微机原理简答论述题(华大)

A.阐述微机系统的基本组成，总线的功用及总类。

答：计算机系统分为：硬件系统及软件系统。

硬件系统包括微机算机主机板，电源，机箱及外围设备。

主机板：微处理器CPU（算术逻辑单元，控制器，寄存器阵列），内存储器（只读（ROM），随机（RAM），高速缓存（Cache）），I/O接口电路（并行I/O，串行I/O），系统总线。外围设备：外部设备（输入/输出设备，外存储器），过程I/O通道。

软件系统包括系统软件，中间件，程序设计语言，应用软件。

系统软件：监控程序BIOS，操作系统，语言处理程序，服务程序。程序设计语言：机器语言，汇编语言，高级语言，面向对象语言。

计算机系统的所有的地址信号，数据信号，和控制信号都由总线进行传输。

总线分为：片内总线，又称芯片内部总线，位于CPU芯片内部，用来实现CPU内部各功能单元电路之间的相互连接和信号的相互传递；片总线，又称元件级总线，是微机算机主板上或单板微机上以CPU芯片为核心，芯片与芯片间连接的总线；内总线，又称微机算机总线或板机总线，又称为微机系统总线，用来实现计算机系统中插件板与插件板间的连接；外总线，又称通信总线，用于系统之间的连接，完成系统与系统间的通信。

特点：

B.解读8086总线周期和操作时序，画出相关时序图。

答：CPU访问（读或写）一次存储器或I/O接口所花时间，称为一个总线周期。8086一个最基本的总线周期有4个时钟周期（状态T）组成。在T1（系统总线处于空闲状态或执行状态周期时可含一个或多个时钟周期），CPU首先将访问的存储单元或I/O端口的地址送到总线上；在T2-T4，若是“写”总线周期，则CPU在此期间把输出数据送到总线上；若是“读”总线周期，则CPU把T3到T4期间从总线上输入数据往T2时，总线浮空，以便CPU有个缓冲时间把输出地址的写方式转换为输入数据的读方式。当与CPU相连的存储器或外设速度跟不上CPU的访问速度时，会有外设通过READY控制线能使CPU在T3之后插入一个或多个附加的始终周期Tw（等待状态）。

C.论述中断的概念，中断响应处理的过程，中断优先管理方式及特点。

答：中断是为处理一些紧急发生的情况，使程序中断当前任务，将CPU的控制转向该紧急事件进行处理，并在处理完后返回原程序的一种过程。(一种使CPU终止正在执行的程序而转去处理特殊事件的操作) 中断响应处理的过程：CPU在执行完当前指令后，才响应中断请求。它首先要判定中断申请的性质，按照中断优先级别的规定，顺序进行查询。当检测到为除法出错，INTn或INTO中断或非屏蔽NMI中断时，立即转入响应

的中断服务程序进行中断处理。如果是可屏蔽的INTR中断请求，则需判定中断允许触发标志位IF，当IF=1时，允许中断，否则CPU对该中断请求不予响应。单步中断受TF单步中断标志控制，当TF=1时，响应单步中断，否则不予响应。

中断优先管理方式及特点：

软件查询方式：优点：硬件电路简单，无需优先权的硬件排队电路可随时修改优先级

缺点：软件查询消耗时间，影响中断响应的实时性。

菊花链法：简单硬件排队，需要增加菊花链逻辑电路；

优先级别固定：越靠近CPU的接口，中断优先级别越高。

专用芯片管理：采用专门的可编程中断优先级管理芯片(如8259A)来完成；

可以通过编程进行设置优先级别和是否允许中断；便于扩展

D．论述设计存储系统时序存储芯片的选择原则，片选实现方式及特点。

答：选择原则：首先要根据需要，用途和性价比选用合适的存储器芯片类型和容量。然后还应根据CPU读写周期对速度的要求，确定所选的存储器芯片类型是否满足速度要求。

片选实现方式及特点

E．阐述接口电路的功用，组成及传送的信息。CPU与外设交换数据的方式及特点。

答：接口的基本功能：是在CPU的系统总线和I/O设备之间传输信息、提供缓冲作用以满足双方的时序需要。（对CPU与外设间的工作进行协调，以进行信息交换）

组成：总线驱动器、地址译码器、控制逻辑、数据寄存器、状态寄存器、控制寄存器。

传送的信息：

a.数据信息: CPU与外设之间要交换的数据本身，存放在I/O电路的数据寄存器中。包括数字量、模拟量、开关量。

b. 状态信息：为保证速度匹配，用来表征外设的工作状态

对输入接口, 外设是否准备好发送数据，“READY”准备好?

对输出接口, 外设是否准备好接收数据，“BUSY”外设忙吗?

存放在I/O电路的状态寄存器中，长度不定。

c.控制信息：CPU发出的控制外设工作的命令，存放在控制寄存器中；

CPU通过接口发出用来控制外设能否进入数据交换工作状态。

CPU与外设交换数据的方式及特点：

a.程序控制方式：靠程序来控制CPU与外设之间实现同步而实现数据交换。

b.二种具体方式：无条件传送、查询传送

无条件传送：传送方式：CPU与外设同步操作（外设始终是准备好的），无需查询外

设状态而直接进行输入输出。

接口特点：简单，适用于慢速外设（CPU认为需要时，随时与外设交

换数据）。如：LED（输出），乒乓开关（输入）

查询传送：一种CPU主动、外设被动的I/O操作方式

输出：CPU查询“外设BUSY？”，不忙则输出。

输入：CPU查询“外设数据READY？”，准备好则读入。

接口特点：避免了对端口的“盲读”、“盲写”，数据传送的可靠性高，

硬件接口相对简单。

缺点：CPU工作效率低，I/O响应速度慢；

b. 中断控制方式：CPU被动而外设主动的I/O操作方式；较大提高了CPU工作效率，并使

系统具有了实时处理功能。

中断传送方式的特点：CPU和外设大部分时间处在并行工作状态；只在CPU响应外设中断

申请后，进入数据传送的过程。中断传送方式提高了CPU的效率。

接口特点：避免了CPU 反复低效率的查询，适用于CPU任务繁忙、而数据传送不太频繁的系统中。缺点: 硬件电路（中断控制芯片）和处理过程都比较复杂

c. 直接存储器存取(DMA)控制方式：

中断方式不足：虽提高了CPU的效率，但仍然是通过CPU执行程序来实现数据传送。中断响应和处理需要消耗CPU一定时间。

DMA方式：外设与内存间直接传送数据。DMA特点：传输过程不需要CPU；数据传输速度快，适合大批量数据传输。缺点：增加了硬件复杂性和成本；可能影响中断响应处理。

F．8086工作方式及特点，画出8086最小系统典型系统结构原理图。解释地址锁存器、数据收发器的功用。答：工作方式及特点：

锁存器是用来锁存8086访问存储器和I/O接口时于T1状态发出的地址信。经8282锁存后的地址信号可在整个周期保持不变，为外部提供稳定的地址信号。

数据收发器是起到双向电子开关的作用，可对数据总线进行功率放大，控制数据传输的方向。

G．操作数的类型及其寻址方式和特点；传送指令MOV的作用、寻址方式的有效组合，及错误的用法等。

答：P78

5-11．上题中仅用A13经译码器完成2片6116的片选控制（部分译码法），各片6116的地址范围为多少？每个存储

单元的重叠地址为多少个？

解：同12题，每片6116都占有16组地址范围，每组为2K个地址。设A13＝0选中第一片6116，A13＝1选中

第二片6116，则有：

①A13直接接至6116的片选端。答案同12题的①。

地址

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0信号

第一片

X X 0 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 首地址

第一片

X X 0 X X 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 1 末地址

0000H~07FFH（A15＝A14＝A12＝A11＝0）;0800H~0FFFH（A15＝A14＝A12＝0，A11＝1）;

1000H~17FFH（A15＝A14＝A11＝0，A12＝1）;1800H~1FFFH（A15＝A14＝0，A12＝A11＝1）;

4000H~47FFH（A15＝A12＝A11＝0，A14＝1）;4800H~4FFFH（A15＝A12＝0，A14＝A11＝1）;

5000H~57FFH（A15＝A11＝0，A14＝A12＝1）;5800H~5FFFH（A15＝0，A14＝A12＝A11＝1）;

8000H~87FFH（A15＝1，A14＝A12＝A11＝0）;8800H~8FFFH（A15＝A11＝1，A14＝A12＝0）;

9000H~97FFH（A15＝A12＝1，A14＝A11＝0）;9800H~9FFFH（A15＝A12＝A11＝1，A14＝0）;

0C000H~0C7FFH（A15＝A14＝1，A12＝A11＝0）;0C800H~0CFFFH（A15＝A14＝A11＝1，A12＝0）;

0D000H~0D7FFH（A15＝A14＝A12＝1，A11＝0）;0D800H~0DFFFH（A15＝A14＝A12＝A11＝1）;

②A13反向后接至6116的片选端。

地址

A15A14A13A12A11A10A9A8A7A6A5A4A3A2A1A0信号

第二片X X 1 X X 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0