史嘉权微型计算机技术和应用(二).
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综合训练题集使用时，内容上可以选择一局部题 做；时间上可以分两局部安排：
一局部时间用于每个学生自己做，
另一局部时间按小组进展讨论和交流，还可以组 间交流，教师归纳和评价。
关于考试试卷
① 覆盖知识面和关键点。 ② 不靠死记硬背。 ③ 好学生考出好成绩。
谢谢各位！
出现学生不知道怎样连接硬盘。
作为“TPC－1实验系统〞的主设计者，坦诚地劝告 同行，现在完全不必再去购置商家推出的各种扩展板 实验设备了。我们在实践和调查中感到，当前，最切 合实际的微机实验，
1。 让学生翻开手边的计算机机箱，结合书本知识， 做一些分析性和综合性的训练题；
2。动手编写一些程序，在Pentium系统中调试和运 行一下，看看自己的设计是否可行；
因为实验的很大一局部内容是驱动8段显示 管，而8段显示管在计算机系统中完全不用；
另外，所谓硬件实验，其实电路完全已经在 印刷板上设计好，并不能提高学生的动手能力； 最重要的是，这些内容大局部已经过时了。
关于综合训练
当年?TPC－1十六位微型机实验培训系统?的设计 者，后来此系统被多个公司抄袭仿制。在此，笔者向 兄弟院校坦诚建议，不要再买这类系统了，用综合训 练题集可以收到更符合实际、更好的效果，并且可节 省不必要的开支。
讲课中贯彻启发性和创新性1— —关于软件中断和硬件中断
所有中断处理子程序都有着一样的构造模式，即：
① 一开场通过一系列推入堆栈指令来保护中断现 场，即保护各存放器的值(当然有时未必需要保 存所有存放器的值)。
② 一般情况下，应用指令设置中断允许标志IF来 开放中断，以允许级别较高的中断请求进入。
③ 中断处理的具体内容，这是中断处理子程序的 主要局部。
• 在16位系统中，为了使所有的数据传输都利用 数据总线的低8位，必须把地址总线的A1线和 接口的A0端相连。为什么要这样进展地址的错 位连接呢?
地址错位相连技术小结
CPU 数据线 体数 选0体 地址线 错位相连 初值 差值
81
20 A0_A0 A0=0 1
16 2 A0=0 20 A1_A0 A1A0=0 2
• 执行预测功能，这种功能基于一个重要的分支规 律。为了便于说明，先来看下面的程序段，这个 程序段用来对屏幕像素填色。
Pentium流水线分支预测技术
MOV DX，100 ；右下角像素的y坐标
AAA：MOV CX， 200 ；右下角像素的x坐标
BBB：MOV AL， 04 ；设置红色值04H
MOV AH， 0CH ；写像素操作功能码
• 由此可得到结论：条件转移指令的转移目标地址 是可以预测的，预测的依据就是前一次的转移目 标地址即所谓历史状态，预测的准确率尽管不是 100%，但是可以很高，有时候甚至非常高。
• 正是基于上述结论对转移指令进展分支预测，它 含有一个1KB容量的Cache，其中可以容纳256条 转移指令的目标地址和历史状态。历史状态用2 位二进制数表示4种可能情况，即必定转移、可 能转移、可能不转移和必定不转移。
INT
10H
；像素位置写颜色
DEC CX
；x坐标左移一个像素
JNZ
BBB
；未到最左，那么继续
• 上面程序中，出现两个条件转移指令，即JNZ BBB和JNZ AAA。由于CX中事先设置了参数200，所 以，在执行JNZ BBB指令时，有199次转向BBB处，只 有1次转向下一条指令。同样，由于DX中事先设置了参 数100，所以，在执行指令JNZ AAA时，有99次转向 AAA处，只有最后1次才转向下一条指令。
讲课中贯彻启发性和创新性1— —关于软件中断和硬件中断
• ④ 中断处理模块之后，是一系列弹出堆栈指 令，使各存放器恢复进入中断处理时的值。
• ⑤ 最后是中断返回指令，中断返回指令的执 行使堆栈中保存的断点值和标志值分别装入 EIP/IP、CS和标志存放器。
• 中断处理子程序除了构造上的这些特点外，在 位置上也有特点，它们在系统中，不是像其他 应用程序那样浮动装配，而是固定装配的。装 配的起始地址由中断向量表给出。并且，中断 处理子程序通常都常驻内存，即系统一启动， 就完成中断处理子程序的装配。
• 从上面可了解到，中断处理子程序和一般子程 序相比，前者的最后一条指令是中断返回指令， 而一般子程序的最后一条指令是返回指令。于 是产生了这样一个想法，能不能像调用远程子 程序那样利用软件来调用中断处理子程序?— —软件中断
关于软件中断和硬件中断
• 软件中断有如下特点：
• ① 用 INT 指令进入中断处理子程序，并且，中 断类型号 n 由指令提供。
3。可以组织小组讨论和课堂讨论，对未来的微型机 技术开展作展望，甚至可以进展不加限制、不作否认 性评判的设想，再分析和比较，哪些是可能实现的。
对于微型机实验的考虑
本书配套教材正是出于这样的考虑而 进展了改革和创新，推出了一套精心 设计的综合训练题集。
关于综合训练
提供综合训练题的另一个原因是，我们了解 到一些学校为了进展?微型机技术?课程的实验， 经费上经历很多麻烦，但实验效果并不好。
• ② 进入中断时，不需要执行中断响应总线周期。
• ③ 不受中断允许标志IF的影响，也就是说，不 管IF是1还是0，任何一个软件中断均可执行。不 过，软件中断的一号中断受标志存放器中另外一 个标志即TF(单步中断标志)的影响，只有TF为1 时，才能执行单步中断。
关于软件中断和硬件中断
• ④ 正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求， 并且是非屏蔽中断请求，那么，会在执行完当前指令 后立即给予响应。如果在执行软件中断时有可屏蔽中 断请求，并且此前由于中断处理子程序中执行了开放 中断指令，从而使中断允许标志IF为1，那么也会在 当前指令执行完后响应可屏蔽中断请求。
• 上面程序中的分支转移情况十分常见。由此可以归纳出 这样的规律：一是大多数条件转移指令转向每个分支的 时机不是均等的；二是大多数条件转移指令排列在循环 程序段中。这两点造成的综合结果是，在程序运行过程 中，同一条件转移指令可能会屡次甚至成百上千次执行。 其中只有一次转向某一分支，其余全部转向另一分支， 后者一般就是在循环体中循环，而前者那么转出循环体。
讲课中怎样贯彻启发性和创新 性的目的
• 弄明白一个技术的来龙去脉；
• 从细微的现象中，得到启示。
对于微型机实验的考虑
对于?微型机原理?或?微型机技术?课程的实验安排， 多年来，笔者和同行以及学生进展过很多讨论和交流， 几乎一致的意见是，在计算机集成度越来越高的今天， 用扩展板做硬件实验，价值甚小。因为，
80386 32 4 A1A0 =0 32 A2_A0 A2_A0=0 4
Pentium64 8 A2_A0=0 32 A3_A0 A3_A0=0 8 用低8位数据线——选0体 〔BE0=0〕
贯 彻 启 发 性 和 创 新 性 3— Pentium流水线分支预测技术
• 程序设计中，条件转移指令用得非常多。条件转 移指令在执行前，不能确定转移是否发生。而指 令预取缓冲器是顺序取指令的，如果产生转移， 那么，指令预取缓冲器中取得的后续指令全部白 取，从而造成流水线断流，损失流水线效能。为 此，希望在转移指令执行前，能够预测转移是否 发生，从而确定此后执行哪一段程序。
一是扩展板上所有的实验，实际上是既不需要实验 者设计、也不需要实验者连接和检测的线路实验，而 不是计算机实验；
二是这些实验所用的线路其实与当前的计算机接口 技术和系统技术相距很大，并不能由此提高学生对计 算机技术的领悟力；
三是即使一些厂商推出的所谓改进型扩展板，实际 上也仅仅是扩展板和主机之间的连接作了改变，实验 内容仍然是老框框和老模式，和当前实际的计算机系
⑤ 软件中断没有随机性。
• INT 21H INT 10H
• INT 64H INT 63H
讲课中贯彻启发性和创新性2— —关于地址错位技术
• 大多数接口用两个连续的端口地址对应内部存 放器的读/写。怎样在接口和数据总线的某8位 数据线相连时，满足接口对端口地址的设置要 求，即一个接口用一奇一偶两个连续地址，能 准确地和CPU进展数据信息、控制信息和状态 信息的传输呢？
一局部时间用于每个学生自己做，
另一局部时间按小组进展讨论和交流，还可以组 间交流，教师归纳和评价。
关于考试试卷
① 覆盖知识面和关键点。 ② 不靠死记硬背。 ③ 好学生考出好成绩。
谢谢各位！
出现学生不知道怎样连接硬盘。
作为“TPC－1实验系统〞的主设计者，坦诚地劝告 同行，现在完全不必再去购置商家推出的各种扩展板 实验设备了。我们在实践和调查中感到，当前，最切 合实际的微机实验，
1。 让学生翻开手边的计算机机箱，结合书本知识， 做一些分析性和综合性的训练题；
2。动手编写一些程序，在Pentium系统中调试和运 行一下，看看自己的设计是否可行；
因为实验的很大一局部内容是驱动8段显示 管，而8段显示管在计算机系统中完全不用；
另外，所谓硬件实验，其实电路完全已经在 印刷板上设计好，并不能提高学生的动手能力； 最重要的是，这些内容大局部已经过时了。
关于综合训练
当年?TPC－1十六位微型机实验培训系统?的设计 者，后来此系统被多个公司抄袭仿制。在此，笔者向 兄弟院校坦诚建议，不要再买这类系统了，用综合训 练题集可以收到更符合实际、更好的效果，并且可节 省不必要的开支。
讲课中贯彻启发性和创新性1— —关于软件中断和硬件中断
所有中断处理子程序都有着一样的构造模式，即：
① 一开场通过一系列推入堆栈指令来保护中断现 场，即保护各存放器的值(当然有时未必需要保 存所有存放器的值)。
② 一般情况下，应用指令设置中断允许标志IF来 开放中断，以允许级别较高的中断请求进入。
③ 中断处理的具体内容，这是中断处理子程序的 主要局部。
• 在16位系统中，为了使所有的数据传输都利用 数据总线的低8位，必须把地址总线的A1线和 接口的A0端相连。为什么要这样进展地址的错 位连接呢?
地址错位相连技术小结
CPU 数据线 体数 选0体 地址线 错位相连 初值 差值
81
20 A0_A0 A0=0 1
16 2 A0=0 20 A1_A0 A1A0=0 2
• 执行预测功能，这种功能基于一个重要的分支规 律。为了便于说明，先来看下面的程序段，这个 程序段用来对屏幕像素填色。
Pentium流水线分支预测技术
MOV DX，100 ；右下角像素的y坐标
AAA：MOV CX， 200 ；右下角像素的x坐标
BBB：MOV AL， 04 ；设置红色值04H
MOV AH， 0CH ；写像素操作功能码
• 由此可得到结论：条件转移指令的转移目标地址 是可以预测的，预测的依据就是前一次的转移目 标地址即所谓历史状态，预测的准确率尽管不是 100%，但是可以很高，有时候甚至非常高。
• 正是基于上述结论对转移指令进展分支预测，它 含有一个1KB容量的Cache，其中可以容纳256条 转移指令的目标地址和历史状态。历史状态用2 位二进制数表示4种可能情况，即必定转移、可 能转移、可能不转移和必定不转移。
INT
10H
；像素位置写颜色
DEC CX
；x坐标左移一个像素
JNZ
BBB
；未到最左，那么继续
• 上面程序中，出现两个条件转移指令，即JNZ BBB和JNZ AAA。由于CX中事先设置了参数200，所 以，在执行JNZ BBB指令时，有199次转向BBB处，只 有1次转向下一条指令。同样，由于DX中事先设置了参 数100，所以，在执行指令JNZ AAA时，有99次转向 AAA处，只有最后1次才转向下一条指令。
讲课中贯彻启发性和创新性1— —关于软件中断和硬件中断
• ④ 中断处理模块之后，是一系列弹出堆栈指 令，使各存放器恢复进入中断处理时的值。
• ⑤ 最后是中断返回指令，中断返回指令的执 行使堆栈中保存的断点值和标志值分别装入 EIP/IP、CS和标志存放器。
• 中断处理子程序除了构造上的这些特点外，在 位置上也有特点，它们在系统中，不是像其他 应用程序那样浮动装配，而是固定装配的。装 配的起始地址由中断向量表给出。并且，中断 处理子程序通常都常驻内存，即系统一启动， 就完成中断处理子程序的装配。
• 从上面可了解到，中断处理子程序和一般子程 序相比，前者的最后一条指令是中断返回指令， 而一般子程序的最后一条指令是返回指令。于 是产生了这样一个想法，能不能像调用远程子 程序那样利用软件来调用中断处理子程序?— —软件中断
关于软件中断和硬件中断
• 软件中断有如下特点：
• ① 用 INT 指令进入中断处理子程序，并且，中 断类型号 n 由指令提供。
3。可以组织小组讨论和课堂讨论，对未来的微型机 技术开展作展望，甚至可以进展不加限制、不作否认 性评判的设想，再分析和比较，哪些是可能实现的。
对于微型机实验的考虑
本书配套教材正是出于这样的考虑而 进展了改革和创新，推出了一套精心 设计的综合训练题集。
关于综合训练
提供综合训练题的另一个原因是，我们了解 到一些学校为了进展?微型机技术?课程的实验， 经费上经历很多麻烦，但实验效果并不好。
• ② 进入中断时，不需要执行中断响应总线周期。
• ③ 不受中断允许标志IF的影响，也就是说，不 管IF是1还是0，任何一个软件中断均可执行。不 过，软件中断的一号中断受标志存放器中另外一 个标志即TF(单步中断标志)的影响，只有TF为1 时，才能执行单步中断。
关于软件中断和硬件中断
• ④ 正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求， 并且是非屏蔽中断请求，那么，会在执行完当前指令 后立即给予响应。如果在执行软件中断时有可屏蔽中 断请求，并且此前由于中断处理子程序中执行了开放 中断指令，从而使中断允许标志IF为1，那么也会在 当前指令执行完后响应可屏蔽中断请求。
• 上面程序中的分支转移情况十分常见。由此可以归纳出 这样的规律：一是大多数条件转移指令转向每个分支的 时机不是均等的；二是大多数条件转移指令排列在循环 程序段中。这两点造成的综合结果是，在程序运行过程 中，同一条件转移指令可能会屡次甚至成百上千次执行。 其中只有一次转向某一分支，其余全部转向另一分支， 后者一般就是在循环体中循环，而前者那么转出循环体。
讲课中怎样贯彻启发性和创新 性的目的
• 弄明白一个技术的来龙去脉；
• 从细微的现象中，得到启示。
对于微型机实验的考虑
对于?微型机原理?或?微型机技术?课程的实验安排， 多年来，笔者和同行以及学生进展过很多讨论和交流， 几乎一致的意见是，在计算机集成度越来越高的今天， 用扩展板做硬件实验，价值甚小。因为，
80386 32 4 A1A0 =0 32 A2_A0 A2_A0=0 4
Pentium64 8 A2_A0=0 32 A3_A0 A3_A0=0 8 用低8位数据线——选0体 〔BE0=0〕
贯 彻 启 发 性 和 创 新 性 3— Pentium流水线分支预测技术
• 程序设计中，条件转移指令用得非常多。条件转 移指令在执行前，不能确定转移是否发生。而指 令预取缓冲器是顺序取指令的，如果产生转移， 那么，指令预取缓冲器中取得的后续指令全部白 取，从而造成流水线断流，损失流水线效能。为 此，希望在转移指令执行前，能够预测转移是否 发生，从而确定此后执行哪一段程序。
一是扩展板上所有的实验，实际上是既不需要实验 者设计、也不需要实验者连接和检测的线路实验，而 不是计算机实验；
二是这些实验所用的线路其实与当前的计算机接口 技术和系统技术相距很大，并不能由此提高学生对计 算机技术的领悟力；
三是即使一些厂商推出的所谓改进型扩展板，实际 上也仅仅是扩展板和主机之间的连接作了改变，实验 内容仍然是老框框和老模式，和当前实际的计算机系
⑤ 软件中断没有随机性。
• INT 21H INT 10H
• INT 64H INT 63H
讲课中贯彻启发性和创新性2— —关于地址错位技术
• 大多数接口用两个连续的端口地址对应内部存 放器的读/写。怎样在接口和数据总线的某8位 数据线相连时，满足接口对端口地址的设置要 求，即一个接口用一奇一偶两个连续地址，能 准确地和CPU进展数据信息、控制信息和状态 信息的传输呢？