微机原理复习笔记精修订

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 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、80486⑤ 64位高档微处理器 Intel 80586(Pentium)、Power PC

4.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PLA

7.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FLAGS

8.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=1

AF——辅助进位标志，低4位向前有进(借)位，AF=1

ZF——零标志，结果为0， ZF=1

SF——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A

19A

1

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，