《計(jì)算機(jī)原理與應(yīng)用》習(xí)題(5-6章)

第5章微機(jī)的存儲(chǔ)器5.4某一RAM內(nèi)部采用兩個(gè)32選1的地址譯碼器，并且有一個(gè)數(shù)據(jù)輸入端和一個(gè)數(shù)據(jù)輸出端，試問：（1）該RAM的容量是多少？（2）基本存儲(chǔ)電路采用何種譯碼電路？（3）存儲(chǔ)陣列排列成怎樣一種陣列格式？答：（1）容量是：（2）基本存儲(chǔ)電路采用（3）存儲(chǔ)陣列排列成32×32的矩陣。32×32=1024bit=1Kb；雙譯碼方式；5.5設(shè)有一個(gè)具有13位地址和8位字長的存儲(chǔ)器，試問：（1）存儲(chǔ)器（2）如果存儲(chǔ)器由1K×4位RAM芯片組成，（3）需要哪幾位高位地址能存儲(chǔ)多少字節(jié)信息？共計(jì)需要多少片？做片選譯碼來產(chǎn)生芯片選擇信號？答：（1）存儲(chǔ)器能存儲(chǔ)信息：2×8位=8KB；13（2）若由1K×4位RAM芯片組成，則位擴(kuò)充需要2片，容量擴(kuò)充需要8片，共計(jì)2×8=16片；（3）擴(kuò)充的8組芯片需用3-8譯碼器進(jìn)行片選，由于地址總線的A~A0需要與各RAM芯9A、A11、A作片選譯碼片地址線并聯(lián)，所以用高位地址來產(chǎn)生芯片選擇信號。12105.6下列RAM各需要多少地址線進(jìn)行尋址？多少條數(shù)據(jù)I/O線？RAM地址線I/O線512×41K×4944811414101011121416181K×82K×14K×116K×464K×1256K×45.7分別用1024×4位和4K×2位芯片構(gòu)成64K×8位的隨機(jī)存取存儲(chǔ)器，各需多少片？答：（1）由1024×4位的芯片組成64K×8位的RAM芯片，位擴(kuò)充需要2片，容量擴(kuò)充需要64片，共計(jì)64×2=128片；（2）用4K×2位的芯片組成64K×8位的RAM芯片，位擴(kuò)充需要4片，容量擴(kuò)充需要16片，共計(jì)16×4=64片。5.8在有16根地址總線的微機(jī)系統(tǒng)中，根據(jù)下面兩種情況設(shè)計(jì)出存儲(chǔ)器片選的譯碼電路及其與存儲(chǔ)器芯片的連電接路。1（1）采用1K×4位存儲(chǔ)器芯片，形成32K字節(jié)存儲(chǔ)器。（2）采用2K×8位存儲(chǔ)器芯片，形成32K字節(jié)存儲(chǔ)器。答：（1）由1K×4位的芯片組成32K字節(jié)存儲(chǔ)器，位擴(kuò)充需要2片，容量擴(kuò)充需要32片，共計(jì)32×2=64片；（2）用2K×8位的芯片組成32K字節(jié)存儲(chǔ)器，不需要進(jìn)行位數(shù)擴(kuò)充，容量擴(kuò)充需要16片，即共需16片。5.10使用下列RAM芯片，組成所需的存儲(chǔ)容量，問各需多少RAM芯片？各需多少RAM芯片組？共需多少條尋址線？每塊片子需多少條尋址線？（1）512×2位的芯片，組成8KB的存儲(chǔ)容量。（2）1K×4位的芯片，組成64KB的存儲(chǔ)容量。答：（1）位擴(kuò)充需要4片，容量擴(kuò)充需要16片，共需4×16=64片（分為16組，每組4片），共需13根地址線，每塊芯片需9條地址線。（2）位擴(kuò)充需要2片，容量擴(kuò)充需要64片，共需2×64=128片（分為64組，每組2片），共需16根地址線，每塊芯片需10條地址線。5.16256×4位的RAM芯片，組成4KB的存儲(chǔ)容量，（1）每片需要多少地址線？（2）共需多少地址線？（3）多少塊芯片？（4）多少芯片組？答：（1）256=28，故每片需要8根地址線。（2）4K=212，故共需12根地址線。（3）用256×4位的芯片組成4KB的存儲(chǔ)器，位擴(kuò)充需要2片，容量擴(kuò)充需要16片，共計(jì)16×2=32片。（4）2片為1組，共16個(gè)芯片組。5.19已知某RAM芯片的引腳共有12根地址線，8位數(shù)據(jù)線，該存儲(chǔ)器的容量為多少字節(jié)？若該芯片所占存儲(chǔ)空間的起始地址為1000H，其結(jié)束地址是多少？答：（1）存儲(chǔ)器容量為212×8位=4KB；（2）該存儲(chǔ)器的絕對地址范圍為000H~FFFH，所以，若該芯片所占存儲(chǔ)空間的起始地址為1000H，則其結(jié)束地址為1FFFH。5.23已知某16位微機(jī)系統(tǒng)的CPU與RAM連接的部分示意圖，若RAM采用每片容量為2K×2位的芯片，試填空回答下列問題（1）根據(jù)題意，本系統(tǒng)需要該種芯片（32）片（2）設(shè)由74LS138的Y和Y6端分別引出引線連至RAM1和RAM2兩組芯片的CS端，則RAM1和RAM2的地址范圍分別是（0FA800H~0FAFFFH）與（0FB000H~0FB7FFH）。52說明：因?yàn)?6位微機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)器中數(shù)據(jù)仍是按字節(jié)存放，所以該題中存儲(chǔ)器的位數(shù)最大8位，因此需要4片2K×2位的芯片進(jìn)行位擴(kuò)充；另外，存儲(chǔ)器的地址線共用了A~A13），所以容量是由2K擴(kuò)充為16K（214），需要8片2K×2位的芯片。16位微機(jī)系統(tǒng)的CPU進(jìn)行存儲(chǔ)器擴(kuò)充時(shí)共需要2K×2位芯片的數(shù)目為4×8=32后存儲(chǔ)器的容量為16K×8位，即16KB?？蓴U(kuò)充為14根（0綜上，此片。擴(kuò)充（這里可參考一下教材中關(guān)于16位微處理器8086存儲(chǔ)器的擴(kuò)充）第6章輸入輸出與中斷6.2接口電路的信息可以分為哪幾類？接口電路的基本結(jié)構(gòu)特點(diǎn)？答：（1）接口電路的（2）根據(jù)①3種（數(shù)據(jù)②在用輸入輸出指令（IN/OUT）來尋址外態(tài)作為一種輸入數(shù)據(jù)，而CPU的控制命令，是據(jù)總線來分別傳送。③端口地址由CPU地址總線的端口時(shí)）信息來確定，CPU根據(jù)I/O指令提供的端口地址交換信息。6.3CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的傳送方式可分為哪幾種？試簡要說明它們各自的特點(diǎn)。答：CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的傳送方式可分為3種：程序傳送、中斷傳送和直接存儲(chǔ)器存（DMA）傳送。程序查詢輸入輸出傳送方式適用于計(jì)算機(jī)工作任務(wù)較輕或CPU不太忙的情況；優(yōu)點(diǎn)：能較好的協(xié)調(diào)外設(shè)和CPU之間定時(shí)的差別；程序和接口電路比較簡單；缺點(diǎn)：CPU必須作程序等待循環(huán)，不斷測試外設(shè)的狀態(tài)，直至外設(shè)為交換數(shù)據(jù)準(zhǔn)備就緒。此費(fèi)時(shí)間，大大降低了CPU的運(yùn)行效率。在時(shí)實(shí)控制系統(tǒng)中，一般具有多個(gè)工作速度不同的外設(shè)，CPU要為這些外設(shè)服務(wù)，程序查詢傳送方式不但浪費(fèi)大量等待查詢時(shí)間，而且很難使每個(gè)外設(shè)都工作在最佳狀態(tài)。信息可以分為：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息傳送不同信息的需要，接口電路的基本結(jié)構(gòu)有如下特點(diǎn)：、狀態(tài)、控制）信息的性質(zhì)不同，應(yīng)通過不同的端口分別傳送。設(shè)（實(shí)際尋址端口）的CPU中，外設(shè)的狀作為一種輸出數(shù)據(jù)，從而可通過數(shù)低8位或低16位地址（如8086用DX間接尋址外設(shè)來尋址端口，設(shè)然后同外取循環(huán)等待方式很花3中斷方式由外設(shè)主動(dòng)向CPU提出中斷請求信號，CPU在每條指令執(zhí)行的結(jié)尾階段，均查詢是否有中斷請求信號，若有，則暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉(zhuǎn)去為申請中斷的某個(gè)外設(shè)服務(wù)。CPU不必花費(fèi)時(shí)間去查詢外設(shè)的狀態(tài)，由硬件完成對中斷請求的查詢，不占用CPU工作時(shí)間。但是中斷方式下，CPU仍然要做很多工作，效率降低。例如，每進(jìn)行1次傳送，CPU都需要執(zhí)行一次中斷處理程序；CPU每次都要保護(hù)斷點(diǎn)、標(biāo)志寄存器，必要時(shí)還要保護(hù)其它寄存器；進(jìn)入中斷后，指令隊(duì)列要清除，BIU（總線接口單元）要重新取指令，而EU（執(zhí)行單元）要等待；中斷返回時(shí)，仍要清除指令隊(duì)列，BIU重新取指令，EU等待。DMA傳送方式讓外設(shè)接口可接直與內(nèi)存進(jìn)行高速的數(shù)據(jù)傳送，而不必經(jīng)過CPU，可實(shí)現(xiàn)對存儲(chǔ)器的接直存取。數(shù)據(jù)的傳輸速度基本上決定于外設(shè)和存儲(chǔ)器的速度。DMA傳輸方式要利用系統(tǒng)總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。因此，在傳輸數(shù)據(jù)時(shí)，DMA控制器要向CPU發(fā)出占用總線的請求。一般用于高速成組的數(shù)據(jù)傳送。6.5什么叫中斷？什么叫中斷源？答：中斷：使CPU暫停運(yùn)行原來的程序，按照更為急迫事件的需要轉(zhuǎn)去執(zhí)行為中斷源服務(wù)的程序（稱為中斷服務(wù)程序），待該程序處理完后，再返回運(yùn)行原程序。中斷源：引起中斷的事件或原因，或發(fā)出中斷申請的來源。6.7什么叫中斷系統(tǒng)？中斷系統(tǒng)有哪些功能？微機(jī)的中斷技術(shù)有什么優(yōu)點(diǎn)？答：（1）中斷系統(tǒng)是指為實(shí)現(xiàn)中斷而設(shè)置的各種硬件和軟件，包括中斷控制邏輯及相應(yīng)管理中斷的指令。（2）中斷系統(tǒng)應(yīng)具有下列功能：①能響應(yīng)②能實(shí)現(xiàn)優(yōu)先權(quán)排③高級中斷源能中斷低級的中斷處理中斷、處理中斷與返回隊(duì)（3）微機(jī)的中斷技術(shù)可解決快速CPU與中、慢速外設(shè)速度不匹配的矛盾，以提高主機(jī)的工作效率。6.11在I/O控制都是由外設(shè)主動(dòng)提出申請，但中斷方式需要通過程序傳送數(shù)據(jù)還要“保護(hù)現(xiàn)場”和“恢復(fù)現(xiàn)場”，而DMA方式可以讓外設(shè)與內(nèi)存接直交換數(shù)據(jù)，不必經(jīng)過CPU，所以處理速度更快，實(shí)時(shí)性更強(qiáng)。方式中，中斷和DMA有何主要異同？答：兩者，并在處理的過程中6.12向量中斷與中斷向量在概念上答：（1）向量中斷是通過中斷向量來找中斷入口地址進(jìn)而轉(zhuǎn)向中斷服務(wù)程序的一種方法。中斷向量是用來提供中斷入口地址的一個(gè)地址指針。（2）入口地址是指中斷程序的實(shí)際地址，即段地址CS左移4位加偏移量IP所得的和。有何區(qū)別？中斷向量與中斷入口地址又有何區(qū)別？6.13什么是中斷向量表？在8086/8088的中斷向量表中有多少個(gè)不同的中斷向量？已知中斷類型號，如何在中斷向量表中查找中斷向量？答：（1）中斷向量表也稱中斷入口地址表，用它來指出中斷服務(wù)程序的入口地址。（2）在8086/8088的中斷向量表中有256個(gè)不同的中斷向量。（3）略4

6.15試比較主程序轉(zhuǎn)入中斷服務(wù)程序和主程序調(diào)用子程序的主要異同點(diǎn)。答：兩者都是從主程序處轉(zhuǎn)而執(zhí)行其他程序，都要保護(hù)斷點(diǎn)，但中斷服務(wù)程序還需要將標(biāo)志寄存器F壓入堆棧，并用IRET返回，而主程序調(diào)用子程序用RET返回。6.16試比較保護(hù)斷點(diǎn)與保護(hù)現(xiàn)場的主要異同？答：保護(hù)斷點(diǎn)是將斷點(diǎn)的CS和