微机原理与接口技术(第二版)马维华主编-复习资料知识分享
(word完整版)微机原理及接口技术期末复习资料重点归纳,文档
微机重点总结第一章计算机中数的表示方法:真值、原码、反码〔-127—+127〕、补码〔 -128— +127〕、BCD 码,1000 的原码为 -0,补码为-8,反码为 -7。
ASCII 码:7 位二进制编码,空格20,回车 0D,换行 0A,0-9〔30-39〕,A-Z〔41-5A〕,a-z〔61-7A〕。
模型机结构介绍1、程序计数器PC: 4 位计数器,每次运行前先复位至0000,取出一条指令后PC自动加 1,指向下一条指令;2、储藏地址存放器MAR:接收来自 PC 的二进制数,作为地址码送入储藏器;3、可编程只读储藏器PROM4、指令存放器 IR:从 PROM接收指令字,同时将指令字分别送到控制器CON和总线上,模型机指令字长为8 位,高 4 位为操作码,低 4 位为地址码〔操作数地址〕;5、控制器 CON:〔1〕每次运行前 CON先发出 CLR=1,使有关部件清零,此时 PC=0000,IR=0000 0000;〔2〕CON有一个同步时钟输出,发出脉冲信号 CLK到各部件,使它们同步运行;〔3〕控制矩阵 CM 依照 IR 送来的指令发出 12 位控制字, CON=C P E P L M E R L I E I L A E A S U E U L B I O;6、累加器 A:能从总线接收数据,也能向总线送数据,其数据输出端能将数据送至 ALU进行算数运算〔双态,不受 E门控制〕;7、算数逻辑部件 ALU:当 S U=0 时,A+B,当 S U =1 时,A-B;8、存放器 B:将要与 A 相加或相减的数据暂存于此存放器,它到 ALU的输出也是双态的;9、输出存放器 O:装入累加器 A 的结果;10、二进制显示器D。
中央办理器CPU:PC、IR、CON、ALU、A、B;储藏器:MAR、PROM;输入 / 输出系统: O、D。
执行指令过程:指令周期〔机器周期〕包括取指周期和执行周期,两者均为3 个机器节拍〔模型机〕,其中,取指周期的3 个机器节拍分别为送地址节拍、读储藏节拍和增量节拍。
《微机原理与接口技术(第二版)》课后答案马维华版
公式( 2 - 1) : 性能=核心频率×每个周期执行指令的条数 说明,微处理器的性能的提高不仅取决于工作频率,还依赖每周期执行指令的条数。新的处理器 代替老的处理器,就是根据这一性能公式来提高它的性能的。即或单独提高频率,或单独增加每周期 执行指令的条数,或既提高频率又增加每周期执行指令的条数。由于核心频率的提高是有限制的,因 此从 Cure 系列开始注重提高每个周期指令执行的条数来提高性能。 2-2 简述微处理器的工作方式、各工作方式的含义和区别是什么 ?它们之间是如何切换的? 答: 1.五种工作方式:实地址方式、保护虚地址方式、虚拟 86 方式、系统管理方式以及 IA-32E 方式。 2.含义: (1) 实地址方式是指处理器工作在 8086/8088 编程环境下的工作方式。 (2) 保护地址方式, 又称保护虚地址方式, 简称保护方式 , 是真正发挥处理器潜能的一种工作方式。 所谓保护是指在执行多任务操作时,对不同任务使用的不同存储空间进行完全隔离,保护每个任务顺 利执行。 (3) 虚拟 86 方式是指一个多任务的环境,即模拟多个 8086 的工作方式。在这个方式之下,处理器 被模拟成多个 8086 微处理器同时工作。 (4) 系统管理方式( SMM )是为实现特定功能及系统安全提供的一种工作方式,SMM 的功能主要 包括电源管理以及为操作系统和正在运行的程序提供安全性。 SMM 最显著的应用就是电源管理。 以上四种方式是 IA-32 所有处理器所具有的工作方式。 (5) 从后期的 P4 到以 Core 为核心的处理器开始支持 64 位扩展技术, 引入了 IA-32E 工作方式。 在 这种方式下,处理器支持两种模式即兼容的工作方式(兼容 IA-32 处理器的方式)和 64 位工 作方式。 在兼容模式下,允许在 64 位操作系统下运行原来的 16 位和 32 位应用程序,采用 EM64T 技术,支持 64 位操作,同时支持 36 位的地址,支持 64 位线性地址,默认的地址空间为 64 位,默认的数据宽度 为 32 位,指令允许 32/64 地址和 32/64 数据的混合使用,因此又把 Core 为核心的处理器称为 32/64 处理器,与真正 64 位处理器有区别,可称之为具有 64 位功能的 32 位处理器。
《微机原理及接口技术》(第2版)―习题解答
《微机原理及接口技术》(第2版)―习题解答《16/32位微机原理、汇编语言及接口技术・第2版》习题解答1第1章微处理器指令系统〔习题1.1〕微型计算机到目前为止已发展了几代?给出各代微机的特点和典型的微处理器。
〔解答〕〔习题1.2〕什么是微型计算机?PC机、单片机和数字信号处理器的含义各是什么?〔解答〕?微型计算机:以大规模、超大规模集成电路为主要部件,以集成了计算机主要部件――控制器和运算器的微处理器为核心,所构造出的计算机系统?PC机:PC(Personal Computer)机就是面向个人单独使用的一类微机?单片机:用于控制的微处理器芯片,内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件,如:ROM、RAM、定时器、并行接口、串行接口,有的芯片还集成了A/D、D/A转换电路等。
?数字信号处理器DSP:主要面向大流量数字信号的实时处理,在宿主系统中充当数据处理中心,在网络通信、多媒体应用等领域正得到越来越多的应用〔习题1.3〕微型计算机主要由哪些基本部件组成?各部件的主要功能是什么?〔解答〕CPU:存储器:外部设备:〔习题1.4〕什么是微机的系统总线?微机的总线结构为它带来了哪些好处?除电源和地线外,一般将总线分为哪3组信号?总线的使用特点是什么?〔解答〕?系统总线:传递信息的一组公用导线,CPU通过它们与存储器和I/O设备进行信息交换?好处:组态灵活、扩展方便?三组信号线:数据总线、地址总线和控制总线?其使用特点是:在某一时刻,只能由一个总线主控设备来控制系统总线,只能有一个发送者向总线发送信号;但可以有多个设备从总线上同时获得信号。
2〔习题1.5〕简述微型计算机的两个主要应用方向及其应用特点。
〔解答〕?用于数值计算、数据处理及信息管理方向?采用通用微机,要求有较快的工作速度、较高的运算精度、较大的内存容量和较完备的输入输出设备,为用户提供方便友好的操作界面和简便快捷的维护、扩充手段。
?用于过程控制及嵌人应用方向?采用控制类微机,要求能抵抗各种干扰、适应现场的恶劣环境、确保长时间稳定地工作,要求其实时性要好、强调其体积要小、便携式应用强调其省电。
微机原理与接口技术知识点总结(重点-习题-)
《微机原理与接口技术》复习参考资料教师:万显荣复习资料说明:1、标有红色星号“ ”的内容为重点内容3、本资料末尾附有“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案错误修正”和“《微机原理与接口技术》综合练习题与答案中不作要求的部分”,请注意查看。
第一章概述一、计算机中的数制1、无符号数的表示方法:(1)十进制计数的表示法特点:以十为底,逢十进一;共有0-9十个数字符号。
(2)二进制计数表示方法:特点:以2为底,逢2进位;只有0和1两个符号。
(3)十六进制数的表示法:特点:以16为底,逢16进位;有0--9及A—F(表示10~15)共16个数字符号。
2、各种数制之间的转换(1)非十进制数到十进制数的转换按相应进位计数制的权表达式展开,再按十进制求和。
(见书本1.2.3,1.2.4)(2)十进制数制转换为二进制数制●十进制→二进制的转换:整数部分:除2取余;小数部分:乘2取整。
●十进制→十六进制的转换:整数部分:除16取余;小数部分:乘16取整。
以小数点为起点求得整数和小数的各个位。
(3)二进制与十六进制数之间的转换用4位二进制数表示1位十六进制数3、无符号数二进制的运算(见教材P5)4、二进制数的逻辑运算特点:按位运算,无进借位(1)与运算只有A、B变量皆为1时,与运算的结果就是1(2)或运算A、B变量中,只要有一个为1,或运算的结果就是1(3)非运算(4)异或运算A、B两个变量只要不同,异或运算的结果就是1二、计算机中的码制(重点 )1、对于符号数,机器数常用的表示方法有原码、反码和补码三种。
数X的原码记作[X]原,反码记作[X]反,补码记作[X]补。
注意:对正数,三种表示法均相同。
它们的差别在于对负数的表示。
(1)原码定义:符号位:0表示正,1表示负;数值位:真值的绝对值。
注意:数0的原码不唯一(2)反码定义:若X>0 ,则[X]反=[X]原若X<0,则[X]反= 对应原码的符号位不变,数值部分按位求反注意:数0的反码也不唯一(3)补码定义:若X>0,则[X]补= [X]反= [X]原若X<0,则[X]补= [X]反+1注意:机器字长为8时,数0的补码唯一,同为000000002、8位二进制的表示范围:原码:-127~+127反码:-127~+127补码:-128~+1273、特殊数10000000●该数在原码中定义为:-0●在反码中定义为:-127●在补码中定义为:-128●对无符号数:(10000000)2= 128三、信息的编码1、十进制数的二进制数编码用4位二进制数表示一位十进制数。
微机原理与接口技术复习资料(概念背诵)
1、微处理器(CPU)由运算器、控制器、寄存器组三部分组成。
2、运算器由算术逻辑单元ALU、通用或专用寄存器组及内部总线三部分组成。
3、控制器的功能有指令控制、时序控制、操作控制,控制器内部由程序计数器PC、指令寄存器IR、指令译码器ID、时序控制部件以及微操作控制部件(核心)组成。
4、8088与存储器和I/O接口进行数据传输的外部数据总线宽度为8位,而8086的数据总线空度为16位。
除此之外,两者几乎没有任何差别。
5、在程序执行过程中,CPU总是有规律的执行以下步骤:a从存储器中取出下一条指令b指令译码c如果指令需要,从存储器中读取操作数d执行指令e如果需要,将结果写入存储器。
6、8088/8086将上述步骤分配给了两个独立的部件:执行单元EU、总线接口单元BIU。
EU作用:负责分析指令(指令译码)和执行指令、暂存中间运算结果并保留结果的特征,它由算数逻辑单元(运算器)ALU、通用寄存器、标志寄存器、EU控制电路组成。
BIU作用:负责取指令、取操作、写结果,它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器、总线控制逻辑组成。
7、8088/8086CPU的内部结构都是16位的,即内部寄存器只能存放16位二进制码,内部总线也只能传送16位二进制码。
8、为了尽可能地提高系统管理(寻址)内存的能力,8088/8086采用了分段管理的方法,将内存地址空间分为了多个逻辑段,每个逻辑段最大为64K个单元,段内每个单元的地址长度为16位。
9、8088/8086系统中,内存每个单元的地址都有两部分组成,即段地址和段内偏移地址。
10、8088/8086CPU都是具有40条引出线的集成电路芯片,采用双列直插式封装,当MN/MX=1时,8088/8086工作在最小模式,当MN/MX=0时,8088/8086工作在最大模式。
11、8088/8086 CPU内部共有14个16位寄存器。
按其功能可分为三大类,即通用寄存器(8个)、段寄存器(4个)、控制寄存器(2个)。
微机原理与接口技术(第二版)课后习的题目问题解释完整版
微机原理与接口技术(第二版)课后习的题目问题解释完整版习题11.什么是汇编语言,汇编程序,和机器语言答:机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替操作码,用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言,这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点具有这些特点的根本原因是什么答:微型计算机的特点:功能强,可靠性高,价格低廉,适应性强、系统设计灵活,周期短、见效快,体积小、重量轻、耗电省,维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件,建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成试说明“存储程序控制”的概念。
答:微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点:①计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。
②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,使计算机在不需要人工干预的情况下,自动、高速的从存储器中取出指令加以执行,这就是存储程序的基本含义。
④五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统的工作过程。
答:微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU 自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。
如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能。
5.试说明微处理器字长的意义。
答:微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数,反映了一台计算机的计算精度,直接影响着机器的硬件规模和造价。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版标准化文件发布号:(9312-EUATWW-MWUB-WUNN-INNUL-DQQTY-习题11.什么是汇编语言,汇编程序,和机器语言答:机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替操作码,用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言,这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点具有这些特点的根本原因是什么答:微型计算机的特点:功能强,可靠性高,价格低廉,适应性强、系统设计灵活,周期短、见效快,体积小、重量轻、耗电省,维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件,建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成试说明“存储程序控制”的概念。
答:微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点:①计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。
②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,使计算机在不需要人工干预的情况下,自动、高速的从存储器中取出指令加以执行,这就是存储程序的基本含义。
④五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统的工作过程。
答:微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。
如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能。
5.试说明微处理器字长的意义。
答:微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
微机原理及接口技术基础知识复习大纲
微机原理及接口技术基础知识复习大纲第一章: 计算机基础知识1.数值数据的原码、反码、补码表示方法2.BCD码及其调整方法3.算术运算和逻辑运算4.微型计算机的硬件系统的基本组成结构5.微型计算机的主要性能指标有哪些?6.典型的微型计算机有哪几种总线?它们分别传送什么信息?7.计算机硬件系统的基本结构有哪些部分?请画出对应的结构框图。
8.在典型的8位微处理器中,程序计数器(PC)的作用是什么?第二章:8086/8088系统结构1.8086CPU由哪两大部分组成?其各自的功能是什么?2.什么是EU?什么是BIU?EU和BIU可以并行工作吗?3.EU主要完成哪两种类型的工作?4.指令队列的功能是什么?5.什么是数据总线?数据总线的功能是什么?6.什么是地址总线?地址总线的功能是什么?7.什么是控制总线?请列举几个常用的控制信号线。
8.8088CPU和8086CPU在总线结构上有何区别?9.SP为堆栈指针寄存器,它的作用是什么?SP与哪个寄存器一起,可构成当前堆栈栈顶的逻辑地址?10.BP与SP在使用上有何区别?11.8086CPU有哪些段寄存器?这些段寄存器的用途是什么?12.在8086CPU中,IP为什么寄存器?它的功能是什么?13.什么是逻辑地址?什么是物理地址?指令的逻辑地址由哪两个寄存器共同表示?14.已知逻辑地址2000H:1000H,试计算其对应的物理地址?15.8086CPU中有一个标志寄存器,该寄存器中的CF、ZF、OF、SF、IF、DF等标志位分别表示什么含义?16.8086CPU外中总线有多少条地址线?它可直接寻址的存储空间是地址范围(用16进制表示)是多少?17.8086CPU的外部数据总线为多少位?18.总线周期至少包括几个时钟周期,如果是读周期,数据在什么时候出现在数据总线上?写周期呢?19.最大模式和最小模式有什么区别?20.数据在内存中存储时,规则字(即起始地址为偶地址的字)是如何存放的?非规则字又是如何存放的?21.8086CPU在访问规则字时,需要几个总线周期?访问非规则字时,需要几个总线周期?22.8088CPU的外部总线是多少位?它访问规则字与非规则字时所用的总线周期是否相同?教材P35(习题二)中第8题---第12题的内容第三章:8086/8088指令系统1.8086CPU指令系统有哪些类型的寻址方式?各类寻址方式有什么特点?能正确区分指令的寻址方式。
2微机原理与接口技术+第二版+课后答案+(+马...
解答
2-9 参考答案
(1)从内存读取一个字节数据,在没有等待周期的情况 下所需最小时间(不考虑指令周期)为一个读总线 周期,而 8086/8088 一个基本总线周期为 4 个时钟周 期,再加上一个等待周期,共5个时钟周期。 而 一 个 时 钟 周 期 =1/(12MHz/3)=1/4MHz=0.25 μ 250ns,所以: s= s=250ns 1.25 μs 5=1.25 所需时间=250ns × 5= (2) RESET复位条件是至少一个总线周期(4个时钟周 期),所以必须至少0.25 μs×4=1 μs; 复位后,各寄存器的状态如下: CS=FFFFH,其它所有寄存器全部清除; 程序第一条指令存放在: FFFFH ×16= FFFF0H 16=FFFF0H
D31~D0 D31~D24 D23~D17 D16~D8 D7~D0
Bank3存储体 D31-D24 BE3
A31~A2
Bank2存储体 D23-D16 BE2
Bank1存储体 D15-D8 BE1
Bank0存储体 D7-D0 BE0
问答题2-35
2-35 80386/80486/Pentium 在实地址方式下 各寄存器的值如下,求当前的存储单元 地 址 。 ( 偏 移 量 在 EAX,ECX,ESP,ESI 和 EDI中) (1) DS=2000H, EAX=00003000H (2)DS=1A00H, ESI=00002000H (3) SS=C000H, ESP=0000A000H (4)DS=1239H, EDI=0000A000H
解答
2-35参考答案
解:存储单元地址即物理地址,任何Intel兼容处理器,
在实地址方式下:
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微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案完整版
习题11.什么就是汇编语言,汇编程序,与机器语言?答:机器语言就是用二进制代码表示得计算机能直接识别与执行得一种机器指令得集合。
汇编语言就是面向及其得程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替操作码,用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言得二进制码,就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写得程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言,这种起翻译作用得程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点?具有这些特点得根本原因就是什么?答:微型计算机得特点:功能强,可靠性高,价格低廉,适应性强、系统设计灵活,周期短、见效快,体积小、重量轻、耗电省,维护方便。
这些特点就是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高得器件与部件,建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成?试说明“存储程序控制”得概念。
答:微型计算机系统得硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备与输出设备组成。
“存储程序控制”得概念可简要地概括为以下几点:①计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器与输入/输出设备五大基本部件组成。
②在计算机内部采用二进制来表示程序与数据。
③将编好得程序与原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,使计算机在不需要人工干预得情况下,自动、高速得从存储器中取出指令加以执行,这就就是存储程序得基本含义。
④五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统得工作过程。
答:微型计算机得基本工作过程就是执行程序得过程,也就就是CPU自动从程序存放得第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定得操作类型与操作对象,执行指令规定得相关操作。
如此重复,周而复始,直至执行完程序得所有指令,从而实现程序得基本功能。
5.试说明微处理器字长得意义。
答:微型机得字长就是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码得位数。
它决定着计算机内部寄存器、ALU与数据总线得位数,反映了一台计算机得计算精度,直接影响着机器得硬件规模与造价。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案第1章作业答案1.1 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?解:把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微处理器。
微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了微型计算机。
微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。
1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解:CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。
其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。
1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点?解:采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。
而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。
1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据?解:数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。
8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为地址总线。
它们主要靠信号的时序来区分。
通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。
1.8在给定的模型中,写出用累加器的办法实现15×15的程序。
解: LD A, 0LD H, 15LOOP:ADD A, 15DEC HJP NZ, LOOPHALT第 2 章作业答案2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种?解:80386、30486、Pentium、Pentium Pro、Peruium II 、PentiumIII、Pentium4。
2.6 IA-32结构微处理器有哪几种操作模式?解:IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。
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微机原理与接口技术(第二版)马维华主编-复习资料第二章(8086/8088)微处理器的工作方式:实地址方式,保护地址方式,虚拟86方式,系统管理方式,IA-32E.8086/8088(16位):外部地址线20条,最大可寻址1MB。
(8086外部数据线16条,8088 8条)地址线与数据线分时复用(20根线包括了20条地址线和16/8条数据线)由两个部件:BIU和EU组成。
工作模式:最大模式,最小模式。
8086/8088总线周期:一个基本的总线周期包括四个时钟周期的时间(T1,T2,T3,T4)T1:输出地址信息并锁存T2:撤销地址,为传送数据做准备。
T3:如果外部准备好,则数据稳定在总线上T4:读/写总线上的数据80286:外部数据线16条,地址线24条,存储器容量 16MB(增加了保护模式,支持虚拟存储器,支持多任务操作)。
保护模式下允许80286使用16MB的实际物理地址空间和1GB的虚拟地址空间,单寻址方式与实地址方式不同。
BU:信息交换。
IU:从预取队列中取代码并进行译码。
AU:负责物理地址生成。
EU:负责指令执行。
80386:(32位)通用寄存器和数据总线都是32位,外部地址总线为32位宽,可寻址到4G内存,以及存取到64TB的虚拟内存空间。
与80286相比的优点:寻址能力增强,增强内存管理,增加了虚拟86方式。
总线部件BU(提供与外部(I/O)的接口环境),指令预取部件IPU,指令译码部件IDU,执行部件EU,分段部件SU,分页部件PU。
80486:增加了8K的Cache(高速缓存)和FPU(浮点部件)。
与80386相比的优点:可模拟多个80286处理器;首次部分吸取RISC技术;采用突发总线方式与内存交换数据;集Cache与FPU于一体,提高了微处理器的处理速度。
主要包括:BIU,EU,IU,FPU,MMU,Cache.寄存器:分类:通用寄存器、专用寄存器,段寄存器,控制寄存器,系统地址寄存器,排错寄存器,调试寄存器。
16位处理器复位后内部除CS=FFFF H外,其他均为0,段的起始地址为段寄存器的内容左移四位,因此复位后的第一条指令的地址为FFFF0H(CSX16+IP)。
IA32复位后第一条指令地址为:段基地址+偏移地址=FFFF0000H+FFF0H=FFFFFFF0H处理器的时钟信号:处理器时钟(CPU时钟),机器周期(CPU周期),指令周期,总线周期(倒数不是总线频率)。
8086/8088的CLK是处理器的工作时钟,也是外部总线时钟、系统时钟。
实地址方式:只支持存储器的段式管理,即将1MB大小的实际物理地址空间分成若干个最大64KB的段。
(32位IA32寄存器只有A0~A19有效,4位段地址,16为段内偏移地址)。
实地址方式下的物理地址是通过段地址X16+偏移地址得到的。
如:(1200H:0560H->12000H+0560H=12560H).段式管理与页式管理:实地址下只支持存储器的段式管理。
保护方式下,内置分页部件的处理器既可以分段也可以分页管理,一个段可分成若干个固定大小的页。
无论何种方式,存储器的物理地址是基地址(段or页在存储器中的首地址)与偏移地址之和。
保护方式:保护方式下实际的物理地址空间大小不仅取决于微处理器的地址线,还取决于系统实际配置的内存容量,程序和数据是以虚拟地址(逻辑地址)体现的。
保护方式下的存储器管理:采用描述符的结构来寻找物理地址。
段描述符与段选择子,保护方式下IA-32处理器的地址转换。
P66。
第六章(8253/8254,8255)I/O接口功能:地址译码,提供联络信号,信号特性匹配,信息格式的转换,数据缓冲与锁存,对外设进行中断处理,提供时序控制。
微处理器与外设通过I/O接口交换的信息:数据信息,状态信息,控制信息。
I/O接口的编址方法:存储器映射编址(统一编址),I/O映射编址(独立编址)。
I/O控制方式:1.直接程序控制方式:直接在程序控制下进行微处理器与外设之间的数据传送。
可分为无条件传送方式和条件传送方式。
2.中断控制方式:为提高微处理器工作效率,让微处理器平时做应该做的事情(如监控),在外设状态满足要求时,外设通过I/O接口向微处理器发出要求数据传送的请求信号,接到请求信号后,微处理器才去响应,执行I/O操作。
无需主动查询,也不需被动等待外设准备过程,而由外设通过I/O端口在条件具备时主动向微处理器提出请求。
3.DMA控制方式:直接存储器存取方式,比中断更快捷。
在内存和外设间开辟的专用数据通道,在DMA控制器硬件的控制下,直接进行数据交换而不通过微处理器,不用I/O指令。
I/O处理机控制方式:由专用I/O协处理器负责I/O的操作和处理I/O控制实例:P243.并行通信与串行通信:并行通信是将一个字节或一个字的各位同时进行传输的一种通信方式。
传输速度快,传输的信息率高,比串行通信需要更多的通信信号线。
常用于传输距离短,数据传输速度要求高的场合。
并行接口:实现并行通信的接口。
串行通信:把传输的数据一位一位按顺序传送的一种通信方式。
通信线少,成本低,通信速度慢,长距离传输。
串行接口(同理)串行通信的线路传输方法:单工方式,半双工方式,全双工方式。
串行通信方式及异步通信方式:串行通信分为串行异步通信与串行同步通信。
(P249详细)异步通信:字符与字符间传送完全是异步的,而字符的位与位之间是同步的。
即两个字符之间的时间间隔是不固定的,随机的,而在同一个字符中相邻位代码的时间间隔是固定的。
异步通信协议:传送格式的要求,数据传送速率的要求。
同步通信:串行通信中速度较快的一种。
去掉每个字符的起始位和停止位,把字符一个个按顺序连接起来,以固定长度的字符串组成一个数据块,每个数据块前加1or2个同步字符,每个数据内部各划分为若干个段,尾部是错误校验字符。
(提高了传输效率)可编程并行接口芯片8255(详细复习!P263):端口A,B,C的功能。
引脚信号工作方式:方式0,方式1(限A,B口,C口配合工作),方式2(仅限A 口)。
编程应用8253/8254可编程定时器(P271):具有3个功能相同,相互独立的16位减法计数器,可进行二进制计数和BCD码计数,每个计数通道有6种不同含义的用途和工作方式,方式0~5;不同工作方式在OUT端产生的输出波形不同。
:方式0:中断信号发生器,写入初值后计数器开始以该数值进行减1计数。
方式1:单稳负脉冲信号发生器,当GATE出发使OUT变为低电平开始减1计数。
到0时,又使OUT变高。
方式2:速率信号发生器,写入初值,OUT变为高电平,下一个时钟开始减1计数,计数到1时,OUT由高变低,经过一个时钟周期后又变成高电平,重新开始下一轮减一计数。
循环。
方式3:方波信号发生器。
方式4:软件触发的选通信号发生器。
方式5:硬件触发的选通信号发生器。
8253/8254编程方法P277第七章微型计算机的中断系统(8259)中断与异常:中断:微处理器在执行正常程序的过程中,出现某些异常情况或者某种外部设备请求时处理器暂时停止正在执行的程序,转而去执行某个特定的程序,并在执行后返回原来被终止的程序处继续向下执行的过程。
中断的目的:让处理器在条件满足后能自动执行所设计的中断服务程序。
中断的分类:内部中断,外部硬件中断异常:把因内部意外条件而改变程序执行流程以报告出错情况和非正常状态的过程成为异常中断。
区别:中断用于处理异步发生的外部事件,而异常用于处理同步发生的内部事件。
中断过程:从中断请求中断到中断返回所经历的时间。
分为五个阶段:中断请求:由外部硬件中断源产生中断请求信号或内部产生某种异常都通知微处理器。
中断判优:判断中断优先级。
中断响应:从接到中断请求到中断处理之前的时间(P288)。
中断处理:在响应过程中得到了处理程序的入口地址,便转中断服务程序,执行中断服务程序的过程。
中断返回。
中断优先级:在微机系统中,中断优先级从高到低依次为:内部异常中断(除单步)>INTn>NMI>INTR>单步中断实地址和保护地址方式下的中断:实地址:中断向量:每一个中断都有个与之对应的服务程序,每个服务程序都有唯一的入口地址,在实地址方式下,把中断服务程序的入口地址的逻辑地址(段地址:偏移地址)称为中断向量。
中断向量表:把存放256个中断向量的存储区域称为中断向量表,每个中断占4字节,高地址对应两个自解存放的是段地址,低地址为偏移地址。
256个中断对应1KB大小的中断向量表,即占用1KB的空间。
保护地址:采用中断描述符确定中断服务程序的入口地址信息。
中断描述符:描述了某中断对应中断服务程序的入口地址信息及其属性,每个中断占8个字节。
偏移地址32位,段选择子16位,放在段寄存器中。
中断描述符表:保护方式下把存放256个中断描述符的内存区域称为中断描述符表(IDT)。
占用256X8=2K的内存区域,可以在整个物理地址空间浮动。
可编程中断控制器8259(详细复习!P293):8位。
优先级控制器。