术逻辑部件ALU、累加器和寄存器组、指令指针寄存器IP(程序计数器)、段寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等构成。
2、微型计算机:微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
微处理器是计算机系统的核心,也称CPU(中央处理器)。
3、微型计算机系统:微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。
微处理器,微型计算机,微型计算机系统有什么联系与区别?微处理器是微型计算机系统的核心,也称为CPU(中央处理器)。
主要完成:①从存储器中取指令,指令译码;②简单的算术逻辑运算;③在处理器和存储器或者I/O之间传送数据;④程序流向控制等。
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。
4、8086CPU内部结构及各部分功能8086CPU内部由执行单元EU和总线接口单元BIU组成。
主要功能为:执行单元EU负责执行指令。
它由算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器组、16 位标志寄存器(FLAGS)、EU 控制电路等组成。
EU 在工作时直接从指令流队列中取指令代码,对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。
数据在ALU中进行运算,运算结果的特征保留在标志寄存器FLAGS 中。
总线接口单元BIU负责CPU与存储器和I/O接口之间的信息传送。
它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器以及总线控制逻辑组成。
5、8086CPU寄存器8086CPU内部包含4 组16 位寄存器,分别是通用寄存器组、指针和变址寄存器、段寄存器、指令指针和标志位寄存器。
(1)通用寄存器组包含 4 个16 位通用寄存器AX、BX、CX、DX,用以存放普通数据或地址,也有其特殊用途。
如AX(AL)用于输入输出指令、乘除法指令,BX在间接寻址中作基址寄存器,CX在串操作和循环指令中作计数器,DX用于乘除法指令等。
微机原理知识点汇总————————————————————————————————作者:————————————————————————————————日期:微机原理复习总结第1章基础知识⏹计算机中的数制⏹BCD码与二进制数11001011B等值的压缩型BCD码是11001011B。
F第2章微型计算机概论⏹计算机硬件体系的基本结构计算机硬件体系结构基本上还是经典的冯·诺依曼结构,由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成。
⏹计算机工作原理1.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5个基本部分组成。
2.数据和指令以二进制代码形式不加区分地存放在存储器重,地址码也以二进制形式;计算机自动区分指令和数据。
3.编号程序事先存入存储器。
⏹微型计算机系统是以微型计算机为核心,再配以相应的外围设备、电源、辅助电路和控制微型计算机工作的软件而构成的完整的计算机系统。
⏹微型计算机总线系统数据总线 DB(双向)、控制总线CB(双向)、地址总线AB(单向);⏹8086CPU结构包括总线接口部分BIU和执行部分EUBIU负责CPU与存储器,,输入/输出设备之间的数据传送,包括取指令、存储器读写、和I/O读写等操作。
EU部分负责指令的执行。
⏹存储器的物理地址和逻辑地址物理地址=段地址后加4个0(B)+偏移地址=段地址×10(十六进制)+偏移地址逻辑段:1). 可开始于任何地方只要满足最低位为0H即可2). 非物理划分3). 两段可以覆盖1、8086为16位CPU,说明(A )A. 8086 CPU内有16条数据线B. 8086 CPU内有16个寄存器C. 8086 CPU内有16条地址线D. 8086 CPU内有16条控制线解析:8086有16根数据线,20根地址线;2、指令指针寄存器IP的作用是(A )A. 保存将要执行的下一条指令所在的位置B. 保存CPU要访问的内存单元地址C. 保存运算器运算结果内容D. 保存正在执行的一条指令3、8086 CPU中,由逻辑地址形成存储器物理地址的方法是(B )A. 段基址+偏移地址B. 段基址左移4位+偏移地址C. 段基址*16H+偏移地址D. 段基址*10+偏移地址4、8086系统中,若某存储器单元的物理地址为2ABCDH,且该存储单元所在的段基址为2A12H,则该存储单元的偏移地址应为(0AADH )。
第1章、微型计算机基础知识§1.1 微机的一般概念和基本组成(一)冯. 诺依曼结构计算机从第一代电子计算机开始到现代计算机,其制造技术发生了极大的变化,但我们目前使用的各类计算机大都沿用了冯. 诺依曼结构。
概括起来冯. 诺依曼结构有如下要点:1、采用二进制形式表示数据和指令;2、将程序(包括数据和指令序列)事先存储到主计算机内,即:程序顺序存储方式;论文:程序控制、存储程序3、计算机系统由运算器、控制器、存储器、输入和输出装置等组成。
(二)微型机的基本组成微型计算机系统由计算机硬件系统和软件系统组成。
(微机系统、微机、CPU)P3微型计算机系统的硬件由微型计算机(主机)和外围(输入、输出)设备组成。
主机由:CPU(中央处理器:算术、逻辑运算部件;累加器、寄存器;控制部件;内部总线);主存储器(ROM、RAM);输入、输出接口;系统总线组成。
微型计算机系统的软件由系统软件、工具软件和应用软件组成。
CPU是计算机的心脏。
是一片超大规模集成电路芯片,它的功能直接决定了计算机的性能好坏。
CPU的主要功能:●可进行算术、逻辑运算;●临时保存数据;●能对指令进行译码,并执行规定的动作;●能与内存或外设交换数据;●能提供整个系统需要的定时和控制;●可以响应其它设备的中断请求CPU的主要参数有:(1)主频(2)一次能处理的数据位数。
它由CPU的数据线条数决定。
(3)能带多少存储器和I/O口。
它由CPU的地址线条数决定。
如:Pentium 80586 CPU为32位CPU,主频可为60MHZ,可带4GB存储器。
Pentium pⅡCPU为32位CPU,主频可为130MHZ。
PC/XT机,CPU是Inter 8086,16位,主频8MHZ,可1MB存储器。
存储器用来存储程序和数据。
存储器分内存和外存。
(1)内存CPU用地址线直接访问的存储器称内存,内存又分RAM和ROM。
ROM是只读存储器,其中存放的程序和数据是计算机生产厂用特殊方式写入的,计算机不加电时也不丢失。
1、微处理器(CPU)由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。
2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。
3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制,控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件(核心)组成。
4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位,而8086的数据总线空度为16位。
除此之外,两者几乎没有任何差别。
5、在程序执行过程中,CPU总是有规律的执行以下步骤:a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要,从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要,将结果写入存储器。
6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件:执行单元EU、总线接口单元BIU。
EU作用:负责分析指令(指令译码)和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征,它由算数逻辑单元(运算器)ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。
BIU作用:负责取指令、取操作、写结果,它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。
7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的,即内部寄存器只能存放16位二进制码,内部总线也只能传送16位二进制码。
8、为了尽可能地提高系统管理(寻址)内存的能力,8088/8086采用了分段管理的方法,将内存地址空间分为了多个逻辑段,每个逻辑段最大为64K个单元,段内每个单元的地址长度为16位。
9、8088/8086系统中,内存每个单元的地址都有两部分组成,即段地址和段内偏移地址。
10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片,采用双列直插式封装,当MN/MX=1时,8088/8086工作在最小模式,当MN/MX=0时,8088/8086工作在最大模式。
11、8088/8086 CPU内部共有14个16位寄存器。
按其功能可分为三大类,即通用寄存器(8个)、段寄存器(4个)、控制寄存器(2个)。
《微型计算机原理及应用》知识点第1章计算机基础知识1. 掌握十进制数与二进制数、十六进制数间的互相转换。
2.135=10000111B=87H3. 10001110B=1424. 7BH=01111011B=1235. 掌握正、负数据与补码间的互相转换6.若X=+1111010则[X]补=011110107. 设Y=-1001100则[Y]补=10110100第2章 80×86CPU1.8086/8088CPU总线接口单元由哪些功能部件组成?2.8086/8088BIU中各组成部分的功能是什么?3.8086/8088BIU的主要功能是什么?4.8086/8088的EU由哪些功能部件组成?5.8086/8088中的寄存器可以分为哪5类?它们各自的主要功能是什么?6.8086处理器中20位物理地址是怎样产生的?7.掌握8086处理器结构框图及各功能部件的作用。
8.8086处理器中标志寄存器有哪些标志位?这些标志位的作用分别是什么?9.8086系统中一个逻辑段最大容量是多少?10.地址锁存器的功能是什么?地址是如何被锁存的?11.最小模式下8086/8088CPU是怎样控制内存进行读/写操作的?12.举例说明8086CPU计算物理地址的过程?13.说明8086/8088中SI,DI,SP,BP的特殊用途。
14.说明8086对存储器进行读操作的控制过程。
15.说明8086对存储器进行写操作的控制过程。
16.8086最小模式下是怎样控制外设端口进行读/写操作的?17.8086可以访问的内存空间为多少?18.8086是如何实现对内存进行分段管理的?19.8086是如何实现对内存按字和按字节访问的?20.8086系统中控制命令M/,ALE和DT/各自的作用是什么?21.8282及8286芯片的作用分别是什么?22.8086中CS,SS,DS,ES寄存器的作用分别是什么?23.术语:标志,规则字,非规则字,协处理器第3章微机指令系统1.8086微型计算机指令按功能的分类。
微机原理复习知识点总结一、微机原理概述微机原理是计算机科学与技术专业的基础课程之一,是培养学生对计算机硬件体系结构和工作原理的理解和掌握的核心课程。
本文将从微机系统概念、基本组成部分、系统总线、存储器等方面进行总结复习。
二、微机系统概念及基本组成部分1.微机系统概念:微机系统由计算机硬件和软件组成,是由中央处理器(CPU)、存储器、输入/输出设备和系统总线等基本组成部分组成的。
2.中央处理器(CPU):中央处理器是计算机的大脑,负责执行计算机指令。
它包括运算器和控制器两部分,运算器负责执行算术逻辑运算,控制器负责指令的解析和执行控制。
3.存储器:存储器是用于存储数据和指令的设备,按存储介质可分为内存和外存。
内存按读写方式可分为RAM和ROM两类,外存一般指硬盘。
4.输入/输出设备:输入设备用于将外部数据传输到计算机,如键盘、鼠标等;输出设备将计算机处理后的数据输出到外部设备,如显示器、打印机等。
5.系统总线:系统总线是微机系统中各个组成部分之间传输数据和控制信息的公共通信线路,包括数据总线、地址总线和控制总线。
三、系统总线1.数据总线:数据总线用于传输数据和指令,一般有8位、16位、32位等不同位数,位数越大,数据传输速度越快。
2.地址总线:地址总线用于传输内存地址和外设地址,决定了计算机的寻址能力,位数决定了最大寻址空间。
3.控制总线:控制总线用于传输控制信号,包括读写控制、时序控制、中断控制等,用来控制计算机的工作状态。
四、存储器1.RAM(随机存取存储器):RAM是一种易失性存储器,读写速度快,存储内容能被随机读取和写入。
分为静态RAM(SRAM)和动态RAM(DRAM)两类。
2.ROM(只读存储器):ROM是一种非易失性存储器,只能读取,不能写入。
包括只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦写只读存储器(EPROM)和电可擦写只读存储器(EEPROM)等。
3. Cache(高速缓存):Cache是位于CPU和内存之间的高速缓存存储器,用来存储CPU频繁访问的数据和指令,以提高计算机的运行速度。
微机原理笔记(一)--绪论第一章绪论1-2 计算机的结构总线:信息传输的通道AB、DB、CB常用术语:位(bit):字节(byte):8为二进制数构成一个字节(char)字:16位二进制数构成一个字,两个字节(int)双字:32位二进制数构成一个字,两个字(long)指令:让CPU执行基本操作的命令指令的构成:操作数、操作码CPU执行一条指令的过程:取指令代码->译码->执行指令系统:CPU可执行所有指令的集合程序:指令的有机结合1-3进位计数制计算符号: D 10个、B 2个、H 16个权:D 10的幂、B 2的幂、H 16的幂基:D 10、B 2、H 16十进制(D)->二进制(B)整数部分:除以二取余,逆序排列小数部分:乘以2取整,顺序排列任意进制整数部分,除以基取余,逆序排列小数部分,乘以基取整,顺序排列符号数的表示:数的符号:用一位(最高位)二进制数表示0(正数)1(负数)原码:最高位为符号数,符号位之后为该数的绝对值反码:最高位为符号位正数的反码表示:与该数原码相同负数的反码表示:在其正数反码表示基础上按位求反补码:正数的部门与原码相同负数的部门在正数的补码表示,按位求反,在最低位加1注:1、补码不等于负数2、求补不等于补码,求补是求其相反数的操作二进制编码1、BCD码压缩的BCD码:一个字节表示2位BCD码非压缩的BCD码:一个自己表示1位BCD码2、ASCⅡ码:七位二进制数表示一个符号高位为0微机原理笔记(二)--8086结构一、8086CPU内部结构算数逻辑单元(ALU):运算器的重要部件,完成算术运算(加、减、乘、除、求补、与、或、异或、求反、移位、循环移位)程序状态字(psw):又称标志寄存器,记录运算结果的特征控制器:指令译码、发出控制信号、协调各部件工作段寄存器:CS、DS、SS、ES、IP(指令指针,存放下一条直线指令在存储单元内的地址,每取一个字节的指令代码会自动加1)二、8086寄存器结构AX:16位寄存器,分为2个8位AH、AL作用:1、通用寄存器,数据的存取2、与DX一起构成双字作为低16位,在乘法和除法指令中使用3、作为累加器BX:16位寄存器,分为2个8位BH、BL作用:1、通用寄存器2、作为访问存储器的地址指针CX:16位寄存器,分为2个8位CH、CL作用:1、通用寄存器2、在循环指令中作为循环计数器、循环指令。
微机原理知识总结微机原理知识总结知识点第⼀章1.冯·诺依曼结构的特点:(1)计算机由运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备五⼤部分构成。
(2)数据和程序以⼆进制代码形式不加区别地存放在同⼀个存储器中,存放位置由地址指定,地址码也为⼆进制形式。
(3)控制器是根据存放在存储器中的指令序列即程序来⼯作的,并由⼀个程序计数器(即指令地址计数器)控制指令的执⾏。
控制器具有判断能⼒,能根据计算结果选择不同的动作流程。
2.认识微处理器的功能结构(1)算术逻辑单元(ALU)(2)累加器(A)、累加锁存器和暂存器(3)标志寄存器(FR)(4)寄存器组(RS)(5)堆栈和堆栈指针(SP)(6)程序计数器(PC)(7)指令寄存器(IR)、指令寄存器(ID)和操作控制器(OC)3.内存分类和区别内存分为:随机存储器(RAM)和只读存储器(ROM)区别:RAM可以被CPU随机得读和写,所以⼜称为读/写存储器。
ROM中的信息只能被CPU随机读取,⽽不能由CPU任意写⼊。
第⼆章1.指令分成三个阶段进⾏:取指令、分析指令和执⾏指令2.数据寻址⽅式 1)⽴即数寻址 2)寄存器寻址(寄存器直接寻址) 3)直接寻址(存储器直接寻址) 4)寄存器间接寻址 5)基址寻址6)变址寻址 7)⽐例变址寻址 8)基址加变址寻址 9)基址加⽐例变址寻址 10)带位移的基址加变址寻址 11)带位移的基址加⽐例变址寻址第三章1.8086/8088微处理器内部结构从功能上分为两个独⽴的处理单元:执⾏单元(EU)和总线接⼝单元(BIU)。
特点:执⾏单元负责分析和执⾏指令 总线接⼝单元负责执⾏所有的“外部总线”操作。
2.题⽬:学会计算物理地址例3.1 设(CS)=2000H,(IP)=0200H,则下⼀条待取指令在内存的物理地址为 物理地址=(CS)*16+(IP)=20000H+0200H=20200H第四章1.总线操作周期⼀般分为四个阶段:1) 总线请求和仲裁阶段2) 寻址阶段3) 传数阶段4) 结束阶段2.总线仲裁控制⽅法:“菊花链”仲裁、并⾏仲裁和并串⾏⼆维仲裁3.总线握⼿控制1) 同步总线协定2) 异步总线协定3) 半同步总线协定第五章1.ROM的类型:(1)掩模ROM(2)PROM(3)EPROM(4)E(平⽅)PROM(5)闪速存储器RAM的类型:(1) SRAM(2)DRAM(3) IRAM(4) NVRAM2.Cache的⼯作原理第六章1.I/O端⼝的编制⽅式存储器映像⽅式、隔离I/O⽅式、Inter系列处理器I/O编址⽅式2.I/O同步控制⽅式程序查询式控制、中断驱动式控制、DMA控制3.中断的概念现代意义上的中断,是指CPU在执⾏当前程序的过程中,由于某种随机出现的突发事件(外设请求或CPU内部的异常事件)使CPU暂停(即中断)正在执⾏的程序⽽转去执⾏为突发事件服务的处理程序;当服务程序运⾏完毕后,CPU再返回到暂停处(即断点)继续执⾏原来的程序。
微机原理复习要点微机原理是计算机科学与技术的基础课程,以下是微机原理的复习要点,总结为四个方面:一、计算机的基本组成1.计算机的基本组成:计算机由中央处理器(CPU)、内存、输入输出设备和存储设备组成。
2.中央处理器(CPU)的组成:CPU由运算器、控制器和寄存器组成。
运算器负责执行算术和逻辑运算,控制器负责控制指令的执行,寄存器用于暂存数据和指令。
3.内存的分类:内存可以分为主存和辅助存储器。
主存是CPU直接访问的存储器,辅助存储器用于长期存储数据。
4.输入输出设备的分类:输入设备用于将外部信息输入计算机,输出设备用于将计算机的结果输出给用户。
5.存储设备的分类:存储设备用于长期保存数据,包括硬盘、光盘、U盘等。
二、计算机的运行原理1.计算机的指令执行过程:指令的执行包括取指令、分析指令、执行指令、存储结果等多个步骤。
2.计算机的时序控制:时序控制是指控制指令的执行顺序和时序,包括时钟信号的产生和分配。
3.计算机的硬件与指令的对应关系:计算机的硬件是根据指令的特点和要求设计出来的,不同指令对应不同的硬件电路。
4.计算机的存储管理:存储管理是指计算机如何管理和组织数据的存储方式,包括程序的存储、数据的存储和存储器的管理。
三、微机系统的组成和工作原理1.微机系统的组成:微机系统由中央处理器、存储器、总线、输入输出设备和接口电路等组成。
2.微机系统的工作原理:微机系统通过总线将各个组成部分连接起来,实现数据和控制信号的传输和交换。
3.微机系统的启动过程:微机系统的启动过程包括硬件的初始化、操作系统的加载和执行。
四、汇编语言的基本知识1.汇编语言的基本概念:汇编语言是一种低级语言,用符号表示指令和数据,并通过汇编程序转换为机器语言。
2.汇编语言的指令格式:汇编语言的指令包括操作码和操作数,操作码表示要执行的操作,操作数表示操作的对象。
3.寻址方式:寻址方式是指操作数在内存中的位置的表示方法,包括直接寻址、间接寻址、寄存器寻址等。
微机原理笔记(需背篇)简答题1. 在基于8086的微计算机系统中,存储器是如何组织的?是如何与处理器总线连接的?信号起什么作⽤?8086 为 16 位处理器,可访问 1M 字节的存储器空间;1M 字节的存储器分为两个 512K 字节的存储体,命名为偶字节体和奇字节体;(4 分)偶体的数据线连接 D7~D0,选择信号接地址线 A0;奇体的数据线连接 D15~D8,选信号接BHE信号;(4 分)BHE 信号有效时允许访问奇体中的⾼字节存储单元,实现 8086 的低字节访问、⾼节访问及字访问。
(2 分)2. 简述主机与外设进⾏数据交换的⼏种⽅式。
主机与外设进⾏数据交换的常⽤⽅式有:⽆条件传送⽅式、程序查询⽅式、中断⽅式和 DMA 传送。
(2 分)⽆条件传送⽅式,常⽤于简单设备,处理器认为它们总是处于就绪状态,随时进⾏数据传送。
(2 分)程序查询⽅式:处理器⾸先查询外设⼯作状态,在外设就绪时进⾏数据传送。
(2 分)中断⽅式:外设在准备就绪的条件下通过请求引脚信号,主动向处理器提出交换数据的请求。
处理器⽆其他更紧迫任务,则执⾏中断服务程序完成⼀次数据传送。
(2 分)DMA 传送: DMA 控制器可接管总线,作为总线的主控设备,通过系统总线来控制存储器和外设直接进⾏数据交换。
此种⽅式适⽤于需要⼤量数据⾼速传送的场合。
(2 分)3. 8086CPU 系统中为什么要⽤地址锁存器?当⽤74LS373芯⽚作为地址锁存器时需要多少⽚74LS373?8086CPU 由于引脚数量少,其地址总线采⽤了分时复⽤的双重总线(A 19 -A16 /S6 -S3 和 AD15~AD0以及BHE /S7 )(2 分);仅在总线周期的 T l 时钟周期输出地址信号,⽽在整个总线周期中地址信号需保持不变,这就需⽤地址锁存器将 T1 周期发出的地址信号锁存起来以在整个总线周期中都能使⽤(3 分);为此8086CPU 在 T1 周期提供地址锁存允许信号 ALE(正脉冲),⽤ ALE 的下降沿将地址信息锁存在地址锁存器中(2 分)。
微机原理复习要点:一、微机的基础知识1、运算器由很多部件组成,其核心部分是算术逻辑单元;2、计算机系统软件中的汇编程序是一种翻译程序;3、一个完整的计算机系统通常应包括硬件系统和软件系统;4、十进制正数38的八位二进制补码是00100110;5、CPU指的是运算器和控制器;二、8086cpu:1、指令队列的作用是暂存预取指令;2、段寄存器和指令指针寄存器一起为操作系统完成内存管理、多任务环境、任务保护提供硬件支持;3、当存储器的读出时间大于CPU要求的时间时,为了保证CPU与存储器的周期配合,就要利用一状态。
个READY信号,使CPU插入一个Tw4、解释INTR和INTA信号的作用。
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?(INTR是中断请求信号,INTA是中断响应信号。
第一个INTA脉冲表示当前中断请求已被响应,第二个INTA脉冲表示将最高优先级中断的类型码放在数据总线上)5、8086的数据总线和地址总线分别是16和20 条。
三、指令系统与汇编语言编程1、寄存器间接寻址方式中,操作数在主存单元中;2、MOV AX,ES:[BX][SI]的源操作数的物理地址是16d×(ES)+(BX)+(SI);3、INC指令不影响CF标志;4、在MOV WORD PTR [0074H],55BBH指令的机器代码中,最后一个字节是55H;8、在1000H单元中有一条二字节指令JMP SHORT LAB,如果其中偏移量分别为30H、6CH、0B8H,则转向地址LAB的值分别为、、。
(1032H;106EH;10BAH)9、微机系统对I/O端口的地址分配有两种编址方式:、。
8086系统采用。
(统一编址;独立编址;独立编址);10、编程:从60H个元素中寻找一个最大值,结果放在AL中。
11、编程:在DS段中有一个从TABLE开始的由160个字符组成的链表,设计一个程序,实现对此表进行搜索,找到第一个非0元素后,将此单元和下一单元清0。
微机原理(笔记)三级时序:工作周期,节拍(时钟周期),工作脉冲一.工作周期1.工作周期取指周期ft,源周期st,目的周期dt,执行周期et:用于控制指令的正常执行.中断周期it,dma周期dmat:用于控制i/o传送.2.设置6个触发器,分别作为6个周期状态标志.当=1,表示工作周期开始;当=0,表示工作周期结束.在指令的执行过程中,任何时候只能有一个触发器为"1".3.各操作周期要完成的任务.1). ft:访问主存,取指令,修改pc等,让它指向下一条指令. 公操作.2). st:按原寻址方式形成原地址,取出原操作数,存放于暂存器c中.3). dt:按目的寻址方式形成目的地址,或取目的操作数,存放于暂存器d中.4). et;按操作码完成相应操作.(传送,运算,转移地址送入pc,返回地址压栈保存等)注;以上说的是双操作数指令;如果是单操作数指令,从ft直接经过dt,et;如果是转移指令,直接有ft到et.5).et完成以后,看有没有dma请求,如有转入dmat;如没有,看有没有中断请求,有的话进入it,最后进入下一次的ft,否则直接进入下一个ft.二.节拍(时钟周期)1.节拍t. 节拍时间;访问一次主存的时间.节拍数:各个工作周期的节拍数可以不用.用计算器t统计周期内的节拍数. 每个工作周期的第一拍,t=0;每开始一个新的节拍,t记数;工作周期结束是t清0.三.工作脉冲工作脉冲p,每个节拍结束时设置一个脉冲.脉冲p的前沿打入寄存器,后沿进行时序转换.指令流程.1.以指令执行为线索,确定各周期每一节拍完成的具体操作(寄存器之间的传送操作)2.用寄存器传送语言描述.(如R0传送MAR)一.取指周期的流程(16:20)1.传送指令的流程(有实例)18:30。
微机原理总复习一、8086CPU基础知识1. 基础知识(1). 掌握二进数与十六进制数之间的转换。
4位2进制转换为1位16进制(2).计算机中原码反码,补码的表示,补码的运算规则?原码符号位+数值的绝对值正数反码=原码,负数反码=正数按位取反正数补码=原码,负数补码=符号位不变,其余位按位取反后加1++2.8086/8088CPU的内部结构图2-16(1). 总线接口部件BIU内部结构及功能?BIU总线接口单元负责CPU与存储器,I/O接口之间的信息传送,由段寄存器,指令指针寄存器,指令队列,地址加法器和总线逻辑组成(2). 执行部件EU内部结构及功能?EU执行单元主要是执行指令,分析指令,暂存中间计算结果并保留结果的特征。
它由算术逻辑单元(运算器)ALU,通用寄存器,标志寄存器和EU控制电路组成。
(3). BIU和EU的动作管理?当EU从指令队列中取走指令,指令队列出现空字节时,BIU就自动执行一次取指令周期,从内存中取走后续的指令代码放入队列中。
EU需要数据时,BIU根据EU给出的地址,从制定的内存中或外设中取出数据供EU使用。
运算结束时,BIU将运算结果送入指定的内存或外设中。
队列为空,则EU等待至有指令为止。
若BIU正在取指令,EU发出访问总线的请求,则必须等到BIU取完后请求才响应。
3.8086CPU的寄存器结构(1). 8086CPU有哪些通用寄存器?它的专用特性?(各有什么用途)?通用寄存器包括数据寄存器,地址指针寄存器和变址寄存器数据寄存器:AX累加器,存放算数逻辑运算的操作数I/O指令用其与外设接口传送信息;BX基址寄存器,访问内存时的偏移地址;CX计数寄存器,在循环和串操作指令中用作寄存器;DX数据寄存器,在寄存器间接寻址的I/O指令中用作计数器地址指针寄存器:SP堆栈指针寄存器,在堆栈操作中存放栈顶偏移地址;BP基址指针寄存器,存放访问内存的偏移地址与SS寄存器配对使用变址寄存器:SI源变址寄存器.DI目的变址寄存器,它们常在变址寻址中作为索引指针(2). 指令指示器IP和标志寄存器的作用? 标志寄存器中有哪些控制标志(DF、IF和TF),有哪些状态标志(ZF,CF,SF,AF,PF和OF)每一位是如何定义的?IP指令指针寄存器,存放指令的偏移地址;FLAGS标志寄存器,16位寄存器,使用其中9位(6个状态标志,3个控制标志)CF进位标志,进位或借位则CF=1;PF奇偶标志位,低8位1的个数为偶数时,PF=1,奇数时为0;AF辅助进位,BIT3向bit4进位或借位时AF=1;ZF零标志位,结果为0时ZF=1;SF符号标志位,最好位为1时,SF=1;OF溢出标志位,结果超出带符号数的范围OF=1.(3). 为什么要设段寄存器,8086CPU内部有多少个段寄存器分别存放什么地址?8086有20条地址线,最大内存为1MB,而内部寄存器都只有16位,最大内存64KB,因此分为若干个64KB的段。
1 .所谓的接口其实就是两个部件或两个系统之间的交接部分(位于系统与外设间、用来协助完成数据传送和控制任务的逻辑电路)。
2.为了能够进行数据的可靠传输,接口应具备以下功能:数据缓冲及转换功能、设备选择和寻址功能、联络功能、接收解释并执行CPU命令、中断管理功能、可编程功能、(错误检测功能)。
3.接口的基本任务是控制输入和输出。
4.接口中的信息通常有以下三种:数据信息、状态信息和控制信息。
5.接口中的设备选择功能是指:6.接口中的数据缓冲功能是指:将传输的数据进行缓冲,从而对高速工作的CPU与慢速工作的外设起协调和缓冲作用,实现数据传送的同步。
7 .接口中的可编程功能是指:接口芯片可有多种工作方式,通过软件编程设置接口工作方式。
8.计算机与外设之间的数据传送有以下几种基本方式:无条件传送方式(同步传送)、程序查询传送(异步传送)、中断传送方式(异步传送)、DMA传送方式(异步传送)。
9.根据不同的数据传输模块和设备,总线的数据传输方式可分为无条件传输、程序查询传送方式、中断传送方式、 DMA方式。
10.总线根据其在计算机中的位置,可以分为以下类型:片内总线、内部总线、系统总线、局部总线、外部总线。
11.总线根据其用途和应用场合,可以分为以下类型:片内总线、片间总线、内总线、外总线。
ISA 总线属于内总线。
12 .面向处理器的总线的优点是:可以根据处理器和外设的特点设计出最适合的总线系统从而达到最佳的效果。
13 . SCSI总线的中文名为小型计算机系统接口(Small Computer System Interface),它是芯的信号线,最多可连接7个外设。
14. USB 总线的中文名为通用串行接口,它是 4 芯的信号线,最多可连接 127 个外设。
15 . I/O 端口的编码方式有统一编址和端口独立编址。
访问端口的方式有直接寻址和间接寻址。
PC机的地址由 16 位构成,实际使用中其地址范围为 000~3FFH。
2006年上半年2003级工科《微机原理》复习重点第一章数制和码制1.各个进制之间的转换。
例如(123)10=( )2=( )8(37A.B)16=( )1020.8125=( )2= ( )162.原码、补码及反码假设[X]补=00A7H, 则X= ( )HY = -50,则Y的16比特补码=( )2已知[Z]补=A53BH,则[Z]原=( )H3.已知[X]补=7985H, [Y]补=5035H,则[X+Y]补=( )H,是否有进位和溢出?4.16位有符号数A09BH与90A1H谁大谁小?如果两数相减CF及OF值为多少?5. 16位无符号数A09BH与70A1H谁大谁小?如果两数相减CF及OF值为多少?第二章计算机基础知识1.计算机系统的硬件组成:5个部分。
2.根据总线的用途,分为哪三种。
3.存储体系结构:寄存器、高速缓存(即Cache)、主存、辅存。
ROM是指正常情况下只能读不能写的存储器。
RAM在正常工作情况下可以读写,分为静态RAM和动态RAM。
ROM没有易失性,RAM具有易失性,需要周期性刷新。
第三章80486微处理器1.80486的寄存器分为哪4类。
其中基本结构寄存器的通用寄存器有哪些?段寄存器有哪些?P.18~19 2.CR0的PE=1,表示CPU工作在保护模式,PE=0,工作在实模式。
CR0的PG=1表示存储系统允许分页,PG=0,表示不允许分页。
3.在实模式下,80x86存储系统可以寻址物理存储空间1MB,且段地址16位,段内偏移地址(有效地址)16位。
20位的内存物理地址=段地址*16+偏移地址。
多个逻辑地址可以对应同一个物理地址。
逻辑地址由段地址和物理地址组成。
例如1234H:0005H,1200H:345H,1234H:0005H都表示同一个物理地址12345H。
代码段、数据段等的地址空间可以相同,也可以重叠。
4.在保护模式下,80486存储系统可以寻址物理存储空间4GB, 80286存储系统可寻址16MB。
微机原理--复习笔记微机原理--复习笔记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:MP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: 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)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.计算机从诞生至今已经历了四代:①电子管计算机②晶体管计算机③集成电路计算机④大规模、超大规模集成电路计算机3.① 4位或低档8位微处理器 Intel 4004或8008CPU ②中高档8位微处理器Intel 8080 CPU③ 16位高档微处理器 Intel 8086、80286 ④ 32位高档微处理器Intel 80386、80486⑤64位高档微处理器Intel 80586(Pentium)、Power PC4.总线分为三种:①地址总线AD:单向,由CPU发出到存储器或I/O端口。
②数据总线DB:双向,由CPU送出或送往CPU。
③控制总线 CB:整体双向,个体单向,传送方向固定。
5.微处理器由运算器(又称算术逻辑单元(ALU))、控制器(CU)、和寄存器阵列(RA)三部分组成6.控制器包括:①指令寄存器IR ②指令译码器ID③可编程逻辑阵列PLA7.内部寄存器:①程序计数器PC ②地址寄存器AR ③数据缓冲寄存器DR ④指令寄存器IR ⑤累加器A ⑥标志寄存器FLAGS8.冯·诺依曼首计算机基本设计思想为①以二进制形式表示指令和数据。
(电子数字计算机)②程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够自动地、高速地从存储器中取出指令并加以执行。
③由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机系统。
微机原理的⼀些笔记编码原码:最⾼位是符号位,其余表⽰数值反码:正数与原码相同,负数是原码的取反补码:正数与原码相同,负数是取反加18086系统微机计算机系统⼯作原理不断取指令和执⾏指令的过程基本⼯作原理就是存储程序和程序控制计算机五⼤部件,以及到现代计算机部件冯诺依曼:存储器、控制器、运算器、输⼊设备、输出设备现代:微型处理器、协处理器、RAM(随机存取存储器)、ROM(只读存储器)、总线控制(⽚内总线、⽚级总线、系统总线)、输⼊输出设备⽚内总线:是CPU内部器件的连接,如ALU、寄存器、内部Cache⽚级总线:CPU、存储器和IO设备的连接系统总线:是解决个部件通信8086内部结构8086CPU是16根数据线、20根地址线、寻址空间为220=1MB、IO寻址空间216=64KB8086CPU内部结构分为两块,他们是并⾏执⾏的。
执⾏部件EU8个通⽤寄存器:AX, BX, CX, DX, SI, DI, SP, BP标志位寄存器。
算数逻辑单元ALU暂存器:内部⽤来暂存数据,⽤我们来说是透明的总线接⼝部件4个段寄存器:CS, DS, SS, ES地址加法器内部暂存器指令缓冲对垒两个部件的并⾏执⾏⽅式当EU和BIU都处于空闲状态下,先让BIU根据IP寄存器去存储器中取指令到指令缓冲队列,然后IP寄存器⾃增,指向下⼀个内存单元地址,BIU根据这个寻指令到指令缓冲队列同时EU在内部执⾏指令。
这个时候会有两种情况EU执⾏指令的时候需要访问存储器或IO设备的时候,会向BIU发送请求,并携带参数,如果BIU处于空闲状态会⽴即响应EU的请求;如果BIU正在寻址,会把当前寻址完成后,相同EU的请求。
EU执⾏到转移或跳转指令的时候,也就是指令缓冲队列中的指令不是下⼀次要执⾏的指令了,那么指令缓冲队列会清空,BIU会重新寻指令当指令缓冲队列慢的时候且EU没有发送请求的时候BIU会处于空闲状态内部引脚8086CPU最⼤模式和最⼩模式,其中他们的区别就是多了协处理器以减轻微处理器负担整个计算器控制交给8288总线控制器来控制8086CPU有40根引脚,采⽤分时复⽤原则。
微机原理复习笔记 SANY标准化小组 #QS8QHH-HHGX8Q8-GNHHJ8-HHMHGN#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:MP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: 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)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.计算机从诞生至今已经历了四代:①电子管计算机②晶体管计算机③集成电路计算机④大规模、超大规模集成电路计算机3.① 4位或低档8位微处理器 Intel 4004或8008CPU ②中高档8位微处理器 Intel8080 CPU③ 16位高档微处理器 Intel 8086、80286 ④ 32位高档微处理器 Intel 80386、80486⑤ 64位高档微处理器 Intel 80586(Pentium)、Power PC4.总线分为三种:①地址总线 AD:单向,由CPU发出到存储器或I/O端口。
②数据总线DB:双向,由CPU送出或送往CPU。
③控制总线 CB:整体双向,个体单向,传送方向固定。
5.微处理器由运算器(又称算术逻辑单元(ALU))、控制器(CU)、和寄存器阵列(RA)三部分组成6.控制器包括:①指令寄存器IR ②指令译码器ID ③可编程逻辑阵列PLA7.内部寄存器:①程序计数器PC ②地址寄存器AR ③数据缓冲寄存器DR ④指令寄存器IR⑤累加器A ⑥标志寄存器FLAGS8.冯·诺依曼首计算机基本设计思想为①以二进制形式表示指令和数据。
(电子数字计算机)②程序和数据事先存放在存储器中,计算机在工作时能够自动地、高速地从存储器中取出指令并加以执行。
③由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备等五大部件组成计算机系统。
内部结构由两部分组成:总线接口单元BIU; 执行单元EU.(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个指令队列缓冲器(长度为6个字节); I/O控制电路(总线控制电路);1个与EU通信的内部寄存器。
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。
① BIU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 组成:①16位的ALU(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FLAGS ⑤ EU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。
10.物理地址与逻辑地址有什么区别答:逻辑地址是指未定位之前在程序中存在的地址,由段地址和偏移地址组成。
物理地址是实际访问存储器时的地址(通过20位地址总线传递)。
存储单元的逻辑地址不是唯一的,一个存储单元只有唯一的一个物理地址,但可以有一个或多个逻辑地址;5.CF——进位标志,运算结果有进(借)位,CF=1AF——辅助进位标志,低4位向前有进(借)位,AF=1ZF——零标志,结果为0, ZF=1SF——符号标志,最高位的值OF——溢出标志,双高位判别法确定PF——奇/偶标志,运算结果低8位中1的个数为偶数个,PF=1控制标志:控制处理器的某一特定功能。
IF——可屏蔽中断允许标志,若STI将IF=1表示允许CPU接收外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号;由CLI将IF清0;该状态对非可屏蔽中断及内部中断没有影响;DF——方向标志,CLD将DF=0串操作按增地址方式进行;STD将DF=1,串操作按减地址方式进行;TF——跟踪(陷阱)标志(TF=1,单步工作方式;否则正常执行程序);4.地址总线A19A1可同时对高、低位库的存储单元寻址,A和BHE用于对库的选择。
当A=0时,只访问偶地址存储体,读写低字节信息;当BHE=0时,奇高;当两者均为0时,则同时访问两个存储体,读写一个字的信息。
同为1则无操作;5.在什么情况下8086的执行单元(EU)才需要等待总线接口单元(BIU)提取指令答:EU在执行完转移、调用(包括子程序调用和中断调用)和返回指令时,因指令的执行顺序发生跳转,原来预取到指令队列中的指令将不再执行,需清空指令队列缓冲器。
在此情况下,EU才需要等待BIU从新的地址重新开始提取指令。
6.存储器为什么要分段(段加偏移)答:有1M的存储空间,有20根地址线,而CPU的指令指针和堆栈指针都是16位的,只能直接寻址64KB的地址空间,为了能寻址1MB的空间,需要把存储器分为若干段。
2.存储器的分段的机制允许重定位,由于段寄存器里的段地址可以由程序来重新设定,因而使得程序和数据不需要进行任何修改,就能使他们重定位。
7.1)段地址:段寄存器的内容,出现在汇编后的机器指令中。
2)段基址:段地址左移4位后形成的20位段起始地址。
8.8086CPU系统中为什么要用地址锁存器8086CPU由于引脚数量少,其地址总线采用了分时复用的双重总线,仅在总线周期的T l 时钟周期输出地址信号,而在整个总线周期中地址信号需保持不变,这就需用地址锁存器将T1周期发出的地址信号锁存起来以在整个总线周期中都能使用,为此8086CPU在T 1 周期提供地址锁存允许信号ALE(正脉冲),用ALE的下降沿将地址信息锁存在地址锁存器中(3分) 共需3片73LS373芯片用作地址锁存器,锁存信息A 19 —A 0 和 BHE的最大工作模式和最小工作模式的区别答:最小工作方式即单处理器系统方式;在此方式下,全部控制信号由CPU本身提供,它适合于较小规模的应用。
CPU工作于最大工作方式时,系统的控制信号由8288总线控制其提供,通常,在最大方式系统中一般包含两个或多个处理器。
10.什么叫重定位:重定位是指一个完整的程序块或数据块可以在存储器所允许的空间内任意浮动并定位到一个新的可寻址的区域。
11.8086指令系统的特点:8086与8088的指令系统由8位的8080/8085指令系统扩展而来的,格式比较复杂。
(2) 寻址方式灵活多样,处理数据的能力比较强。
(3) 有重复指令和乘、除运算指令。
扩充了条件转移、移位/循环指令。
(4) 为加强软件中断功能和支持多处理器系统的工作,增设了有关的指令。
12.总线周期概念:总线周期通常是指微处理器完成一次访存或I/O端口操作所需的时间。
在8086/8088中,一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成, 分别称为4个状态,即T1、T2、T 3与T4这4个状态。
T1状态:CPU往多路复用总线上发送地址信息,以选中所要寻址的存储单元或外设端口的地址。
T2状态:CPU从总线上撤消地址,并使总线的低16位浮置成高阻状态,为传送数据做准备。
T3状态,多路总线的高4位继续提供状态信息,而其低16位(对8088 CPU则为低8位)上将出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。
说明:若访问设备未准备好,则CPU会在T3之后自动插入1个或多个附加的时钟周期Tw,这个Tw就叫等待状态(CPU在每个总线周期的T3状态开始对READY信号采样。
)T4状态:CPU采样数据总线,完成本次读/写操作,总线周期结束。
(要对INTR信号进行采样)说明:只有BIU与内存或I/O端口交换数据,以及填充指令队列时,BIU才执行总线周期。
除此之外,既不需要填充指令队列,EU也没有向BIU发出总线周期请求时,系统总线就处于空闲状态,进入空闲周期,空闲周期由一个或几个Ti状态组成。
13.RESET:复位后,标志寄存器与指令队列缓冲器的原有信息被清除,IP与DS、SS和ES也被清零,而CS被置为FFFFH。
当RESET信号变为低电平时,CPU就从FFFF0H开始执行程序。
在程序执行时,RESET线保持低电平。
14.对存放的字,若低位字节从奇数地址开始存放,为非规则字;反之,为规则字。
读一个规则字需要访问一次存储器,一个总线周期,读一个非规则字需要访问两次存储器,两个总线周期。
当存放的是双字形式(这种数一般作为指针),其低位字是被寻址地址的偏移量;高位字则是被寻址地址所在的段地址。
15.每个I/O接口都有一个或几个端口。
在微机系统中每个端口分配一个地址号,称为端口地址。
一个端口通常为I/O接口电路内部的一个寄存器或一组寄存器。
当CPU与偶地址的I/O设备实现16位数据的存取操作时,可在一个总线周期内完成;当CPU与奇地址的I/O设备实现16位数据的存取操作时,要占用两个总线周期才能完成。
操作数有立即数操作数、寄存器操作数、存储器操作数、IO操作数、16. 8086/8088指令的分类8086/8088的指令按功能可分为6大类:数据传送、算术运算、逻辑运算、串操作、程序控制和CPU控制4类)通用数据传送指令 MOV、PUSH、POP、XCHG、XLAT 目标地址传送指令 LEA、LDS、LES标志位传送指令 LAHF、SAHF、PUSHF、POPF I/O数据传送指令 IN、OUT传送指令: MOV DST, SRC 执行操作:(DST) (SRC) 说明:可实现一个字节或字的传送注意: * DST、SRC 不能同时为段寄存器 * 立即数不能直接送段寄存器 MOV DS, 2000H * DST 不能是立即数和CS* DST、SRC 不能同时为存储器寻址 * 不影响标志位压入堆栈指令: PUSH SRC “先移后入”,先SP-2,SP始终指向堆顶,然后将操作数压入((SP)+1:(SP))中,操作数可以是通用寄存器,段寄存器或者某种寻址方式所指向的存储单元;弹出堆栈指令:POP dst “先出后移” ((SP)+1:(SP))给dst,后SP-2,dst可以是存储注意: 堆栈操作必须以字(16位)为单位不影响标志位不能用立即寻址方式PUSH 1234H 并非局限在栈顶操作 MOV AX,[BP][SI]交换指令: XCHG OPR1, OPR2执行操作: (OPR1) (OPR2)注意: 不影响标志位不允许使用段寄存器不能在存储器单元之间交换换码指令:XLAT 或XLAT OPR(通过查表实现)执行操作:(AL) ( (BX) + (AL) )例:MOV BX, OFFSET TABLE ; (BX)=0040H(表预先建立在内存)MOV AL, 3 ;索引值XLAT TABLE指令执行后 (AL)=30H注意* 不影响标志位* 字节表格(长度不超过256字节) 首地址 (BX)* 需转换的代码位移量 (AL)目标地址传送指令取有效地址指令: LEA REG, SRC执行操作: (REG16位通用寄存器) SRC(存储器操作数)将一个近地址指针写入到指定的寄存器。