微机期末复习.docx
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微机期末复习
微机的发展特点:
1、速度越来越快。
2、容量越来越大。
3、功能越来越强。
总线:
传送信息的公共导线,由地址总线(AB)、数据总线(DB)和控制总线(CB)组成。
地址总线AB:
用来传送CPU输出的地址信号,确定被访问的存储单元、I/O端口。
地址线的根数决定了CPU的寻址范围。
CPU的寻址范围=2的n次方,n为地址线根数
数据总线DB:
在CPU与存储器、I/O接口之间数据传送的公共通路。
数据总线的条数决定CPU一次最多可以传送的数据宽度。
控制总线CB:
用来传送各种控制信号
存储器:
存放程序和数据的记忆装置
读写存储器(RAM):
可读可写;易失性,临时存放程序和数据
只读存储器(ROM):
工作时只能读;非易失性,永久或半永久性存放信息
I/O接口,是CPU与外部设备间的桥梁
微机系统主要性能指标:
⑴处理器字长⑵运算速度⑶总线速度⑷存储容量
8位的CPU采用串行工作方式
第二章
8086CPU特点:
采用并行流水线工作方式;对内存空间实行分段管理;支持多处理器系统。
8086称为16位微处理器,字长为16位,采用并行工作方式,而80486为32位微处理器。
数据寄存器(AX,BX,CX,DX)地址指针寄存器(SP,BP)变址寄存器(SI,DI)
AX:
累加器。
所有I/O指令都通过AX与接口传送信息,中间运算结果也多放于AX中;
BX:
基址寄存器。
在间接寻址中用于存放基地址;
CX:
计数寄存器。
用于在循环或串操作指令中存放计数值;
DX:
数据寄存器。
在间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在32位乘除法运算时,存放高16位数。
SP:
堆栈指针寄存器,其内容为栈顶的偏移地址;
BP:
基址指针寄存器,常用于在访问内存时存放内存单元的偏移地址。
作为通用寄存器,BX和BP均可用于存放数据;
作为基址寄存器,用BX表示所寻找的数据在数据段;用BP则表示数据在堆栈段。
SI:
源变址寄存器DI:
目标变址寄存器
变址寄存器常用于指令的间接寻址或变址寻址。
特别是在串操作指令中,用SI存放源操作数的偏移地址,而用DI存放目标操作数的偏移地址。
CS:
代码段寄存器。
代码段存放指令代码。
DS:
数据段寄存器ES:
附加段寄存器
SS:
堆栈段寄存器:
指示堆栈区域的位置。
每个段的最大范围为64KB。
控制寄存器:
1、IP:
指令指针寄存器,其内容为下一条要执行指令的偏移地址
2、FLAGS:
标志寄存器,存放运算结果的特征
存储单元地址分为:
逻辑地址与物理地址。
逻辑地址:
程序中的指令或变量的编址。
逻辑地址的寻址范围:
64KB为最大编址容量(字长为16位)。
使用者:
程序员
当WR=1,RD=0,M/IO=1时,表示CPU当前正在进行读存储器操作
WR:
写信号;RD:
读信号;M/IO:
为“0”表示访问内存,为“1”表示访问接口;
DEN:
低电平有效时,允许进行读/写操作;
第三章
计算机系统中用来记录信息的设备称为存储器。
存储器存储容量的单位一般用字节表示。
两种信息:
指令、数据。
取指周期中从内存读出的信息流是指令流,它流向控制器
在执行周期中从内存中读出的数据是数据流,它流向运算器
m个存储体:
SM=m*W*L(位或字节)
存储周期(Tm)>取数时间(Ta)
存储器的三级层次结构解决了”高速度,大容量,低成本”的要求
随机存取存储器:
静态MOS存储器(SRAM),用来做Cache;动态MOS存储器(DRAM),用来做内存(内存条)刷新周期:
(2ms)
存储器扩展技术:
当计算机系统所需的存储器的容量、数据宽度与用于构成计算机的存储器的存储芯片的容量和数据宽度不相同时。
位扩:
当数据位不足时使用;字扩:
当容量不足时使用;字位扩:
当两者均不足时使用。
DRAM芯片Intel2164为64K×1位;SRAM芯片Intel2114为1K×4位;
SRAM芯片Intel6264为8K×8位。
若已有存储芯片容量为L×K,构成容量为M×N的存储器,需芯片数为(M/L)×(N/K)。
产生片选信号的方式有两种:
全译码法、部分译码法
用CPU低位地址线直接对存储芯片上的存储单元进行寻址,称为字选,即片内寻址;用高位地址线作为译码器的输入信号,其输出信号作为对存储芯片的寻址称为片选,即片间寻址.
写出上图6116的两个寻址范围。
。
。
第四章
2.变量
变量是内存中的数据区,在程序中作为存储器操作数来使用。
如
MOVAL,BLOCK;BLOCK在数据段中定义
变量有三种属性:
①段值—变量定义所在段的段地址
②偏移地址—变量单元地址与段起始地址
之间的位移量。
③类型—有字节、字和双字三种。
3.标号
标号是某条指令所存放单元的符号地址,可作为转移指令或CALL指令的转移地址。
标号也有三种属性:
段值总是在CS段寄存器中,偏移量概念与变量同,类型分NEAR和FAR两种。
NEAR—表示标号所在语句与转移指令或调用指令在同一码段内,只需改变IP即可。
FAR—标号所在语句与转移指令或调用指令不在同一码段内。
若没有对类型进行说明,默认为NEAR。
与段有关的伪指令有:
SEGMENT、ENDS、ASSUME、ORG
段定义伪指令的格式如下:
段名SEGMENT[定位类型][组合类型][’类别’]
┇
段名ENDS
ASSUME段寄存器名:
段名[,段寄存器名:
段名
功能:
告诉汇编程序用SEGMENT伪指令定义的逻辑段的段首址将要存放在哪个段寄存器中。
(即用段寄存器定义当前逻辑段)
过程定义的属性有两种,标有NEAR(或不标,默认为NEAR)表示在段内被调用,标有FAR属性可以被其它段调用。
这两种调用的返回指令都是RET
第六章
I/O设备:
通指一切要与CPU交换信息的对象
I/O接口:
是一电子电路(以IC芯片或接口板形式出现),其内有若干专用寄存器和相应的控制逻辑电路构成。
实现外设与主机之间的信息交换,即CPU与外界交换信息的媒介和桥梁,或者称作中转站。
I/O端口(Port):
是I/O接口中可通过编程实现寻址并进行读写的寄存器。
CPU与外设之间交换信息具体是通过I/O端口来进行的。
一个外设与CPU交换信息往往需要几个端口:
数据端口、控制端口、状态端口
每个端口分配有唯一的地址码,称之为端口地址
CPU对外设的访问实际上是通过对I/O端口的访问来实现的-----因为端口与设备是一一对应的关系
)I/O端口也就是可以传送和暂存数据的实际通路,
所以I/O端口有时也称作I/O通道。
I/O端口的编址方式:
统一编址、独立编址
端口与内存的统一编址的特点:
指令及控制信号统一、内存地址资源减少
端口的独立编址:
内存地址资源充分利用、能够应用于端口的指令较少
8086的I/O端口编址
●采用I/O独立编址方式(但地址线与存储器共用)
●地址线上的地址信号用IO/M来区分
●I/O操作只使用20根地址线中的16根:
A15~A0
●可寻址的I/O端口数为64K(65536)个
●I/O地址范围为0~FFFFH
●IBMPC只使用了1024个I/O地址(0~3FFH)
I/O地址的译码
目的:
●确定端口的地址
参加译码的信号:
●IOR,IOW,A15~A0
●OUT指令将使总线的IOW信号有效
●IN指令将使总线的IOR信号有效
输入接口:
●要求对数据具有控制能力(常用三态门实现)
输出接口:
●要求对数据具有锁存能力(常用锁存器实现)
锁存器接口:
通常由D触发器构成;特点:
具有对数据的锁存能力;
不具备对数据的控制能力
74LS273:
不具备数据的控制能力
74LS373:
具有对数据的控制能力
基本输入/输出方法:
无条件传送
查询式传送
中断方式传送
直接存储器存取(DMA)
6.1并行接口的特点:
①并行接口最基本的特点是在多根I/O线上以数据字节(字)为单位、以并行方式与I/O设备或被控对象传送信息。
所谓“可编程“:
即可通过编程手段(软件方式)来设置或者改变I/O接口的工作方式,硬件保持不变。
接口的基本构成
v数据输入/输出寄存器——暂存输入/输出的数据
v命令寄存器——存放控制命令,用来设定接口功能、工作参数和工作方式。
v状态寄存器——保存外设当前状态,以供CPU读取。
8255A工作方式控制字
8255有三种工作方式:
方式0,方式2,方式3
(一)、方式0——基本的I/O方式。
1.特点:
(1)口A,口B,口C作数据端口使用,口A,口B,口C进行操作时是无条件的,即传送信息无需联络信号,需要时也可使用口C的不指定位(由用户定)来传送联络信号。
方式1的特点:
(1)口A,口B作数据通道。
(2)口C上,口C下分别与口A,口B配合,用来传送固定的联络信号和请求信号。
(3)各联络信号线之间有固定的时序关系,传送数据时,要严格按照时序进行。
(4)输入/输出操作过程中,产生固定的状态字,这些状态信息可作为查询或中断请求之用。
状态字从PC口读取。
Intel8253定时器/计数器
定时器:
在时钟信号作用下,进行定时的减“1”计数,定时时间到(减“1”计数回零),从输出端输出周期均匀、频率恒定的脉冲信号。
由上述可知,定时器强调的是精确的时间。
计数器:
在时钟信号作用下,进行减“1”计数,计数次数到(减“1”计数回零),从输出端输出一个脉冲信号。
由上述可知,计数器强调的是计数次数。
Intel8253在微机系统中可用作定时器和计数器。
定时时间与计数次数是由用户事先设定。
8253定时与计数操作过程与CPU相互独立,并行操作。
3、8253定时与计数结束时产生的脉冲信号可用于对某一事件进行控制,也可作用为一外部中断请求信号向CPU发出中断请求。
1、一片8253内部有3个16位的计数器(相互独立)
2、每个计数器的内部结构相同,可通过编程手段设置为6种不同的工作方式来进行定时/计数
3、每个计数器再开始工作前必须预制时间常数(时间初始)
4、每个计数器在工作过程中的当前计数值可被CPU读出.
(注:
时间常数也可在计数过程中更改)
定时器/计数器的内部结构:
①数据总线缓冲器。
它是一个三态、双向8位寄存器,用于将8253与系统数据总线D0~D7相连。
②读/写逻辑。
③控制命令寄存器。
它接受CPU送来的控制字。
④计数器。
8253有3个独立的计数器(计数通道),其内部结构完全相同,
1、8253只有一个工作方式控制字,但是对每个计数器而言,它们的工作方式必须通过工作方式控制字设置(前两位不同),所用各计数器的控制字需要分别设置,先后不计。
2、8253的工作方式控制字的特殊形式可用于对计数器的当前计数值进行锁存。
3、在工作方式控制字被设置之后,随后必须紧接着给计数器预设置计数初值,计数器方可开始工作。
4.计数初值
计数初值与输入时钟(CLK)频率及输出波形(OUT)频率之间的关系为:
Ci=fCLK/fOUT
或Tc=TOUT/TCLK
5.8253初始化的工作有两个内容:
(1)一是向命令寄存器写入方式命令,以选择器(3个计数器之一),确定工作方式(6种方式之一),指定计数器计数初值的长度和装入顺序以及计数值的码制(BCD或二进制码)。
(2)二是向已选定的计数器按方式命令的要求写入计数初值。
例1:
使计数器T1工作在0方式,进行16位二进制计数,计数初值的高低字节分别为BYTEH和BYTEL。
其初始化程序段如下:
MOVDX,307H;命令口
MOVAL,01110000B;方式字
OUTDX,AL
MOVDX,305H;T1数据口
MOVAL,BYTEL;计数值低字节
OUTDX,AL
MOVAL,BYTEH;计数值高字节
OUTDX,AL
2. 1方式----低电平输出(GATE信号上升沿重新计数)
1方式为可编程的单稳态工作方式。
情况一:
(1)写入计数初值后,计数器并不立即开始工作;
(2)门控信号GATE有效,才开始工作,使输出OUT变成低电平;
(3)直到计数器值减到零后,输出才变高电平。
见图3.5中①。
情况二:
在计数器工作期间,当GATE又出现一个上升沿时,计数器
重新装入原计数初值并重新开始计数,见图见图3.5中②。
21组17
如果工作期间对计数器写入新的计数初值,则要等到当前的
计数值计满回零且门控信号再次出现上升沿后,才按新写入的
计数初值开始工作,见图3.5所示③。
21组1
例2:
使计数器T2工作在1方式,进行8位二进制计数,
并设计数初值的低8位为BYTEL。
其初始化程序段为
MOVDX,307H;命令口
MOVAL,10010010B;方式字
OUTDX,AL
MOVDX,306H;T2数据口
MOVAL,BYTEL;低8位计数值
OUTDX,AL
例3:
使计数器T0工作在2方式,进行16位二进制计数。
其初始化程序段为
MOVDX,307H;命令口
MOVAL,00110100B;方式字
OUTDX,AL
MOVDX,304H;T2数据口
MOVAL,BYTEL;低8位计数值
OUTDX,AL
MOVAL,BYTEL;高8位计数值
OUTDX,AL
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