微型计算机控制技术自考试卷

问答第1题 从功能上看，8086 CPU分为执行单元（EU）和总线接口单元（BIU）两部分。 BIU为EU完成全部的总线操作，根据EU的命令控制数据在CPU和存储器或I/O接口之间传送。BIU由下面的五种功能单元组成： ●段寄存器（均为16位） CS：代码段寄存器，存放程序段地址； DS：数据段寄存器，存放数据段地址； ES：扩展段寄存器，存放辅助数据段地址； SS：堆栈段寄存器，存放堆栈段地址。 ● 指令指针寄存器（16位）IP寄存器用于存放程序段的偏移量。 ●地址加法器（20位）地址加法器用于根据逻辑地址计算20位物理地址。 ●6字节的指令队列 指令队列可存放多条指令，用于指令预取。 ●I/O控制电路 I/O控制电路实现I/O的控制逻辑，产生相应的控制信号。 执行单元EU从BIU的指令队列得到指令以后，完成对指令的译码、执行并回写结果。当EU需要操作数时，便申请BIU访问存储器并向BIU提供段偏移地址。此外它还具有管理寄存器等功能。EU由以下单元组成： 通用寄存器（16 位） AX：用作累加器； BX：一般用作基址寄存器； CX：常常作为计数器； DX：多用作辅助累加器 AX、BX、CX和DX都是16位寄存器，可是它们都可以分别作为2个8位寄存器使用。 专用寄存器（16 位） BP：基数指针寄存器 SP：堆栈指针寄存器 SI：源变址寄存器 DI：目的变址寄存器 标志寄存器Flag（16 位） 算术逻辑单元ALU 执行单元的控制电路 EU和BIU协同工作，形成指令级的流水线。EU总是从指令队列的队首得到指令。BIU在EU执行指令的同时，不断从存储器顺序读取一条或多条指令，陆续将指令队列添满。这样，EU就可以连续执行指令，实现指令级的流水作业，大大提高了CPU的工作效率。 如果按照指令的执行过程将CPU功能单元进行更细的划分，即按照从内存取指→ 对指令译码→ 读取内存中操作数（指令需要操作数时）→ 执行指令→ 回写执行结果（必要时再次访问存储器）这样的步骤执行指令，采用一定的技术使每个步骤执行时间大致相等，则有可能实现5级流水，这样流水线每个时钟周期可以执行一条指令，将更大程度提高CPU的工作效率。当然这样的细分是建立在硬件速度发展的基础上的，实际上，直到80486才真正实现了5级流水。 问答第2题 1001 + 1010 ———————————— 0011 状态标志： CF：进位标志。最高位没有往前进位，所以CF=0 PF：奇偶标志。低8位所含的1的个数为4，即偶数个，所以PF=1 AF：辅助标志或半进位标志。第三位往第四位产生了进位，所以AF=1 ZF：零标志。运算结果本身不为0，所以ZF=0 SF：符号标志。运算结果最高位为1，所以SF=1 OF：溢出标志。低位往最高位产生了进位，而最高位没有往前产生进位，表示已溢出，所以OF=1 控制标志寄存器内容通常是用特定指令设定与清除的。 问答第3题 8086有20位地址线，故具有1M空间的寻址能力。8086采用了将存储器分段的技术用16位寄存器提供的信息来实现1M空间的存储器寻址。段地址由段寄存器给出，段寄存器内容左移4位得到20位的地址，就是该存储器段的起始地址。20位段起始地址加上16位偏移量，便得到存储器的20位物理地址。物理地址的计算是由地址加法器完成。从逻辑地址到线性地址的计算过程涉及到的寄存器有：段寄存器CS、DS、ES、SS；偏移量寄存器IP、BP、SP、SI、DI和BX。 问答第4题 所谓地址/数据总线复用，就是说在同一组总线上，某一时刻出现的是地址信息，而在另一时刻出现的却是数据信息，这就是总线的分时复用。为了不至于混淆两种不同类型的信息，8086规定，地址信息在总线周期的T1状态出现，而数据信息在T3状态出现。因此，将一个总线周期分成4个状态，能使得总线复用很好实现。 问答第5题 为了便于组成不同规模的系统，在8086芯片中设计了两种工作模式，即最小模式和最大模式。两种工作方式的主要特点是： 最小模式：系统中只有8086一个处理器，所有的控制信号都是由8086产生。往往用在组成基于8086 CPU的最小系统。 最大模式：系统中包含一个以上的处理器，比如包含协处理器8087或I/O处理器8089。在系统规模比较大的情况下，系统控制信号不是由8086直接产生，而是通过与8086配套的总线控制器8288等形成。 问答第6题 所谓三态即高电平状态、低电平状态和高阻状态。在计算机系统中，信号的传输是通过总线进行的。总线上往往连接有多个总线主设备，CPU、DMA或者多个CPU。或者说系统通常是包含DMA控制器的系统或者是多主系统。在这种系统中，每一个时刻只能有一个总线主（或控制器）占用总线，其他总线主（或控制器）输出的地址、数据、控制信号必须浮空（处于高阻状态），这样系统才能正常工作。反之，如果信号只有两种状态，连在总线上的不同总线主输出信号状态不一致，信号相互钳制，系统便无法工作。 问答第7题 BHE#/S7是数据总线高8位使能和状态复用信号输出。在总线周期T1状态，如果BHE#有效，表示数据线上高8位数据是有效的，相当于地址选择信号。在T2～T4状态BHE#/S7 输出状态信息S7，S7在8086中未做实际定义。为了保正CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作，需要锁存器对BHE#信号进行锁存。在总线周期的T1状态，AD15～AD0以及BHE#上是CPU发出的地址信息和使能信息，到T2或T3周期地址信号撤消切换为数据或状态信息。因此必须将地址信号锁存，使它们的有效时间能覆盖数据有效的时间。CPU在发地址的同时，地址锁存使能信号ALE有效，表示地址已经准备好。通常利用ALE信号的下降沿将地址锁存在地址锁存器8282中。 问答第8题 中断向量，就是中断处理程序的入口地址，每个中断类型对应一个中断向量。在8086系统中，将内存低地址段的0～3FFH区域保留，用来存放中断向量，我们称这段区域为中断向量表。在中断向量表里，每个中断向量占4个存储单元。其中，前两个单元存放中断处理程序入口地址的偏移量IP，低位在前，高位在后。后2个单元存放中断处理程序入口地址的段地址CS，同样也是低位在前，高位在后。CPU根据中断类型码，将其值乘以4，便得到存放中断向量

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