【文章內(nèi)容簡介】 能的32位保護(hù)工作模式。在保護(hù)工作模式下，32位微處理器不僅具有段式存儲(chǔ)器管理功能，而且還有頁式存儲(chǔ)器管理功能，支持虛擬存儲(chǔ)器，段基地址和段內(nèi)偏移量都是32位，稱之為“32位段”，使用全部32條地址線，可以尋址的物理存儲(chǔ)器達(dá)到4GB，只有在保護(hù)模式下，32位X86 CPU才能發(fā)揮全部功能。而32位段的程序只能在32位Windows環(huán)境中執(zhí)行。 16位存儲(chǔ)器尋址中，分為哪幾種尋址方式？答：（1）直接尋址（2）基址尋址（包括相對(duì)基址尋址）（3）變址尋址（包括相對(duì)變址尋址）（4）基址（加）變址尋址（5）相對(duì)基址（加）變址尋址 32位存儲(chǔ)器尋址中，分為哪幾種尋址方式？答：（1）直接尋址（2）基址尋址（3）基址加位移尋址（4）比例變址尋址（5）比例變址加位移尋址（6）基址加比例變址尋址（7）基址加比例變址加位移尋址 對(duì)于立即尋址的指令，有8位、16位及32位的立即尋址的指令，各列舉2條指令（一條是傳送指令，另一條是加法指令）。解：8位立即尋址指令(1) MOV AH,2(2) ADD AL,316位立即尋址指令(1) MOV AX,1234H(2) ADD DX,3456H32位立即尋址指令(1) MOV EAX,12345678H(2) ADD EDX,12345678H 用移位指令將ESI中內(nèi)容移入EDI中，如何實(shí)現(xiàn)？解：.model small.386.code.startup mov esi,11223344h mov edi,12345678h shrd edi,esi,16 rol esi,16 shrd edi,esi,16.exitEnd 將EBX中存放的值清零，實(shí)現(xiàn)的方法有哪一些？解：(1) SUB EBX,EBX(2) AND EBX,0(3) XOR EBX,EBX第7章 （ 習(xí) 題）1．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器從存取方式上分，可分為哪兩類，每類又分為哪一些？答：分為RAM與ROM兩大類：（1）RAMRAM按其工藝結(jié)構(gòu)分為雙極型與金屬氧化物半導(dǎo)體RAM兩類。① 雙極型RAM② MOS型RAMRAM按其工作方式分，有：① SRAM（靜態(tài)RAM） ② DRAM（動(dòng)態(tài)RAM）（2）ROM主要分為如下四種：掩膜式ROM、可編程只讀存儲(chǔ)器PROM（Programmble ROM）、紫外線擦除的可編程只讀存儲(chǔ)器EPROM（Ersable PROM）及電擦除可編程只讀存儲(chǔ)器EEPROM（Electrically EPROM）。2．什么叫半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的存取周期？答：存取周期是指存儲(chǔ)器從接收到地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的讀出所經(jīng)歷的時(shí)間，通常取寫操作周期與讀操作周期相等，故稱為存取時(shí)間。因此也可以理解為存儲(chǔ)器進(jìn)行連續(xù)讀或?qū)懖僮魉试S的最短時(shí)間間隔。3．半導(dǎo)體存儲(chǔ)器芯片內(nèi)的地址譯碼有哪兩種方式？每種譯碼方式有何特點(diǎn)？答：單譯碼和雙譯碼兩種方式。單譯碼方式是將n位地址輸入到存儲(chǔ)器內(nèi)部譯碼器輸入端，經(jīng)譯碼后可以產(chǎn)生2n個(gè)輸出選擇信號(hào)，每個(gè)輸出選擇信號(hào)選中存儲(chǔ)陣列中的一個(gè)字，所以單譯碼方式也稱為字譯碼方式，缺點(diǎn)是譯碼輸出線遠(yuǎn)多于雙譯碼結(jié)構(gòu)。雙譯碼結(jié)構(gòu)需要2個(gè)譯碼電路，只有當(dāng)兩個(gè)譯碼器輸出的選擇線都有效時(shí)，交叉的存儲(chǔ)單元被選中。采用雙譯碼結(jié)構(gòu)其譯碼輸出選擇線大大減少，所以，在存儲(chǔ)芯片中一般采用雙譯碼結(jié)構(gòu)。4．已知某RAM芯片的存儲(chǔ)容量為16KB，ROM芯片的存儲(chǔ)容量為4K8位，問每種存儲(chǔ)芯片的地址線和數(shù)據(jù)線分別為多少？答：16KB： 地址線14根，數(shù)據(jù)線8根。4K8位： 地址線12根，數(shù)據(jù)線8根。5．分別用8KB和16K8位的RAM芯片構(gòu)成256KB的存儲(chǔ)器，各需要多少片？需要地址線多少根？答：8KB： 32片，地址線18根。16K8位：16片，地址線18根。6．闡述圖716單管動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)電路中刷新操作的原理。參考第7章 。7．微處理器與存儲(chǔ)器相連接時(shí)應(yīng)考慮哪幾方面的問題？答：（1）CPU總線的負(fù)載能力。（2）CPU的時(shí)序與存儲(chǔ)器存取速度之間的配合。（3）存儲(chǔ)器結(jié)構(gòu)的選定。8．說明Flash 閃存進(jìn)行塊擦除的原理。參考第7章 。9．選用1M4位DRAM芯片構(gòu)成32位機(jī)（設(shè)存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)總線為32位）的存儲(chǔ)器，存儲(chǔ)容量為16MB，試問：（1）共計(jì)需要多少片？（2）共計(jì)需要分幾組？每組多少片？答：（1）32片。（2）共計(jì)需要分4組，每組8片。10．簡述32位存儲(chǔ)器系統(tǒng)的組成。參考第7章 。11．簡述高速緩沖存儲(chǔ)器Cache的主要工作原理。參考第7章 。12．設(shè)CPU執(zhí)行一段程序時(shí)，訪問Cache次數(shù)Nc=2000，訪問主存次數(shù)Nm=100，又假設(shè)訪問Cache存取周期為50ns，訪問主存存取周期為250ns，試求命中率h、平均訪問時(shí)間ta以及倍率r。解：ta=htc+(1h)tm=50ns+()250ns=13．寫出組相聯(lián)映射方式的函數(shù)關(guān)系式，并作簡要說明。Pentium CPU采用的映射方式如何？答：組相聯(lián)映射方式將Cache分成u組，每組有v行，主存塊存放到哪一組是固定的，至于存放到哪一行是任意的，設(shè)Cache行的總數(shù)量為m，組號(hào)為q，主存塊號(hào)為j，則有如下函數(shù)關(guān)系： m = uv q=j mod u Pentium CPU內(nèi)部Cache的結(jié)構(gòu)采用組相聯(lián)結(jié)構(gòu)。Cache采用2路組相聯(lián)結(jié)構(gòu)來分成128組，每組2行，每行32B，數(shù)據(jù)總?cè)萘渴?28232B=8KB，每路4KB。14．寫一次法與回寫法的區(qū)別如何？答：使用回寫法，對(duì)于Cache中的行，只要不被替換就不會(huì)寫入主存，也就是說，只有當(dāng)某一行被替換時(shí)才被寫回到主存中對(duì)應(yīng)位置。寫一次法與回寫法的寫策略基本相同，寫一次法只是在第一次寫命中時(shí)要同時(shí)寫入主存，然后CPU對(duì)Cache的寫命中則按照回寫法的策略對(duì)待，這可以節(jié)省CPU的總線周期，有利于超標(biāo)量流水線的進(jìn)程，有利于提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度。二者與通寫法相比較，都減少了CPU對(duì)總線的操作，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行速度。15．32位存儲(chǔ)器組織將內(nèi)存分為4個(gè)存儲(chǔ)體，地址總線32位，畫出每個(gè)存儲(chǔ)體的地址分配圖。解：在32位數(shù)據(jù)總線的微處理器中，直接輸出A31~A230位地址，低2位AA0由內(nèi)部編碼產(chǎn)生4個(gè)字節(jié)選擇信號(hào)~，以選擇不同的字節(jié)。由4個(gè)字節(jié)選擇信號(hào)把主存儲(chǔ)器分為4個(gè)存儲(chǔ)體，依次存放32位數(shù)據(jù)中的4個(gè)字節(jié)，每個(gè)體的8位數(shù)據(jù)依次并行連接到外部數(shù)據(jù)線D31~D0上，由~選中每個(gè)存儲(chǔ)體，每個(gè)體的地址范圍見圖3所示。圖3 32位存儲(chǔ)器組織圖第8章 （ 習(xí) 題）1．什么叫接口電路？從CPU與外設(shè)之間交換信息的方式看，接口電路可分為哪四類？答：所謂接口（Interface）電路就是微處理器與外圍設(shè)備（外設(shè)）之間的連接電路，它是兩者之間進(jìn)行信息交換時(shí)的必要通路，不同的外設(shè)有不同的輸入/輸出接口電路。（1）程序控制I/O方式。（2）查詢式輸入輸出方式。（3）中斷控制I/O方式。（4）直接存儲(chǔ)器存取（DMA）方式。2．接口電路的主要功能有哪些？答：（1）設(shè)備選擇功能。（2）數(shù)據(jù)緩沖功能。（3）接收和執(zhí)行CPU命令的功能。（4）寄存外設(shè)狀態(tài)的功能。（5）信號(hào)的轉(zhuǎn)換功能。（6）數(shù)據(jù)寬度變換的功能。（7）可編程功能。3．CPU與外設(shè)之間交換的信息有哪些？答：① 數(shù)據(jù)信息，包括輸入數(shù)據(jù)和輸出數(shù)據(jù)。② 命令信息，輸出信息。 ③ 狀態(tài)信息，輸入信息。4．I/O端口的兩種編址方式各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？答：統(tǒng)一編址方式的優(yōu)點(diǎn)：不需要設(shè)立獨(dú)立的I/O指令，用訪問內(nèi)存的指令就可以訪問外設(shè)，因此，可以對(duì)端口進(jìn)行算術(shù)運(yùn)算，邏輯運(yùn)算以及移位操作等。I/O端口空間不受限制。主要缺點(diǎn)是I/O端口占用了內(nèi)存空間，減少了內(nèi)存容量。獨(dú)立的I/O編址方式的主要優(yōu)點(diǎn)：不占用內(nèi)存空間，使用專門I/O指令訪問I/O端口，I/O速度快。缺點(diǎn)：CPU的引腳上必須具有能區(qū)分訪問內(nèi)存還是訪問I/O端口的信號(hào)，將它作為I/O接口電路中端口譯碼電路以及存儲(chǔ)器片選譯碼電路的輸入信號(hào)。5．根據(jù)圖82，編寫從端口0輸出8位數(shù)據(jù)的簡單程序。解： MOV DX,3E0H MOV AL,88H OUT DX,AL6．根據(jù)圖87，分析無條件輸出接口電路的基本工作過程。參考第8章 7．I/O接口電路與CPU一側(cè)一般有哪幾種連線？與外設(shè)一側(cè)有哪幾種連線？答:（1）I/O接口電路與CPU一側(cè)的連線主要包括：① 數(shù)據(jù)線。② 地址線。③ CPU的讀（）、寫（）控制信號(hào)相應(yīng)接到I/O接口電路中的讀、寫控制輸入端。④ 在獨(dú)立I/O編址方式的CPU引腳上必然有一根用于區(qū)別當(dāng)前訪問內(nèi)存還是訪問I/O設(shè)備的信號(hào)線，引腳為M/，當(dāng)M/=０時(shí)，CPU訪問I/O接口，因此，I/O接口電路還必須與CPU引腳M/相連接。（2）與外設(shè)一側(cè)相連的信號(hào)線有：輸入/輸出數(shù)據(jù)線；控制線及外設(shè)送來的狀態(tài)線。8．什么叫端口？一般I/O接口電路中有哪幾種端口？答：端口（Port）是接口電路中能被CPU直接訪問的寄存器。根據(jù)寄存器中所存放的信息，有數(shù)據(jù)信息、控制信息及狀態(tài)信息，所以，分別被稱為數(shù)據(jù)端口、控制端口及狀態(tài)端口。9．無條件I/O傳送方式有何特點(diǎn)？答：這種方式是一種最簡單的輸入/輸出控制方式，其I/O接口電路及軟件比較簡單，所有的操作均由執(zhí)行程序來完成。采用這種方式，輸入接口電路總是準(zhǔn)備好了等待輸入給CPU的數(shù)據(jù)，輸出接口電路總是準(zhǔn)備好了接受來自CPU的數(shù)據(jù)。CPU無須查詢I/O設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，直接用匯編語言或高級(jí)語言編程，實(shí)現(xiàn)輸入或輸出操作。10．分別畫出查詢式輸入與查詢式輸出的流程圖。解：查詢式輸入與查詢式輸出的流程圖分別如圖4和圖5所示。 圖4 查詢式輸入程序的流程圖 圖5 查詢式輸出程序的流程圖11．多個(gè)外設(shè)均工作在查詢式輸入/輸出方式主要存在什么問題？答：CPU必須順序查詢每一個(gè)外設(shè)，當(dāng)某一個(gè)外設(shè)不需要服務(wù)時(shí)，CPU也得按順序查詢一次。外設(shè)總是處于被動(dòng)狀態(tài)，CPU無法快速響應(yīng)外設(shè)要求及時(shí)服務(wù)的請(qǐng)求。CPU為了服務(wù)外設(shè)，其他程序會(huì)停止執(zhí)行，所以，查詢式I/O方式不可能是微型計(jì)算機(jī)外設(shè)工作的最佳選擇，不適用于實(shí)時(shí)監(jiān)控系統(tǒng)。12．DMAC中有哪幾個(gè)基本寄存器？ 答：有4個(gè)基地址寄存器和4個(gè)基本字計(jì)數(shù)寄存器，其大小都是16位長度，即4個(gè)DMA通道的每一個(gè)通道都有一個(gè)基地址寄存器和一個(gè)基本字計(jì)數(shù)寄存器。13．簡述中斷傳輸方式的特點(diǎn)。答：在中斷控制方式下，所有的I/O設(shè)備都可以工作在主動(dòng)請(qǐng)求CPU為該外設(shè)服務(wù)的狀態(tài)下，一旦一個(gè)或多個(gè)外設(shè)申請(qǐng)中斷服務(wù)，則CPU根據(jù)各I/O設(shè)備預(yù)先被設(shè)置的中斷優(yōu)先級(jí)別，逐個(gè)予以響應(yīng)，并進(jìn)行中斷處理、中斷返回，實(shí)現(xiàn)中斷處理的全過程。采用中斷技術(shù)后，CPU能與所有的外設(shè)并行工作，能及時(shí)服務(wù)外設(shè)，并處理系統(tǒng)異常情況，從而可以提高微機(jī)的整體性能，提高計(jì)算機(jī)的運(yùn)行速度。14．82C37A芯片是一種什么類型的芯片？試說明82C37A芯片結(jié)構(gòu)。答：15．簡要說明82C37A兩種屏蔽寄存器的用法。答：參考第8章 16．簡要說明82C37A四種傳送類型的特點(diǎn)。答：方式寄存器中的最高2位（即D7和D6），被用來為該通道從4種可能的DMA操作方式中選擇出其中的一種：請(qǐng)求方式，單次方式，塊方式和級(jí)聯(lián)方式。這4種方式允許每次傳送1個(gè)數(shù)據(jù)字節(jié)或1個(gè)字節(jié)塊。（1）在請(qǐng)求傳送方式中，一旦啟動(dòng)了DMA周期，只要HRQ信號(hào)保持有效且還未達(dá)到終止計(jì)數(shù)值（TC），則將仍然連續(xù)不斷地進(jìn)行數(shù)據(jù)字節(jié)的傳送。所謂達(dá)到終止計(jì)數(shù)值，是指當(dāng)前字計(jì)數(shù)寄存器中的值，在每次數(shù)據(jù)傳送之后會(huì)自動(dòng)減1，最終從0000H變?yōu)镕FFFH。（2）塊傳送方式類似于請(qǐng)求傳送方式，即一旦啟動(dòng)了DMA周期，則將連續(xù)地進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送操作，直至達(dá)到了終止計(jì)數(shù)值。它們之間的不同之處是，在請(qǐng)求傳送方式下，DREQ返回到它的無效狀態(tài)并將暫停數(shù)據(jù)傳送過程，但在塊傳送方式下，當(dāng)DMA周期開始后可在任何時(shí)刻釋放DREQ信號(hào)，而塊傳送仍將繼續(xù)進(jìn)行，直至整個(gè)數(shù)據(jù)塊傳送完畢。（3）在單次傳送方式下，通道被設(shè)置為每次只能進(jìn)行一個(gè)數(shù)據(jù)的傳送。當(dāng)該傳送操作完成時(shí)，將當(dāng)前字計(jì)數(shù)值減1。而將當(dāng)前地址加l或減1（可選）。（4）級(jí)聯(lián)傳輸方式是多片82C37A級(jí)聯(lián)，分成一個(gè)主片和多個(gè)從片，把從片的HRQ端和主片的DREQ端相連，從片的HLDA端和主片的DACK端相連接，主片的HRQ端和HLDA端連接到系統(tǒng)總線上。這樣，最多可以由5個(gè)82C37A級(jí)聯(lián)，構(gòu)成二級(jí)DMA傳輸系統(tǒng)，可得到最多16個(gè)DMA通道。在寫方式寄存器時(shí)，主片一定要設(shè)置成級(jí)聯(lián)傳輸方式，從片按需要設(shè)置成其他的某種方式。17．82C37A中用戶可訪問的寄存器是哪些?答：除了暫時(shí)地址寄存器和暫時(shí)字計(jì)數(shù)寄存器兩個(gè)寄存器用于暫時(shí)存放當(dāng)前地址和當(dāng)前字節(jié)數(shù)，CPU不能直接訪問這兩個(gè)寄存器之外，其他的都可以訪問。18．82C37A通常初始化編程的步驟是哪些？答：① 輸