微型计算机原理及应用基本学习要求.docx
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微型计算机原理及应用基本学习要求
微型计算机原理及应用基本学习要求
以下要求不按章节,按内容给出
一、微型计算机基础
1、计算机中信息的表示,为何要用二进制表示方式?
2、二进制数、八进制数、十进制数、十六进制数的概念(数码符号、展开式);
3、二进制、十进制、十六进制数间的相互转换,要熟练将8位二进制数转换为相应的十进制数,能熟练的将0~255范围内的十进制数转换为二进制数,能将十六进制数转换成二进制形式,能将二进制转换成十六进制表示形式;
4、机器数与真值的概念,熟练掌握真值与机器数之间的相互转换;
5、带符号数的原码、反码和补码表示,熟练掌握源码和补码之间的相互转换;
6、会求补码对应的真值,补码的加减运算,掌握机器负数的求法;
7、掌握ASCII码和BCD码,熟练掌握压缩BCD码与非压缩BCD码;
8、简述微型计算机系统的组成;
9、简述微型计算机系统硬件的组成;
10、CPU在内部结构上由哪几部分组成(算术逻辑运算单元ALU、控制器、寄存器),简要说明各部分的作用?
11、简要叙述CPU应具备哪些主要功能(算术运算功能、逻辑运算功能、控制操作功能)?
12、微型计算机的基本工作过程:
不间断地重复进行取指令,指令译码。
执行指令规定的操作的过程;
13、总线的概念?
微型计算机采用总线结构有什么优点?
总线的基本分类;
14、地址总线、数据总线、控制总线的作用?
它们各自是双向还是单向?
二、80x86微处理器
1、8086微处理器的功能结构(由BIU、EU两大部件组成);
2、总线接口部件BIU有哪些功能?
由哪些部件组成?
3、8086的执行部件EU有什么功能?
由哪几部分组成?
4、段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=2000H,此时,指令的物理地址为多少?
一个存放在8086计算机系统内存中的数据,它以DS作为段基址寄存器且设(DS)=1000H,段内偏移地址为2300H,会计算该数据的物理地址,指向这一物理地址的DS值和段内偏移地址值是唯一的吗?
5、总线周期的含义是什么(完成一次基本总线读/写操作所需要的时间)?
8086的基本总线周期有几个基本时钟周期?
如一个CPU的时钟频率为24MHz,那么它的一个时钟周期为多少?
在什么情况下需要插入等待周期TW?
在什么地方插入等待周期?
6、8086的最小工作方式和最大工作方式的概念,它们之间的主要区别在那里?
如何选择工作在最小模式下?
8、8086为何在外部对地址信号进行锁存?
ALE信号的作用?
能画出地址锁存器电路原理图;
9、8086的存储器分段组织,简述逻辑地址、物理地址、偏移地址的概念,段寄存器的作用。
掌握物理地址的生成方法(8086只有实地址模式,物理地址=段寄存器的内容左移4位+偏移地址);注意向段寄存器传送数据的方法,注意代码段寄存器CS不能作为目的寄存器;
10、掌握8086的寄存器及其使用方法,注意AX、BX、CX、DX可以作为8位寄存器使用;
11、8086的标志寄存器有哪些状态标志位?
各个标志位在什么情况下置位?
注意数据传送指令不影响标志寄存器(除了向标志寄存器传送指令);掌握标志寄存器中各个控制标志位的作用?
如何设置这些控制位?
注意标志寄存器的传送指令、压栈与弹出指令,修改标志寄存器的方法;
12、能描述计算机中IO端口的编制方式有几种(独立编址和统一编址2种),每种编址方式的特点?
8086采用IO独立编址方式,注意X86中IO接口的寻址方式,X86的IO操作指令;
13、系统的复位和启动后内部寄存器的状态等,8086系统复位后,第一条执行的指令的地址;
14、8086的中断系统,向量中断的概念,中断向量表和结构,中断向量表和中断向量的存放位置,对一个中断类型号为n的中断,会计算它的中断向量的存放地址;
15、8086存储器物理地址的计算:
段基地址左移四位+偏移地址;
16、在8086微机系统中,为什么用A0作为低8位数据的选通信号?
17、
信号和A0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写的?
这种组合决定了8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号来区分?
怎样区分?
18、T1状态下,数据/地址复用总线上是什么信息(存储器或IO端口的地址信号)?
用哪个信号将此信息锁存起来?
数据信息是在什么时候给出的?
19、非屏蔽中断有什么特点?
可屏蔽中断有什么特点?
分别用在什么场合?
20、什么叫中断类型号?
什么是中断向量?
中断向量放在那里?
对应于中断类型号为20H的中断其中断向量存放在哪里?
如果20H的中断处理子程序从3000H:
1000H开始,则中断向量应怎样存放(00080H开始存放:
00H,10H,00H,30H)?
21、在编写中断处理程序时,为什么要在中断服务程序中保护中断服务程序中用到的寄存器?
22、8086存储空间最大为多少?
怎样用16位寄存器实现对20位地址的寻址?
23、Pentium处理器的工作模式(实地址模式、保护模式、虚拟8086模式)及各自的特点;
24、Pentium处理器复位后首先进入什么工作模式?
如何进入保护模式?
25、掌握保护模式下存储器地址的获得方法(利用段寄存器在描述符表中选择一个描述符,从描述符中获得32位段基地址,与指令中给出的32位偏移地址相加,得到存储器的线性地址,如果没有使用分页机制,则线性地址就是物理地址,如果使用了分页机制,线性地址再经过页表转换机制后得到物理地址);掌握全局描述附表寄存器、局部描述附表寄存器、中断描述符表寄存器,任务寄存器的作用;
29、掌握段描述符的概念与作用;
30、掌握段描述符表的作用;
31、保护方式下段选择子的概念与作用;
32、在保护模式下,段寄存器的作用,它与实模式下的作用有什么不同?
33、如何通过段选择子来确定选择全局段描述符还是局部段描述符?
34、掌握保护模式下线性地址的形成方法(利用段寄存器在描述符表中选择一个描述符,从描述符中获得32位段基地址,与指令中给出的32位偏移地址相加,得到存储器的线性地址)
35、线性地址与物理地址的关系(如果没有使用分页机制,则线性地址就是物理地址,如果使用了分页机制,线性地址经过页表转换机制后得到物理地址)。
三、指令系统及汇编语言程序设计
主要要求掌握8086的寻址方式与指令系统
1、寻址方式的概念;
2、8086CPU的寻址方式,不同寻址方式的特点,如何在指令中表示;
3、输入输出端口的寻址方式,有何特点?
如何应用;
4、数据传送指令的特点、对标志寄存器的影响(除了向标志寄存器的传送指令外,其它传送指令不影响标志位);
5、对段寄存器赋值应该注意的问题,注意不能对代码段基址寄存器CS赋值,不能将立即数直接送段寄存器;
6、堆栈的概念,8086系统的堆栈是向上增长还是向下增长?
堆栈段基址寄存器是那个寄存器?
7、80x86处理器能对8位寄存器进行压栈与弹出操作吗?
8、算术运算指令、它们对标志寄存器的影响?
对于BCD码运算,为何要使用调整指令?
9、逻辑运算指令,它们对标志寄存器的影响,掌握利用逻辑运算指令清除某个寄存器的某些指定位(使某些指定位变为0)或置位(使某些指定位变为1)的方法;
10、汇编语言为指令的特点?
11、掌握汇编语言程序基本结构,数据段、堆栈段、代码段各自的作用以及定义方法,程序代码存放在那一段中?
12、汇编语言的基本程序结构:
有几种(顺序程序、分支程序、循环程序),各自的特点;
13、标号的作用,命名标号时应该注意的问题;
14、指令性语句、指示性语句的概念,它们有什么不同?
15、掌握段定义伪指令、字节定义伪指令、字定义伪指令、双字定义伪指令、结束伪指令、符号定义伪指令、过程定义伪指令等伪指令的作用,如何使用?
16、汇编语言程序设计的基本步骤,掌握流程图的画法;
17、程序设计
(1)将存储器单元DAT1中保存的一个字节组合BCD数转换成两个对应ASCII码值,并存入DAT2开始的两个单元,低位在前,高位在后。
(2)将内存一个从符号地址DATA1开始连续m个存储单元的内容复制到内存中从DATA2开始的另一个区域,DATA1和DATA2在同一个数据段;
(3)会编写三字节二进制补码的加法、减法程序;
(4)会编写三字节压缩BCD码加法、减法程序;
(5)对于内存中从地址DATA2开始连续存放的一组字节型数据,寻找最大值和最小值程序;
(6)内存中从D_BUF开始存放有100个无符号的字节型数据,请编写程序将这100个数据按照从小到大的顺序排列。
(7)内存中从DAT1_BUF单元开始存放有200个带符号的双字节数据,现要求编写一个程序,求这200个数据的绝对值,并将结果存放在原来的存储单元中。
(8)在内存中从DAT_BUF单元开始存放有100个字符串信息(存放字符的ASCII),要求编写一个程序,查找该字符串中是否有字符‘C’,如果有,在BX中存放第一次找到的该字符的地址(有效地址),如果没有,设置BX=5AA5H。
18、给出一段程序,能够读懂,说明它的功能,说明程序执行后的结果(寄存器的值,存储单元的值、标记位的状态)。
例如:
阅读程序回答
(1)MOVAH,05
MOVAL,67H
MOVCL,04H
SALAX,CL
MOVCL,04H
SHRAL,CL
执行程序段后,AX=
(2)CLD
MOVES,2000H
MOVDI,3000
MOVCX,020H
XORAX,AX
REPSTOW
程序段功能是
(3)阅读下列程序:
一个有80x86汇编语言编写的子程序如下
DELAY:
PUSHCX
MOVCX,30000
LOOP$
POPCX
RET
请说明该子程序的功能(是延时子程序)。
(4)例如以下程序:
一个输出接口电路如图。
假设端口地址为O_POT=80H,数据锁存器锁存控制信号LE=1时,将数据输入端D7~D0的数据锁存到锁存器内并通过Q7~Q0输出。
请阅读下列程序,说明该端程序的功能。
......
MOVAL,01H
LED_OUT:
OUTO_POT,AL;
ROLAL,1;
CALLDLYXMS;
JMPLED_OUT
DLYXMS:
PUSHCX
MOVCX,30000
LOOP$
POPCX
RET
(5)阅读下列一段代码,说明它的功能
......
MOVAX,2000H
MOVDI,0000H
MOVCX,200
XORAL,AL
MOV_DATA:
MOV[DI],AL
INCDI
DECCX
JNZMOV_DATA
(6)、数据段定义如下:
DATASEGMENT
BUF1DW‘31’,1234H
BUF2EQU3
BUF3DB2DUP(BUF2,10)
BUF4EQU$-BUF3
BUF5EQU200H
DATAENDS
假设链接定位后BUF1的地址为2000H:
0000H
①在右图中写出该数据段占用内存的内容
及其对应的地址。
请说明:
BUF2=
BUF4=
BUF5=
SEGBUF3=
OFFSETBUF3=
(7)根据如下的数据段定义,画出数据在存储器中的存放示意图。
DATASEGMENT
BUF1DB12H,23H
ATPDB‘BC’
BUF2DW‘BC’
BUF3DB2DUP(3)
BUF4DWBUF2
DATAENDS
20、应用程序返回DOS操作系统的方法。
掌握21H中断功能调用的基本应用方法;
四、存储器
1、存储器的作用?
2、存储器的分类?
3、对计算机存储器系统的基本要求?
4、存储器芯片为何使用行列地址译码结构?
5、静态存储器的基本特点?
存储数据的基本原理?
静态存储器的主要引脚以及与系统的连接;
6、动态存储器的基本特点?
存储数据的基本原理?
动态存储器为何需要定时刷新?
基本刷新方法;
7、动态存储器控制器的基本功能?
8、存储器与CPU连接的基本方法,片选信号的作用?
9、地址译码方法有几种?
各自的特点;
10、存储器的扩展技术:
位扩展、字扩展的概念与方法;
11、掌握奇地址存储体(高字节存储体)和偶地址存储体(低字节存储体)的概念,对于字节访问指令,如何访问低字节存储体(D7~D0数据总线上的存储器)的存储单元?
如何访问高字节(D15~D8数据总线上的存储器)的存储单元?
14、在8086中,对于一个字,它的存放地址指的是该字高字节存放地址还是低字节存放地址?
字地址是偶数地址与奇数地址有何不同?
15、掌握8086计算机系统中,A0,BHE两个信号的作用;
16、掌握SRAM的扩展技术,对于给定的存储器芯片和容量要求,能确定所需存储器芯片数量,选择合适的译码方式,完成存储器系统的原理框图设计(地址信号、数据信号、读写控制信号的连接、片选信号的产生和连接,注意M/IO信号的使用);
例如:
某个使用8086的微型计算机系统,要求:
(1)使用EPROM芯片27512设计64K×16位程序存储器,位于最高地址空间连续区域;
(2)使用静态数据存储器(SRAM)芯片62512,设计64K×16位数据存储器,位于最低地址空间连续区域。
17、存储器系统层次化结构(分级结构)的含义,为何要使用层次化结构?
(对存储器系统的要求:
高速度、大容量、低价格,当前任何单一的存储技术都无法完全满足这些要求,于是采用层次化的分级结构,当前通常采用由高速缓冲存储器、主存储器(又叫内存储器)和辅助存储器的三级结构,由利用高速缓冲存储器解决存储器系统的速度问题,利用辅助存储器的低价格大容量特点解决存储器系统的容量问题。
高速缓存由硬件管理,辅助存储器由硬件和软件共同管理)
18、逻辑地址、线性地址、物理地址的概念,它们的相互关系(逻辑地址如何转换为线性地址,线性地址如何转换为物理地址?
);
19、高速缓存的作用(解决存储器系统的速度问题,由硬件管理)
22、高速缓存的管理是由硬件完成、还是由软件完成、还是由硬件与软件配合完成?
(完全由硬件进行管理)
23、辅助存储器的作用?
(增加存储器的容量,解决存储器系统容量问题)。
辅助存储器的管理是由硬件完成、还是由软件完成、还是由硬件与软件配合完成?
(由硬件和软件配合共同实现对辅助存储器<或虚拟存储器>的管理)
24、给出一个存储器系统原理图,根据它的译码电路,能够确定存储器所在的地址空间。
例如下图,计算出每片存储器的地址空间。
Y1
Y0
或者对于给出的存储器芯片和要求的地址空间,画出存储器原理图(例如下图)。
例如某个使用8086的微机系统有二十位地址信号:
地址线A19~A0,十六位数据信号:
D15~D0,写控制信号WR、读控制信号RD,存储器/输入输出控制信号M/IO,在M/IO=1时是进行存储器访问。
现要求使用如下图所示128K*8位静态RAM芯片设计256KB内存系统,要求既能够进行字节访问又能够进行十六位访问。
(1)需要多少片存储器芯片?
(2)要求存贮器空间为00000H开始的连续地址空间,选择地址译码方法
(3)画出存储器系统电路原理图。
注:
除下图给出的芯片外,所需的其它电路可自由选择。
需要2片,选择全译码方式;
原理图应该如下表示
五、微型计算机和外设的数据传送
1、为什么要用接口?
2、CPU与输入输出设备之间传送信号的类型有几种?
它们各自的功能是什么?
3、接口的基本功能;
4、接口部件的端口是什么?
5、计算机系统中接口的编址方式有几种?
各自特点?
IO端口的译码方式中直接译码方式的特点?
简介译码方式的特点?
6、8086系统IO接口的编制方式,8086系统接口的寻址方式,访问接口的指令;
7、接口与计算机系统的连接(数据线、地址线、片选信号、读写控制信号、如果使用中断还需要链接中断请求和中断响应信号);
8、CPU与外设之间的数据传送方式有几种(串行传送、并行传送两种)?
各自特点?
9.CPU与外设间数据传送的控制方式有几种(程序直接控制方式、中断方式、DMA方式、IO处理器方式四种)?
各自的特点?
10、无条件传送控制方式的输出接口和输入接口电路(
(1)与CPU的连接:
地址译码<注意M/IO信号>、数据信号、地址信号、读写控制信号、时钟信号等;
(2)与外设的连接,依据不同外设确定),数据传送程序,应用在什么地方?
(3)下图所示的接口工作原理?
如何编写程序进行输入输出操作?
11、程序查询传送方式的特点,接口电路,数据传送程序,应用领域?
12、掌握中断的概念,中断的作用和优点,中断服务程序的基本结构?
13、DMA传送方式的特点、接口电路基本要求、应用;(特点:
数据不经过CPU,在DMA控制器控制控制下,数据直接在外设与存储器之间进行数据传送)
14、八位的IO接口与8086(十六位系统)的连接,它的数据线连接在低八位还是高八位数据总线上?
这时A0如何使用?
15、给出一个接口电路,依据它的地址译码逻辑和接口内部的地址信号,能够确定该接口各个端口的地址;
16、80x86系统对接口寻址的地址线有几条?
地址空间范围?
17、80x86处理器实现输入输出的指令?
输入输出端口指的是什么?
输入输出端口的寻址方式有几种?
进行输入输出操作的指令?
18、对数字信号输入接口为何需要利用三态门接到数据总线上?
数字信号输出接口为何需要锁存?
19、DAC接口的功能?
ADC接口的功能?
ADC、DAC接口的主要技术指标?
20、给出8位并行DAC芯片DAC0832的接口原理图
会计算端口地址;
会编写程序产生:
①三角波信号、②锯齿波信号、③矩形波信号,
要求能控制信号的频率,说明控制频率的方法。
21、会利用ADC0809芯片设计ADC接口,编写ADC程序。
六、中断概念及中断控制器
1、中断的概念
2、中断源、中断允许与中断屏蔽、中断请求、中断源识别、中断优先级的概念;
3、中断源识别的方法有几种(独立中断请求输入线、向量中断的中断类型号)?
80x86的中断源识别使用什么方法(向量中断方法)?
4、掌握80x86的中断类型号、中断向量、中断向量表的概念?
5、掌握80x86实地址模式下,中断类型号为n的中断向量的存放地址?
6、中断系统的功能?
7、CPU对外部可屏蔽中断的响应及中断过程;
8、单片8259可管理多少级中断?
级联情况下最多可管理多少个中断请求?
2片8259级联方式工作,可管理多少级中断?
9.一个计算机系统使用单片8259,两个端口地址为80H,82H,要求选择边沿触发,中断类型号在67H~60H,全嵌套自动结束方式,会编写初始化程序;如果要求屏蔽IRn(n=0~7),会利用操作命令字实现对指定中断输入信号的屏蔽;
七、常用可编程接口芯片
主要要求掌握8255、8253、8250的应用
(一)8255
1.8255有几个IO端口?
各端口的特点?
2.8255的工作方式有几种?
3.8255的方式控制字?
会利用方式控制字选择8255的工作方式;
4.8255的PC端口按位操作控制字?
会利用该控制字编写程序对PCn(n=0~7)进行置“1”和清“0”操作
5.一个使用8255的接口电路如图
(1)循环流水灯
编写程序让8个接在PC口上的LED信号灯每次一个亮不断循环显示。
(2)如图利用8255的接口
请编写程序,利用LED数码管通过显示0~9,A~F来表示接在PB0~PB3上四位开关的状态。
(3)一个使用8255的接口电路,四个端口地址为:
30H,32H,34H,36H,在PA端口接8位开关,开关闭合时对应输入线为0。
PB端口接8个LED信号灯,PB端口输出=1时对应LED信号灯亮。
请编写程序,利用8个LED信号灯显示8个开关的状态,某一个开关闭合,对应的LED信号灯亮。
(3)如下图,在PA口接8个开关,PB口接8个发光二极管,会编写程序读入开关的状态,如果PA口上的开关闭合,使PB口对应的发光二极管亮(或者反过来,PA口上的开关断开,PB口上对应的发光二极管亮)。
(二)8253
1.可编程8253接口芯片是什么功能接口芯片?
2、8253有几种工作方式?
各种工作方式的名称和特点?
3、假设8253的输入信号CLK0~CLK2的频率为1MHz,会编写程序,选择8253的工作方式,在输出端OUTn(n=1,2,3)产生10KHz的方波脉冲信号。
4.假设8253的输入信号CLK0~CLK2的频率为1MHz,会编写程序,选择8253的工作方式,在输出端OUT0(或OUT1,OUT2端口)产生间隔为200us,宽度为1个CLK周期的窄脉冲信号。
(三)串行通信接口
1、串行通信的概念、特点、应用场合;
2、并行通信的概念、特点、应用场合;
3、串行通信中,全双工、半双工、单工通信方式的概念、各自的特点;
4、串行通信中,同步通信和异步通信的概念、特点;
5、串行通信的传输率的概念;
6、异步通信的基本通信参数、数据传输格式(起始位、数据位、校验位、停止位)?
8、RS232C接口的电平规范(逻辑1和逻辑0的表示方法);
9、串行通信接口8250的基本功能,应用电路(与CPU的连接,与外设的连接);
10、8250的工作方式有几种?
如何设定工作方式?
11、8250的初始化方法,初始化流程;
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