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微机原理与接口技术1.系统总线是连接计算机CPU、内存、辅存、各种输入输出部件的一组物理信号线及相关的控制电路。
2.若操作数由指令中指定的寄存器给出，则采用的寻址方式是寄存器直接寻址。
3.总线性能的重要指标是总线宽带，它定义了为总线本身所能达到的最高传输速率。
4.CISC指令的特点是指令长度固定、指令种类少、寻址方式少。
5.半导体静态存储器SRAM的存储原理是依靠双稳态电路保存信息，不需要刷新。
6.异步串行通信的主要特点是通信双方不需要同步，没有专门的同步字。
7.计算机外部中断分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断两类。
8.运算器完成的主要运算是算术运算和逻辑运算。
9.8251A工作在异步方式时最大波特率19.2Kbit/s；工作在同步方式时最大波特率64Kbit/s。
10.8255A的端口A有3种工作方式，端口B有2种工作方式。
11.同步串行通信规程规定，传送数据的基本单位是bit，其中最先传送的是同步字。
12.8259A对中断优先级的管理，可概括为完全嵌套方式，自动循环方式和特殊全嵌套方式。
13.子程序的属性可以分为near 或Far14.在中断驱动I/O方式中，当外设要和CPU交换数据时，它就通过硬件电路给CPU一个信号，这个信号叫做中断请求。
15.系统总线通常包含地址总线、数据总线和控制总线，其中地址总线的位数确定了总线的寻址能力。
16.Pentium系列微机主要采用南北桥结构和两个中心结构。
17.8259A内部主要有中断请求寄存器，中断屏蔽寄存器和中断服务寄存器。
18.DMA数据传送有2种方式：字节方式和数据块。
19.常用的主存到Cache的地址映像方式有直接映像、全相联映像和组相联映像。
20.奇偶校验法只能发现奇数个错，不能发现无错或偶数个错。
21.Cache存储器主要作用是解决协调主存和CPU的速度不匹配问题。
22.RISC指令系统中最大特点是长度固定，指令条数少，寻址种类少。
23.主机与I/O设备传送数据时，CPU的效率最低的是查询方式，较高的是中断方式。
第六章I/O接口和总线本章介绍1.I/O接口I/O接口的功能简单的输入输出接口芯片I/O端口及其寻址方式CPU与外设间的数据传送方式 PC机的I/O地址分配2.总线IBM PC总线AT总线或ISA总线6-1、I/O接口一．I/O接口的功能1.采用I/O接口的必要性计算机和外设之间的信息交换带来一些问题：速度不匹配信号电平不匹配信号格式不匹配时序不匹配因此I/O设备不能直接与CPU的系统总线相连，必须在CPU与外设之间设置专门的接口电路来解决这些问题。
可编程输入输出接口芯片随着大规模集成电路技术的发展，出现了许多通用的可编程接口芯片，可用它们来方便地构成接口电路。
后面几章将介绍常见的可编程I/O接口芯片的原理、编程方法及与CPU的连接方法。
可编程中断控制器8259A可编程计数器/定时器8253可编程外围接口芯片8255A串行通信和可编程接口芯片8253AA/D和D/A转换芯片。
本章介绍最常用的简单I/O接口芯片,主要有缓冲器(Buffer)和锁存器(Latch)。
二、简单的输入输出接口芯片1.缓冲器74LS244和74LS245连接在总线上的缓冲器都具有三态输出能力。
在CPU或I/O接口电路需要输入输出数据时，在它的使能控制端EN（或G）作用一个低电平脉冲，使它的内部的各缓冲单元接通，即处在输出0或1的透明状态。
数据被送上总线。
当使能脉冲撤除后，它处于高阻态。
这时，各缓冲单元像一个断开的开关，等于将它所连接的电路从总线脱开。
74LS244和74LS245就是最常用的数据缓冲器。
除缓冲作用外，它们还能提高总线的驱动能力。
8个三态缓冲单元，分成两组，分别由门控信号为低电平时，数据传送；高电平时，输出高阻态。
单向缓冲器，只能从端。
OE 2.锁存器74LS3731. I/O端口1.数据端口（Data Port）用来存放CPU与外设之间交换的数据，长度一般为1-2个字节，主要起缓冲作用。
2.状态端口（Status Port）用来指示外设的当前状态。
微机原理8088的总线与时序8088是Intel公司于1979年推出的一款16位微处理器。
它主要用于个人计算机IBM PC和互补金属氧化物半导体技术（CMOS）中。
8088的总线结构包括内部总线和外部总线。
内部总线通过内部连接的数据通路在不同的功能部件之间传输数据和控制信号。
外部总线则用于连接8088与外部设备，如内存、输入输出（I/O）设备等。
8088的总线宽度为16位，分为数据总线、地址总线和控制信号总线。
数据总线用于传输数据，宽度为16位，可以同时传输一个字节（8位）或一个字（16位）。
地址总线用于寻址，其宽度为20位，可以寻址1MB空间。
控制信号总线至少包括读（RD）、写（WR）、片选（CS）、内存读（MREQ）、I/O读（IOR）和时钟这些基本信号。
8088的时序包括外设周期、读周期、写周期和I/O周期。
外设周期用于与外部设备进行通信，包括读写外设内容和控制外设。
读周期用于从内存或外设读取数据到寄存器或内部缓冲器中。
写周期用于将内部寄存器或内部缓冲器中的数据写入到内存或外设中。
I/O周期用于从外部设备读取或写入数据。
在时序方面，8088采用了同步时序设计。
时钟信号周期（CLK周期）用于同步各个部件的工作。
时钟信号由外部提供，频率为4.77MHz，即每个时钟周期为210ns。
在一个时钟周期内可以完成一个机器周期的工作。
8088的机器周期分为5个时钟周期，即一个机器周期需要5个时钟周期完成。
根据不同的操作，一个机器周期又可以分为多个时钟周期。
不同的操作需要不同的时钟周期数来完成，包括指令周期、内存周期、I/O周期等。
具体的时序可以通过查阅8088的数据手册得到。
总的来说，8088的总线结构和时序是保证处理器与外部设备通信的关键。
通过总线结构的设计和时序的安排，8088能够快速、准确地与外部设备交互，实现数据、控制信号和地址的传输和处理。
同时，时序的设计也要考虑到时钟频率、数据传输速度等因素，以确保系统的稳定性和可靠性。
微机原理与接口技术1、8086 CPU在内部结构上由哪几部分组成?其功能是什么?8086的内部结构分成两部分。
总线接口部件BIU，负责控制存储器与I/O 端口的信息读写，包括指令获取与排队、操作数存取等。
执行部件EU负责从指令队列中取出指令，完成指令译码与指令的执行行。
2、8086的总线接口部件有那几部分组成? 其功能是什么?8086的总线接口部件主要由下面几部分组成：4个段寄存器CS/DS/ES/SS，用保存各段址；一个16位的指令指针寄存器IP，用于保存当前指令的偏移地址；一个20位地址法器，用于形成20位物理地址；指令流字节队列,用于保存指令；存储器接口，用于与外总线的连接。
3、8086的执行单元（部件）由那几部分组成?有什么功能?8086的执行单元部件主要由下面几部分组成：控制器、算数逻辑单元、标志寄存器、通用寄存器组。
（1）控制器，从指令流顺序取指令、进行指令译码，完成指令的执行等。
（2）算数逻辑单元ALU，根据控制器完成8/16位二进制算数与逻辑运算。
（3）标志寄存器，使用9位，标志分两类。
其中状态标志6位，存放算数逻辑单元ALU运算结果特征；控制标志3位，控制8086的3种特定操作。
（4）通用寄存器组，用于暂存数据或指针的寄存器阵列。
6、8086CPU状态标志和控制标志又何不同?程序中是怎样利用这两类标志的? 8086的状态标志和控制标志分别有哪些?（1）标志分两类：状态标志（6位）,反映刚刚完成的操作结果情况。
控制标志（3位），在8086特定指令操作中起控制作用。
（2）利用状态标志可以掌握当前程序操作的结果，例如了解是否产生进位，是否溢出等。
例如利用控制标志可以控制程序的单步调试。
（3）状态标志包括：包括零标志ZF、符号标志SF、奇偶标志PF、进位标志CF、辅助进位标志AF、溢出标志OF。
控制标志包括：单步运行标志TF、方向标志DF 与中断允许标志IF。
8、8086CPU的形成三大总线时，为什么要对部分地址线进行锁存？用什么信号控制锁存？为了确保CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作，要求地址和数据同时出现在地址总线和数据总线上。
2. 什么是机器码？什么是真值？解：把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
3. 8位和16位二进制数的原码 、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？ 解：原码（-127~+127）、（-32767~+32767）补码 (-128~+127）、（-32768~+32767） 反码（-127~+127）、（-32767~+32767）4.一般来说，其内部基本结构大都由 算数逻辑单元、控制单元、寄存器阵列、总线和总线缓冲器 四个部分组成。
高性能微处理器内部还有指令预取部件、地址形成部件、指令译码部件和存储器管理部件等。
二 1.总线接口单元BIU （Bus Interface Unit ）包括段寄存器、指令指针寄存器、20位地址加法寄存器和先入先出的指令队列、总线控制逻辑。
负责与存储器、I/O 设备传送数据，即BIU 管理在存储器中获取程序和数据的实际处理过程。
20位地址加法器将16位段地址和16位偏移量相加，产生20位物理地址。
总线控制逻辑产生总线控制信号对存贮器和I/O 端口进行控制。
IP 指针由BIU 自动修改，平时IP 内存储下条要取指令的偏移地址；遇到跳转指令后，8086将IP 压栈，并调整其内容为下条要执行指令地址。
2.执行单元EU （Execution Unit ）包括ALU 、状态标志寄存器、通用寄存器、暂存器、队列控制逻辑与时序控制逻辑等。
负责指令的执行。
将指令译码并利用内部的ALU 和寄存器对其进行所需的处理。
3.EU 和BIU 的动作管理—流水线技术原则控制器运算器 寄存器输入/输出接口存储器 CPU主机外部设备应用软件系统软件微型机软件微型机系统 微型机硬件（1）每当8086的指令队列中有2个空字节且EU 未向BIU 申请读写存储器操作时，BIU 就会自动把指令取到指令队列中。
（2）每当EU 要执行一条指令时，它会先从BIU 的指令队列前部取出指令代码，然后执行指令。
微机原理及接口技术一、前言随着信息时代的到来，计算机技术的不断发展，微机技术已经得到了广泛的应用和发展。
微机原理及接口技术作为微机技术的重要基础，对于了解微机的结构和工作原理，以及实现微机与外部设备的通信具有十分重要的意义。
本文将围绕着微机的结构、工作原理以及微机与外部设备的接口技术进行详细的介绍和分析。
二、微机的结构微机是由中央处理器(CPU)、内存(MEM)、输入/输出(I/O)接口电路、总线(BUS)等部分组成的。
CPU是微机的核心部分，它能对数据进行处理、控制微机的运作；内存是储存数据和指令的地方，CPU可以直接对内存进行读取和写入操作；I/O接口电路是微机与外部设备之间进行数据交换的桥梁；总线则是将CPU、内存和I/O接口电路连接在一起，并传递数据和控制信息。
三、微机的工作原理微机的工作过程主要由指令执行和数据存取两个部分组成。
当CPU需要执行下一条指令时，会从内存中读取这条指令，然后进行解析并执行相应的操作。
当CPU需要访问数据时，会从内存中读取数据，并将数据写入内存中。
而CPU与输入/输出设备之间的通信也是通过I/O接口电路完成的。
CPU可以根据需要对内存进行读写操作，这是因为内存与CPU的速度非常接近，对内存的操作是非常快速的。
而CPU与外设之间通过I/O接口电路进行通信，则是因为I/O接口电路需要实现对不同类型的设备接口进行适配，对设备的操作速度也受到限制。
四、微机的接口技术为了实现微机与外部设备的通信，需要通过不同的接口技术来实现对不同类型设备的连接。
常用的接口技术有串行接口(Serial Interface)、并行接口(Parallel Interface)、通用串行总线(USB)、蓝牙接口(Bluetooth Interface)等。
其中，USB接口已经成为目前最为普遍的接口技术之一。
串行接口技术和并行接口技术是早期应用比较广泛的接口技术，它们的主要区别在于对数据的传输方式不同。
《微机原理与接口技术》(第三版)简介《微机原理与接口技术》是一本介绍微机原理以及接口技术的教材。
本书主要内容包括微机系统、计算机的组成与结构、内部总线结构、存储器系统、微机的中央处理器、系统总线与接口技术等。
本书旨在帮助读者全面了解微机原理和接口技术，为读者提供深入学习和研究微机原理与接口技术的基础知识。
第一章微机系统1.1 微机系统的概念和组成在本章中，我们将介绍微机系统的概念和组成。
微机系统由中央处理器(CPU)、存储器(Memory)和输入输出(I/O)设备组成。
我们将详细介绍每个组件的功能和作用，以及它们之间的关系和通信方式。
1.2 微机系统的发展历程本节将回顾微机系统的发展历程。
我们将从早期的微处理器发展到如今的微机系统，探讨微机系统在不同时期的发展和应用。
1.3 微机系统的分类微机系统可以根据不同的分类标准进行分类。
在本节中，我们将介绍微机系统的几种常见分类方式，并讨论各种分类方式的优缺点。
第二章计算机的组成与结构2.1 计算机的基本组成本章将介绍计算机的基本组成。
计算机由硬件和软件两部分组成，硬件包括中央处理器、存储器和输入输出设备，软件包括操作系统和应用软件。
2.2 计算机的结构计算机的结构是指计算机系统中各个组成部分之间的关系和交互方式。
在本节中，我们将介绍计算机的结构，并详细讨论计算机中各个组成部分之间的关系和通信方式。
第三章内部总线结构3.1 内部总线的概念和作用内部总线是计算机中各个组件之间进行数据传输的通道。
本章将介绍内部总线的概念和作用，并详细探讨内部总线在计算机系统中的重要性和应用。
3.2 内部总线的分类内部总线可以根据不同的分类标准进行分类。
在本节中，我们将介绍内部总线的几种常见分类方式，并讨论各种分类方式的优缺点。
3.3 内部总线的设计本节将介绍内部总线的设计原理和方法。
我们将讨论内部总线的带宽、传输速率、传输方式等设计参数，并详细介绍内部总线的设计流程和方法。
习题44.1 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。
4.2 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。
4.3 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。
第4章 8086/8088的总线与时序4.1 8086/8088的引线及功能8086是16位微处理器；8088是准16位微处理器，它对外的数据线是8位的。
它们的地址线是20位的。
8086/8088均为40条引线、双列直插式封装。
它们的40条引线排列如图4-1所示。
为了能在有限的40条引线范围内进行工作，CPU内部设置了若干个多路开关，使某些引线具有多种功能，这些多功能引线的功能转换分两种情况：一种是分时复用，在总线周期的不同时钟周期内引线的功能不同；另一种是按组态来定义引线的功能.用8088微处理器构成系统时，根据系统所连接的存储器和外设的规模，8088可以有两种不同的组态。
在不同组态时有些引线的名称及功能不同。
最小组态：当用8088微处理器构成一个较小的系统时，所连的存储器容量不大，I/O端口也不多，若把MN/MX 引线接电源(+5V)，则8088处于最小组态；最大组态：若构成的系统较大，要求有较强的驱动能力，要通过一个总线控制器来产生各种控制信号。
把引线MN/MX接地，则8088处于最大组态。
所有的微处理器都有以下几类引线用来输出或接收各种信号：●地址线、●数据线、●控制线和状态线、●电源和定时线。
8086/8088的40条引线包括以上4种信号，下面介绍各条引线的功能。
4.1.1的地址和数据线●A D7～AD0：低8位地址/数据线(输入/输出，三态)。
8088数据线是8位的，地址线是20位的，为减少引线的数量于是在8088 内部采用一些多路开关，把低8位地址线和8位数据线分时使用这些引线。
通常当CPU访问存储器或外设时，先要送出所访问单元或外设端口的地址，然后才是读写所需的数据，地址和数据在时间上是可区分的。
只要在外部电路中用一个地址锁存器，把在这些线上先出现的地址锁存下来就可以了。
●A15～A8：地址线(输出，三态)。
这8条地址线是在8088内部锁存的，在访问存储器或外设时输出8位地址。
●A19～A16/S6～S3：地址/状态线(输出，三态)。
8086系统连接两片存储器的方法
8086系统可以连接两片存储器的方法主要有两种：并行连接和串行连接。
1. 并行连接：
并行连接是指将两片存储器同时连接到8086的数据总线上，并且使用不同的地址线来选择不同的存储器。
这种连接方式可以同时访问两片存储器，提高了数据传输的速度。
具体的连接方式如下：
- 将两片存储器的数据引脚连接到8086的数据总线上。
- 将两片存储器的地址引脚连接到8086的地址总线上，并使用不同的地址线来选择不同的存储器。
- 将两片存储器的读写控制引脚连接到8086的读写控制引脚上，以控制存储器的读写操作。
2. 串行连接：
串行连接是指将两片存储器连接到8086的一个存储器模块上，通过串行方式进行数据传输。
具体的连接方式如下：
- 将两片存储器连接到8086的存储器模块的数据引脚上。
- 将两片存储器的地址引脚连接到8086的地址总线上，并使用相同的地址线来选择存储器。
- 将两片存储器的读写控制引脚连接到8086的读写控制引脚上，以控制存储器的读写操作。
- 在8086的存储器模块中配置相应的控制逻辑，以实现对两片
存储器的串行读写操作。
需要注意的是，无论是并行连接还是串行连接，都需要保证两片存储器的地址范围不重叠，以避免冲突。
此外，还需要根据具体的存储器类型和接口来选择适当的连接方式和电路设计。
微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答第6章总线及其形成6.1答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。
随机存储器。
随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。
由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。
计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。
通常所说的内存大小就是指RAM的大小，一般以KB或MB为单位。
只读存储器。
只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。
ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。
当计算机断电后，ROM 中的信息不会丢失。
当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。
ROM 适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。
6.2 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。
6.3答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。
作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周期t cyc(R)(Read Cycle Time)和最小写周期t cyc(W)(Write Cycle Time)。
如果根据计算，微处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。
8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。
因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：t cyc(R)＜4T－t da－t D－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；t da为8086微处理器的地址总线延时时间；t D为各种因素引起的总线附加延时。
