微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用（第四版）課后習(xí)題和答案

微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)?（第四版）課后習(xí)題和答案微型計(jì)算機(jī)技術(shù)及應(yīng)?（第四版）習(xí)題和答案第?章1、8088與8086的區(qū)別[解答]①外部數(shù)據(jù)總線位數(shù)不同。8086外部數(shù)據(jù)總線16位，在?個(gè)總線周期內(nèi)可以輸?/輸出?個(gè)字（16位數(shù)據(jù)），?8088外部數(shù)據(jù)總線8位，在?個(gè)總線周期內(nèi)只能輸?/輸出?個(gè)字節(jié)（8位數(shù)據(jù)）。②指令隊(duì)列緩沖器??不同。8086指令隊(duì)列可容納6個(gè)字節(jié)，且在每?個(gè)總線周期中從存儲(chǔ)器取出2個(gè)字節(jié)的指令代碼填?指令隊(duì)列；?8088指令隊(duì)列只能容納4個(gè)字節(jié)，在?個(gè)機(jī)器周期中取出?個(gè)字節(jié)的指令代碼送指令隊(duì)列。③部分引腳的功能定義有所區(qū)別。(1)AD15-AD0的定義不同。在8086中都定義為地址/數(shù)據(jù)分時(shí)復(fù)?引腳；?在8088中，由于只需要8條數(shù)據(jù)線，因此，對(duì)應(yīng)于8086的AD15-AD8這8根引腳在8088中定義為A15-A8，它們?cè)?088中只做地址線?。(2)引腳28和34的定義不同。在最??式下，8088的第34引腳保持?電平，在最?模式時(shí)，8088和8086的第28引腳的控制信號(hào)相反，?8086的第34引腳為BHE/S7，BHE?來(lái)區(qū)分是傳送字節(jié)、還是字，8088的第34引腳為SS0，?來(lái)指出狀態(tài)信息，不能復(fù)?。(3)引腳28的有效電平?低定義不同。8088和8086的第28引腳的功能是相同的，但有效電平的?低定義不同。8088的第28引腳為IO/M，當(dāng)該引腳為低電平時(shí)，表明8088正在進(jìn)?存儲(chǔ)器操作；當(dāng)該引腳為?電平時(shí)，表明8088正在進(jìn)?I/O操作。8086的第28引腳為M/IO，電平與8088正好相反。2、根據(jù)8086CPU的存儲(chǔ)器讀寫(xiě)時(shí)序圖，請(qǐng)說(shuō)明：(1)地址信號(hào)應(yīng)在哪些時(shí)間內(nèi)有效？(2)讀、寫(xiě)動(dòng)作發(fā)?在什么時(shí)間內(nèi)？(3)為什么讀與寫(xiě)數(shù)據(jù)的有效時(shí)間長(zhǎng)短不?樣？(4)T1狀態(tài)下數(shù)據(jù)/地址線上是什么信息？數(shù)據(jù)信息是什么時(shí)候給出？[解答]地址信號(hào)只在T1狀態(tài)時(shí)有效，并被鎖存起來(lái)。讀動(dòng)作發(fā)?在T3、T4狀態(tài)，?寫(xiě)動(dòng)作發(fā)?在T2、T3、T4狀態(tài)。讀與寫(xiě)數(shù)據(jù)的有效時(shí)間長(zhǎng)短不?樣是因?yàn)镃PU的速度與外設(shè)的速度不相匹配所造成的。T1狀態(tài)下數(shù)據(jù)/地址線上是地址信息，數(shù)據(jù)信息是在T2狀態(tài)，由AD15-AD0給出。3、8086CPU形成三?總線時(shí)，為什么要對(duì)部分地址線進(jìn)?鎖存？?什么信號(hào)控制鎖存？[解答]為了確保CPU對(duì)存儲(chǔ)器和I/O端?的正常讀/寫(xiě)操作，需要求地址和數(shù)據(jù)同時(shí)出現(xiàn)在地址總線和數(shù)據(jù)總線上。?在8086CPU中有AD0-AD15部分總線是地址/數(shù)據(jù)復(fù)?的，因此需在總線周期的前?部分傳送出地址信息，并存于鎖存器中，??后?部分周期傳送數(shù)據(jù)。8086CPU中是通過(guò)CPU送出的ALE?電平信號(hào)來(lái)控制鎖存的。4、BHE信號(hào)的作?是什么？試說(shuō)明當(dāng)起始地址為奇地址、偶地址、?次讀寫(xiě)?個(gè)字節(jié)和?個(gè)字時(shí)，BHE和A0的狀態(tài)。[解答]BHE信號(hào)的作?是?8位允許引腳。若BHE為0則表?對(duì)?個(gè)字進(jìn)?操作，即?8位有效，若BHE為1則表?對(duì)?個(gè)字節(jié)進(jìn)?操作，即?8位?效。當(dāng)起始地址為奇地址時(shí)，?次讀寫(xiě)?個(gè)字節(jié)時(shí)，BHE為1，A0狀態(tài)為1；當(dāng)起始地址為偶地址時(shí)，?次讀寫(xiě)?個(gè)字節(jié)時(shí)，BHE為1，A0狀態(tài)為0；當(dāng)起始地址為奇地址時(shí)，?次讀寫(xiě)?個(gè)字時(shí)，BHE為0，A0狀態(tài)為1；當(dāng)起始地址為偶地址時(shí)，?次讀寫(xiě)?個(gè)字時(shí)，BHE為0，A0狀態(tài)為0。5、CPU在8086的微機(jī)系統(tǒng)中,為什么常?AD0作為低8位數(shù)據(jù)的選通信號(hào)?[解答]在8086系統(tǒng)中，常將AD0作為低８位數(shù)據(jù)的選通信號(hào)，因?yàn)槊慨?dāng)CPU和偶地址單元或偶地址端?交換數(shù)據(jù)時(shí),在Ｔ１狀態(tài),AD0引腳傳送的地址信號(hào)必定為低電平,在其他狀態(tài),則?來(lái)傳送數(shù)據(jù).?CPU的傳輸特性決定了只要是和偶地址或偶地址端?交換數(shù)據(jù),那么，CPU必定通過(guò)總線低８位(AD7-AD0)傳輸數(shù)據(jù).可見(jiàn),如果在總線周期的Ｔ１狀態(tài),AD0為低電平,實(shí)際上就指?了在這?總線周期中，CPU將?總線低８位和偶地址單元或偶地址端?交換數(shù)據(jù)。6、系統(tǒng)中有多個(gè)總線模塊時(shí)，在最?模式和最?模式下分別?什么?式來(lái)傳遞總線控制權(quán)？[解答]在最?模式下總線控制權(quán)是通過(guò)HOLD引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)的，當(dāng)系統(tǒng)中CPU之外的另?個(gè)模塊要求占?總線時(shí)，通過(guò)此引腳向

CPU發(fā)?個(gè)?電平的請(qǐng)求信號(hào)。這時(shí)，如果CPU允許讓出總線，就在當(dāng)前總線周期完成時(shí)，于T4狀態(tài)從HOLD引腳發(fā)出?個(gè)回答信號(hào)，對(duì)剛才的HOLD請(qǐng)求作出響應(yīng)。同時(shí)，CPU使地址/數(shù)據(jù)總線和控制狀態(tài)線處于浮空狀態(tài)?？偩€請(qǐng)求部件收到HLDA信號(hào)后，就獲得了總線控制權(quán)。在最?模式下總線控制權(quán)是通過(guò)LOCK、RQ/GT1，RQ/GT0引腳來(lái)實(shí)現(xiàn)的，?先，總線模塊通過(guò)RQ/GT1向CPU發(fā)出?個(gè)請(qǐng)求信號(hào)，并通過(guò)RQ/GT0來(lái)接受CPU的響應(yīng)，如果LOCK為低電平，則總線請(qǐng)求部件就獲得了總線控制權(quán)。1、8086CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是什么？[解答]：8086CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上從結(jié)構(gòu)上可分為：總線接?部件BIU和執(zhí)?部件EU。它是16位微處理器有16根數(shù)據(jù)線20根地址線，內(nèi)部寄存器、內(nèi)部運(yùn)算部件以及內(nèi)部操作都是按16位設(shè)計(jì)的。2、什么是流?線結(jié)構(gòu)？流?線操作有什么好處？試舉?個(gè)例?說(shuō)明流?線操作的過(guò)程。[解答]：流?線結(jié)構(gòu)是把處理執(zhí)?部件分成?個(gè)功能不同的處理執(zhí)?部件，不同的處理執(zhí)?部件就可以同時(shí)并??作,分別負(fù)責(zé)不同的任務(wù).這樣的好處是可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)重疊執(zhí)?,以提?效率。例如:有?任務(wù)共可以分成N個(gè)?任務(wù)，每?任務(wù)需要時(shí)間T，則完成該個(gè)任務(wù)需要時(shí)間NT。若單獨(dú)執(zhí)??式完成K個(gè)任務(wù)，則共需要時(shí)間K*NT。若采?流?線執(zhí)??式完成K個(gè)任務(wù)，則共需要時(shí)間NT+（K-1）T。當(dāng)K較?時(shí),很明顯K*NT》NT+（K-1）T3、畫(huà)出8086CPU各寄存器圖，并聲明每個(gè)寄存器的作?。[解答]8086CPU各寄存器圖如圖：1）四個(gè)通?寄存器：AX，BX，CX，DX既可以作16位寄存器使?，也可以作8位寄存器使?。2）四個(gè)專?寄存器：BP?作基數(shù)指針寄存器，SP?作堆棧指針寄存器，SI?作源變址寄存器，DI?作?的變址寄存器。3）四個(gè)段地址寄存器：CS為16位的代碼段地址寄存器，DS為16位的數(shù)據(jù)段地址寄存器，ES為16位的擴(kuò)展段地址寄存器，SS為16位的堆棧段地址寄存器。4）IP為16位的指令指針寄存器5）標(biāo)志寄存器有16位,其中7位未?，各位的含義如下：(1)標(biāo)志有6個(gè)，即SF、ZF、PF、CF、AF、和OP。符號(hào)標(biāo)志SF：與運(yùn)算結(jié)果的最?位相同。零標(biāo)志ZF：若結(jié)果為零則為1，若結(jié)果?零則為0。奇/偶標(biāo)志PF：若運(yùn)算結(jié)果的低8位有1的個(gè)數(shù)為偶數(shù)，則PF為1，否則為0。進(jìn)位標(biāo)志CF：若運(yùn)算中有進(jìn)位或有借位時(shí)，則為1。另外循環(huán)指令也會(huì)影響該位。輔助進(jìn)位標(biāo)志AF：當(dāng)加法運(yùn)算時(shí)，如果第三位往第四位有進(jìn)位或者當(dāng)減法時(shí)，如果第三位從第四位有借位，則AF為1。另外，輔助進(jìn)位標(biāo)志?般在BCD碼運(yùn)算中作為是否進(jìn)??進(jìn)制調(diào)整的判斷依據(jù)。溢出標(biāo)志OF：當(dāng)運(yùn)算過(guò)程中產(chǎn)?溢出時(shí)，(2)標(biāo)志有3個(gè)，即DF、IF、TF。?向標(biāo)志DF：這是控制串操作指令?的標(biāo)志。如果DF為0，則串操作過(guò)程中地址會(huì)不斷增加；反之，如果DF為1，則串操作過(guò)程中地址會(huì)不斷減少。中斷標(biāo)志IF：這是控制可屏蔽中斷的標(biāo)志.如果IF為0,則CPU不能對(duì)可屏蔽中斷請(qǐng)求作出響應(yīng);如果IF為1,則CPU可以接受可屏蔽中斷請(qǐng)求.跟蹤標(biāo)志TF：如果TF為1,則CPU按跟隨?式執(zhí)?指令.會(huì)使OF為1。4、總線接?部件有哪些功能?請(qǐng)逐?說(shuō)明。[解答]：總線接?部件的功能是負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器、I/O端?傳送數(shù)據(jù)。具體講，總線接?部件要從內(nèi)存取指令隊(duì)列；CPU執(zhí)?指令時(shí)，總線接?部件要配合執(zhí)?部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)端?中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)?部件，或者把執(zhí)?部件的操作結(jié)果傳送到指定的內(nèi)存單元或外設(shè)端?中。5、8086的總線接?部件有那?部分組成?[解答]：8086的總線接?部件有以下4部分組成：（1）4個(gè)段地址寄存器，即：CS——16位的代碼段寄存器，DS——16位的數(shù)據(jù)段寄存器，ES——16位的擴(kuò)展段寄存器，SS——16位的堆棧段寄存器；（2）16位的指令指針寄存器IP（3）20位的地址加法器（4）6字節(jié)的指令隊(duì)列6、8086的執(zhí)?部件有什么功能?由那?部分組成?[解答]：執(zhí)?部件的功能是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)?。8086的執(zhí)?部件有：（1）4個(gè)通?寄存器：AX，BX，CX，DX；（2）4個(gè)專?寄存器：即基數(shù)指針寄存器BP，堆棧指針寄存器SP，原變址寄存器SI，?的變址寄存器DI。（3）標(biāo)志寄存器（4）算術(shù)邏輯單元7、狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志?何不同?8086的狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志分別有哪些?[解答]：狀態(tài)標(biāo)志表?前?的操作執(zhí)?后，算術(shù)邏輯部件處在怎樣?種狀態(tài)，這種狀態(tài)會(huì)像某種先決條件?樣影響后?的操作。狀態(tài)標(biāo)志有6個(gè)，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF。控制標(biāo)志是?為設(shè)置的，指令系統(tǒng)中有專門(mén)的指令?于控制標(biāo)志的設(shè)置和清除每個(gè)控制標(biāo)志都對(duì)某?種特定的功能起控制作?。控制標(biāo)志有3個(gè)，即DF、IF、TF。程序中?專門(mén)的指令對(duì)它們進(jìn)?操作。8、總線周期的含義是什么?8086/8088的基本總線周期由?個(gè)時(shí)鐘組成?如果?個(gè)CPU的時(shí)鐘頻率（主頻）為24MHz,那么,它的?個(gè)時(shí)鐘周期為多少??個(gè)基本總線周期為多少?[解答]：總線周期的含義是計(jì)算機(jī)執(zhí)??條訪問(wèn)內(nèi)存或端?的機(jī)器指令的時(shí)間；8086/8088的基本總線周期由4個(gè)時(shí)鐘周期組成；如果CPU的時(shí)鐘頻率為24MHz，那么它的?個(gè)時(shí)鐘周期為（T=1/F）41.5ns，?個(gè)基本總線周期為（4T）166ns；9、在總線周期的T1、T2、T3、T4狀態(tài),CPU分別執(zhí)?什么動(dòng)作？什么情況下需要插?等待狀態(tài)Tw？Tw在哪?插?？[解答]：在總線周期的T1、T2、T3、T4狀態(tài)，CPU分別執(zhí)?的動(dòng)作是：(１)在T1狀態(tài)，CPU往多路復(fù)?總線上發(fā)出地址信息，以指出要尋址的存儲(chǔ)單元或處設(shè)端?的地址；(２)在T2狀態(tài)，CPU從總線上撤消地址，?使總線的低16位浮置成?阻狀態(tài)，為傳輸數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備?？偩€的最?４位(A19-A16)?來(lái)輸出本總線周期狀態(tài)信息，這些狀態(tài)信息?來(lái)表?中斷允許狀態(tài)、當(dāng)前正在使?的段寄存器名等；(３)在T3狀態(tài)，多路總線的?位繼續(xù)提供狀態(tài)信息，?多路總線的低16位(8088則為低8位)上出現(xiàn)由CPU的數(shù)據(jù)或者CPU從存儲(chǔ)器或者CPU從存儲(chǔ)器或端?讀?或端?讀?的數(shù)據(jù)；(４)在T4狀態(tài)，總線結(jié)束。在有些情況下，外設(shè)或存儲(chǔ)器速度較慢，不能及時(shí)地配合CPU傳送數(shù)據(jù)。這時(shí)，外設(shè)或存儲(chǔ)器會(huì)通過(guò)“Ready”信號(hào)在T3狀態(tài)啟動(dòng)前向CPU發(fā)?個(gè)“數(shù)據(jù)未準(zhǔn)備好”信號(hào)，于是CPU會(huì)在T3之后插?１個(gè)或多個(gè)附加的時(shí)鐘周期Tw。1、80386的MMU功能塊具體有什么功能？邏輯地址、線性地址、物理地址分別由其中什么部件管理？[解答]MMU的功能就是實(shí)現(xiàn)存儲(chǔ)器的管理，它由分段部件和分頁(yè)部件組成。前者管理?向程序員的邏輯地址空間，并且將邏輯地址轉(zhuǎn)換為線性地址；后者管理物理地址空間，將分段部件或者指令譯碼部件產(chǎn)?的線性地址轉(zhuǎn)換為物理地址。2、80386有哪三種?作?式？為什么要這樣多?作?式？[解答]80386有三種?作?式，?種叫實(shí)地址?式，另?種叫保護(hù)虛擬地址?式，還有?種叫虛擬8086?式。80386在剛加電或者復(fù)位時(shí)便進(jìn)?實(shí)地址?式，主要是為80386進(jìn)?初始化?的。完成初始化后，便?即轉(zhuǎn)到保護(hù)?式，此?式提供了多任務(wù)環(huán)境中的各種復(fù)雜功能以及復(fù)雜存儲(chǔ)器組織的管理機(jī)制。在保護(hù)?式下，80386才充分發(fā)揮其強(qiáng)?的功能和本性。虛擬8086?式可以使?量的8086軟件有效地與80386保護(hù)?式下的軟件并發(fā)運(yùn)?，可以是80386保護(hù)?式中多任務(wù)操作的某?個(gè)任務(wù)。3、80386的實(shí)地址?式?于什么時(shí)候？為什么說(shuō)它是為建?保護(hù)?式作準(zhǔn)備的?式？實(shí)地址?作?式有什么特點(diǎn)？[解答]80386的實(shí)地址?式?于為80386進(jìn)?初始化?的，為在該?作?式下所需要的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)做好各種配置和準(zhǔn)備，因此，這是?種為建?保護(hù)?式作準(zhǔn)備的?式。實(shí)地址?作?式的特點(diǎn)：

（1）尋址機(jī)構(gòu)、存儲(chǔ)器管理、中斷處理機(jī)構(gòu)均和80386?樣。（2）操作數(shù)默認(rèn)長(zhǎng)度為16位，但允許訪問(wèn)80386的32位寄存器組，在使?時(shí)，指令中要加上前綴以表?越權(quán)存取。（3）不?虛擬地址的概念，存儲(chǔ)器容量最?1M字節(jié)。（4）實(shí)地址?式下，存儲(chǔ)器中保留兩個(gè)固定區(qū)域，?個(gè)為初始化程序區(qū)，另?個(gè)為中斷向量區(qū)。（5）80386具有4個(gè)特權(quán)級(jí)，實(shí)地址?式下，程序在最?級(jí)（0級(jí)）上執(zhí)?。4、虛擬8086?式有什么特點(diǎn)？為什么要設(shè)置這種?式？[解答]其特點(diǎn)如下：（1）可以執(zhí)?8086的應(yīng)?程序。（2）段寄存器的?法和實(shí)地址?式時(shí)?樣，即段寄存器內(nèi)容左移4位加上偏移量為線性地址。（3）存儲(chǔ)器尋址空間為1M字節(jié)，可以使?分頁(yè)?式，將1M字節(jié)分為256個(gè)頁(yè)?，每頁(yè)4K字節(jié)。在80386多任務(wù)系統(tǒng)中，可以其中?個(gè)或?個(gè)任務(wù)使?虛擬8086?式。此時(shí)，?個(gè)任務(wù)使?的全部頁(yè)?可以定位于某個(gè)物理地址空間，另?個(gè)任務(wù)的頁(yè)?可以定位于其他區(qū)域，即每個(gè)虛擬8086?式下的任務(wù)可以轉(zhuǎn)換到物理存儲(chǔ)器的不同位置，這樣，把存儲(chǔ)器虛擬化了，虛擬8086?式的名稱正是由此?來(lái)。（4）虛擬8086?式中，程序在最低特權(quán)級(jí)上運(yùn)?，因此，80386指令系統(tǒng)中的?些特權(quán)指令不能使?。設(shè)置這種?式是因?yàn)樘摂M8086?式是80386中很重要的設(shè)計(jì)特點(diǎn)，他可以使?量的8086軟件有效的與80386保護(hù)?式下的軟件并發(fā)運(yùn)?。5、80386的標(biāo)志寄存器中，哪些是狀態(tài)標(biāo)志？哪些是控制標(biāo)志？哪些是系統(tǒng)?式標(biāo)志？[解答]狀態(tài)標(biāo)志：CF、PF、AF、ZF、SF、OF、NT?？刂茦?biāo)志：DF、IF、TF、IOPL。系統(tǒng)?式標(biāo)志：VM、PF。6、什么叫段基地址?它有多少位?什么叫選擇??選擇?作??[解答]段基地址是指每段的起始地址，有32位；選擇?是?于查找段基地址和段屬性的參數(shù)，作?是?來(lái)選描述符。7、80386的段描述符寄存器中包含哪些內(nèi)容?[解答]80386的段描述符寄存器中（64位）包括段基地址（32位）、段界限值（20位）、屬性值（12位）。其中屬性包括：是否存在內(nèi)存、特權(quán)值級(jí)別（2位）、是否已存取過(guò)、粒度、擴(kuò)展?向、可讀、可寫(xiě)、可執(zhí)?。1、80386的流?線技術(shù)主要體現(xiàn)在哪兩個(gè)???[解答]指令流?線和地址流?線。２、指令流?線由哪些部件構(gòu)成?這些部件的主要功能分別是什么?[解答]指令流?線是由總線接?部件、指令預(yù)取部件、指令譯碼部件和執(zhí)?部件構(gòu)成。它們的功能如下：總線接?部件BIU：其是80386和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與其他部件之間的?速接?。它控制著32位數(shù)據(jù)總線和32位地址總總線的信息傳輸?？偩€接?部件最主要的操作就是響應(yīng)分段部件和分頁(yè)部件的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)讀取指令和存取數(shù)據(jù)的功能。指令預(yù)取部件IPU：在總線周期時(shí)從存儲(chǔ)器讀取指令放?16字節(jié)的指令預(yù)取隊(duì)列，每當(dāng)隊(duì)列有部分字節(jié)或產(chǎn)??次控制轉(zhuǎn)移后，指令預(yù)取部件就向總線接?部件發(fā)總線請(qǐng)求信號(hào)，如果沒(méi)有其它總線周期請(qǐng)求，那么，總線接?部件就響應(yīng)該請(qǐng)求，使指令預(yù)取隊(duì)得到補(bǔ)充。指令譯碼部件IDU：對(duì)指令進(jìn)?譯碼，它從指令預(yù)取隊(duì)列中取出指令并將其譯成內(nèi)部代碼，再將這些代碼送?先進(jìn)先出譯碼指令列中，等待執(zhí)?部件處理。執(zhí)?部件EU：由運(yùn)算器等?系列的寄存器，包括控制ROM在內(nèi)的控制部件和測(cè)試部件組成，后者能對(duì)復(fù)雜的存儲(chǔ)器保護(hù)功能進(jìn)?快速測(cè)試。３、80386的邏輯地址,線性地址,物理地址分別指什么?它們的尋址能?分別為多少?[解答]邏輯地址：程序員所看到和使?的地址，也叫虛擬地址，邏輯地址可表?為：段選擇器：偏移地址。80386段內(nèi)偏移地址為32位，在保護(hù)?式下，可實(shí)現(xiàn)對(duì)16384(214)個(gè)段的管理，它的尋址能?為46位，故可提供的虛擬存儲(chǔ)空間為64TB(246)。

線性地址：通過(guò)段描述符表將含選擇?和偏移量的邏輯地址轉(zhuǎn)化成32位的線性地址其尋址為32位，即232=4GB。物理地址：指出了存儲(chǔ)單元在存儲(chǔ)體中的具體位置。若段內(nèi)不分頁(yè)，那么線性地址就是物理地址。尋址空間為32位，即232=4GB。４、地址流?線由哪些部件組成?地址流?線技術(shù)具體是如何體現(xiàn)的?[解答]地址流?線有分段部件、分頁(yè)部件和總線接?部件構(gòu)成。地址流?線技術(shù)具體體現(xiàn)在如下??：（1）有效地址的形成：分段部件把各地址分量送到?個(gè)加法器中，各地址分量可能有?即數(shù)和另外?、?個(gè)寄存器給出的值構(gòu)成。（2）邏輯地址與物理地址的轉(zhuǎn)換：有效地址通過(guò)（另?個(gè)）加法器和段基址相加，得到線性地址。（3）線性地址與物理地址的轉(zhuǎn)化：由分頁(yè)部件將線性地址轉(zhuǎn)換成物理地址。三個(gè)動(dòng)作的重疊進(jìn)?，通常?個(gè)操作還在總線上進(jìn)?時(shí)，下?個(gè)物理地址就已經(jīng)算好了，充分體現(xiàn)了流?的特點(diǎn)。5、80386采?哪?種描述符表?這些表的設(shè)置帶來(lái)什么優(yōu)點(diǎn)?[解答]80386共設(shè)計(jì)三中描述符表即：全局描述符表，局部描述符表，中斷描述符表。采?描述符表帶來(lái)如下三??的優(yōu)點(diǎn)：1．可以??擴(kuò)展存儲(chǔ)空間；2．可以實(shí)現(xiàn)虛擬存儲(chǔ)；3．可以實(shí)現(xiàn)多任務(wù)隔離。6、分頁(yè)部件?什么機(jī)制實(shí)現(xiàn)線性地址往物理地址的轉(zhuǎn)換？[解答]映射的第?步是查詢CR3，CR3的?20位指向頁(yè)組?錄項(xiàng)表；映射的第?步是將線性地址的?10位作為頁(yè)組項(xiàng)號(hào)從頁(yè)組?錄項(xiàng)表中找出所需要的項(xiàng)，此項(xiàng)的?字節(jié)地址就是項(xiàng)地址，它由CR3的?20位和線性地址?10位乘4所得的值組成；第三步是查詢相應(yīng)頁(yè)組?錄對(duì)應(yīng)的頁(yè)表，?個(gè)頁(yè)表也占4K字節(jié)，內(nèi)含1024個(gè)頁(yè)表項(xiàng)；有了頁(yè)表項(xiàng)，再將其中?20位和線性地址的最低12位合起來(lái)就得到了所得的物理地址。7、段選擇?存與何處?它有什么作??概述段選擇?是如何從GDT或LDT中選擇?個(gè)描述符的。[解答]段選擇?存于段寄存器中。段選擇?的第0,1位RDL?來(lái)定義此段使?的特權(quán)級(jí)別，第2位T1稱為描述表的指?符，?來(lái)指出此描述符在哪個(gè)當(dāng)前描述符表中，如T1為1，則在CDT中，如T1為0，則在GDT中，?13位是段描述符索引依次指出所在選項(xiàng)在描述符表中的位置。第三章1、8086/8088的指令有哪些尋址?式?它們的具體含義是什么?指令中如何表?它們?[解答]：8086/8088指令系統(tǒng)的尋址?式分為兩?類：數(shù)據(jù)尋址?式和地址尋址?式。數(shù)據(jù)尋址?式可分為?即數(shù)尋址?式、寄存器尋址?式、存儲(chǔ)器尋址?式和I/O端?尋址?式四種類型。存儲(chǔ)器尋址?式?分為：直接尋址?式、寄存器間接尋址?式、寄存器相對(duì)尋址?式、基址變址尋址?式、基址變址相對(duì)尋址?式。地址尋址?式可分為段內(nèi)直接尋址?式、段內(nèi)間接尋址?式、段間直接尋址?式、段間間接尋址?式。2、分別指出下列指令中源操作數(shù)和?的操作數(shù)的尋址?式：(1)MOVAX，1000H(2)MOVAX，ES:1000H(3)MOV[BX]，AL(4)MOVDI，[SI](5)ADDAX，[BX+4](6)SUBAX，[BX+DI+5](7)MOV[DI+2]，AX(8)ADDAX，[BP+DI-7][解答]：(1)?即尋址和寄存器尋址；(2)直接尋址和寄存器尋址(3)寄存器尋址和間接尋址；(4)間接尋址和寄存器尋址；(5)基址尋址和寄存器尋址；(6)基址變址尋址和寄存器尋址；(7)寄存器尋址和變址尋址；(8)基址變址尋址和寄存器尋址；3、指出下列指令是否合法：

(1)MOVAX，DL(2)MOV[BX]，5(3)ADDAX，5(4)MOVDS，1000H(5)PUSHCH(6)POPCS(7)ADDES，AX(8)MOVSS，CS(9)DECBX(10)INC[BX][解答]：(1)類型不?致；(2)兩個(gè)操作數(shù)的類型都不明確；(3)正確；(4)?即數(shù)不能直接送段寄存器；(5)棧操作是字操作，不能進(jìn)?字節(jié)操作；(6)POP指令的操作數(shù)不能是CS；(7)段寄存器僅能做MOV指令和棧操作指令的操作數(shù)，不能作累加器；(8)段寄存器間不能傳送；(9)正確；(10)類型不明確，不知是字加1，還是字節(jié)加1。4、寫(xiě)出MOVAH,［BX+DI+50H］的機(jī)器語(yǔ)?編碼。5、寫(xiě)出ADDAX,［BX+DI+0826H］的機(jī)器語(yǔ)?編碼。此指令的存儲(chǔ)器有效地址EA=BX+DI+0826H,其指令功能是(EA)+(AX)→AX中。6、寫(xiě)出指令MOV［BX+DI-8］，CL的機(jī)器語(yǔ)?編碼(假設(shè)在80386/80486上是16位操作)。這條指令可?符號(hào)寫(xiě)成MOVmem,reg的形式，源操作數(shù)是寄存器尋址，?的數(shù)是存儲(chǔ)器尋址?式，故此指令的編碼形式為：由于?的數(shù)是存儲(chǔ)器尋址，D=0和reg域指定了源寄存器。CL寄存器的reg編碼是001B，它與W=0?起表??個(gè)8位操作數(shù)。?此編碼?可進(jìn)?步寫(xiě)成如下形式：取r/m的值為001B，是對(duì)［BX+DI+disp］的尋址計(jì)算。位移量disp8的范圍是在-128到+127之間，-6為FAH。當(dāng)mod=01B時(shí)，為選取8位位移量，則指令MOV［BX+DI-6］,CL的完整編碼如下：第4章存儲(chǔ)器和?速緩存技術(shù)1、微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器分成?個(gè)等級(jí)？它們各有什么特點(diǎn)？?途如何？[解答]微型計(jì)算機(jī)中存儲(chǔ)器分為外部存儲(chǔ)器和內(nèi)部存儲(chǔ)器。外存容量?，但存取速度慢，且cpu使?外存信息時(shí)需先把信息送到內(nèi)存中。內(nèi)存容量?，存取速度快，其信息cpu可直接使?，故外存存放相對(duì)來(lái)說(shuō)不經(jīng)常使?的程序和數(shù)據(jù)。另外，外存總是和某個(gè)外部設(shè)備有關(guān)。內(nèi)存容納當(dāng)前正在使?的或者經(jīng)常使?的程序和數(shù)據(jù)。2、什么是直接尋址范圍？地址線的多少與它有什么關(guān)系？[解答]直接尋址范圍就是利?地址線可尋址的最?地址范圍，以地址線的位數(shù)為指數(shù)，以2為底數(shù)的冪為最?直接尋址范圍。3、根據(jù)你對(duì)CPU和各種存儲(chǔ)器的了解，?個(gè)微型計(jì)算機(jī)是如何開(kāi)始?作的？[解答]計(jì)算機(jī)?作時(shí)，?般先由ROM(ReadOnlyMemory，只讀存儲(chǔ)器)中的引導(dǎo)程序，啟動(dòng)系統(tǒng)，再?gòu)耐獯嬷凶x取系統(tǒng)程序和應(yīng)?程序，送到內(nèi)存的RAM(RandomAccessMemory，隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)中。在程序的運(yùn)?過(guò)程中，中間結(jié)果?般放在內(nèi)存RAM中，程序結(jié)束時(shí)，?將結(jié)果送到外存。4、存儲(chǔ)器的存取時(shí)間是什么意思？它在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)有什么實(shí)際意義？[解答]存儲(chǔ)器的存取時(shí)間是指存儲(chǔ)器接收到穩(wěn)定的地址輸?到完成操作的時(shí)間，系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)可以據(jù)此考慮數(shù)據(jù)傳輸、總線的選擇和時(shí)序安排。5、什么是隨機(jī)存儲(chǔ)器？它在系統(tǒng)中起什么作?？[解答]隨機(jī)存取是指對(duì)所有的存儲(chǔ)單元都可以?同樣的時(shí)間訪問(wèn)，起到暫時(shí)保存中間結(jié)果和運(yùn)?的程序。6、什么是只讀存儲(chǔ)器？它在系統(tǒng)中起什么作?？[解答]存儲(chǔ)器被寫(xiě)?后，只能被讀出?不能?通常的辦法重寫(xiě)或改寫(xiě)，以保存啟動(dòng)程序和部分固化系統(tǒng)程序段作?。7、RAS、CAS信號(hào)有什么?？請(qǐng)畫(huà)?個(gè)原理圖并說(shuō)明它們是如何產(chǎn)?的？[解答]RAS和CAS是提供給外部RAM的?地址和列地址的選通信號(hào)。圖見(jiàn)課本P175。8、EPROM在寫(xiě)?和讀出時(shí)所加的信號(hào)和電壓有什么不同？[解答]EPROM讀出時(shí)，Vpp和Vcc接5v電壓，芯?允許信號(hào)(?選信號(hào))CE必須在地址穩(wěn)定以后有效，才能保證讀得所需單元的數(shù)據(jù)。寫(xiě)?即編程?式下，Vcc仍加5v電壓，但Vpp按?家要求加上21—25v的電壓，必須在地址和數(shù)據(jù)穩(wěn)定之后，才能加上編程脈沖。9、8086CPU在組織系統(tǒng)時(shí)，為什么要把存儲(chǔ)器分為奇和偶兩個(gè)體？如何實(shí)現(xiàn)這種控制？由此推想，對(duì)32位CPU應(yīng)該有?個(gè)控制信號(hào)，才能保證單字節(jié)，雙字節(jié)和?個(gè)等尋址都能進(jìn)?的要求？[解答]8086的數(shù)據(jù)總線16位，但1個(gè)內(nèi)存單元中存放的數(shù)是8位，為了?次對(duì)2個(gè)單元進(jìn)?訪問(wèn)，要把存儲(chǔ)器分為奇和偶兩個(gè)體。每個(gè)內(nèi)存單元都?個(gè)地址，要訪問(wèn)2個(gè)單元時(shí)，從偶存儲(chǔ)器開(kāi)始，可??個(gè)控制信號(hào)來(lái)選擇。那么，對(duì)32位CPU有32位地址總線，分為4個(gè)存儲(chǔ)體，應(yīng)該有4個(gè)控制信號(hào)，才能保證單字，雙字節(jié)和?個(gè)等尋址都能進(jìn)?的要求。(詳見(jiàn)P185)10、計(jì)算機(jī)的內(nèi)存有什么特點(diǎn)？?jī)?nèi)存由哪兩部分組成？外存?般是指哪些設(shè)備？外存有什么特點(diǎn)？[解答]內(nèi)存特點(diǎn)：快速存取，容量受限制。內(nèi)存分為RAM和ROM。外存有軟盤(pán)、硬盤(pán)、盒式磁帶和光盤(pán)。外存特點(diǎn)：?容量，所存信息既可修改?可保存，但外存速度?較慢，要配置專?設(shè)備。11、?存儲(chǔ)器件組成內(nèi)存時(shí),為什么總是采?矩陣形式？請(qǐng)??個(gè)具體例?說(shuō)明。[解答]簡(jiǎn)化選擇內(nèi)存單元的譯碼電路，通過(guò)?選擇線和列選擇線來(lái)確定?個(gè)內(nèi)存單元，因??存儲(chǔ)器組成內(nèi)存時(shí)，總是采?矩陣形式。?如，要組成1K字節(jié)的內(nèi)容，如果不?矩陣來(lái)組織這些單元，?是將它們?字排開(kāi)，那么就要1024條譯碼線才能實(shí)現(xiàn)對(duì)這些單元的尋址。如果?32*32的矩陣來(lái)實(shí)現(xiàn)排列，那么，就只要32條?選擇線和32條列選擇線就可以了。12、在選擇存儲(chǔ)器件時(shí)，最重要的考慮因素是什么？此外還應(yīng)考慮那些因素？[解答]最重要的因素是存儲(chǔ)容量(位容量)。此外，還應(yīng)考慮易失性、只讀性、速度、功耗、可靠性、價(jià)格等。13、什么叫靜態(tài)RAM？靜態(tài)RAM有什么特點(diǎn)？[解答]不需要進(jìn)?周期性刷新的既可讀?可寫(xiě)的存儲(chǔ)器。其特點(diǎn)如下：（1）優(yōu)點(diǎn)：不需要進(jìn)?刷新，簡(jiǎn)化了外部電路。（2）缺點(diǎn)：①靜態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路中包含的管?數(shù)??較多，導(dǎo)致?個(gè)器件的位容量?采?類似設(shè)計(jì)?法的?靜態(tài)RAM要少。②靜態(tài)RAM基本存儲(chǔ)電路中2個(gè)交叉耦合的管?總有1個(gè)處于導(dǎo)通狀態(tài)，所以會(huì)持續(xù)地消耗功率，導(dǎo)致靜態(tài)RAM的功耗?較?。14、靜態(tài)RAM芯?上為什么往往只有寫(xiě)信號(hào)?沒(méi)有讀信號(hào)？什么情況下可以從芯?讀得數(shù)據(jù)？[解答]對(duì)于存儲(chǔ)器來(lái)說(shuō)，在允許信號(hào)有效之后，?定是進(jìn)?讀/寫(xiě)操作，?且?寫(xiě)即讀，使得只?寫(xiě)信號(hào)WE就可以既控制寫(xiě)操作?控制讀操作。在讀操作時(shí)，寫(xiě)脈沖發(fā)?器不產(chǎn)?負(fù)脈沖，?是使WE端處于?電平，此?電平就?來(lái)作為讀出信號(hào)。15、在靜態(tài)存儲(chǔ)器進(jìn)?讀/寫(xiě)時(shí)，地址信號(hào)要分為?個(gè)？分別產(chǎn)?什么信號(hào)？[解答]地址信號(hào)分為3個(gè)。A19-A14?來(lái)作為模塊選擇信號(hào)，A12-A13產(chǎn)?4個(gè)矩陣的芯?允許信號(hào)，A11-A0作為矩陣內(nèi)部的?地址和列地址。16、動(dòng)態(tài)RAM?作時(shí)有什么特點(diǎn)？和靜態(tài)RAM?較，動(dòng)態(tài)RAM有什么長(zhǎng)處？有什么不?之處？動(dòng)態(tài)RAM?般?什么場(chǎng)合？[解答]㈠動(dòng)態(tài)RAM?作時(shí)，每隔?定的時(shí)間就要進(jìn)?全?的刷新。㈡和靜態(tài)RAM相?，動(dòng)態(tài)RAM有以下長(zhǎng)處：①?位密度；②低功耗特性；③價(jià)格低廉。㈢不?之處：在刷新周期中，內(nèi)存模塊不能啟動(dòng)讀周期或?qū)懼芷冢匆人⑿轮芷谕瓿芍?，才能啟?dòng)讀周期或?qū)懼芷?。㈣?dòng)態(tài)RAM?般?于內(nèi)存模塊。17、動(dòng)態(tài)RAM為什么要進(jìn)?刷新？刷新過(guò)程和讀操作?較有什么差別？

[解答]不管是哪?種動(dòng)態(tài)RAM，都是利?電容存儲(chǔ)電荷的原理來(lái)保存信息的，由于電容會(huì)逐漸放電，所以，對(duì)動(dòng)態(tài)RAM必須不斷進(jìn)?讀出和再寫(xiě)?，以使泄放的電荷受到補(bǔ)充，也就是進(jìn)?刷新。在溫度上升時(shí)，電容的放電會(huì)加快，所以兩次刷新間的間隔是隨溫度?變化的，?般為1--100ms.在70攝?度情況下，典型的刷新時(shí)間間隔為2ms。雖然進(jìn)??次讀寫(xiě)操作實(shí)際上也進(jìn)?刷新，但是，由于讀寫(xiě)操作本?具有隨機(jī)性，所以，并不能保證所有的RAM單元都在2ms中通過(guò)正常的讀寫(xiě)操作來(lái)刷新,由此,專門(mén)安排了存儲(chǔ)刷新周期完成對(duì)動(dòng)態(tài)RAM的刷新。18、動(dòng)態(tài)RAM控制器?般完成什么功能？[解答]動(dòng)態(tài)RAM控制器?般完成刷新過(guò)程中的刷新計(jì)時(shí)，地址計(jì)數(shù)，以及地址轉(zhuǎn)換。動(dòng)態(tài)RAM?般完成兩個(gè)功能，?個(gè)是地址處理部分，?個(gè)是時(shí)序處理部分。地址處理部分的功能主要是：處理動(dòng)態(tài)RAM正常讀寫(xiě)時(shí)的地址信號(hào)和刷新過(guò)程中的地址信號(hào)。時(shí)序處理部分的功能主要是：產(chǎn)?正確的讀寫(xiě)時(shí)序和刷新時(shí)序。19、ROM、PROM、EPROM分別?在什么場(chǎng)合？[解答]ROM適合于固化成熟的固定程序和數(shù)據(jù)。PROM適?于需要對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)?編程的地?。EPROM適?于需要?電信號(hào)對(duì)存儲(chǔ)器中的內(nèi)容進(jìn)?在線清除和修改的地?。20、Cache技術(shù)的基本思想和出發(fā)點(diǎn)是什么??個(gè)Cache系統(tǒng)由哪?個(gè)主要部分組成?[解答]Cache是?種?速緩沖存儲(chǔ)器，是為了解決CUP和主存之間速度不匹配問(wèn)題?采?的?項(xiàng)重要技術(shù)。Cache技術(shù)的出發(fā)點(diǎn)就是?SRAM和DRAM構(gòu)成?個(gè)組合的存儲(chǔ)系統(tǒng)，使它兼有SRAM和DRAM的優(yōu)點(diǎn)。采?這樣的技術(shù)，在主存和?速CPU之間設(shè)置?個(gè)?容量的?速存儲(chǔ)器（通常為32KB的SRAM），其中存放的CPU常?的指令和數(shù)據(jù)，于是，CPU對(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)主要體現(xiàn)在對(duì)SRAM的存取，因此可以不必加等待狀態(tài)?保持?速操作。?個(gè)cache系統(tǒng)包含3個(gè)??的內(nèi)容：1、Cache模塊，即CPU和慢速主存之間的SRAM；2、主存，即慢速DRAM；3、Cache控制器，?來(lái)對(duì)Cache系統(tǒng)進(jìn)?控制。21、區(qū)域性定律是適?于哪???的?它包含哪兩類區(qū)域性?[解答]?部分軟件對(duì)存儲(chǔ)器的訪問(wèn)并不是任意的、隨機(jī)的，?是有著明顯的區(qū)域性。也可以說(shuō)存在著區(qū)域性定律（PrincipleofLocdity），這表現(xiàn)在兩個(gè)??：1、時(shí)間區(qū)域性。即存儲(chǔ)體中某?個(gè)數(shù)據(jù)被存取后，可能很快?被存取。2、空間區(qū)域性。存儲(chǔ)體中某個(gè)數(shù)據(jù)被存取了，附近的數(shù)據(jù)也很快被存取。正是這個(gè)區(qū)域性設(shè)計(jì)，導(dǎo)致了存儲(chǔ)提設(shè)計(jì)的層次結(jié)構(gòu)，即把存儲(chǔ)體分為?層。對(duì)提?存儲(chǔ)器的存取速度、從?提?程序運(yùn)?速度?常有效。22、Cache的組織?式有哪?種？各有什么特征？[解答]按照主存和Cache之間的映象關(guān)系，Cache有3種組織?式：1、全相聯(lián)?式（fullyassociative）。按這種?式，主存的?個(gè)區(qū)塊可映象到Cache的任何?個(gè)地?。2、直接映象?式（directmappad）。在這種?式下，主存的?個(gè)區(qū)塊可能映象到Cache的?個(gè)對(duì)應(yīng)的地?。3、組相聯(lián)?式(setassociative)。即主存的?個(gè)區(qū)塊可以映象到Cache的有限地?。具體說(shuō)，在這種?式下，?個(gè)Cache分為許多組，在?組?有兩個(gè)或多個(gè)區(qū)塊，主存的區(qū)塊映象到某個(gè)對(duì)應(yīng)的組中，但是這個(gè)區(qū)塊可能出現(xiàn)在這個(gè)組的任何地?。23、在組相聯(lián)?式Cache中，?般采?雙路相聯(lián)或四路相聯(lián)?式，在選擇區(qū)塊位置時(shí)，可以采?哪3種解決辦法？[解答]選擇區(qū)塊位置時(shí)可以采?3種解決辦法：1、由Cache控制器決定替換“最近最少使?”的區(qū)塊，簡(jiǎn)成LUR?式；2、按先進(jìn)先出（FIFO）的?法替換掉Cache中保存時(shí)間最長(zhǎng)的區(qū)塊；3、隨意選擇。24、什么叫Cache的數(shù)據(jù)?致性問(wèn)題？具體表現(xiàn)在哪兩個(gè)??？[解答]Cache系統(tǒng)中，同樣?個(gè)數(shù)據(jù)可能既存在于Cache中，也存在于主存中，數(shù)據(jù)?樣則具有?致性。它表現(xiàn)在2個(gè)??：1、當(dāng)更新時(shí)可能Cache中的數(shù)據(jù)更新，?主存未更新，則造成數(shù)據(jù)丟失。2、在有DMA控制器的系統(tǒng)和多處理器系統(tǒng)中，有多個(gè)部件可以訪問(wèn)主存，這時(shí)，可能其中有些部件是直接訪問(wèn)主存的，也可能每個(gè)DMA部件和處理器配置?個(gè)Cache，這樣，主存的?個(gè)區(qū)塊可能對(duì)應(yīng)于多個(gè)Cache中的各?個(gè)區(qū)塊。于是會(huì)產(chǎn)?主存中的數(shù)據(jù)被某個(gè)總線部件更新過(guò)，?某個(gè)Cache中的內(nèi)容未更新，這種情況造成數(shù)據(jù)過(guò)時(shí)。

25、對(duì)數(shù)據(jù)丟失造成的數(shù)據(jù)?致性問(wèn)題，可以采?什么解決辦法？[解答]（1）直寫(xiě)式。每當(dāng)cpu把數(shù)據(jù)寫(xiě)到cache中時(shí)，cache控制器會(huì)?即把數(shù)據(jù)寫(xiě)?主存對(duì)應(yīng)的位置。所以，主存隨時(shí)跟蹤cache的最新版本，從?也就不會(huì)有主存將新的數(shù)據(jù)丟失的問(wèn)題。（2）緩沖直寫(xiě)式。這種?式是在主存和cache之間加?個(gè)緩沖器，每當(dāng)cache中作數(shù)據(jù)更新時(shí)，也對(duì)主存作更新，但是，要寫(xiě)?主存的數(shù)據(jù)先存在緩沖中，在cpu進(jìn)?下?個(gè)操作時(shí)，緩沖器中的數(shù)據(jù)寫(xiě)?主存。（3）回寫(xiě)式。這種?式，cache每?個(gè)區(qū)塊的標(biāo)記中都要設(shè)置?個(gè)更新位，cpu對(duì)cache中的?個(gè)區(qū)塊寫(xiě)?后，如未更新相應(yīng)的主存區(qū)塊，側(cè)更新位置1。在每次對(duì)cache寫(xiě)?時(shí)，cache控制器須先檢查更新位，如為0，側(cè)可直接寫(xiě)?，反之，側(cè)cache控制器先把cache現(xiàn)有的內(nèi)容寫(xiě)?主存相應(yīng)位置，再對(duì)cache進(jìn)?寫(xiě)?。26、對(duì)于數(shù)據(jù)過(guò)時(shí)造成的數(shù)據(jù)?致性問(wèn)題，可以有哪些防?辦法？?較其優(yōu)缺點(diǎn)。[解答](1)總線監(jiān)視法。在這種?法中，由cache控制器隨時(shí)監(jiān)視系統(tǒng)的地址總線，如其他部件將數(shù)據(jù)寫(xiě)到主存，并且寫(xiě)?的主存正好是cache中的區(qū)塊對(duì)應(yīng)的位置，那么，cache控制器會(huì)?動(dòng)將cache中的區(qū)塊標(biāo)為"?效"。（2）硬件監(jiān)視法。通過(guò)外加硬件電路，使cache本?能觀察到主存中已映象區(qū)塊的所有存取操作。當(dāng)?個(gè)cache有寫(xiě)操作時(shí)，新數(shù)據(jù)既拷貝到主存，也拷貝到其他cache，從?防?數(shù)據(jù)過(guò)失。（3）劃出不可?速緩沖存存儲(chǔ)區(qū)法。按這種?法，要在主存劃出?個(gè)區(qū)域作為各部件共享區(qū)，這個(gè)區(qū)域中的內(nèi)容永遠(yuǎn)不能取到cache，因此，cpu對(duì)此區(qū)域的訪問(wèn)也必須是直接的，?不是通過(guò)cache來(lái)進(jìn)?的。?這種?法，便可避免主存中?個(gè)區(qū)域映象到多個(gè)cache的情況，于是也避免了數(shù)據(jù)過(guò)時(shí)的問(wèn)題。（4）cache清除法。這種?法是將cache中的所有已更新的數(shù)據(jù)寫(xiě)回到主存，同時(shí)清除cache中的所以數(shù)據(jù)，也可以避免數(shù)據(jù)過(guò)時(shí)的問(wèn)題。27、Cache系統(tǒng)中的Cache控制器主要完成哪些功能？[解答](1)cache和主存的映象關(guān)系處理。(2)未命中cache時(shí)的處理。(3)cache的數(shù)據(jù)更新。28、Cache系統(tǒng)如果在訪問(wèn)時(shí)未命中，系統(tǒng)將怎樣動(dòng)作？(詳見(jiàn)P196)[解答]未命中可能是兩種情況，?是區(qū)塊未命中，?是標(biāo)記未命中。在直接映象?式下，系統(tǒng)都會(huì)訪問(wèn)主存，?且在數(shù)據(jù)送給80386的同時(shí)寫(xiě)?cache中，接著修改82385內(nèi)部的相應(yīng)?錄。如果是區(qū)塊未命中的情況，只將對(duì)應(yīng)的區(qū)塊有效值改為1；如果是標(biāo)記未命中，側(cè)?錄修改包括將A31---A15值寫(xiě)??錄項(xiàng)的標(biāo)記中，再將標(biāo)記有效位置1，?將對(duì)應(yīng)的區(qū)塊有效位置1，同時(shí)將其他7區(qū)塊有效位置0。以后，再遇到這個(gè)?錄項(xiàng)的標(biāo)記命中?區(qū)塊未命中時(shí)，只需要將對(duì)應(yīng)的區(qū)塊有效位置1即可。在雙路組相聯(lián)?式下，標(biāo)記未命中時(shí)，設(shè)此時(shí)LRU位指向A路，側(cè)數(shù)據(jù)從主存讀出后，會(huì)同時(shí)寫(xiě)?A路的對(duì)應(yīng)區(qū)塊，并且，82385根據(jù)A31--A14修改A路對(duì)應(yīng)的?錄標(biāo)記，再使標(biāo)記有效位置1，對(duì)應(yīng)的區(qū)塊有效位置1，其他7個(gè)區(qū)塊有效位清0，然后，使LRU指向B路。第五章外部設(shè)備為什么要通過(guò)接?電路和主機(jī)系統(tǒng)相連？存儲(chǔ)器需要接?電路和總線相連嗎？為什么？[答案]外部設(shè)備的功能是多種多樣的。有些外設(shè)作為輸?設(shè)備，有些外設(shè)作為輸出設(shè)備，也有些外設(shè)既作為輸?設(shè)備?作為輸出設(shè)備，還有?些外設(shè)作為檢測(cè)設(shè)備或控制設(shè)備，?每?類設(shè)備本?可能?包括了多種?作原理不同的具體設(shè)備。對(duì)于?個(gè)具體設(shè)備來(lái)說(shuō)，它所使?的信息可能是數(shù)字式的，也可能是模擬式的，??數(shù)字式信號(hào)必須經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)換，使其成為對(duì)應(yīng)的數(shù)字信號(hào)才能送到計(jì)算機(jī)總線。這種將模擬信號(hào)變?yōu)閿?shù)字信號(hào)、或者反過(guò)來(lái)將數(shù)字信號(hào)變?yōu)槟M信號(hào)的功能是A/D、D/A接?來(lái)完成的。外設(shè)的?作速度通常?CPU的速度低得多，?且各種外設(shè)的?作速度互不相同，這就要求接?電路對(duì)輸?/輸出過(guò)程能起?個(gè)緩沖和聯(lián)絡(luò)的作?。輸?/輸出接?電路是為了解決計(jì)算機(jī)和外部設(shè)備之間的信息變換問(wèn)下題?提出來(lái)的，輸?/輸出接?是計(jì)算機(jī)和外設(shè)之間傳送信息的部件，每個(gè)外設(shè)都要通過(guò)接?和主機(jī)系統(tǒng)相連。不需要，因?yàn)樗写鎯?chǔ)器都是?來(lái)保存信息的，功能單?；傳送?式也單?，?次必定是傳送1個(gè)字節(jié)或者1個(gè)字；品種很有限，只有只讀類型和可讀/可寫(xiě)類型。此外，存儲(chǔ)器的存取速度基本上可以和CPU的?作速度匹配。這些決定了存儲(chǔ)器可以通過(guò)總線和CPU相連。是不是只有串?數(shù)據(jù)形式的外設(shè)需要接?電路和主機(jī)系統(tǒng)連接？為什么？[答案]不是的，因?yàn)镃PU通過(guò)總線要和外設(shè)打交道，?在同?個(gè)時(shí)刻CPU通常只和?個(gè)外設(shè)交換信息，就是說(shuō)，?個(gè)外設(shè)不能長(zhǎng)期和CPU相連，只有被CPU選中的外設(shè)，才接收數(shù)據(jù)總線上的數(shù)據(jù)或者將外部信息送到數(shù)據(jù)總線上。考慮外設(shè)的速度和信號(hào)規(guī)格，所以，即使是并?設(shè)備，也同樣要通過(guò)接?與總線相連。接?電路的作?是什么？按功能可分為?類？[答案]作?是：使處理器得到所需要的時(shí)鐘信號(hào)或接收外部的多個(gè)中斷請(qǐng)求等；利?接?電路，微處理器可以接收外部設(shè)備送來(lái)的信息或?qū)⑿畔l(fā)送給外部設(shè)備。按功可分為兩類：?類是使微外理器正常?作所需要的輔助電路通過(guò)這些輔助電路，使外理器得到所需要的時(shí)鐘信號(hào)或接收外部的多個(gè)中斷請(qǐng)求等；另?類是輸?/輸出接?電路，利?這些接?電路，微處理器可以接收外部設(shè)備送來(lái)的信息或?qū)⑿畔l(fā)送給外部設(shè)備。

數(shù)據(jù)信息有哪?類？舉例說(shuō)明它們各?的含義。[答案]數(shù)據(jù)信息?致分為如下三種類型：1、數(shù)字量：這類是指由鍵盤(pán)、磁盤(pán)機(jī)、卡?機(jī)等讀?的信息，或者主機(jī)送給打印機(jī)、磁盤(pán)機(jī)、顯?器及繪圖儀的信息，它們是?進(jìn)制形式的數(shù)據(jù)或是以ASII碼表?的數(shù)據(jù)及字符，通常是8位的。2、模擬量：如果?個(gè)微型機(jī)系統(tǒng)是?于控制的，那么，多數(shù)情況下的輸?信息就是現(xiàn)場(chǎng)的連續(xù)變化的物理量，如溫度、濕度、位移、壓?、流量等，這些物理量?般通過(guò)傳感器先變成電壓或電流，再經(jīng)過(guò)放?。這樣的電壓和電流仍然是連續(xù)變化的模擬量，?計(jì)算機(jī)?法直接接收和處理模擬量，要經(jīng)過(guò)模擬量往數(shù)字量（A/D）的轉(zhuǎn)換，變成數(shù)字量，才能送?計(jì)算機(jī)。反過(guò)來(lái)，計(jì)算機(jī)輸出的數(shù)字量要經(jīng)過(guò)數(shù)字量往模擬量（D/A）的轉(zhuǎn)換，變成模擬量，才能控制現(xiàn)場(chǎng)。3、開(kāi)關(guān)量：開(kāi)關(guān)量可表?兩個(gè)狀態(tài)，如開(kāi)關(guān)的閉全和斷開(kāi)、電機(jī)的運(yùn)摶和停?、閥門(mén)的找開(kāi)和關(guān)閉等，這樣的量只要?1位?進(jìn)制數(shù)表?就可以了。CPU和輸?/輸出設(shè)備之間傳送的信息有哪?類？[答案]CPU和輸?/輸出設(shè)備之間傳送的信息有以下?類：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息、控制信息。什么叫端?？通常有哪?類端?？計(jì)算機(jī)對(duì)I/O端?編址時(shí)通常采?哪兩種?法？在8086/8088系統(tǒng)中，?哪種?法對(duì)I/O端?進(jìn)?編址？[答案]CPU和外設(shè)進(jìn)?數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，各類信息在接?中進(jìn)?不同的寄存器，?般稱這些寄存器為端?。通常有：數(shù)據(jù)端?、狀態(tài)端?、控制端?。對(duì)端?編址的兩種?法為：計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)存和I/O端?統(tǒng)?編址；計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)存和I/O端?分別進(jìn)?編址。在8086/8088系統(tǒng)中?計(jì)算機(jī)對(duì)內(nèi)存和I/O端?統(tǒng)?編址。為什么有時(shí)候可以使兩個(gè)端?對(duì)應(yīng)?個(gè)地址？[答案]不管輸?還是輸出，所?到的地址總是對(duì)端???的，?不是對(duì)接?部件??的。如果?個(gè)接?有兩個(gè)端?，那么，在設(shè)計(jì)接?部件時(shí)，就已經(jīng)考慮了它能接收兩個(gè)端?地址。?個(gè)雙向?作的接?芯?通常有4個(gè)端?，即數(shù)據(jù)輸?端?、數(shù)據(jù)輸出端?、狀態(tài)端?和控制端?。因?yàn)閿?shù)據(jù)輸?端?和狀態(tài)端?是“只讀”的，數(shù)據(jù)輸?端?和控制端?是“只寫(xiě)”的，所以，系統(tǒng)為了節(jié)省地址空間，往往將數(shù)據(jù)輸?端?和數(shù)據(jù)輸出端?對(duì)應(yīng)?個(gè)端?地址，CPU?此地址進(jìn)?讀操作時(shí)，實(shí)際上是從數(shù)據(jù)輸?端?讀取數(shù)據(jù)，?當(dāng)CPU?此地址進(jìn)?寫(xiě)操作時(shí)，實(shí)際上是往數(shù)據(jù)輸出端?寫(xiě)?數(shù)據(jù)。同樣，狀態(tài)端?和控制端?也?同?個(gè)端?地址。CPU和外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳送?式有哪?種？實(shí)際選擇某種傳輸?式時(shí)，主要依據(jù)是什么？[解答]CPU與外設(shè)之間的數(shù)據(jù)傳輸有以下三種?式：程序?式、中斷?式、DMA?式。其中程序?式?可分為?條件傳送?式和條件傳送?式兩種?式。在CPU外設(shè)傳送數(shù)據(jù)不太頻繁的情況下?般采??條件傳送?式。在CPU?于傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間較長(zhǎng)且外設(shè)數(shù)?不多時(shí)采?條件傳送?式。在實(shí)時(shí)系統(tǒng)以及多個(gè)外設(shè)的系統(tǒng)中，為了提?CPU的效率和使系統(tǒng)具有實(shí)時(shí)性能，采?中斷傳送?式。如I/O設(shè)備的數(shù)據(jù)傳輸效率較?，那么CPU和這樣的外設(shè)進(jìn)?數(shù)據(jù)傳輸是，即使盡量壓縮程序查詢?式和中斷?式中的?數(shù)據(jù)傳輸時(shí)間，也仍然不能滿?要求。這是因?yàn)樵谶@兩種?式下，還存在另外?個(gè)影響速度的原因，即它們都是按字節(jié)或字來(lái)進(jìn)?傳輸?shù)?。為了解決這個(gè)問(wèn)題，實(shí)現(xiàn)按數(shù)據(jù)塊傳輸，就需要改變傳輸?式，這就是直接存儲(chǔ)器傳輸?式，即DMA?式。?條件傳送?式?在哪些場(chǎng)合？畫(huà)出?條件傳送?式的?作原理圖并說(shuō)明。[解答]?條件傳送?式適?于對(duì)?些簡(jiǎn)單的外設(shè)的操作中，如：開(kāi)關(guān)、七段顯?管等。當(dāng)CPU執(zhí)?輸?指令是，讀信號(hào)RD有效，選擇信號(hào)M/IO處于低電平，因?三態(tài)緩沖器被選通，使其中早已準(zhǔn)備好的輸?數(shù)據(jù)進(jìn)?數(shù)據(jù)總線，再到達(dá)CPU。圖見(jiàn)課本203頁(yè)圖5.2。當(dāng)CPU執(zhí)?輸?指令時(shí)，讀信號(hào)RD有效，選擇信號(hào)M/IO處于低電平，因?三態(tài)緩沖器被選通，使其中早已準(zhǔn)備好的輸?數(shù)據(jù)進(jìn)?數(shù)據(jù)總線，再到達(dá)CPU。CPU執(zhí)?輸出指令時(shí)，M/IO和WR信號(hào)有效，于是接?中的輸出鎖存器被選中，CPU輸出的信息經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)總線打?輸出鎖存器，輸出鎖存器保持這個(gè)數(shù)據(jù)，直到外設(shè)取?。條件傳送?式的?作原理是怎樣的？主要?在什么場(chǎng)合？畫(huà)出條件傳送（查詢）?式輸出過(guò)程的流程圖。[解答]數(shù)據(jù)傳送有三個(gè)環(huán)節(jié)：1、CPU從接?中讀取狀態(tài)字。2、CPU檢測(cè)狀態(tài)字的對(duì)應(yīng)位是否滿?“就緒”條件，如不滿?，則回到前?步讀取狀態(tài)字。3、如狀態(tài)字表明外設(shè)已處于就緒狀態(tài)，則傳送數(shù)據(jù)。主要?于?實(shí)時(shí)系統(tǒng)及單?外設(shè)系統(tǒng)。查詢式傳送?式有什么優(yōu)缺點(diǎn)？中斷?式為什么能彌補(bǔ)查詢?式的缺點(diǎn)？[解答]在查詢?式下CPU不斷地讀取狀態(tài)字，如果狀態(tài)字表明外設(shè)沒(méi)準(zhǔn)備好，則CPU須等待。這些過(guò)程占?了CPU的?量?作時(shí)間，?CPU真正?于傳輸數(shù)據(jù)的時(shí)間卻很少。另外，?查詢?式?作時(shí)，如果?個(gè)系統(tǒng)有多個(gè)外設(shè)，那么CPU只能輪流對(duì)每個(gè)外設(shè)進(jìn)?查詢，?這些外設(shè)的速度往往并不同。這時(shí)CPU顯然不能很好的滿?各個(gè)外設(shè)隨機(jī)性的對(duì)CPU提出的輸?/輸出服務(wù)要求，所以，不具備實(shí)時(shí)性。使?中斷傳?式時(shí)，CPU就不必花費(fèi)?量時(shí)間去查詢外設(shè)的?作狀態(tài)了，因?yàn)楫?dāng)外設(shè)就緒時(shí)，就會(huì)主動(dòng)向CPU發(fā)中斷請(qǐng)求信號(hào)。?CPU本?具有這樣的功能：在每條指令被執(zhí)?完以后，會(huì)檢查外部是否有中斷請(qǐng)求，如果有中斷請(qǐng)求，那么在中斷允許標(biāo)志為1的情況下，CPU保留下?條指令的地址和當(dāng)前的標(biāo)志，轉(zhuǎn)到中斷服務(wù)程序去執(zhí)

?。被外界中斷時(shí)，程序中下?條指令所處稱為斷點(diǎn)。從中斷服務(wù)程序返回時(shí)，CPU會(huì)恢復(fù)標(biāo)志和斷點(diǎn)地址。畫(huà)?個(gè)?中斷?式進(jìn)?輸出傳輸?shù)慕?電路。[解答]見(jiàn)課本210頁(yè)圖5.6。敘述可屏蔽中斷的響應(yīng)和執(zhí)?過(guò)程。[解答]INTR引腿上進(jìn)?的中斷請(qǐng)求信號(hào)是可以被IF標(biāo)志所屏蔽的，所以稱為屏蔽中斷。如果IF標(biāo)志為0，則從INTR引腿進(jìn)?的中斷請(qǐng)求信號(hào)得不到響應(yīng)，只有當(dāng)IF為1時(shí)，CPU才會(huì)通過(guò)INTA引腿往接?電路送兩個(gè)負(fù)脈沖作為回答信號(hào)。中斷接?電路接收到INTA信號(hào)后，將中斷向量發(fā)送到數(shù)據(jù)總線，同時(shí)清除中斷請(qǐng)求觸發(fā)起的請(qǐng)求信號(hào)。CPU根據(jù)中斷處理?程序的??地址，從?進(jìn)?中斷處理?程序。通常解決中斷優(yōu)先級(jí)的?法有哪?種？各有什么優(yōu)缺點(diǎn)？[答案]通常解決中斷優(yōu)先級(jí)的?法有?下三種：（1）軟件查詢?式；（2）簡(jiǎn)單硬件?式--菊花鏈法；（3）專?硬件?式。利?軟件查詢?式來(lái)確定中斷優(yōu)先級(jí)的優(yōu)點(diǎn)是省硬件，不需要有判斷優(yōu)先級(jí)的硬件排隊(duì)電路，?是?程序的優(yōu)先級(jí)來(lái)確定設(shè)備的優(yōu)先級(jí)。當(dāng)然，?軟件查詢?式也有缺點(diǎn)，這就是由設(shè)備發(fā)出中斷請(qǐng)求信號(hào)到CPU轉(zhuǎn)?相應(yīng)的服務(wù)程序??的時(shí)間較長(zhǎng)，特別是在中斷源?較多是情況下，必須有較長(zhǎng)的查詢程序段，這樣，轉(zhuǎn)?服務(wù)程序所花費(fèi)的時(shí)間也較長(zhǎng)。在簡(jiǎn)單硬件?式下，各個(gè)外設(shè)接?就不會(huì)競(jìng)爭(zhēng)中斷回答信號(hào)，菊花鏈已經(jīng)從硬件的?度根據(jù)接?在鏈中的位置決定了它們的優(yōu)先級(jí)，越靠近CPU的接?，優(yōu)先級(jí)越?。在專?硬件?式下的整個(gè)過(guò)程中，優(yōu)先級(jí)較低的請(qǐng)求都受到阻塞，直到通過(guò)程序中的指令或者由于中斷處理程序執(zhí)?完畢?引起當(dāng)前中斷服務(wù)寄存器的對(duì)應(yīng)為清0，級(jí)別較低的中斷請(qǐng)求才可能得到響應(yīng)。和DMA?式?較，中斷傳輸?式有什么不?之處？[答案]在中斷?式下，仍然是通過(guò)CPU執(zhí)?程序來(lái)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送的，每進(jìn)?1次傳送，CPU都必須執(zhí)??遍中斷處理程序。?每進(jìn)?1次中斷處理程序，CPU都要保護(hù)斷點(diǎn)和標(biāo)志；此外，在中斷處理程序中，通常有?系列保護(hù)寄存器和恢復(fù)寄存器的指令，這些指令顯然和數(shù)據(jù)傳送沒(méi)有直接關(guān)系，但在執(zhí)?時(shí)，卻要使CPU花費(fèi)不少時(shí)間；還有，對(duì)于8086來(lái)說(shuō)，本來(lái)取指令和執(zhí)?指令分別由總線接?部件和執(zhí)?部件完成，它們并?地?作，即執(zhí)?部件在執(zhí)?指令時(shí)，總線接?部件把下?要執(zhí)?的指令取到指令隊(duì)列中，但是，?旦進(jìn)?中斷，指令隊(duì)列就要清除，執(zhí)?部件須等待總線接?部件將中斷處理?程序中的指令取到指令隊(duì)列中才開(kāi)始執(zhí)?程序，同樣，返回?cái)帱c(diǎn)時(shí)，指令隊(duì)列也要作清除，執(zhí)?部件要等待總線接?部件重新裝?斷點(diǎn)處的指令后才開(kāi)始執(zhí)?，這使并??作機(jī)制失去功能。中斷?式是按字節(jié)或是字來(lái)傳輸?shù)?，這樣傳輸速度就很慢。敘述?DMA?式單個(gè)數(shù)據(jù)的全過(guò)程。[答案]（1）接?準(zhǔn)備就緒，向DMA控制器發(fā)DMA請(qǐng)求；（2）DMA控制器接到信號(hào)后，發(fā)總線請(qǐng)求；（3）接到信號(hào)后，總線允許，從?控制總線控制權(quán)；（4）DMA控制器中地址寄存器的內(nèi)容送到地址總線上；（5）DMA請(qǐng)求得到確認(rèn)；（6）內(nèi)存把數(shù)據(jù)送數(shù)據(jù)總線（7）接?鎖存數(shù)據(jù)；（8）撤消總線請(qǐng)求；（9）8086收回總線控制權(quán)。DMA控制器的地址線為什么是雙向的？什么時(shí)候往DMA控制器傳輸?shù)刂?？什么時(shí)候DMA控制器往地址總路線傳輸?shù)刂罚縖答案]DMA控制器的地址線之所以是雙向的，這是因?yàn)镈MA控制器可以控制總線，當(dāng)它得到總線控制權(quán)時(shí)，可以把地址送到地址總線上，?接?卻只能接收端?地址。當(dāng)接?準(zhǔn)備就緒，向DMA控制器發(fā)DMA請(qǐng)求，DAM允許后就可以往DMA控制器傳輸?shù)刂?。DAM控制器發(fā)總線請(qǐng)求，然后得到CPU送來(lái)的DMA允許信號(hào)，從?得到總線控制權(quán)，這時(shí)，DMA控制器就往總路線傳輸?shù)刂?。在查?式、中斷?式和DMA?式中，分別?什么?法啟動(dòng)數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程？[答案]在查詢?式下，是通過(guò)程序來(lái)檢測(cè)接?中狀態(tài)寄存器中的"準(zhǔn)備好"（READY）位，以確定當(dāng)前是否可以進(jìn)?數(shù)據(jù)傳輸?shù)?；在中?式下，當(dāng)接?中已經(jīng)有數(shù)據(jù)要往CPU輸?或者準(zhǔn)備好接收數(shù)據(jù)時(shí)，接?會(huì)向CPU發(fā)?個(gè)外部中斷請(qǐng)求，CPU在得到中斷請(qǐng)求后，如果響應(yīng)中斷，便通過(guò)運(yùn)?中斷處理程序來(lái)實(shí)現(xiàn)輸?/輸出；在DMA?式下，外設(shè)要求傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，接?會(huì)向DMA控制器發(fā)DMA請(qǐng)求信號(hào)，DMA控制器轉(zhuǎn)?往CPU發(fā)送?個(gè)總線請(qǐng)求信號(hào)，以請(qǐng)求得到總線控制權(quán)，如果得到DMA允許，那么，就可以在沒(méi)有CPU參預(yù)的情況下實(shí)現(xiàn)DMA傳輸。第六章1、接?部件為什么需要有尋址功能？如果要進(jìn)?步對(duì)接?中的寄存器進(jìn)?尋址，應(yīng)該怎樣實(shí)現(xiàn)？[解答]?先,接?要對(duì)選擇存儲(chǔ)器和I/O的信號(hào)能夠做出解釋;此外,要對(duì)送來(lái)的?選信號(hào)進(jìn)?識(shí)別,以便判斷當(dāng)前接?是否被訪問(wèn),如果受到訪問(wèn),還要決定是接?中哪個(gè)寄存