东南大学《微机系统与接口》复习思考题

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《微机系统与接口》复习思考题1.8086/8088内部有14个16位寄存器,请列出7个。

2.8086/8088内部结构主要由哪几部分构成?每部分的功能是什么?

按功能分为EU执行单元和BIU总线接口单元。执行单元EU的功能是执行指令,其可从指令队列中取出指令,进行译码;可在算术逻辑单元中进行数据运算,并将结果的特征保留在标志寄存器中。总线接口单元BIU的功能是与存储器、I/O接口传送信息,其可从内存中取出指令代码放入指令队列中;可从指定的内存单元或外设中取出数据供EU使用,并可将运算结果送入指定的内存单元或外设。

3.什么是逻辑地址和物理地址?

在有地址变换功能的计算机中,访问指令给出的地址称为逻辑地址,一般将段基址和偏移地址统称为逻辑地址;CPU访问存储器时,在地址总线上实际送出的地址称为物理地址,将段基址左移4位加上偏移地址即可得到内存单元20位的物理地址。

4.何为引脚的分时复用?如何从8086/8088CPU的地址、数据复用引脚得到地址和数据信息?

一个引脚在不同时刻传送不同的信息。AD7-AD0是地址数据分时复用线,先出现被访问内存单元或I/O端口的地址低八位,再出现进行读写的八位数据。当地址锁存信号ALE高有效时,把地址线上出现的有效地址锁存至地址锁存器中,当数据允许信号DEN低有效时,数据线上出现数据信息。

5.请简述8086/8088系统时钟周期、指令周期和总线周期三者之间的联系。

指令周期:CPU取出并执行一条指令的时间。指令周期一般以机器周

期为单位。

机器周期:完成一个基本操作的时间单元,如取指周期、取数周期。

总线周期:CPU通过总线对微处理器外部(存储器或I/O接口)进行

一次访问所需时间。一个总线周期一般包含4个时钟周期。

一个指令周期包括若干个总线/机器周期,一个总线/机器周期一般包

括4个时钟周期,有时会插入等待周期。

6.储存器和I/O之间的数据传送会用到/IOR,/IOW,/MEMR,/MEMW这四个信号,请设计一个电路可由8086/8088的/RD,/WR,IO//M这三个信号得到上述四个信号。

7.请简述“流水线”技术/方式如何提高CPU的效率。P29

8.简述串操作指令的一般特点。

1.用SI存放源操作数的偏移地址,用DI存放目标操作数的偏移地址。源操作数的段地址为DS,允许段超越。目标操作数的段地址在ES,不许段超越;

2.每次操作后自动修改地址指针,地址增减取决于DF;

3.有的串操作可以加REP进行重复操作,重复循环次数取决于CX;

4.若指令的基本操作影响ZF,可使用REPZ(E)/REPNZ(E),则操作重复时不仅要求(CX)≠0,而且ZF要满足前缀重复规定;

5.指令格式上可写操作数,也可以在指令助记符后加B/W,加了就不能再写操作数。

9.请分别解释存储器译码电路中的三种译码方式,即“全译码法”,“部分译码法”和’’线选法”。

10.什么叫I/O端口?典型的I/O接口电路包括哪几类I/O端口?

I/O接口中可进行读写的储存电路称为端口,端口有宽度,一般以字节来组织,端口有自己的端口地址,CPU 通过地址对每个端口进行读写操作,主机和外设之间的信息交换都是通过操作接口电路的I/O端口来实现的。根据端口接收和输出的信息不同,端口可分为数据端口、状态端口、控制端口。

11.请说明8086/8088系统I/O地址和存储器地址的特征和差异?

两地址空间独立,存储器地址空间为20位,大小为1MB;I/O端口地址空间为16位,大小为64KB,此时低16位有效。

12.请简述对8086/8088系统I/O端口和端口编址的理解。

端口编址有存储器映像编址和I/O端口单独编址两种。

存储器映像编址的优点是:无须专用的I/O指令及专用的I/O制信号也能完成,且由于CPU对存储器数据的处理指令非常丰富,现可全部用于I/O操作,使I/O的功能更加灵活。

I/O单独编址的优点是:I/O端口分别编址,各自都有完整的地址空间,因为I/O地址一般都小于存储器地址,所以I/O指令可以比存储器访问指令更短小,执行起来更快,而且专用的I/O指令在程序清单中,使I/O操作非常明晰。

13.8086/8088通过端口与外设进行数据传输时,有哪些控制方式?各有何优缺点?

14.和无条件传送方式相比,查询传送方式有什么优缺点?

直接传送方式:CPU与数据端口进行无条件传送。优点:接口电路最简单;缺点:应用范围受限;

查询方式:CPU检查指定I/O端口是否准备好读写数据进行传送。优点:接口电路简单;缺点:速度慢效率低;

中断方式:I/O端口向CPU发出中断申请信号,CPU执行传送。优点:响应时间短,执行速度快,效率高,接口电路不太复杂;缺点:速度受到软件限制;

直接存储器访问方式:外部设备直接与计算机存储器进行传送。优点:数据传送没有软件参与,速度快效率高;缺点:接口电路复杂。

15.请说明8253工作方式3的输出信号波形和计数初值的关系。

16.可编程计数/定时电路8253的控制字可以设定一种数值锁存操作,这种操作又何必要?

有必要,读计数器的当前值时,先读低字节后读高字节。由于计数器并未停止计数,有可能在读高低字节的两条指令之间计数器的值已发生变化。为避免这种错误,在读数前先对计数器写一个D5D4=00的控制字,把计数器的当前值锁存到16位的输出锁存器中。此后计数器照常计数,但锁存器的值不发生改变。当CPU将锁存器中的两个字节都先后读完后,锁存器的内容将自动又随计数器变化。

17.起止式异步串行通信协议包含哪5种位?各自的作用是什么?

18.画出起止式异步串行通信字符格式和利用3根线实现两个设备之间RS-232C通信的电路图。

19.请用恰当的方式表示异步串行通信的格式,并说明RS-232C电平规定。

双极性逻辑电平,定义是负逻辑,即高电平表示逻辑0,低电平表示逻辑1。EIA电平:-3V到-25V之间的电平表示逻辑1,+3V到+25V之间的电平表示逻辑0。

TxD:发送数据输出,RxD:接受数据输入,RTS:请求发送信号,CTS:清除发送信号,DCD:载波检测,DTR:数据终端准备好,DSR:数据通信装置准备好,RI:振铃。

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