微型计算机原理习题及解答

微机原理习题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答：微型计算机系统：包括微型计算机的硬件系统和必要的系统软件。

微型计算机的硬件系统包括：微型计算机和外围设备。

微型计算机：主要是由微处理器（MPU）、存储器（ROM、RAM）、I/O接口、系统总线组成。

微处理器（MPU）：是用微电子技术将中央处理器（CPU）集成在一块芯片中制成的超大规模集成电路（IC），从逻辑的角度看，其内部主要包括：运算器（或称算术逻辑单元（ＡＬＵ））、控制器和一定数量的寄存器组成。

2、控制总线传输的信号大致有哪几种答：控制总线用来传输控制信号，协调各部件之间的工作；控制总线是双向的；控制总线包括CPU送往存储器和输入／输出接口电路的控制信号，如读信号、写信号和中断响应信号等；控制总线还包括其他部件送到CPU的信号，比如，时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号等。

3、微型计算机采用总线结构有什么优点答：采用总线结构的优越性主要表现在两个方面：①简化系统的设计，使CPU、RAM、ROM、I/O接口的设计简单化、标准化，使复杂的硬件系统变为面向总线的单一关系。

②方便系统的硬件扩充——一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中。

4、简述8086 CPU的逻辑结构。

答：从逻辑功能上，8086分为两部分：总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)；执行部件EU(Execution Unit)。

其中，总线接口部件包括：地址加法器、段寄存器组、IP指针、指令队列缓冲器、和输入输出控制电路；执行部件包括：运算器、通用寄存器组、标志寄存器、和执行部分的控制电路。

5、 8086／8088 和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同这样的设计思想有什么优点答：传统的计算机都是按照下面3个步骤循环工作的：①从指令指针所指的内存单元中取一条指令送到指令寄存器。

②对指令进行译码，而指令指针进行增值，以指向下一条指令的地址。

③执行指令。

如果所执行的是转移指令、调用指令或者返回指令，则重新设置指令指针的值，以指向下一条要执行的指令。

而8086/8088指令的执行是流水线方式，取指令和执行指令是并行工作的，工作效率大大提高，从而大大提高了CPU的执行速度。

6、总线周期的含义是什么 8086／8088的基本总线周期由几个时钟组成如一个CPU 的时钟频率为10MHz，那么，它的一个时钟周期为多少一个基本总线周期为多少答：为了取得指令或进行数据的传送，CPU的总线接口部件需要执行一系列的操作，这些操作所经历的时间叫一个总线周期。

在8086／8088中，一个最基本的总线周期由4个时钟周期组成，分别称为4个状态，即T1状态、T2状态、T3状态和T4状态。

时钟周期是CPU的时序基本时间计量单位，它由计算机主频决定。

如果8086的主频为10MHz，1个时钟周期就是100ns；1个最基本的总线周期是400ns 。

7、在对存储器和I／O设备读写时，要用到IOR、IOW、MR、MW信号，最小模式时可用怎样的电路由CPU的RD、WR、和M/IO信号得到请画出逻辑图。

8、结合用问题的答：T1状态对地址信号进行锁存。

地址锁存允许信号ALE输出端，是8086／8088提供给地址锁存器8282（或74LS373）的控制信号，高电平有效，在任何一个总线周期的T1状态，该引脚输出有效高电平，以表示当前在地址／数据复用总线上输出的是地址信息，地址锁存器将ALE作为锁存信号，对地址进行锁存，锁存器的输出端形成系统的地址总线。

在T2~T4期间，锁存器输出的地址总线保持稳定，复用总线上的数据传输不会影响地址信号，这样就有效地分离了数据总线和地址总线。

9、 8086的存储器空间最大可以为多少怎样用 16 位寄存器实现对 20 位地址的寻址答：8086CPU的地址总线宽度是20条地址线，故他的存储器寻址空间最大为1MB（220）。

16位的段寄存器值和16位的偏移量形成20位物理地址的算法是：物理地址 = 段地址×16 + 偏移量实际上这个操作是在CPU的总线接口部件中由地址加法器自动完成的。

10、段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗答：根据物理地址 = 段地址×16 + 偏移量所以有指向物理地址21F00H 的CS 值和IP 值不是唯一的，可以有很多种组合。

11、 在中断响应过程中，8086往8259A 发的两个INTA 信号分别起什么作用 答： 对于 8086／8088来讲，INTA 信号是位于2个连续总线周期中的两个负脉冲，在每个总线周期的T2、T3和Tw 状态，INTA 端为低电平。

第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许。

外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU 便得到了有关此中断请求的详尽信息。

12、 8086最多可有多少种中断 按照产生中断的方法分为哪两大类答： 8086／8088有一个强有力的中断系统，可以处理256种不同的中断，每个中断对应一个类型码，256种中断对应的中断类型码为0～255 。

从产生中断的方法来分，中断可以分为两大类：一类叫硬件中断：由中断信号来触发；一类叫软件中断：由中断指令来触发；13、 非屏蔽中断有什么特点可屏蔽中断有什么特点 分别用在什么场合答： 非屏蔽中断是通过CPU 的NMI(Non-Maskable Interrupt)引腿进入的，它不受中断允许标志IF 的屏蔽，并且在整个系统中只能有一个非屏蔽中断；可屏蔽中断是通过CPU 的INTR(Interrupt)引腿进入的，并且只有当中断允许标志IF 为1时，可屏蔽中断才能进入，如果中断允许标志IF 为0，则可屏蔽中断受到禁止。

14、 什么叫中断向量 它放在哪里 对应于中断类型号1CH 的中断向量存放在哪里 如果1CH 的中断处理子程序从5110H ：2030H 开始，则中断向量应怎样存放12000H + FF00H答：所谓中断向量，实际上就是中断处理子程序的入口地址。

中断向量放在中断向量表中，每个中断向量用4个字节来描述，256个中断向量需要1024字节（即1K空间），8086／8088的中断向量表位于内存0段的0～3FFH区域。

对应于1CH的中断向量存放在中断向量表种偏移地址为4×1CH = 70H 开始的地方，如果1CH的中断处理子程序从5110H:2030H开始，则中断向量从70H开始的存放顺序是：30H、20H、10H、51H。

15、非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找答：非屏蔽中断对应的中断类型号固定为2，所以它在中断向量表中的位置是从08H开始的连续4个字节，依次是：偏移地址的低字节、偏移地址的高字节、代码段地址的低字节、代码段地址的高字节。

16、叙述可屏蔽中断的响应过程，一个可屏蔽中断（或者非屏蔽中断）响应后，堆栈顶部四个单元中是什么内容答：A）响应条件当CPU在INTR引腿上接收到一个高电平的中断请求信号；当前的中断允许标志为1。

B）响应时序CPU在当前指令执行完以后，开始响应外部的中断请求；CPU在其后的连续两个总线周期中，各往INTA引腿上发两个负脉冲外设接口接到第二个负脉冲以后，立即往数据线上给CPU送来中断类型码。

C）CPU在响应外部中断、并进入中断子程序的过程中，要依次作下面几件事：①从数据总线上读取中断类型码，将其存入内部暂存器。

②将标志寄存器的值推入堆栈。

③把标志寄存器的中断允许标志IF和单步标志TF清零。

④将断点保护到堆栈中先压入CS再压入IP。

所谓断点，就是指响应中断时，主程序中当前指令下面的一条指令的地址，包括代码段寄存器CS的值和指令指针IP的值。

只有保护了断点，才能在中断处理子程序执行完以后，正确返回到主程序继续执行。

⑤根据得到的中断类型码，计算中断向量在中断向量表中的位置，并将前两个字节中的内容装入IP，将后两个字节中的内容装入CS，这样，CPU转入了对中断处理子程序的执行。

根据中断响应的过程可知，一个可屏蔽中断（或者非屏蔽中断）响应后，堆栈顶部四个字节的内容是主程序中的断点地址（CS：IP）。

17、软件中断有哪些特点在中断处理子程序和主程序的关系上，软件中断和硬件中断有什么不同之处答：软件中断的特点如下①用一条指令进入中断处理子程序，并且，中断类型码由指令提供。

②进入中断时，不需要执行中断响应总线周期，也不从数据总线读取中断类型码。

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，软件中断均可执行。

④正在执行软件中断时，如果有外部硬件中断请求（非屏蔽中断请求或IF=1时的可屏蔽中断请求），会在执行完当前指令后立即给予响应。

在中断处理子程序和主程序的关系上，软件中断和硬件中断的不同之处在于：硬件中断有随机性，而软件中断没有随机性。

18、 IBM PC／XT系统中，哪个区域用来存放中断向量在 FFFF0H到FFFFFH单元中存放什么内容答：在IBM PC／XT系统中，中断向量存放在0000：0000H ~ 0000：03FFH区间；在 FFFF0H到FFFFFH单元中存放复位初始化指令，一般在这里放一条跳转指令，跳到系统BIOS的开始部分。

19、虚拟存储器是一种什么样的存储器 80386的虚拟存储器可以有多大容量答：所谓虚拟存储器就是系统中有一个速度较快的、容量比较小的内部主存储器，还有一个速度较慢但容量很大的外部存储器，通过存储管理机制，使两者有机地、灵活地结合在一起，这样从程序员的角度看，系统中似乎有一个容量非常大的、速度也相当快的主存储器，但它并不是真正的物理上的主存，故称为虚拟存储器。

80386的虚拟存储器容量可高达64TB(64太字节)，这样，就可以运行要求存储器容量比实际主存储器容量大得多的程序。

20、 80386的MMU功能块具体有什么功能逻辑地址、线性地址、物理地址分别由其中什么部件管理答： MMU的功能就是实现存储器的管理，它由分段部件SU 和分页部件PU和总线接口部件BIU组成。

逻辑地址由指令预取部件(IPU)、执行部件(EU)产生；SU管理面向程序员的逻辑地址空间，并且将逻辑地址转换为线性地址；PU管理物理地址空间，将分段部件或者指令译码部件产生的线性地址转换为物理地址。

21、简述80386有哪3种工作方式及其特点答： 80386有三种工作方式：实地址方式、保护方式、虚拟8086方式实地址方式采用类似于8086的体系结构，其寻址机构、存储器管理（最大为1MB）、分段方式、中断处理机构均和8086一样。

在保护方式中，借助于存储器管理部件MMU的功能将磁盘等存储设备有效地映射到内存，使逻辑地址空间大大超过实际的物理地址空间。