CPU和外设数据传送方式
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第一章思考题与习题:1.什么叫微处理器、微机?微机系统包含哪些部分?2 .为什么计算机使用二进制计数制?3.CPU 在内部结构上由哪几部分组成?4 .十六进制的基数或底数是。
5.将下列十进制数分别转换成十六进制、二进制、八进制数:563 6571 234 1286 .将下列十进制小数转换成十六进制数(精确到小数点后4 位数):0.359 0.30584 0.9563 0.1257.将1983.31510转换成十六进制数和二进制数。
8.将下列二进制数转换成十进制数、十六进制数和八进制数:(1)101011101.11011 (2 )11100011001.011 (3 )1011010101.00010100111 9.将下列十六进制数转换成十进制数和二进制数:AB7.E2 5C8.11FF DB32.64E10.判断下列带符号数的正负,并求出其绝对值(负数为补码):10101100;01110001;11111111;10000001。
11.写出下列十进制数的原码、反码和补码(设字长为8 位):+64 -64 +127 -128 3/5 -23/12712.已知下列补码,求真值X :(1)[X]补=1000 0000(2 )[X]补=1111 1111(3 )[-X]补=1011011113.将下列各数转换成BCD 码:30D,127D,23D,010011101B,7FH14.用8421 BCD 码进行下列运算:43+99 45+19 15+3615.已知X =+25,Y =+33,X = -25,Y = -33,试求下列各式的值,并用其对应的真值进行验证:1 12 2(1)[X +Y ]补1 1(2 )[X -Y ]补1 2(3 )[X -Y ]补1 1(4 )[X -Y ]补2 2(5 )[X +Y ]补1 2(6 )[X +Y ]补2 216.当两个正数相加时,补码溢出意味着什么?两个负数相加能产生溢出吗?试举例说明。
第一章1.接口是微处理器与外界的连接部分,是CPU与外界进行信息交换的中转站。
2.为了完成CPU与I/O设备之间的信息交换,通常在接口部件中需要传输三种信息,即数据信息、状态信息和控制信息。
3.数据信息形式可分为数字量、模拟量和开关量三种。
4.在接口电路中,按接口寄存器存放信息的物理意义来分,端口可分为数据端口、状态端口和控制端口三类。
5.端口地址译码的方法可分为固定式地址译码和可选式地址译码。
6.CPU与外设之间的数据传送方式可分为程序控制方式、中断传送方式和DMA传送方式三种。
7.程序控制方式是指输入/输入指令来控制信息传送,是软件的控制方式,根据程序控制的方法,可分为无条件传送方式和条件传送方式。
8.计算机在执行正常程序的过程中,当出现某些紧急情况、异常事件或其他请求时,处理器会暂时中断正在运行的程序,转去执行对紧急情况或其他请求的操作处理,处理完成后,CPU回到被中断程序的断点处接着继续执行,这个过程称为中断。
9.DMA是指外设与存储器或者存储器之间直接传输数据的方式。
10.接口技术的发展趋势是大规模和超大规模芯片,并向智能化、技术化、系列化和一体化方向发展。
11.用IN、OUT指令访问端口时,端口地址在一个字节范围内,用直接寻址,端口地址超过一个字节范围,用DX寄存器间址。
第二章1.总线是一组能为多个部件分时共享的公共信息传送线路,即系统之间、模块之间、芯片内部用来传递信息的信号线的集合。
分时和共享是总线的两个主要特征。
2.每一种总线都具有规范说明,一般包括:机械结构规范、时序规范、电子规范和功能结构规范。
3.在计算机系统中,总线按信息传送的方向,可分为单向总线和双向总线。
4.在计算机系统中,总线按传送信息的类型,总线可分为数据总线(传送数据)、地址总线(传送地址)和控制总线(传送控制信息)。
5.在计算机系统中,总线按数据在总线中是同时传送还是逐位传送,总线分为并行总线和串行总线数据的各位能同时传送的总线称为并行总线,数据需要逐位依次传送的总线称为串行总线。
第一部分:基础知识一、选择题1.在下面关于微处理器的叙述中,错误的是( ) 。
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2.若用MB作为PC机主存容量的计量单位,1MB等于( )字节。
A、210个字节B、220个字节C、230个字节D、240个字节3.80X86执行程序时,对存储器进行访问时,物理地址可由()组合产生。
A、SS和IPB、CS和IPC、DS和IPD、CS和BP4.某处理器与内存进行数据交换的外部数据总线为32位,它属于()。
A、8位处理器B、16位处理器C、32位处理器D、64位处理器5.在堆栈操作中,隐含使用的通用寄存器是()。
A、AXB、BXC、SID、SP6.十进制负数–38的八位二进制补码是()A、BB、BC、BD、B7.用8位的二进制数的补码形式表示一个带符号数,它能表示的整数范围是()A、-127—+127B、-128—+128C、-127—+128D、-128—+127 8.标志寄存器FLAGS中存放两类标志,即()。
A、符号标志、溢出标志B、控制标志、状态标志C、方向标志、进位标志D、零标志、奇偶标志9.下列有关指令指针寄存器的说法中,哪一个是正确的()。
A、IP存放当前正在执行的指令在代码段中的偏移地址B、IP存放下一条将要执行的指令在代码段中的偏移地址C、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的物理地址D、IP存放当前正在执行的指令在存储器中的段地址10.如果访问存储器时使用BP寻址,则默认的段寄存器是()A、CSB、ESC、DSD、SS二、判断题1.SP的内容可以不指向堆栈的栈顶。
2.寄存器寻址其运算速度较低。
3.计算机的堆栈是一种特殊的数据存储区,数据存取采用先进先出的原则。
4.当运算结果各位全部为零时,标志ZF=0。
复习题1、CPU与外设之间的数据传送方式有程序控制方式、中断方式和DMA方式三种方式。
2、在中断服务程序中,进行中断处理之前,应先开中断,才允许中断嵌套,只有中断优先级更高的中断源请求中断,才能被响应。
3、一存储器芯片有13条地址引脚、8条数据引脚,请问该存储器芯片内有8K个字节单元。
4、某种存储器芯片有12条地址引脚、4条数据引脚,若要利用此类芯为某系统扩展16K*8位存储器,请问需要8片这样的存储器芯片。
5、具有电可擦除的只读存储器是_E2PROM_。
6、假定某数x=-01001010B,在计算机内部的表示为10110110,则该数所用的编码方法是_补码_。
7、在计算机系统中,多个系统部件之间信息传送的公共通路称为_总线_。
就其所传送的信息的性质而言,在公共通路上传送的信息包括_数据_、_地址_和_控制_信息。
8、用二进制代码表示的计算机语言称为_机器语言_,用助记符编写的语言称为_汇编语言_。
9、三级存储器系统是指_高速缓存_、_内存_、_外存_这三级。
10、一般而言,CPU至少有_程序计数器(PC)_、_指令寄存器(IR)_、_地址寄存器(MAR)_、_数据缓冲寄存器(MDR)_、_程序状态字寄存器(PSW)_和累加器六个寄存器。
11、补码加减法中,符号位作为数的一部分参加运算,符号位进位要丢掉。
12、X i Y i被称为进位产生函数,并以G i表示;X i+Y i称为进位传递函数,并以P i表示。
13、设n=16(不包括符号位),机器完成一次加和移位各需100ns,则原码一位乘最多需3200(16*200)ns,补码Booth算法最多需3300(16*200+100) ns。
14、设浮点数阶码为8位(含1位阶符),用移码表示,尾数为24位(含1位数符),用补码规格化表示,则对应其最大正数的机器数形式为(8个1)0(23个1) 真值为2127×(1-2-23)(十进制表示);对应其绝对值最小负数的机器数形式(8个0)11(22个0)真值为(-1/2)×2-128(十进制表示)。
第五章习题与思考题典型例题解析例5-1 计算机输入/输出控制方式有哪几种?各有什么特点?答:CPU与外设进行数据传送,系统中对数据传送的控制方式一般分为四种:①程序控制方式,程序控制方式是指CPU与外设间的数据传送是在程序的控制下完成的一种数据传送方式,这种方式又分为无条件传送和条件传送二种。
在这种I/O方式中,程序设计简单,硬件软件较省,但费时,CPU效率较低,实时性差,主要用于中低速外设和实时性要求不高的场合。
②中断控制方式,中断控制方式是指利用中断技术控制CPU与外设进行数据传送的一种方式。
这种方式实时性好,不需要反复查询等待,减少了CPU等待时间,CPU与外设可并行工作,但这种方式需要进行现场保护及恢复等工作,仍花费CPU时间。
③DMA方式,DMA方式是指由专门硬件控制,不需CPU介入,直接由存储器与外设进行数据传送的方式。
这种方式不需CPU介入,减少了CPU的开销,能实现高速的数据块传送,提高了效率。
但这种方式增加了硬件开销,提高了系统的成本。
④IOP方式,IOP方式是指由输入/输出协处理器IOP控制数据传送的方式。
这种控制方式由于输入/输出协处理器具有单独的指令系统,因此能在数据传送时,同时进行数据处理,数据传送支持DMA方式,因此传送速度快而且不须CPU介入,CPU与IOP可并行工作,效率高。
这四种方式中,程序控制方式和中断方式属于软件控制方式,DMA方式和IOP方式属于硬件方式。
例5-2 试述I/O端口两种编址方法的特点与区别。
..答:I/O端口的编址方法有二种:即I/O端口单独编址方式和I/O端口与存储器单元统一编址方式。
I/O端口与内存单元地址统一编址方式是将I/O端口地址与内存地址统一安排在内存的地址空间中,即把内存的一部分地址分配给I/O端口,由I/O端口来占用这部分地址。
这种方式控制逻辑较简单,I/O端口数目不受限制,所有访问存储器的指令都可用于I/O端口,指令丰富,功能强。