河北专接本计算机——微机原理简答题

1.   冯诺依曼的计算机的基本设计思想是什么？

（1）采用二进制，机器用二进制表示数据和指令。

（2）存储程序，将程序和数据存放在存储器中。

（3）程序控制，计算机在工作时从存储器取出指令加以执行，自动完成计算任务。

（4）指令的执行是顺序的，即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行。

（5）计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成。

2.简述8086内部中断的种类及特点？

（1）内部中断又称软件中断，是通过软件调用的不可屏蔽中断，包括溢出中断、除法出错中断、单步中断、INT n 指令中断及单字节 INT3 指令中断。

（2）中断类型码或者包含在指令中，或者是预先规定的；

（3）不执行 INTA 总线周期；

（4）除单步中断外，任何内部中断都无法禁止；

（5）除单步中断外，任何内 部中断的优先级都比任何外部中断的高。

3.I/O接口电路采用的统一编制或独立编制是对微处理器有无特殊要求？、

3.答：I/O 接口电路采用统一编址时对微处理器无特殊要求，只需将 I/O 接口电路当作存储器一样对待即 可；而独立编址时则对微处理器有特殊要求，需要 CPU 的指令系统中包含有访内存指令和访外设指令以 及专门的访内存的操作和访外设操作的控制逻辑。

一般接口电路中应具备哪些电路器件？

（1）输入/输出数据锁存器和缓冲器，用于解决 CPU 与外设之间速度不匹配的矛盾，以及起隔离和 缓冲的作用。

（2）控制命令和状态寄存器，以存放 CPU 对外设的控制命令以及外设的状态信息。

（3）地址译码器，用于选择接口电路中的不同端口（寄存器）。

（4）读写控制逻辑。

（5）中断控制逻辑。

比较串行通信与并行通信的优缺点。

（1）从传送距离上看：并行通信适宜于近距离的数据传送，通常小于 30 米；而串行通信适宜于远 距离的数据传送可以从几米到数千公里；

（2）从传送速度上看：并行通信传送数据的速度比串行通信快得 多；

（3）从传送设备和费用上：在远距离传送中通信线路的费用占很大的比重，因而串行通信的费用由于 传送线少而比并行通信的费用低得多。

8086处理器的输入控制信号RESET，READY，HOLD的含义各是什么。当他们有效时，8086CPU将出现何种反应。

RESET：复位输入信号，高电平有效。该引脚有效时，将迫使 8086 处理器回到其初始状态；转为 无效时，CPU 重新开始工作。（3 分）

READY：准备好信号，高电平有效的输入信号，表示存储器或 I/O 端口准备好。处理器的运行速度远远快 于存储器和 I/O 端口，当处理器检测到 READY=0 时，存储器或 I/O 端口不能按基本的总线周期进行数据 交换时，需要插入一个等待状态 Tw，当处理器检测到 READY=1 时，可以进行数据交换时。（4 分）

HOLD：总线请求，是一个高电平有效的输入信号。该引脚有效时，表示其它总线主控设备向处理器申请 使用原来由处理器控制的总线。（3 分）

什么是中断类型码，中断向量，中断向量表？在基于8086/8088的微机系统中，中断类型码和中断向量表之间有什么关系？

处理机可处理的每种中断的编号为中断类型码（2 分）。

中断向量是指中断处理程序的入口地址，由 处理机自动寻址（2 分）。

中断向量表是存放所有类型中断处理程序入口地址的一个默认的内存区域（3 分）。

在 8086 系统中，中断类型码乘 4 得到向量表的入口，从此处读出 4 字节内容即为中断向量（3 分）。

DRAM为什么要刷新，如何进行刷新？

DRAM 以单个 MOS 管为基本存储单元，以极间电容充放电表示两种逻辑状态。由于极间电容的容量很 小，充电电荷自然泄漏会很快导致信息丢失，所以要不断对它进行刷新操作．即读取原内容．放大再写入。 （5 分）

存储系统的刷新控制电路提供刷新行地址，将存储 DRAM 芯片中的某一行选中刷新。实际上，刷新 控制电路是将刷新行地址同时送达存储系统中所有 DRAM 芯片，所有 DRAM 芯片都在同时进行一行的刷 新操作。刷新控制电路设置每次行地址增量，并在一定时间间隔内启动一次刷新操作，就能够保证所有 DRAM 芯片的所有存储单元得到及时刷新。（5 分）

8086CPU中有哪些寄存器？分组说明用途。哪些寄存器用来指示存储器单元的偏移地址？

1.     答：8086 CPU 中有 8 个通用寄存器 AX、BX、CX、DX、SP、BP、SI、DI；

2.     两个控制寄存器 IP、FR；

3.     4 个段寄存器 CS、DS、SS、ES。

4.     8 个通用寄存器都可以用来暂存参加运算的数据或中间结果，但又有 各自的专门用途。

5.     例如，AX 专用做累加器，某些指令指定用它存放操作数和运算结果；

6.     CX 为计数寄存 器，在某些指令中做计数器使用；

7.     DX 为数据寄存器；

8.     BX 为基址寄存器，

9.     BP 为基址指针，

10.   SI 为源变址 寄存器，

11.   DI 为目的变址寄存器，

12.   这 4 个寄存器在数据寻址中用来存放有效地址或段内偏移地址的一部分；

13.   SP 为堆栈指示器，用来存放栈顶有效地址。两个控制寄存器用来存放有关的状态信息和控制信息。例如， 标志寄存器 FR 用来存放状态标志和控制标志；

14.   而指令指针用来存放下一条要取指令的有效地址。4 个 段寄存器用来存放内存的段地址。

BHE非的作用是什么？试说明当起始地址为奇地址、偶地址、一次读写一个字和一个字节时，BHE非和A0的状态。

BHE 信号的作用是高 8 位允许引脚。若BHE 为 0 则表示对一个字进行操作，即高 8 位有效，若BHE 为 1 则表示对一个字节进行操作，即高 8 位无效。当起始地址为奇地址时，一次读写一个字节时，BHE 为 0，A0 状态为 1；当起始地址为偶地址时，一次读写一个字节时，BHE 为 1，A0 状态为 0；当起始地址为 奇地址时，一次读写一个字时，BHE 为 0，A0 状态为 1；当起始地址为偶地址时，一次读写一个字时，BHE 为 0，A0 状态为 0。

简述8259A的基本组成部分。

8259A 的基本组成有：①IRR，8 位中断请求寄存器，用来存放从外设来的中断请求信号 IR0 ~ IR7；

②IMR，8 位中断屏蔽寄存器，用来存放 CPU 送来的屏蔽信号；③ISR，8 位中断服务寄存器，用来记忆正 在处理中的中断级别；④PR，优先级判别器，也称优先级分析器；

⑤控制逻辑；

⑥数据总线缓冲器；

⑦读 /写逻辑；

⑧级联缓冲器/比较器。其中，IRR、IMR、ISR、PR 和控制逻辑五个部分是实现中断优先管理的 核心部件

比较SRAM和DRAM的特点。

答：SRAM 特点：

（1）存储的数据信息只要不断电，就不会丢失；不需要定时刷新，简化了外部电路。

（2）相对动态 RAM，存取速度更快。

（3）内部电路结构复杂，集成度较低，功耗较大，制造价格成本较高。

（4）一般用作高速缓冲存储器（cache）。

 DRAM 的特点主要有：

（1）集成度高、功耗小，制作成本低，适合制作大规模和超大规模集成电路，微机内存储器几乎都是由 DRAM 组成。

（2）由于电容存在漏电现象，存储的数据不能长久保存，因此需要专门的动态刷新电路，定期给电容补 充电荷，以避免存储数据的丢失或歧变。

简述中断传送方式和DMA传送方式相比有什么不同？

①中断方式通过程序实现数据传送，而 DMA 方式不使用程序直接靠硬件来实现，信息传送速度快。

②CPU 对中断的响应是在执行完一条指令之后，而对 DMA 的响应则可以在指令执行过程中的任何两- 4 - 个存储周期之间，请求响应快。

 ③中断方式必须切换程序，要进行 CPU 现场的保护和恢复操作。DMA 仅挪用了一个存储周期，不改 变 CPU 现场，额外花销小。

 ④DMA 请求的优先权比中断请求高。CPU 优先响应 DMA 请求，是为了避免 DMA 所连接的高速外 设丢失数据。

 ⑤中断方式不仅具有 I/O 数据传送能力，而且还能处理异常事件，DMA 只能进行 I/O 数据传送。 总而言之，在进行 I/O 控制时，DMA 控制方式比程序中断控制方式速度快，但程序中断控制方式的 应用范围比 DMA 控制方式广。

在基于8086的微计算机系统中，存储器是如何组织的？是如何用总线与处理器连接的？BHE非信号起什么作用？

答：8086 为 16 位处理器，可访问 1M 字节的存储器空间；

1M 字节的存储器分为两个 512K 字节的存储 体，命名为偶字节体和奇字节体；（4 分）

偶体的数据线连接 D7~D0，选择信号接地址线 A0；奇体的数据线连接 D15~D8，选择信号接BHE信号；

（4 分） BHE信号有效时允许访问奇体中的高字节存储单元，实现 8086 的低字节访问、高字节访问及字访问。 （2 分）

简述主机与外设进行数据交换的几种常用方式。

2.    答：主机与外设进行数据交换的常用方式有：无条件传送方式、程序查询方式、中断方式和 DMA 传送。 （2 分）

3.     无条件传送方式，常用于简单设备，处理器认为它们总是处于就绪状态，随时进行数据传送。（2 分）

4.    程序查询方式：处理器首先查询外设工作状态，在外设就绪时进行数据传送。（2 分）

5.    中断方式：外设在准备就绪的条件下通过请求引脚信号，主动向处理器提出交换数据的 请求。处理器无其他更紧迫任务，则执行中断服务程序完成一次数据传送。（2 分）

6.     DMA 传送： DMA 控制器可接管总线，作为总线的主控设备，通过系统总线来控制存储器和外设直接进 行数据交换。此种方式适用于需要大量数据高速传送的场合。（2 分）

8086cpu系统中为什么要用地址锁存器？当用74LS373芯片或8282作为地址锁存器时需要多少片？

：8086CPU 由于引脚数量少，其地址总线采用了分时复用的双重总线(A 19 -A16 /S6 -S3 和 AD15~AD0以 及BHE /S7 )（2 分）；

仅在总线周期的 T l 时钟周期输出地址信号，而在整个总线周期中地址信号需保持不 变，这就需用地址锁存器将 T1 周期发出的地址信号锁存起来以在整个总线周期中都能使用（3 分）；

为此 8086CPU 在 T1 周期提供地址锁存允许信号 ALE(正脉冲)，用 ALE 的下降沿将地址信息锁存在地址锁存器 中（2 分）。

共需 3 片 73LS373 芯片用作地址锁存器，锁存信息 A19~A0和BHE 。（3 分）

简述存储系统的层次结构及各层存储部件特点。

为解决容量．速度和价格的矛盾，存储系统采用金字塔型层次结构，单位价格和速度自上而下逐层 减少，容量自上而下逐层增加。（3 分）

 存储系统的各层存储部件自上而下依次是：CPU 寄存器、高速缓存、主存存储器（RAM/ROM)，辅助存储 器如磁盘、光盘等。（3 分）

CPU 寄存器、高速缓存器集成在 CPU 芯片上，对用户来说，是透明的，它们用于暂存主存和处理器 交互的数据，以减少频繁读取主存而影响处理器速度；（2 分）

主存储器则可和处理器直接交换数据，而辅 助存储器必须经过主存存储器，才可与处理器进行数据交换。（2 分）

什么是接口？接口的基本功能是什么？

微机接口是位于主机与外设之间的一些转换电路的总称。（2 分） 通常接口具有以下功能：

（1）设置数据的寄存、缓冲逻辑，以适应 CPU 与外设之间的速度差异，协调快速 CPU 与慢速的外设 之间数据传送的矛盾和时序差异；

（2）能够进行信息格式的转换，例如串行和并行的转换；

（3）能够协调 CPU 和外设在信息的类型和电平高低方面的差异，如电平转换驱动、数/模或模/数转 等；

（4）采集外设的信息传送给 CPU，接收 CPU 发出的控制命令及启动外设工作，设置中断和 DMA 控 制逻辑。 （

5）地址译码和设备选择功能，识别 CPU 要访问的外设。（8 分

半导体存储器主要分为哪几类？简述他们的用途和区别。

按照存取方式分，半导体存储器主要分为随机存取存储器RAM（包括静态RAM和动态RAM） 和只读存储器ROM（包括掩膜只读存储器，可编程只读存储器，可擦除只读存储器和电可擦除只读存储器）。

 RAM在程序执行过程中，能够通过指令随机地对其中每个存储单元进行读\写操作。

一般来说，RAM 中存储的信息在断电后会丢失，是一种易失性存储器，RAM的用途主要是用来存放原始数据，中间结果或 程序，与CPU或外部设备交换信息。

而ROM在微机系统运行过程中，只能对其进行读操作，不能随机地进行写操作。断电后ROM中的信 息不会消失，具有非易失性。ROM通常用来存放相对固定不变的程序、汉字字型库、字符及图形符号等。 根据制造工艺的不同，随机读写存储器 RAM 主要有双极型和 MOS 型两类。双极型存储器具有存取 速度快、集成度较低、功耗较大、成本较高等特点，适用于对速度要求较高的高速缓冲存储器；MOS 型 存储器具有集成度高、功耗低、价格便宜等特点，适用于内存储器。

8086处理器的输入信号NMI和INTR的含义是什么？当他们有效时，8086CPU将出现何种反应？以INTR为例，简述中断的一般过程。

NMI:不可屏蔽中断请求，是一个利用上升沿有效地输入信号。该引脚信号有效时，表示外界向处 理器申请可屏蔽中断。 INTR:可屏蔽中断请求，是一个利用高电平有效的输入信号。该引脚信号有效时，表示中断请求设备向处 理器申请可屏蔽中断。

 INTR 可屏蔽中断的一般过程是：

中断请求：外设通过硬件信号的形式．向处理器引脚发送有效请求信号。

 中断响应：在满足一定条件时，处理器进入中断响应总线周期。

关中断：处理器在响应中断后会自动关闭中断。

 断点保护：处理器在响应中断后将自动保护断点地址。

 中断源识别：处理器识别出当前究竟是哪个中断源提出了请求，并明确与之相应的中断 服务程序所在主存位置。

 现场保护：对处理器执行程序有影响的工作环境（主要是寄存器）进行保护。

中断服务：处理器执行相应的中断服务程序，进行数据传送等处理工作。

 恢复现场：完成中断服务后，恢复处理器原来的工作环境。 开中断：处理器允许新的可屏蔽中断。

 中断返回：处理器执行中断返回指令，程序返回断点继续执行原来的程序。

比较8255A三种工作方式的应用场合有何区别？

答：方式 0 适用于同步传送和查询传送方式，

方式 1 适用于外设在能提供选通信号或数据接收信号的场 合，且采用中断传送方式比较方便；

方式 2 适用于一个并行外设既可以作为输入设备，又可以作为输出设备，并且输入和输出不会同时进行的场合。

中断时为什么要安排中断优先级？什么情况下程序会发生中断桥套？

处理器随时可能会收到多个中断源提出的中断请求，因此，为每个中断源分配一级中断优先权，根 据它们的高低顺序决定响应的先后顺序。 必须在中断服务程序中开中断，程序才会发生中断嵌套。

简述DMA传送方式的特点。

①它是一种高速的数据传输操作，允许在外部设备和存储器之间直接读/写数据，既不通过 CPU 也不 需要 CPU 干预，整个数据传输过程是在一个“DMA 控制器”的控制下进行的。②不需要做保护现场和恢 复现场等工作，从而使 DMA 方式的工作速度大大加快。

③在 DMA 方式开始之前要对 DMA 控制器进行 初始化。

8086/8088执行了一个总线周期是指8086/8088做了哪些可能的操作？基本总线周期如何组成？在一个典型的读存储器总线中，地址信号，ALE信号，RD非信号，数据信号分在何时产生？

1.答：（1）“8086/8088 执行了一个总线周期”是指：①8086/8088 可能从片外的存储器取指令； ②8086/8088 可能对片外的存储器或 I/O 接口进行了一次读/写数据的操作。（2）基本总线周期由 T1 至 T4 四个时钟周期 组成。

（3）在一个典型的读存储器总线周期中，地址信号在 T1 周期内产生，ALE 信号在 T1 周期内产生， RD信号在 T2 周期内产生，数据信号一般在 T3 周期内产生，若存储器在 T3 内来不及提供数据，8086/8088 会在总线周期中的 T3 后插入等待状态 Tw，存储器将在某 Tw 中给出数据。

8059A的初始化命令字和操作命令字有哪些，其功能是什么；哪些应写入奇地址，哪些写入偶地址。

. 答:8259A 的初始化命令字 ICW1，ICW2，ICW3，ICW4，功能依次是： ICW1：确定 8259A 的触发方式和工作方式（单片和级联）

ICW2：确定中断类型

 ICW3：确定主片上的信号线连接从片的方式

 ICW4：确定 8259A 的全嵌套方式，缓冲方式和结束方式。 操作命令字 OCW1、OCW2、OCW3。

在 8259A 工作期间，可通过操作命令字按不同的方式进行操作。 操作命令字是在应用程序内部设置的。

 1）OCW1：中断屏蔽控制字；

2) OCW2：中断结束和优先权循环控制字；

 3) OCW3：设置屏蔽方式、中断查询和读状态控制字。

 ICW2，ICW3，ICW4，OCW1 写入奇地址，ICW1，OCW2，OCW3 为偶地址。

什么是总线，简述各类总线的应用场合。

：（1）总线（Bus）是计算机各种功能部件之间传送信息的公共通信线，它是 CPU、内存、输入、输 出设备传递信息的公用通道。

（2）按总线功能或信号类型来分，有数据总线、地址总线和控制总线。

（3）按总线的层次结构来划分，有： ①CPU 片内总线：微机系统中速度最快的总线，连接 CPU 内部运算器、寄存器和控制器。 ②系统总线：CPU 和主板器件之间以及 CPU 到高速外设之间的快速信息通道。 ③通信总线：也称为外部总线，是微机与微机，微机与外设之间进行通信的总线。

外设向CPU申请中断，但CPU不响应，其原因可能有哪些？

1）该中断请求持续时间太短；

2）CPU 未能在当前指令周期的最后一个时钟周期采样到中断请求 信号；

3）CPU 处于关中断状态；

4）该中断级被屏蔽。

何为可编程接口芯片？微机中使用的可编程接口芯片有哪些？

可用编程的方法对接口功能进行选择和设定，这样的芯片称为可编程接口芯片。微机中使用的可编 程接口芯片有：可编程中断控制器 8259A、可编程计数器/定时器 8253、可编程并行通信接口芯片 8255A、 可编程串行异步通信接口芯片 8250、可编程直接内存访问控制器 8237A。

ROM、PROM、EPROM、EEPROM在使用上各有什么特点？

①ROM 为只读存储器，制造时数据就已经固化好，使用中不可以改变。

 ②PROM 为一次可编程只读存储器，出厂时内容为空白，只可以写入一次数据。

③EPROM 为可擦除只读存储器，出厂时内容为空白，写入数据后可以通过紫外线照射擦除，可以多次写 入和擦除。 ④EEPROM 为电可改写只读存储器，出厂时内容为空白，写入数据后可以使用电信号擦除，可以多次写入 和擦除。

8086微机系统中存储器为什么要分段？哪几个寄存器与分段有关？

(1) ①8086CPU 提供了 20 位的地址总线，可寻址 1MB 存储空间，而 8086 内部寄存器都是 16 位的， 寻址能力是 64KB。 ②为能实现对存储器寻址 20 位的物理地址，可将 1MB 的存储空间划分为若干个逻辑段，每个逻辑段可 寻址 64KB；

③各逻辑段之间可以部分、完全覆盖，可以连续或不连续，地址范围重叠。

 (2)与分段有关的寄存器有 CS（代码段存器）、DS（数据段存器）、SS（堆找段寄存器）、ES（附加段寄存 器）。

什么是PCI总线？什么是USB？各有何特点？

PCI（Peripheral Componen）总线是微处理机机箱内的底板各个插件板的一种数据传输标准，32/64 位 标准总线。PCI 总线是同步且独立于微处理器的，具有即插即用的特性，允许任何微处理器通过桥接口连 接到 PCI 总线上。- 6 - USB 是与系统之间、系统与外部设备之间的信息通道，USB 已成为目前电脑中的标准扩展接口，支持设备 的即插即用的特性。

简述流水线技术，8086CPU怎样实现指令流水线？

（1）流水线是指在程序执行时多条指令重叠进行操作的一种并行处理实现技术。

（2）流水线的并行处理是指完成一条指令的各个部件在时间上是可以同时重叠工作，分别同时为多条 指令的不同部分进行工作，以提高各部件的利用率来。

（3）流水线技术是把一个重复的过程分解为若干子过程，每个子过程由专门的功能部件来实现，每个 子过程与其他子过程并行进行。

（4）8086 中，指令的读取是在 BIU 单元，而指令的执行是在 EU 单元。因为 BIU 和 EU 两个单 元相互独立、分别完成各自操作，所以可以并行操作。

（5）在 EU 单元对一个指令进行译码执行时，BIU 单元可以同时对后续指令进行读取。

2021模拟卷

简述缓冲器、锁存器和触发器的作用。

：（1）缓冲器：又称缓冲寄存器。 ①完成速度的匹配，在高速工作的 CPU 与慢速工作的外设间起协调和缓冲作用，实现数据传送的同步。 （1 分） ②提供一个暂存的空间。它分输入缓冲器和输出缓冲器两种。输入缓冲器是将外设送来的数据暂时存放， 以便处理器将它取走；输出缓冲器是用来暂时存放处理器送往外设的数据。（1 分） ③提高驱动能力。（1 分） ④信号隔离的作用，消除负载对信号源的影响。（1 分）

（2）锁存器（latch）：利用电平控制数据的传输。（1 分） ①缓存。（1 分） ②完成高速的控制器与慢速的外设的不同步问题。（1 分） ③解决驱动的问题。（1 分）

（3）触发器：是最小的记忆单元,能记忆二进制数的一个数位，是寄存器、存储器基本元件。（2 分）

什么是中断？计算机使用中断有什么好处？

：（1）中断是指在计算机执行期间，系统内发生任何非寻常的或非预期的急需处理事件，使得 CPU 暂 时中断当前正在执行的程序而转去执行相应的事件处理程序，待处理完毕后又返回原来被中断处继续执行 或调度新的进程执行的过程。（2 分）

 (2) 中断的优点： ① 解决快速 CPU 与慢速外设之间的矛盾，使 CPU 可以与外设同时工作，不交换信息时，处理机和外围设 备处于各自独立的并行工作状态。提高计算机系统效率。（2 分） ② 维持系统可靠正常工作。在程序运行过程中，如出现异常，向处理机发出中断请求，处理机立即采取 保护措施。（2 分） ③ 计算机实现对控制对象的实时处理，处理机随时响应外设请求并处理。（2 分） ④ 计算机可以对故障自行处理。处理机中设有各种故障检测和错误诊断的部件，一旦发现故障或错误， 立即发出中断请求，进行故障现场记录和隔离。（2

什么叫端口？通常有哪几类端口？计算机对I/O端口编制时通常采用哪两种方法？8086/8088系统中，用哪种方法对I/O端口进行编制？

（1）CPU 和外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为端口。 （2 分）

（2）端口通常有 3 类：数据端口、状态端口、控制端口。（3 分） （3）计算机对端口编址的两种方法为：计算机对内存和 I/O 端口统一编址；计算机对内存和 I/O 端口独 立编址。（4 分）

 （4）在 8086/8088 系统中用内存和 I/O 端口各自独立编址。

简述微机的中断过程

3．答:(1）中断请求:外设需要进行中断处理时，向CPU提出中断请求。

(2）中断判优:对多个中断的请求判断优先级，并把优先级最高的送CPU。

(3）中断响应:CPU执行完现行指令后，就立即响应非屏蔽中断请求。可屏蔽中断请求，CPU若要响应必须满足三个条件。

(4）中断处理:保护现场、开中断、中断服务。

(5）中断返回:CPU执行IRET中断返回指令时，自动把断点地址从堆栈中弹出到CS和IP中，原来的标志寄存器内容弹回Flags，恢复到原来的断点继续执行程序。