微机原理复试问题整理

微处理器、微型计算机、微型计算机系统三者的定义及其区别。

微处理器:由一片或几片大规模集成电路组成的中央处理器.微处理器是微型计算机的运算和控制指挥中心，主要由运算器、控制器、寄存器组（阵列）以及内总线组成

微型计算机:简称微型机或微机，是由微处理器、主存储器、输入输出接口电路和系统总线构成的裸机。

微型计算机系统: 指以微型计算机为主体，配以相应的外部设备、电源、辅助电路和所需要的软件而构成的计算机系统 。

一个完整的微型计算机系统由计算机硬件系统和软件系统两大部分构成。

区别: 只有微型计算机系统可以工作

微型计算机的工作原理？

微机的整个工作过程就是不断地取指令和执行执行指令的过程，

其基本原理是存储程序和程序控制。

微机系统的硬件结构主要有哪些组成部分？

微型计算机的硬件结构从原理上看是由四大功能部件组成的，它们分别是微机硬件核；系统总线；存储器；外设接口及外设。

微机硬件核的主要作用是什么？

— 1．微机硬件核

— 硬件核是微机内可以产生各类规范的系统总线信号并由此操控微机内的其它组成部件的最基本的硬件组成部分，由CPU和必要的外部辅助器件（芯片组）构成。

— 由8086/8088CPU构成的台式系统中，微机硬件核内除了CPU外还包括系统时钟产生电路以及系统总线生成电路（用于产生各类独立系统总线信号的电路，包括产生地址总线信号的地址锁存器；用于产生数据总线信号的双向数据收/发器；用于产生控制总线信号的控制总线器件）。

8086 CPU由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？

— 8086/8088微处理器的内部组成结构按照功能可分成总线接口部件BIU(Bus Interface Unit)和指令执行部件EU（Execution Unit）两大部分。

执行单元EU

构成：运算器，8个通用寄存器，1个标志寄存器，EU部分控制电路

功能：对来自指令流队列中的指令译码并执行，实施算术逻辑运算操作。

总线接口单元BIU

功能：

完成CPU与存储器之间的信息传送
总线控制
IO数据传送
逻辑地址与物理地址进行转换
从存储器中取指令送至指令流队列排队
取出执行指令时所需要的操作数，并传送给EU完成运算和操作

BIU和EU是两个独立的部件，两个可以同时独立进行操作，形成指令流水线结构。

8088和8086CPU引线功能比较

数据总线宽度不同：8088的外部总线宽度是8位，8086为16位。

访问存储器和输入输出控制信号含义不同：

8088——IO/M=0表示访问内存；8086——IO/M=1表示访问内存。

8086 和 8088 的不同之处。8086 存储体的结构。

区别：

（1）内部结构

8086 指令队列有 6 个字节，而 8088 只有 4 个字节

（2）存储器组织

8086 把 1MB 的内存空间分成两个部分，偶地址存储单元和基地址存储单元，分别有 A0和 BHE

信号选通。而 8088 对整个内存空间不分奇偶。

（3）引脚上的差别

地址/数据复用线：8086 16 位，而 8088 8 位（内部运算都是 16 位）

存储器/外设控制线：8086 M/IO 而 8088 相反

34 号引脚：8086 为 BHE 高位数据允许，控制信号，而 8086 为 SS0状态输出信号

8088/8086可工作于两种模式下

最小模式：单处理器模式，所有控制信号由微处理器产生

最大模式：最大模式为多处理器模式，部分控制信号由外部总线控制器产生

最大模式是相对最小模式而言的。最大模式用在中等规模的或者大型的8086系统中。在最大模式系统中，总是包含两个或以上微处理器，其中一个主处理器就是8086，其他的处理器称协助处理器。

和8086配合的协处理器有两个，一个是数值运算协处理器8087，一个是输入/输出协处理器8089.

8088 系统总线

总线周期

CPU完成一次访问内存（或接口）操作所需要的时间

8086的基本总线周期为4个时钟周期，每个时钟周期间隔称为一个T状态（8086/8088：5MHz时钟信号，时钟周期T=200ns）

总线：

1、按层次结构分类：CPU总线、系统总线、外部总线

按传送信息的类别分类：地址总线、数据总线、控制总线

3、按总线在微机系统的位置分类：片内总线、片间总线、系统总线、通信总线

4、总线的基本功能 ：数据传送、仲裁控制、出错处理、总线驱动

什么是总线？依据传输的信息类型，微机系统的总线可分成哪三种，分别传输的是什么信息？以及传输信号的方向。

总线:是连接多个功能部件或多个装置的一组公共信号线

数据总线(Data Bus)：是CPU用来传送数据信息的信号线，双向三态总线。数据总线的位数和处理器的位数相对应。

地址总线(Address Bus) ：是用来传送地址信息的信号线，单向的三态总线。地址总线的位数决定了CPU可以直接寻址的内存空间的大小。

控制总线(Control Bus)：是用来传送控制信号的一组总线。控制总线有的为单向，有的为双向或三态，有的为非三态，取决于具体的信号线。

什么是总线的三态性？什么是总线的分时复用？

所谓总线三态是指总线输出可以有三个状态：高电平、低电平、和高阻状态。

当处于高阻状态时，该总线子啊逻辑上与所有连接负载断开。

所谓总线分时复用就是同一总线在不同时间传输的是不同的信号。

微机主要性能指标

字长、运算速度、存储器容量、外设扩展能力、软件配置。

微型计算机有哪些主要技术指标，它们的意义是什么？

字长：计算机内部一次可处理的二进制数的最多位数。前有4位； 8位；16位；32位；64位

速度：常用每秒执行的指令数衡量。

有每秒百万次定点指令MIPS（Million Instructions Per Second）

每秒百万次浮点指令操作MFLOPS（Million Floating-point Operations Per Second)

内存空间：CPU地址线可直接寻址的内存字节数目。

目前有64K(16位)；1M(20位)；16M(24位)；4G(32位)；64G(36位)

系统结构及外部设备配置情况：

CPU芯片组结构

系统总线结构（ISA；EISA；VESA；PCI等）

主板上高速缓存（二级Catch）多少

可配置的内存类型及最大容量

支持硬盘的工作模式（ATA；PIO；DMA；SCSI等）

支持显示模式（ISA；EISA；VESA；PCI；AGP等）

支持串口模式（RS232；USB；1394等）

如何生成物理地址？

（1）实模式下：物理地址（20位） = 段基址（16位） x 16 + 偏移地址（16位）；这一操作在地址加法器中完成。段基址存放在段寄存器中。

（2）保护虚地址模式下：物理地址 = 段基址 + 偏移地址；段寄存器不再存放段基址，而是段选择符，通过段选择符可找到相应的段描述符，24位的段基址就存放在一个段描述符中。

6 字节的指令队列（8088 是 4 个）在微处理器中扮演了什么角色？引入指令队列后带来了什么好处？

指令缓冲

好处：指令执行部件在执行指令时，不是直接通过访问存储器去取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。在速度上，比从内存读取速度快。

当指令队列中有两个或两个以上空字节，且EU未向BIU申请读写存储器或I/O口时，BIU就会自动地顺序预取后续指令到指令队列（先入先出队列）。

当指令队列已满，且EU又没有总线访问请求时，BIU便进入空闲状态。

在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于待执行指令的顺序发生了变化，则指令队列中已经装入的字节被自动消除，BIU会接着往指令队列装入转向的另一程序段中的指令代码。

熟练掌握 8086/8088 存储器分段的特点。（段地址、偏移地址、逻辑地址、物理地址）

分段技术可将 20 位地址在逻辑上分成二个部分，即段地址和偏移地址，段地址（16）位存于段寄存器中，偏移地址（16）由指令提供，二者通过地址加法器的运算，就可产生访问存储单元的 20 位物理地址。

物理地址：一个存储单元的实际地址（20 位）

逻辑地址：段地址和偏移地址，是指令中引用的形式地址。

一个逻辑地址对应一个物理地址，一个物理地址可以对应多个逻辑地址

段地址：一个段的起始地址

偏移地址：段内存储单元相对段地址的距离

物理地址：段寄存器内存*10H+偏移地址

8088/8086 CPU的特点

采用并行流水线工作方式

通过设置指令预取队列实现

对内存空间实行分段管理

将内存分为4个段并设置地址段寄存器，以实现对1MB空间的寻址

支持协处理器

8088/8086指令系统

指令：控制计算机完成某种操作的命令

指令系统：处理器所能识别的所有指令的集合

指令的兼容性：同一系列机的指令都是兼容的

一条指令应包含的信息：

运算数据的来源

运算结果的去向

执行的操作

指令系统

数据传送类，算术运算类，逻辑运算和移位，串操作，程序控制，处理器控制

指令的寻址方式

操作数可能的来源或运算结果可能的去处：

由指令直接给出

寄存器

内存单元

寻找操作数所在地址的方法可以有三种大类型：

指令直接给出的方式

存放于寄存器中的寻址方式

存放于存储器中的寻址方式

8种寻址方式

1.立即寻址

2.寄存器寻址

3.直接寻址：

指令中直接给出操作数的偏移地址

直接寻址方式下，操作数默认为在数据段，但允许段重设，即由指令给出所在逻辑段。

MOV AX，ES：[1200H] ES：段重设符

4.寄存器间接寻址

操作数存放在内存中，数据在内存中的偏移地址为方括号中通用寄存器的内容

仅有4个通用寄存器可用于存放数据的偏移地址，BX，BP，SI，DI

若使用BX,SI,DI，则操作数在数据段DS中

物理地址=DS×16+{BX/SI/DI}

若使用BP，则操作数在堆栈段SS中

物理地址=SS×16+BP

间接寻址的一般格式：[ 间址寄存器 ]

例： MOV AX，[BX]

可以段重设

5.寄存器相对寻址

操作数的偏移地址为寄存器的内容加上一个位移量

相对寻址主要用于一维数组的操作

MOV AX，[BX+DATA]

6.基址、变址寻址

操作数的偏移地址为一个基址寄存器的内容 + 一个变址寄存器的内容；

操作数的段地址由选择的基址寄存器决定

基址寄存器为BX，默认在数据段DS

基址寄存器为BP，默认在堆栈段SS

基址变址寻址方式与相对寻址方式一样，主要用于一维数组操作。

7.基址、变址、相对寻址

操作数的偏移地址为：基址寄存器内容+变址寄存器内容+位移量

操作数的段地址由选择的基址寄存器决定。

基址变址相对寻址方式主要用于二维表格操作。

例如：MOV AL, [BP][DI]5==>也可以表示为[BP+DI+5]

8.隐含寻址

指令中隐含了一个或两个操作数的地址，即操作数在默认的地址中。

例：MUL BL

指令执行：

AL×BL-->AX

I/O端口寻址方式

直接端口寻址由指令提供一个8位端数（0-255）

间接端口寻址由DX寄存器给出，寻址64KB

中断与过程调用的区别？

相似点：

从一个正在执行的过程转向另一个过程（处理程序），并在执行完后返回原程序继续执行

区别：

n中断是随机事件或异常事件引起，调用是事先已在程序中安排好；

调用指令在指令中直接给出子程序入口地址，中断指令只给出中断向量码，入口地址则在向量码指向的内存单元中。

调用可以是近过程调用或远过程调用，中断处理程序均为远过程；

响应中断请求不仅要保护断点地址，还要保护 FLAGS内容。

汇编语言程序

汇编语言源程序 用助记符编写

汇编程序 源程序的编译程序

伪指令由汇编程序执行的“指令系统”

帮助计算机理解助记符指令编写的汇编语言源程序

作用：

定义变量；

分配存储区

定义逻辑段；

指示程序开始和结束；

定义过程等。