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微机原理与接口技术小结

发布时间:2020-03-02 16:56:33 来源:范文大全 收藏本文 下载本文 手机版

微机原理与接口技术基础

1.为什么在流水CPU中,将一条指令从取指到执行结束的任务分割为一系列子任务,并使各子任务在流水线的各个过程段并发地执行,从而使流水CPU具有更强大的数据吞吐能力?

这里可以使用时空图法证明结论的正确性。

假设指令周期包含四个子过程:取指令(IF)、指令译码(ID)、取操作数(EX)、进行运算(WB),每个子过程称为过程段(Si),这样,一个流水线由一系列串连的过程段组成。在统一时钟信号控制下,数据从一个过程段流向相邻的过程段。

2.译码器是如何译码的?寻址空间是如何确定的?译码器与寻址空间是怎么联系的?

译码器实际上是由许多与门、或门、非门和它们的组合构成的。它有若干个输入端和若干个输出端(也可能只有一个输出端)。对某一个输出端来说,它的电平高低必然与输入的某一种状态相对应。

例如,具有4个输入端的与非门就是一个简单的译码器,只有四个输入端为1111时,它的输出端才为0。如果将地址总线的A

9、A

8、A

7、A6与它的四个输入连接起来,并把它的输出连到存储器芯片或某个需要寻址的外设接口的片选端(假定低电平有效),那么,只有当A

9、A

8、A

7、A6为1111时,存储器芯片或外设才会被选中。

译码器的寻址空间取决于地址总线的哪几根线接到译码器的输入端,例如上例,地址总线的A

9、A

8、A

7、A6与译码器的输入连接,那么其寻址空间应该是11 1100 0000~11 1111 1111,即3C0H~3F0H。

注意,没有参与译码的低位地址线必然要参与存储器芯片或外设接口的内部译码。也就是说,内部译码地址范围是0 -- 2n11 0000。

可以说,译码器的译码输出决定了寻址空间的起始地址,内部译码决定了寻址空间的大小。 由于上一条指令的四个子过程全部执行完毕后才能开始下一条指令,因此每隔4个单位时间才有一个输出结果,即一条指令执行结束。表示非流水CPU的时空图。由于上一条指令与下一条指令的四个过程在时间上可以重叠执行,因此,当流水线满载时,每一个单位时间就可以输出一个结果,即执行一条指令。

比较后发现:流水CPU在八个单位时间中执行了5条指令,而非流水CPU仅执行了2条指令,因此流水CPU具有更强大的数据吞吐能力。

3.书本上讲的是若是计算结果中1的个数为偶数时,则PF=1;但我又在另外的辅导书上看到的说如果计算结果的低8位中1的个数为偶数,PF=1.请问老师是否是低八位?

答:对,PF只与结果的低8位有关。

4.80386 CPU包含哪些寄存器?各有什么主要用途?

80386共有7类34个寄存器。它们分别是通用寄存器、指令指针和标志寄存器、段寄存器、系统地址寄存器、控制寄存器、调试和测试寄存器。

(1)通用寄存器(8个)

EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP和ESP。每个32位寄存器的低16位可单独使用,同时AX、BX、CX、DX寄存器的高、低8位也可分别当作8位寄存器使用。它们与8088/8086中相应的16位通用寄存器作用相同。

(2)指令指针和标志寄存器。

指令指针EIP是一个32位寄存器,存放下一条要执行的指令的偏移地址。

标志寄存器EFLAGS也是一个32位寄存器,存放指令的执行状态和一些控制位。

(3)段寄存器(6个)

CS,DS,SS,ES,FS和GS。在实方式下,它们存放内存段的段地址。在保护方式下,它们被称为段选择符。其中存放的是某一个段的选择符。当选择符装入段寄存器时,80386中的硬件章自动用段寄存器中的值作为索引从段描述符表中取出一个8个字节的描述符,装入到与该段寄存器相应的64位描述符寄存器中。

(4)控制寄存器(4个)

CR0、CRl、CR2和CR3。它们的作用是保存全局性的机器状态。

(5)系统地址寄存器(4个)

GDTR、IDTR、LDTR和TR。它们用来存储操作系统需要的保护信息和地址转换表信息、定义目前正在执行任务的环境、地址空间和中断向量空间。

(6)调试寄存器(8个)

DR0~DR7。它们为调试提供硬件支持。

(7)测试寄存器(8个)

TR0~TR7,其中TR0~TR5由Intel公司保留,用户只能访问TR

6、TR7。它们用于控制对TLB中的RAM和CAM相连存储器的测试。TR6是测试控制寄存器,TR7是测试状态寄存器,保存测试结果的状态

5.什么是外部中断源?什么是中断向量码?什么是读选通信号?

答:外部中断源就是在CPU外部能够产生中断请求的设备/器件;通俗地说,中断向量码就是中断的编号,其值为0-FFH;选通信号就是打开逻辑门的控制信号,或用来锁存信息(类似D触发器的CP或CLK)的控制信号。读选通信号就是用来打开总线缓冲器,以便把的数据送到总线上的控制信号。

6.CPU处于单步执行指令的工作方式(课本49页),请问什么是单步执行指令工作方式? 答:在这种方式下,CPU每执行一条指令,就产生一次特殊的中断,以便可以停下来检查执行的结果。主要用于各类程序的调试。

7.片选信号(CS)到底是起使数据有效或无效的作用还是起选择芯片的作用啊?若是前者,干吗叫片选?

片选信号就是选择芯片的信号。前者不叫片选信号,应该叫允许信号。

8.书本上讲的是若是计算结果中1的个数为偶数时,则PF=1;但我又在另外的辅导书上看到的说如果计算结果的低8位中1的个数为偶数,PF=1.请问老师是否是低八位?

微型计算机基础

1.为什么在流水CPU中,将一条指令从取指到执行结束的任务分割为一系列子任务,并使各子任务在流水线的各个过程段并发地执行,从而使流水CPU具有更强大的数据吞吐能力?

这里可以使用时空图法证明结论的正确性。

假设指令周期包含四个子过程:取指令(IF)、指令译码(ID)、取操作数(EX)、进行运算(WB),每个子过程称为过程段(Si),这样,一个流水线由一系列串连的过程段组成。在统一时钟信号控制下,数据从一个过程段流向相邻的过程段。

2.译码器是如何译码的?寻址空间是如何确定的?译码器与寻址空间是怎么联系的?

译码器实际上是由许多与门、或门、非门和它们的组合构成的。它有若干个输入端和若干个输出端(也可能只有一个输出端)。对某一个输出端来说,它的电平高低必然与输入的某一种状态相对应。

例如,具有4个输入端的与非门就是一个简单的译码器,只有四个输入端为1111时,它的输出端才为0。如果将地址总线的A

9、A

8、A

7、A6与它的四个输入连接起来,并把它的输出连到存储器芯片或某个需要寻址的外设接口的片选端(假定低电平有效),那么,只有当A

9、A

8、A

7、A6为1111时,存储器芯片或外设才会被选中。

译码器的寻址空间取决于地址总线的哪几根线接到译码器的输入端,例如上例,地址总线的A

9、A

8、A

7、A6与译码器的输入连接,那么其寻址空间应该是11 1100 0000~11 1111 1111,即3C0H~3F0H。

注意,没有参与译码的低位地址线必然要参与存储器芯片或外设接口的内部译码。也就是说,内部译码地址范围是0 -- 2n11 0000。

可以说,译码器的译码输出决定了寻址空间的起始地址,内部译码决定了寻址空间的大小。 由于上一条指令的四个子过程全部执行完毕后才能开始下一条指令,因此每隔4个单位时间才有一个输出结果,即一条指令执行结束。表示非流水CPU的时空图。由于上一条指令与下一条指令的四个过程在时间上可以重叠执行,因此,当流水线满载时,每一个单位时间就可以输出一个结果,即执行一条指令。

比较后发现:流水CPU在八个单位时间中执行了5条指令,而非流水CPU仅执行了2条指令,因此流水CPU具有更强大的数据吞吐能力。

3.书本上讲的是若是计算结果中1的个数为偶数时,则PF=1;但我又在另外的辅导书上看到的说如果计算结果的低8位中1的个数为偶数,PF=1.请问老师是否是低八位?

答:对,PF只与结果的低8位有关。

4.80386 CPU包含哪些寄存器?各有什么主要用途?

80386共有7类34个寄存器。它们分别是通用寄存器、指令指针和标志寄存器、段寄存器、系统地址寄存器、控制寄存器、调试和测试寄存器。

(1)通用寄存器(8个)

EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBP和ESP。每个32位寄存器的低16位可单独使用,同时AX、BX、CX、DX寄存器的高、低8位也可分别当作8位寄存器使用。它们与8088/8086中相应的16位通用寄存器作用相同。

(2)指令指针和标志寄存器。

指令指针EIP是一个32位寄存器,存放下一条要执行的指令的偏移地址。

标志寄存器EFLAGS也是一个32位寄存器,存放指令的执行状态和一些控制位。

(3)段寄存器(6个)

CS,DS,SS,ES,FS和GS。在实方式下,它们存放内存段的段地址。在保护方式下,它们被称为段选择符。其中存放的是某一个段的选择符。当选择符装入段寄存器时,80386中的硬件章自动用段寄存器中的值作为索引从段描述符表中取出一个8个字节的描述符,装入到与该段寄存器相应的64位描述符寄存器中。

(4)控制寄存器(4个)

CR0、CRl、CR2和CR3。它们的作用是保存全局性的机器状态。

(5)系统地址寄存器(4个)

GDTR、IDTR、LDTR和TR。它们用来存储操作系统需要的保护信息和地址转换表信息、定义目前正在执行任务的环境、地址空间和中断向量空间。

(6)调试寄存器(8个)

DR0~DR7。它们为调试提供硬件支持。

(7)测试寄存器(8个)

TR0~TR7,其中TR0~TR5由Intel公司保留,用户只能访问TR

6、TR7。它们用于控制对TLB中的RAM和CAM相连存储器的测试。TR6是测试控制寄存器,TR7是测试状态寄存器,保存测试结果的状态

5.什么是外部中断源?什么是中断向量码?什么是读选通信号?

答:外部中断源就是在CPU外部能够产生中断请求的设备/器件;通俗地说,中断向量码就是中断的编号,其值为0-FFH;选通信号就是打开逻辑门的控制信号,或用来锁存信息(类似D触发器的CP或CLK)的控制信号。读选通信号就是用来打开总线缓冲器,以便把的数据送到总线上的控制信号。

6.CPU处于单步执行指令的工作方式(课本49页),请问什么是单步执行指令工作方式? 答:在这种方式下,CPU每执行一条指令,就产生一次特殊的中断,以便可以停下来检查执行的结果。主要用于各类程序的调试。

7.片选信号(CS)到底是起使数据有效或无效的作用还是起选择芯片的作用啊?若是前者,干吗叫片选?

片选信号就是选择芯片的信号。前者不叫片选信号,应该叫允许信号。

8.书本上讲的是若是计算结果中1的个数为偶数时,则PF=1;但我又在另外的辅导书上看到的说如果计算结果的低8位中1的个数为偶数,PF=1.请问老师是否是低八位?对,PF只与结果的低8位有关

微机原理与接口技术每章小结

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微机原理与接口技术考试试题与答案

微机原理与接口技术小结
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