《微型计算机技术》课程习题（第四版）

### 微型计算机技术知识点梳理 #### 第一章 微型计算机概述 1. **微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间的区别** - **微处理器**：是微型计算机的核心，通常指的是中央处理单元(CPU)。它集成了算术逻辑单元(ALU)、控制器、寄存器组等，负责执行指令。 - **微型计算机**：是由微处理器、内存、输入/输出设备等组成的完整计算系统。 - **微型计算机系统**：不仅包括硬件，还包含操作系统和应用软件等软件部分。 2. **CPU的内部结构及主要功能** - **内部结构**：主要包括算术逻辑单元(ALU)、控制器、寄存器组(如累加器、通用寄存器、指令寄存器等)。 - **主要功能**：处理指令、执行运算、管理内存访问和控制外部设备等。 3. **累加器与其他通用寄存器的区别** - **累加器**：主要用于算术逻辑运算，是CPU中最常用的一个寄存器。 - **通用寄存器**：用途广泛，可用于数据暂存、地址指针等。 4. **微处理器的控制信号分类** - 主要分为**地址控制信号**和**数据控制信号**。 - **地址控制信号**用于确定数据的存储位置。 - **数据控制信号**则用于控制数据的读取或写入。 5. **微型计算机采用总线结构的优点** - 提高了系统的灵活性和可扩展性。 - 简化了系统设计，降低了成本。 - 支持多个设备同时连接，并且便于升级维护。 6. **16位和32位微型机的最大内存容量** - **16位微型机**的最大内存容量理论上为64KB。 - **32位微型机**的最大内存容量理论上可达4GB。 7. **微型机的系统软件** - 包括操作系统(OS)、编译器、解释器、调试器、库函数等。 8. **微型机的性能指标** - 主要包括时钟频率、字长、内存容量、I/O速度等。 #### 第二章 16位和32位微处理器 1. **微处理器的性能指标** - 时钟频率、字长、指令集架构、缓存大小等。 2. **8086总线接口部件的组成** - **总线接口部件(BIU)**负责地址形成、数据读写以及总线控制等功能，主要包括地址加法器、指令队列、指令指针寄存器等。 3. **8086的物理地址计算** - 物理地址 = (段寄存器×16) + 指令指针寄存器。 - 对于**CS=1200H, IP=FF00H**的情况，物理地址为12000H+FF00H=21F00H。 4. **8086执行部件的功能及其组成部分** - **执行部件(EU)**负责指令的解码、执行等核心操作。 - 组成部分包括算术逻辑单元(ALU)、状态寄存器、指令寄存器等。 5. **状态标志与控制标志的区别** - **状态标志**反映的是算术逻辑运算的结果状态，如进位标志(CF)、零标志(ZF)等。 - **控制标志**则是用来控制CPU的工作模式，如中断允许(IF)、方向标志(DF)等。 6. **总线周期的概念及8086/8088的基本总线周期组成** - **总线周期**是指CPU通过总线完成一次完整数据交换所需的时间。 - 8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期(T1-T4)组成。 7. **总线周期各阶段的动作** - T1: 地址信息被发送到地址总线上。 - T2: 数据读/写。 - T3: 数据读/写。 - T4: 数据读/写结束。 - 在某些情况下，如外部设备需要更长时间，可能会插入等待状态Tw。 8. **CPU启动特征及寻找启动程序的方法** - CPU启动时，通常会执行自检程序，然后根据BIOS设定跳转至特定地址加载启动程序。 - 寻找启动程序通常涉及检查启动扇区或BIOS设置。 9. **8086和8088解决地址线和数据线复用问题的方法** - 通过**ALE**信号(地址锁存使能)来区分地址信息和数据信息。 - ALE在每个总线周期的T1状态期间有效，将地址信息锁存下来。 10. **BHE#信号和A0信号的作用** - **BHE#**(Bus High Enable)和A0信号共同决定了数据线的使用方式。 - 8086系统中，通过这些信号区分存储器的偶地址体和奇地址体。 11. **RESET信号的效果** - RESET信号到来时，CPU会被重置到初始状态，所有寄存器清零，指令指针设置为FFFF0H。 12. **8086往8259A发送INTA#信号的作用** - 第一个INTA#信号用于确认中断请求。 - 第二个INTA#信号用于读取中断向量。 13. **8086和8088的引脚信号差异** - 8086具有独立的数据总线，而8088的数据总线与地址总线共用。 14. **设置中断允许标志的重要性** - 设置中断允许标志(IF)是为了让CPU能够在适当的时机响应外部中断请求。 15. **T1状态下的数据/地址线信息** - 在T1状态，数据/地址线上是地址信息。 - 使用ALE信号将地址信息锁存起来。 16. **8086最小模式的读周期时序** - 包括地址信号的发出、数据读取等步骤。 17. **8086的中断级别及分类** - 最多可有256级中断。 - 分为硬件中断(非屏蔽中断和可屏蔽中断)和软件中断。 18. **非屏蔽中断与可屏蔽中断的特点** - 非屏蔽中断不可被屏蔽，必须立即响应。 - 可屏蔽中断可以根据IF标志决定是否响应。 19. **中断向量的概念及存储位置** - 中断向量包含了中断服务程序的入口地址。 - 存储在中断向量表中，每个中断向量占用4个字节。 20. **用户定义中断的范围** - 用户通常可以定义中断向量表中的32号至255号中断。 21. **非屏蔽中断处理程序入口地址的查找** - 通过中断向量表中的向量地址找到相应的处理程序。 22. **可屏蔽中断的响应过程** - CPU检测到中断请求后，保存当前状态到堆栈，然后转向中断服务程序。 23. **响应可屏蔽中断的例外情况** - 当前正在执行更高优先级的中断服务程序。 - IF标志被清零。 24. **修改堆栈指针时的注意事项** - 修改堆栈指针时需要确保不会覆盖已有的堆栈内容。 - 避免溢出或下溢。 25. **编写中断处理子程序时保护寄存器的原因** - 保护寄存器是为了保持中断发生前的状态，避免影响其他进程或中断处理。 - 即使没有在中断子程序中使用某些寄存器，也可能因为后续的中断或操作而需要恢复这些寄存器的状态。 26. **可屏蔽中断响应时的读/写周期** - 包括读取中断向量、保存状态信息到堆栈等步骤。 - 软件中断则不涉及物理读/写周期。 27. **中断处理子程序的一般结构** - 开始时保存寄存器状态。 - 执行中断服务程序的具体逻辑。 - 恢复寄存器状态并返回。 28. **软件中断的特点及与硬件中断的区别** - 软件中断由指令触发，而非外部设备。 - 处理子程序和主程序间的关系不同，软件中断更多地涉及程序流程控制。 29. **8086存储器空间及寻址方法** - 最大存储器空间为1MB。 - 通过段寄存器和偏移地址的组合实现20位地址寻址。 30. **Pentium的主要先进技术** - 超标量架构、分支预测、增强的浮点运算能力等。 31. **Pentium的体系结构改进** - 改进了指令流水线、增强了缓存机制、支持更多并发执行等。 32. **Pentium的主要部件及其功能** - **前端部件**：负责预取指令、解码等。 - **执行引擎**：执行指令。 - **缓存**：提高数据访问效率。 33. **后续知识点** - 后续章节将详细介绍Pentium的指令系统、存储器和高速缓存技术等内容。