微机接口与通信作业
微机原理与接口技术试题集

前言微机原理与接口技术”是电类专业本科生的必修专业基础课。
该课程主要内容包括:计算机科学技术基础,计算机/微型计算机的组成与结构,微处理器结构,指令系统与汇编语言程序设计,存储器及其接口,输入/输出及DMA接口,中断系统,串并行通信及其接口电路,模拟接口,总线技术,80x86/Pentium保护模式的软件体系结构,高性能微处理器、常见的计算机外部设备等相关知识。
通过教学和实践,学生能掌握微型计算机的工作原理和系统结构,掌握微机测控系统的研发技术和基本方法,为今后的相关专业课程学习奠定了基础。
由于该课程内容不但包括了硬件知识,而且也包括了软件知识,相对讲覆盖知识面广、涉及的概念偏多,抽象难以理解、同时也由于其实践性强,要搞好该门课程教学,必须辅之大量练习题。
本书与我校微机原理与接口技术主流教材配套,目的在于指导学生学习、练习及考试(课程考试与考研),书中收集了大量的习题和答案,并同时也精选了一些自测题,内容简明扼要、重点突出,系统性、实用性较强,可以启迪学生思维,拓宽思路,弥补学生训练不足,教会学生其自动手能力,激发学生学习兴趣,使学生牢固掌握教材内容,并学以致用。
可作为课程学习和复习考研的辅导用书(必备资料),也可供从事微机应用系统开发的工程技术人员阅读参考。
全书由张坤鳌副教授组织编写,牟奇副教授参编,龚赏福教授、朱宇副教授在百忙中审阅了全书,并提出许多宝贵意见,在此本人表示衷心。
第一章微型计算机基础习题一1. 简述微型计算机系统的组成。
2. 简述计算机软件的分类及操作系统的作用。
3. 将下列十进制数转换成二进制数:(1) 49;(2)73.8125; (3) 79.754. 将二进制数变换成十六进制数:(1)101101B;(2)1101001011B;(3)1111111111111101B;(4)100000010101B;(5)1111111B;(6)10000000001B5. 将十六进制数变换成二进制数和十进制数:(1)FAH;(2)5BH;(3)78A1H;(4)FFFFH; (5) 34.2AH;(6)B8.93H6. 将下列十进制数转换成十六进制数:(1)39;(2)299.34375;(3)54.56257. 将下列二进制数转换成十进制数:(1)10110.101B;(2)10010010.001B;(3)11010.1101B8. 计算(按原进制运算):(1)10001101B+11010B;(2)10111B+11100101B;(3)1011110B-1110B;(4)124AH+78FH;(5)5673H+123H;(6)1000H-F5CH;9. 已知a=1011B,b=11001B,c=100110B, 按二进制完成下列运算,并用十进制运算检查计算结果:(1)a+b;(2)c-a-b;(3)a·b;(4)c/b10. 已知a=00111000B, b=11000111B, 计算下列逻辑运算:(1)a AND b;(2)a OR b;(3)a XOR b;(4)NOT a11. 设机器字长为8位,写出下列各数的原码和补码:(1)+1010101B;(2)-1010101B;(3)+1111111B;(4)-1111111B;(5)+1000000B;(6)-1000000B12. 写出下列十进制数的二进制补码表示(设机器字长为8位):(1)15;(2)-1;(3)117;(4)0;(4)-15;(5)127;(6)-128;(7)8013. 设机器字长为8位,先将下列各数表示成二进制补码,然后按补码进行运算,并用十进制数运算进行检验:(1)87-73;(2)87+(-73);(3)87-(-73);(4)(-87)+73;(5)(-87)-73;(6)(-87)-(-73);14. 已知a,b,c,d为二进制补码:a=00110010B, b=01001010B, c=11101001B, d=10111010B, 计算:(1)a+b;(2)a+c;(3)c+b;(4)c+d;(5)a-b;(6)c-a;(7)d-c;(8)a+d-c15. 设下列四组为8位二进制补码表示的十六进制数,计算a+b和a-b,并判断其结果是否溢出:(1)a=37H, b=57H; (2)a=0B7H, b=0D7H;(3)a=0F7H, b=0D7H; (4)a=37H, b=0C7H16. 求下列组合BCD数的二进制和十六进制表示形式:(1)3251(2)12907(3)ABCD(4)abcd17. 将下列算式中的十进制数表示成组合BCD码进行运算,并用加6/减6修正其结果:(1)38+42;(2)56+77;(3)99+88;(4)34+69;(5)38-42;(6)77-56;(7)15-76;(8)89-2318. 将下列字符串表示成相应的ASCII码(用十六进制数表示):(1)Example 1;(2)Jinan University;(3)-108.652;(4)How are you?;(5)Computer(6)Internet Web19. 将下列字符串表示成相应的ASCII码(用十六进制数表示):(1)Hello(2)123<CR>456;(注:<CR>表示回车)(3)ASCII;(4)The number is 2315[参考答案]3.解:(1)49=0011 0001B (2)73.8125=0100 1001.1101B(3)79.75=0100 1111.11B5. 解:(1)FAH=1111 1010B=250D (2)5BH=0101 1011B=91D(3)78A1H=0111 1000 1010 0001B=30881D(4)FFFFH=1111 1111 1111 1111B=65535D7. 解:(1)10110.101B=22.625 (2)10010010.001B=146.0625(3)11010.1101B=26.81259. 解:a=1011B=11, b=11001B=25, c=100110B=38(1)a+b=100100B=36 (2)c-a-b=10B=2(3)a·b=100010011B=275 (4)c/b=1……1101B(=13)11. 解:(1)+1010101B 原码01010101B 补码01010101B(2)-1010101B 原码11010101B 补码10101011B(3)+1111111B 原码01111111B 补码01111111B(4)-1111111B 原码11111111B 补码10000001B(5)+1000000B 原码 01000000B 补码01000000B(6)-1000000B 原码 11000000B 补码11000000B13. 解:按补码表示+87=0101 0111B;+73=0100 1001B;-87=1010 1001B;-73=1011 0111B(1)87-73=0101 0111B-0100 1001B=1110B=14(2)87+(-73)=0101 0111B+1011 0111B=[1]0000 1110B=14(舍去进位)(3)87-(-73)=0101 0111B-1011 0111B=[-1]1010 0000B=-96(溢出)(4)(-87)+73=1010 1001B+0100 1001B=1111 0010B=-14(5)(-87)-73=1010 1001B-0100 1001B=[-1]0110 0000B=96(溢出)(6)(-87)-(-73)=1010 1001B-1011 0111B=1111 0010B=-1415. 解:(1)a=37H, b=57H; a+b=8EH; a-b=[-1]E0H=-32(2)a=0B7H, b=0D7H; a+b=[1]8EH=-114; a-b=[-1]E0H=-32(3)a=0F7H, b=0D7H; a+b=[1]CEH=-50; a-b=20H=32(4)a=37H, b=0C7H; a+b=FEH=-2; a-b=[-1]70H=11217. 解:(1)将38、42表示成组合BCD码:38H、42H,然后按二进制进行运算,并根据运算过程中的AF,CF进行加6/减6修正。
微机原理及接口第九章作业答案

“微机系统原理与接口技术”第九章习题解答(部分)1. 什么是并行接口和串行接口?它们各有什么作用?答:并行接口是指接口与外设之间按字长传送数据的接口,即4位、8位或16位二进制位同时传送;而串行接口是指接口与外设之间依时间先后逐位传送数据的接口,即一个时刻只传送一个二进制位。
并行接口传送速度较快,但在远距离传送数据时成本高,损耗大,且平行数据线之间干扰大,所以并行接口一般适用于近距离的高速传送,而串行接口则适用于远距离传送。
2. 试画出8255A与8086CPU连接图,并说明8255A的A o、A i地址线与8086CPU的A i、A2地址线连接的原因。
答:8255A与8086CPU的连线图如下图所示:题9-2图8086系统有16根数据线,而8255只有8根数据线,为了软件读写方便,一般将8255 的8条数据线与8086的低8位数据线相连。
8086在进行数据传送时总是将总线低8位对应偶地址端口,因此8086CPU要求8255的4个端口地址必须为偶地址,即8086在寻址8255 时A0脚必须为低。
实际使用时,我们总是将8255的A0、A1脚分别接8086的A1、A2脚,而将8086的A0脚空出不接,并使8086访问8255时总是使用偶地址。
4. 简述8255A工作在方式1时,A组端口和B组端口工作在不同状态(输入或输出)时,C端口各位的作用。
注:带*的各中断允许信号由 C 口内部置位/复位操作设置,非引脚电平。
5. 用8255A控制12位A/D转换器,电路连接如下图所示。
设B 口工作于方式1输入,C 口上半部输入,A 口工作于方式0输入。
试编写8255A的初始化程序段和中断服务程序(注:CPU采用中断方式从8255A中读取转换后的数据)。
答:设8255的A、B、C及控制端口的地址分别为PORTA、POATB、PORTC和PCON,则一种可能的程序段实现如下:初始化8255AMOV AL,10011110B;设置8255A的工作方式控制字OUT PCON,ALMOV AL,00000101B;设置C 口置位復位控制字,使INTEA (PC2)为OUT PCON,AL;高电平,允许B 口中断MOV AL,00000010B;设置C 口置位/复位控制字,使PC1(IBF B)输出OUT PCON,AL;低电平,启动第一次A/D转换6. 用8255A作为CPU与打印机接口,8255的A 口工作于方式0,输出;C 口工作于方式0。
微机原理与接口技术中串口通信的特点

微机原理与接口技术中串口通信的特点
串口通信是一种通过串行接口进行数据传输的通信方式。
在微机原理与接口技术中,串口通信具有以下几个特点:
1. 低速传输:串口通信的传输速率相对较低,通常在几十到几百kbps之间。
与现代高速网络相比,串口通信的速度较慢。
这主要是因为串口通信使用的是串行传输方式,每次只能传输一个比特,而不像并行传输那样可以同时传输多个比特。
2. 长距离传输:串口通信可以实现较长距离的数据传输。
由于串口通信使用的是差分传输方式,信号幅度较大,因此能够在较长的距离上进行可靠的数据传输。
这使得串口通信在一些特殊环境下(如工业控制系统、远程监控等)得到广泛应用。
3. 硬件简单:串口通信的硬件结构相对简单,通常只需要一个串口芯片和几根信号线就可以实现。
这使得串口通信的成本较低,适用于一些对成本要求较高的应用场景。
4. 可靠性高:串口通信的差分传输方式可以有效地抑制干扰,提高通信的可靠性。
此外,串口通信还支持奇偶校验、停止位等机制,可以检测和纠正数据传输过程中的错误,进一步提高了通信的可靠性。
5. 支持点对点通信:串口通信是一种点对点的通信方式,即一对一的通信方式。
每个串口通信的设备都有一个唯一的地址,通信时只
需要指定目标设备的地址即可进行通信。
这种点对点的通信方式适用于一些需要直接与设备进行通信的应用场景。
总的来说,串口通信具有低速传输、长距离传输、硬件简单、可靠性高和支持点对点通信等特点。
在微机原理与接口技术中,学习串口通信的原理和接口技术,可以帮助我们理解和应用串口通信,实现与外部设备的数据交互。
微机技术作业_串并行通信和接口技术

5串并行通信和接口技术5.1接口部件为什么需要有寻址功能?设计一个用74LS138构成的译码电路,输入为A3、A4、A5、A8,输出8个信号以对8个接口部件进行选择。
想一想如果要进一步对接口中的寄存器进行寻址,应该怎样实现?5.2接口部件的输入/输出操作具体对应哪些功能,举例说明。
5.3 从广义上说接口部件有哪些功能?5.4 怎样进行奇/偶校验?如果用偶校验,现在所传输的数据中1的个数为奇数,那么,校验位应是多少?5.5什么叫覆盖错误?接口部件如果反映覆盖错误?5.6接口部件和总路线之间一般有哪些部件?它们分别完成什么功能?5.7为什么串行接口部件中的4个寄存器可以只用1位地址来进行区分?5.8在数据通信系统中,什么情况下可以采用全双工方式,什么情况下可用半双工方式?5.9什么叫同步通信方式?什么叫异步通信方式?它们各有什么优缺点?5.10什么叫波特率因子?什么叫波特率?设波特率因子为64,波特率为1200,那么时钟频率为多少?5.11标准波特率系列指什么?5.12设异步传输时,每个字符对应1个超始位、7个信息位、1个奇/偶校验位和1个停止位,如果波特率为9600,刚每秒能传输的最大字符数为多少个?5.13在RS-232-C标准中,信号电平与TTL电平不兼容,问RS-232-C标准的1和0分别对应什么电平?RS-232-C的电平和TTL电平之间通常用什么器件进行转换?5.14 从8251A的编程结构中,可以看到8251A有几个寄存器和外部电路有关?一共要几个端口地址?为什么5.15 8251A内部有哪些功能模块?其中读/写控制逻辑电路的主要功能是什么?5.16 什么叫异步工作方式?画出异步工作方式时8251A的TxD和RxD线上的数据格式。
5.17 什么叫同步工作方式?什么叫双同步字符方式?外同步和内同步有什么区别?画出双同步工作时8251A的TxD线和RxD线上的数据格式。
5.18 8251A和CPU之间有哪些连接信号?其中C/D和RD、WR如何结合起来完成对命令、数据的写入和状态、数据的读出?5.19 8086/8088系统中,8251A的C/D端应当和哪个信号相连,以便实现状态端口、数据端口、控制端口的读/写?5.20 8251A和外设之间有哪些连接信号?5.21为什么8251A要提供DTR,DSR,RTS,CTS四个信号作为和外设的联络信号?平常使用时是否可以只用其中两个或者全部不用?要特别注意什么?说明CTS端的连接方法。
微机与接口技术实验报告

微机与接口技术实验报告微机与接口技术实验报告引言微机与接口技术是计算机科学中的重要领域,它涉及到计算机与外部设备之间的通信和数据传输。
本实验报告旨在介绍微机与接口技术的基本概念、实验过程和结果,以及对实验结果的分析和讨论。
一、实验目的本实验旨在通过设计和实现一个简单的数据输入输出接口,加深对微机与接口技术的理解。
具体目标包括:1. 理解接口技术的基本原理和工作方式;2. 掌握接口电路的设计和实现方法;3. 学会使用编程语言控制接口电路进行数据输入输出。
二、实验原理1. 接口技术的基本原理接口技术是计算机与外部设备之间进行数据传输的关键。
通过接口电路,计算机可以与各种外部设备进行通信,实现数据的输入和输出。
接口电路通常由硬件和软件两部分组成,硬件部分负责物理连接和信号转换,而软件部分则负责控制和管理数据传输。
2. 接口电路的设计和实现接口电路的设计需要考虑多个因素,包括外部设备的接口标准、数据传输速率、数据格式等。
常用的接口标准包括串行接口(如RS-232)和并行接口(如Centronics接口)。
设计接口电路时,需要根据具体需求选择合适的接口标准,并合理设计电路结构和信号处理方式。
3. 编程语言控制接口电路为了实现数据的输入和输出,需要使用编程语言控制接口电路。
常用的编程语言包括C、C++和Python等。
通过编写相应的程序,可以控制接口电路进行数据传输,并实现与外部设备的交互。
三、实验过程1. 硬件设计与连接根据实验要求,设计并连接适当的硬件电路,包括接口芯片、电阻、电容等。
确保电路连接正确,且与计算机的接口兼容。
2. 软件编程使用C语言编写程序,实现对接口电路的控制。
程序应能够实现数据的输入和输出,并确保数据的正确传输和处理。
3. 实验操作根据实验要求,进行相应的实验操作。
包括数据输入和输出测试、数据传输速率测试、数据格式转换测试等。
记录实验过程中的数据和结果。
四、实验结果分析1. 数据输入输出测试通过实验操作,测试接口电路的数据输入和输出功能。
《微机接口与应用》作业及答案

《微机接口与应用(含汇编语言)》作业及答案一、单顶选择题1. 8086是( )A) 单片机 B) 单板机 C) 微处理器 D)微机系统2. 8086微处理器可寻址访问的最大I/O空间为( )A) 1K B) 64K C) 640K D) 1M3.集成度最高的存储线路是( )态线路。
A) 6管静态 B) 6管动态 C)4管动态 D)单管动态4.当8086/8088访问100H端口时,采用()寻址方式。
A) 直接 B) 立即 C) 寄存器间接 D) 相对5. 8086/8088的中断是向量中断,其中断服务程序的入口地址是由()提供。
A) 外设中断源 B) CPU的中断逻辑电路C) 以中断控制器读回中断类型号左移2位D) 由中断类型号指向的中断向量表中读出。
6.接口芯片是CPU与外设之间的界面,它与外设之间的联络信号是()。
A) RDY,STB B) RDY,INTC) STB,INT D) RDY,STB,INT7.对8253—5的定时与计数()。
A) 有两种不同的工作方式B) 定时只加时钟脉冲,不设计数值C) 实质相同 D) 从各自的控制端口设置8.单片机是( )A)微处理器 B)微型计算机 C) 微机系统 D)中央处理器9. 8086最小工作方式和最大工作方式的主要差别是()A)内存容量不同 B)I/O端口数不同C)数据总线位数不同 D)单处理器和多处理器的不同10. 8253—5某计数器的最大计数初值是()。
A) 65536 B) FF00H C) 0000H D) FFFFH11. 8253—5某计数器工作在方式1时,在计数中途OUTi为()A) 由低变高 B) 由高变低 C) 高电平 D) 低电平12.由8088微处理器组成的PC机的数据线是( )A)8条单向线 B)16条单向线C)8条双向线 D)16条双向线13.要组成64KB的8086系统程序存储空间,选用EPROM的最佳方案是( )芯片。
微机原理和接口技术(第三版)课本习题答案解析

第二章 8086 体系结构与80x86CPU1.8086CPU 由哪两部份构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU 由两部份组成:指令执行部件<EU,Execution Unit>和总线接口部件<BIU,Bus Interface Unit>。
指令执行部件〔EU 主要由算术逻辑运算单元<ALU>、标志寄存器F R、通用寄存器组和E U 控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件<BIU>主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或者I/O 端口读取操作数参加E U 运算或者存放运算结果等。
2.8086CPU 预取指令队列有什么好处? 8086CPU 内部的并行操作体现在哪里?答: 8086CPU 的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU 的设计要求, 指令执行部件〔EU 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在C PU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5.简述8086 系统中物理地址的形成过程。
8086 系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答: 8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。
8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部份构成,都是16 位二进制数。
通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16 位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。
《微机原理与接口技术》参考答案完整版

《微机原理与接口技术》习题参考答案习题21.为何说8086CPU是16位CPU?答:16位指的是8086CPU的字长,而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。
因为8086CPU的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的,这决定了它的字长为16位。
2.8086CPU由哪两个单元组成?其中,指令队列在哪个单元中,有何作用?答:总线接口单元(Bus Interface Unit,BIU)和执行单元(Execution Unit,EU)。
指令队列在BIU中。
它的作用是当EU在执行指令时,空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列,这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行,从而提高CPU的工作效率,加快指令的执行速度。
3.8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系?答:8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。
其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器,但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。
8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。
4.8086CPU中的IP寄存器有何用途?答:IP寄存器是指令指针寄存器,用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。
在程序运行过程中,IP寄存器始终指向下一条指令的首地址,与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。
8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。
5.在标志寄存器中,用于反映运算结果属性的标志位有哪些?它们每一位所表示的含义是什么?答:有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。
它们的含义如下:CF:进位标志。
它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。
最高有效位有进位或有借位时CF=1,否则CF=0。
PF:奇偶标志。
它记录运算结果的奇偶检验条件。
当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1,否则PF=0。
AF:辅助进位标志。
在字节运算时,由低半字节(字节的低4位)向高半字节有进位或借位时,AF=1,否则AF=0。
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《微机接口与通讯》平时作业1.从微型计算机的结构分析微处理器与存储器及I/O 的关系,并说明总线结构的优点。
答:微型计算机是以微处理器即CPU 为核心,系统总线连接内存储器和I/O 接口电路而构成的。
微型计算机采用了总线结构,这种结构可以使得系统内部各部件之间的相互关系变为各部件之间面向总线的单一关系。
2.从计算机应用角度分析不同结构、规模、表现形式的微型计算机的应用目标以及性能指标。
答:8 位机,在80年代初期和中期使用。
字符、数字信息,适合于一般的数据处理。
16 位机,可进行大量的数据处理的多任务控制。
32 位机,除用于过程控制、事务处理、科学计算等领域、多媒体处理以及计算机辅助设计、计算机辅助制造等。
单片机,体积小、功耗低,主要应用于智能仪器仪表以及其它控制领域。
个人计算机,适用于家用、商用、教育等各种应用领域。
工程工作站是一种微型化的功能强大的计算机,有速度快、内存大等特点,又有小巧灵活、轻便价廉等优点。
3. 阐述并比较8086、80286、80386、80486、Pentium CPU 的内容结构。
答:80286:四个独立的处理部件,即执行部件EU、总线部件BU、指令部件IU和地址部件AU 。
采用流水线作业方式,使各部件能同时并行地工作。
80386:由六部分组成,即总线接口部件、指令译码部件、执行部件、分段部件和分页部件。
80486:基本沿用80386 的体系结构,由8 个基本部件组成:总线接口部件、指令预取部件、指令译码部件、执行部件、控制部件、存储管理部件、高速缓存部件和高性能浮点处理部件。
Pentium:采用了许多过去在大型机中才采用的技术,迎合了高性能微型机系统需要,其主要体现在超标量流水线设计、双高速缓存、分支预测、改善浮点运算等方面。
4.阐述指令周期、总线周期、时钟周期的相互关系,并举若干条8086CPU 机器指令的执行过程来说明上述三种周期。
答:时钟周期是微处理器动作处理的最小时间单位,一个总线周期由若干个时钟周期所组成。
一个指令周期通常由若个总线周期所组成,对于读取指令代码,就是一个存储器读总线周期。
将微处理器内部累加器中的值写入指定存储器单元中,执行这条指令可能就需要二个总线周期:读总线周期和写总线周期。
读总线周期:写总线周期:T1 :提供地址T1 :提供地址T2 :读信号有效T2 :写信号有效T3 :数据有效T3 :数据有效T4 :读操作结束T4 :写操作结束5.给出8086CPU 处于最小模式时的CPU 子系统结构图,并说明组成CPU 子系统的各芯片的功能。
答:结构图如下8084:用于产生系统时钟信号;地址锁存器:用于暂存地址值;数据缓冲器,用于驱动数据。
6.说明一般微处理器的内部组成与外部主要引脚的功能,并说明执行加法指令过程中指令代码和加工的数据在CPU内部各部件流动和外部引脚的信号变化情况。
答:组成微处理器的最基本的部件是运算部件、控制部件、寄存器组和内部数据总线。
外部主要引脚功能:地址线:输出,用于提供存储器或I/O接口的地址。
地址线的位数决定了微处理器的寻址范围。
数据线:双向,用于提供微处理器与外部交换数据的通道。
从累加器存入锁存器的数据和暂存器中的数据通过ALU运算,结果通过内部数据总线存回累加器,输出CPU外部到存存储器或I/O。
运算结果将影响标志寄存器和十进制调整电路,并对下一次运算产生作用。
7.相对实模式,说明保持模式的特点。
答:保持模式的特点:(1)地址由段描述表按“段地址”查到相应描述符,得到的真实地址+偏移(2)32位地址线,拥有4GB的寻址(3)实现虚拟存储和代码保护保持模式比实模式多了以下:(1)寄存器GDR,LDR,IDR,TR,CR3。
(2)数据段,描述符表(GDT,LDT),任务数据段(TS),页表。
(3)机制,权限检测(利用选择子/描述符/页表项的属性位),线性地址到物理地址的映射。
8.阐述计算机三级存储体系中Cache、主存、辅存的特点与作用,并说明目前三类存储器由哪些类型的存储器承担,其存储器特性有什么特征。
答:Cache:组成:高速SRAM ;特点:快速的存取性能,用于存放CPU访问频度最高的数据。
主存:组成:DRAM ;特点:速度和容量介于Cache和辅存,用于存放CPU当前执行的程序和所需要的数据。
辅存:组成:磁盘、磁带、光盘等;特点:存储容量大,用于后备的程序和数据。
三级存储体系的目标:存储体系的速度入接近Cache,存储体系的成本接近于辅存。
9.说明半导体存储器的内部结构,并比较静态RAM和动态RAM在存储原理、外部特性、性能指标等方面的异同。
答:半导体存储器芯片的内部结构基本相同,都是由存储体和外围电路二部分组成。
存储体是由一系列按行/列排列的基本存储单元所组成。
外围电路由地址译码器、I/O电路、10.以静态RAM作为内存储器,比较并联组合和串联组合,说明地址线、数据线、控制线的连接要点。
答:并联组合:8片芯片为1组,一旦选中,则同时工作,或者输入,或者输出。
数据线:每片存储器芯片数据线连至CPU不同位的数据线。
地址线:每片地址线的连接都相同,与CPU的地址线相连接。
控制线:每片的控制线连接都是相同。
读写控制线连CPU的读写控制线。
串联组合:CPU用高位地址选择存储器芯片,用低位地址选择赶集器芯片中的存储单元。
同一时刻,CPU访问一个存储器芯片中的一个存储单元。
数据线:存储器芯片的数据线与CPU的数据线直接相连。
地址线:存储器芯片的地址线与CPU低位地址线直接相连,用于选择芯片内的存储单元。
控制线:存储器的读写控制线与CPU的读写控制线直接相连,存储器的片选信号线由高位地址线经译码产生。
11.一般CPU地址总线可寻址的范围比系统实际使用的内存容量要大。
试举一地址译码电路为例,说明地址译码器的片选端和译码输入端应连接CPU的什么信号线,并分析该译码电路的各译码输出端所对应的存储器地址范围。
答:用8K衣8的存储器芯片组成的16KB RAM电路,低位地址线A12 —A0直接连至每一片的6264芯片的地址输入端,高位地址线经译码以后产生片选信号,分别连接到2 片6264的片选输入端。
地址译码器74LS138是一个常用的3 —8译码器,当地址A19 —A16 = 1110时,该译码器选中,也就是说,该译码器Y7 —Y0输出的地址范围为EOOOOH—EFFFFH。
其中:当A15 —A13 = 000时,Y0 输出有效,其地址范围为E0000H —E仆FFH ;当A15 —A13 = 001时,Y1输出有效,其地址范围为E2000H —E3FFFH。
12.针对动态RAM的地址线分行列输入以及刷新行地址的输入,与静态RAM的接口电路相比较,说明其存储器接口电路有什么特点。
答:(1)同静态RAM , CPU输出的地址总线高位部分用于进行地址译码产生片选信号,地址总线的低位部分用于选择存储器内部的存储单元。
但是,由于动态RAM的地址输入是分行、列进行的,因此不能直接将CPU的低位地址线直接连至存储器的地址线输入,而是需要将这部分地址一分为二,按行、列分时输入存储器。
(2)由于动态RAM有刷新要求,既需要刷新控制信号,也需要为动态RAM提供刷新地址,因此,作为动态RAM的连接,还需要有一个产生刷新地址的电路,并通过选择电路,能在需要刷新时候将刷新地址送入动态RAM13.通过通常I/O接口电路的结构,阐述I/O接口电路的功能。
答:I/O接口是为了协调CPU与各种外设间的矛盾(不匹配)而设臵的介于CPU和外设之间的控制逻辑电路。
因此,接口电路要面对CPU和外设两个方面,I/O接口有以下功能:(1)数据缓冲和锁存功能(2)接收和执行CPU命令的功能(3)信号电平转换功能(4)数据格式变换功能(5)中断管理功能(6)可编程功能对一个具体的接口电路来说,不一定都要求具备上述功能,不同的外设,不同的用途,其接口功能和内部结构是不同的。
14.与存储器映象寻址方式相比较,说明独立I/O 寻址方式的特点。
答:( 1)存储器映象寻址方式的编址方式是把系统中的每一个I/0 端口都看作一个存储单元,并与存储单元一样统一编址。
而I/O 单独编址方式对系统中的输入输出端口地址单独编址,构成一个I/O 空间;(2)存储器映象寻址方式把I/O 地址映射到存储空间,作为整个存储空间的一小部分,而I/O单独编址方式不占用存储空间,而是用专门的IN 指令和OUT 指令来访问这种具有独立地址空间的端口;15.比较无条件传送方式、程序查询方式、中断方式以及DMA 方式这四种数据传送方式,在硬件电路、CPU 作用、应用范围等方面阐述其特征。
答:无条件传送方式主要应用于己知或固定不变的低速I/O 接口设备或无须等待时间的I/O 设备。
若是输入设备则直接使用三态缓冲器和数据总路线相连,CPU 在执行输入指令时,外设的数据是准备好的。
若是输出设备,要求接口具有锁存功能,以使CPU 送出的数据在接口电路的输出端保持一些时间。
程序查询方式的接口电路除了有传送数据的端口以外,还要有传送状态的端口。
对于输入过程来说,当外设将数据准备好时,则使接口的状态端口中的“准备好”标志位臵成有效,表示当前输出数据端口己经处于“空闲”状态,可以接收下一个数据。
DMA 方式数据传送不需要CPU 介入,由DMA 控制器直接控制数据完成存储器和I/O 之间的传送,采用DMA 控制器的硬件代替了原来的软件来控制数据的传送,且不需进行保护现场和恢复现场之类的额外操作,因此数据传送速度快、I/O 响应时间短、CPU 额外开销小,但增加了系统硬件的复杂性和提高了系统的成本。
16.以8086CPU 为例,说明中断响应和中断返回的过程。
在说明此过程中,如何保证优先权最高的中断申请源能得到CPU 的中断服务。
答:CPU响应中断: (1 )关闭中断(为禁止CPU响应其它中断申请);(2)保护断点现场信息(通常将断点和标志寄存器内容入栈) ; ( 3)获得中断服务入口地址,转中断服务程序。
一旦CPU响应中断,就可转入中断服务程序中:(1 )保护现场;(2)开中断;(3)中断服务; (4)关中断;(5)恢复现场; (6)开中断返回。
17.叙述Intel 8259 中断控制器的功能以及编程方法。
答:(1) 单片8259A 可以连接8个中断源,多片8259A 连接后,可以控制多达64个中断源;(2)可以设臵中断源的中断类型号;在CPU应答后,能自动地向CPU发送中断类型号;(3)能管理中断源的优先级,并有固定优先级(自动嵌套方式)和循环优先级(相等优先级)两种管理方式;(4)可以设臵中断请求的方式(电平方式和脉冲方式) 。
8259A必须先进行初始化编程,后进行工作编程。
初始化命令共预臵4个命令字ICW1〜ICW4。