微型计算机原理习题及解答

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微机原理习题

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?

答:

微型计算机系统:包括微型计算机的硬件系统和必要的系统软件。

微型计算机的硬件系统包括:微型计算机和外围设备。

微型计算机:主要是由微处理器(MPU)、存储器(ROM、RAM)、I/O接口、系统总线组成。

微处理器(MPU):是用微电子技术将中央处理器(CPU)集成在一块芯片中制成的超大

规模集成电路(IC),从逻辑的角度看,其内部主要包括:运算器

(或称算术逻辑单元(ALU))、控制器和一定数量的寄存器组成。

2、控制总线传输的信号大致有哪几种?

答:控制总线用来传输控制信号,协调各部件之间的工作;控制总线是双向的;控制总线包括CPU送往存储器和输入/输出接口电路的控制信号,如读信号、写信号和中断响应信号等;控制总线还包括其他部件送到CPU的信号,比如,时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号等。

3、微型计算机采用总线结构有什么优点?

答:采用总线结构的优越性主要表现在两个方面:①简化系统的设计,使CPU、RAM、ROM、I/O接口的设计简单化、标准化,使复杂的硬件系统变为面向总线的单一关系。②方便系统的硬件扩充——一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中。

4、简述8086 CPU的逻辑结构。

答:从逻辑功能上,8086分为两部分:总线接口部件BIU(Bus Interface Unit);执行部件EU(Execution Unit)。其中,总线接口部件包括:地址加法器、段寄存器组、IP

指针、指令队列缓冲器、和输入输出控制电路;执行部件包括:运算器、通用寄存器组、标志寄存器、和执行部分的控制电路。

5、 8086/8088 和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同? 这样的设计思想有什

么优点?

答:传统的计算机都是按照下面3个步骤循环工作的:

①从指令指针所指的内存单元中取一条指令送到指令寄存器。

②对指令进行译码,而指令指针进行增值,以指向下一条指令的地址。

③执行指令。如果所执行的是转移指令、调用指令或者返回指令,则重新设置指

令指针的值,以指向下一条要执行的指令。

而8086/8088指令的执行是流水线方式,取指令和执行指令是并行工作的,工作效率大大提高,从而大大提高了CPU的执行速度。6、总线周期的含义是什么? 8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成? 如一个CPU 的时钟频率为10MHz,那么,它的一个时钟周期为多少? 一个基本总线周期为多少?

答:为了取得指令或进行数据的传送,CPU的总线接口部件需要执行一系列的操作,这些操作所经历的时间叫一个总线周期。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状态、T2状态、T3状态和T4状态。时钟周期是CPU的时序基本时间计量单位,它由计算机主频决定。如果8086的主频为10MHz,1个时钟周期就是100ns;1个最基本的总线周期是400ns 。7、在对存储器和I/O 设备读写时,要用到IOR、IOW、MR、MW信号,最小模式时可用怎样的电路由CPU的RD、WR、和M/IO信号得到? 请画出逻辑图。

8、结合

?

ALE

答:T1状态对地址信号

进行锁存。地址锁存允许信号ALE输出端,是8086/8088提供给地址锁存器8282(或74LS373)的控制信号,高电平有效,在任何一个总线周期的T1状态,该引脚输出有效高电平,以表示当前在地址/数据复用总线上输出的是地址信息,地址锁存器将ALE作为锁存信号,对地址进行锁存,锁存器的输出端形成系统的地址总线。在T2~T4期间,锁存器输出的地址总线保持稳定,复用总线上的数据传输不会影响地址信号,这样就有效地分离了数据总线和地址总线。

9、 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? 答:8086CPU的地址总线宽度是20条地址线,故他的存储器寻址空间最大为1MB(220)。16位的段寄存器值和16位的偏移量形成20位物理地址的算法是:

物理地址 = 段地址×16 + 偏移量

实际上这个操作是在CPU的总线接口部件中由地址加法器自动完成的。

10、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:根据物理地址 = 段地址×16 + 偏移量所以有

11、在中断响应过程中,8086往8259A 发的两个INTA信号分别起什么作用?

答: 对于 8086/8088来讲,INTA 信号是位于2个连续总线周期中的两个负脉冲,在每个总线周期的T2、T3和Tw状态,INTA端为低电平。

➢第一个负脉冲通知外部设备的接口,它发出的中断请求已经得到允许。

➢外设接口收到第二个负脉冲后,往数据总线上放中断类型码,从而CPU便得到了有关此中断请求的详尽信息。12、 8086最多可有多少种中断? 按照产生中断的方法分为哪两大类 ?

答: 8086/8088有一个强有力的中断系统,可以处理256种不同的中断,每个中断对应一个类型码,256种中断对应的中断类型码为0~255 。

从产生中断的方法来分,中断可以分为两大类:

✍✍一类叫硬件中断:由中断信号来触发;

✍✍一类叫软件中断:由中断指令来触发;13、非屏蔽中断有什么特点?可屏蔽中断有什么特点? 分别用在什么场合?

答:非屏蔽中断是通过CPU的NMI(Non-Maskable Interrupt)引腿进入的,它不受中断允许标志IF的屏蔽,并且在整个系统中只能有一个非屏蔽中断;可屏蔽中断是通过CPU的INTR(Interrupt)引腿进入的,并且只有当中断允许标志IF为1时,可屏蔽中断才能进入,如果中断允许标志IF为0,则可屏蔽中断受到禁止。14、什么叫中断向量? 它放在哪里? 对应于中断类型号1CH的中断向量存放在哪里? 如果1CH 的中断处理子程序从5110H:2030H开始,则中断向量应怎样存放?

答:所谓中断向量,实际上就是中断处理子程序的入口地址。中断向量放在中断向量表中,每个中断向量用4个字节来描述,256个中断向量需要1024字节(即1K空间),8086/8088的中断向量表位于内存0段的0~3FFH区域。对应于1CH的中断向量存放在中断向量表种偏移地址为4×1CH = 70H开始的地方,如果1CH的中断处理子程序从5110H:2030H开始,则中断向量从70H开始的存放顺序是:30H、20H、10H、51H。

15、非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找?

答:非屏蔽中断对应的中断类型号固定为2,所以它在中断向量表中的位置是从08H开始的连续4个字节,依次是:偏移地址的低字节、偏移地址的高字节、代码段地址的低字节、代码段地址的高字节。

16、叙述可屏蔽中断的响应过程,一个可屏蔽中断(或者非屏蔽中断)响应后,堆栈顶部

四个单元中是什么内容?

答: