① 0② 读,写③ 存储器读,存储器读,存储器写④ 4,2,10ns⑤ 低有效,,0010⑥ 寻址,数据传送⑦ 127,1.5Mb/s,12Mb/s⑧ 地址,数据⑨ ,⑩ ,I/O CH RDY〔习题5.4〕处理器有哪4种最基本的总线操作(周期)?〔解答〕存储器读、存储器写,I/O读、I/O写。〔习题5.5〕8086处理器的输入控制信号有RESET,HOLD,NMI和INTR,其含义各是什么?当它们有效时,8086 CPU将出现何种反应?〔解答〕RESET:复位输入信号,高电平有效。该引脚有效时,将迫使处理器回到其初始状态;转为无效时,CPU重新开始工作。HOLD:总线请求,是一个高电平有效的输入信号。该引脚有效时,表示其他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。NMI:不可屏蔽中断请求,是一个利用上升沿有效的输入信号。该引脚信号有效时,表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。INTR:可屏蔽中断请求,是一个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。〔习题5.6〕区别概念:指令周期、总线周期(机器周期)、时钟周期、T状态。〔解答〕指令周期:一条指令从取指、译码到最终执行完成的过程。总线周期(机器周期):有数据交换的总线操作。时钟周期:处理器的基本工作节拍,由时钟信号产生,一个高电平和一个低电平为一个周期。T状态:完成特定操作的一个时钟周期。由于时间上一个T状态等于一个时钟周期,所以常常将两者混为一谈。〔习题5.7〕总结8086各个T状态的主要功能。〔解答〕T1状态:总线周期的第一个时钟周期主要用于输出存储器地址或I/O地址;T2状态:输出读/写控制信号。T3状态:锁存地址、处理器提供的控制信号和数据在总线上继续维持有效,且T3时钟的前沿(下降沿)对READY引脚进行检测。READY信号有效,进入T4周期。T4状态:总线周期的最后一个时钟周期,处理器和存储器或I/O端口继续进行数据传送,直到完成,并为下一个总线周期做好准备。Tw状态:等待状态。处理器在T3前沿发现READY信号无效后,插入Tw。Tw状态的引脚信号延续T3时的状态、维持不变。〔习题5.8〕请解释8086(最小组态)以下引脚信号的含义:CLK,A19/S6~A16/S3,AD15~AD0,ALE,,和。默画它们在具有一个等待状态的存储器读总线周期中的波形示意。〔解答〕CLK:时钟输入。时钟信号是一个频率稳定的数字信号,其频率就是处理器的工作频率,工作频率的倒数就是时钟周期的时间长度。A. 19/S6~A16/S3:地址/状态分时复用引脚,是一组4个具有三态能力的输出信号。这些引脚在访问存储器的第一个时钟周期输出高4位地址A19~A16,在访问外设的第一个时钟周期输出低电平无效;其他时间输出状态信号S6~S3。 B. D15~AD0:地址/数据分时复用引脚,共16个引脚,用作地址总线时是单向输出信号;用作数据总线时是双向信号,具有三态输出能力。 C. LE:地址锁存允许,是一个三态、输出、高电平有效的信号。有效时,表示复用引脚(AD15~AD0和A19/S6~A16/S3)上正在传送地址信号。 D. I/O,是一个三态输出信号,该引脚高电平时,表示处理器将访问存储器,此时地址总线A19~A0提供20位的存储器物理地址。该引脚低电平时,表示处理器将访问I/O端口,此时地址总线A15~A0提供16位的I/O地址。 E. I/O端口读取数据。 F. I/O端口。 G. 〔习题5.9〕 ISA总线、PCI总线。 〔解答〕 芯片总线:是指大规模集成电路芯片内部,或系统中各种不同器件连接在一起的总线;用于芯片级互连。 局部总线:位于处理器附件的器件相互连接的总线,相对于芯片总线。 系统总线:通常是指微机系统的主要总线。 并行总线:采用并行传输方式的总线。 串行总线:将多位数据按二进制位的顺序在数据线上逐位传送的总线。 地址总线:实现地址信息互连和交换的一组导线。 数据总线:实现数据信息互连和交换的一组导线。 控制总线:控制协调处理器和内存、外设交互信息的一组导线。 ISA总线:即IBM PC/AT总线,以处理器80286引脚形成的总线,分成支持8位操作的前62信号和扩展16位操作的后36信号。 PCI总线:外设部件互连总线,不仅适用于IA-32处理器,也适用其它处理器,支持32位和64位操作,广泛用于32位通用微型计算机中。 〔习题5.10〕什么是同步时序、半同步时序和异步时序? 〔解答〕 同步时序:总线操作的各个过程由共用的总线时钟信号控制。 半同步时序:总线操作仍由共用的总线时钟信号控制,但慢速模块可以通过等待信号让快速模块等待。 Handshake)联络(应答)信号控制,总线时钟信号可有可无。 ISA总线的时钟频率是8MHz,每2个时钟可以传送一个32位数据,计算其总线带宽。 〔解答〕 MBps 〔习题5.12〕 PCI总线有什么特点? 〔解答〕 PCI总线与处理器无关,具有32位和64位数据总线,有+5V和+3.3V两种设计,采用集中式总线仲裁、支持多处理器系统,通过桥(Bridge)电路兼容ISA/EISA总线,具有即插即用的自动配置能力等一系列优势。 〔习题5.13〕 PCI总线操作如何插入等待状态? 〔解答〕 IRDY#信号无效、从设备利用TRDY#信号无效要求对方等待,即插入等待状态。 〔习题5.14〕 USB总线支持的“热插拔”,这个特性有什么意义? 〔解答〕 PC机正常工作状态进行插入或拔出。这个特性可以使用户随时连接USB设备。 〔习题5.15〕 USB总线的主要特征? 〔解答〕 使用方便、扩充能力强。 支持多种传输速度、适用面广。 低功耗、低成本、占用系统资源少。 〔习题5.16〕 USB总线的集线器有什么作用?主机上是否需要集线器? 〔解答〕 USB接入点的USB设备。 主机需要集线器,被称为根集线器。 USB总线协议支持哪几种数据传输方式?简述之。 〔解答〕 USB的数据传输有4种: USB设备初次安装时,USB系统软件使用控制传输方式设置USB设备参数、发送控制指令、查询状态等。 批量传输——对于打印机、扫描仪等设备需要传输大量数据,可以使用批量传输方式连续传输一批数据。 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,程序分支由转移指令实现。 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,并规定了5部分的基本功能。 〔习题1.11〕计算机系统通常划分为哪几个层次?普通计算机用户和软件开发人员对计算机系统的认识一样吗? 〔解答〕 最上层是用户层。 第5层是高级语言层。 第4层是汇编语言层。 第3层是操作系统层。 第2层是机器语言层。 第1层是控制层。 第0层是数字电路层。 普通计算机用户和软件人员对计算机系统的认识并不一样。普通计算机用户看到的计算机,也就是我们最熟悉的计算机,属于用户层,而软件人员看到的属于高级语言层或是汇编语言层。 PC机为例,谈谈你对软件兼容(或兼容性)的认识,说明为什么PC机具有如此强大的生命力? 〔解答〕 amily)不同档次、不同型号的机器。 兼容机是指不同厂家生产的具有相同计算机结构(不同的组成和实现)的计算机。 PC机就陆续增加了对浮点处理指令、多媒体指令等的支持。在保证向后兼容的前提下,不断改进其组成和实现,延续计算机结构的生命,才使得PC机具有如此强大的生命力。 Intel 80x86处理器是什么?请通过查阅相关资料(如英特尔公司网站),说明其主要特点和采用的新技术。 〔解答〕 酷睿2多核处理器。 〔习题1.14〕说明高级语言、汇编语言、机器语言三者的区别,谈谈你对汇编语言的认识。 〔解答〕 高级语言与具体的计算机硬件无关,其表达方式接近于所描述的问题,易为人们接受和掌握,用高级语言编写程序要比低级语言容易得多,并大大简化了程序的编制和调试,使编程效率得到大幅度的提高。而汇编语言是为了便于理解与记忆,将机器指令用助记符代替而形成的一种语言。汇编语言的语句通常与机器指令对应,因此,汇编语言与具体的计算机有关,属于低级语言。它比机器语言直观,容易理解和记忆,用汇编语言编写的程序也比机器语言易阅读、易排错。机器语言的每一条机器指令都是二进制形式的指令代码,计算机硬件可以直接识别。高级语言程序通常也需要翻译成汇编语言程序,再进一步翻译成机器语言代码。 中断传输——该方式传输的数据量很小,但需要及时处理,以保证实时性,主要用于键盘、鼠标等设备上。 同步传输——该方式以稳定的速率发送和接收信息,保证数据的连续和及时,用于数据传输正确性要求不高而对实时性要求高的外设,例如麦克风、喇叭、电话等。

① 0

② 读,写

③ 存储器读,存储器读,存储器写

④ 4,2,10ns

⑤ 低有效,,0010

⑥ 寻址,数据传送

⑦ 127,1.5Mb/s,12Mb/s

⑧ 地址,数据

⑨ ,

⑩ ,I/O CH RDY

〔习题5.4〕

处理器有哪4种最基本的总线操作(周期)?

〔解答〕

存储器读、存储器写,I/O读、I/O写。

〔习题5.5〕8086处理器的输入控制信号有RESET,HOLD,NMI和INTR,其含义各是什么?当它们有效时,8086 CPU将出现何种反应?

〔解答〕

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

HOLD:总线请求,是一个高电平有效的输入信号。该引脚有效时,表示其他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。

NMI:不可屏蔽中断请求,是一个利用上升沿有效的输入信号。该引脚信号有效时,表示外界向CPU申请不可屏蔽中断。

INTR:可屏蔽中断请求,是一个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。

〔习题5.6〕区别概念:指令周期、总线周期(机器周期)、时钟周期、T状态。

〔解答〕

指令周期:一条指令从取指、译码到最终执行完成的过程。

总线周期(机器周期):有数据交换的总线操作。

时钟周期:处理器的基本工作节拍,由时钟信号产生,一个高电平和一个低电平为一个周期。

T状态:完成特定操作的一个时钟周期。由于时间上一个T状态等于一个时钟周期,所以常常将两者混为一谈。

〔习题5.7〕总结8086各个T状态的主要功能。

〔解答〕

T1状态:总线周期的第一个时钟周期主要用于输出存储器地址或I/O地址;

T2状态:输出读/写控制信号。

T3状态:锁存地址、处理器提供的控制信号和数据在总线上继续维持有效,且T3时钟的前沿(下降沿)对READY引脚进行检测。READY信号有效,进入T4周期。

T4状态:总线周期的最后一个时钟周期,处理器和存储器或I/O端口继续进行数据传送,直到完成,并为下一个总线周期做好准备。

Tw状态:等待状态。处理器在T3前沿发现READY信号无效后,插入Tw。Tw状态的引脚信号延续T3时的状态、维持不变。

〔习题5.8〕请解释8086(最小组态)以下引脚信号的含义:CLK,A19/S6~A16/S3,AD15~AD0,ALE,,和。默画它们在具有一个等待状态的存储器读总线周期中的波形示意。

〔解答〕

CLK:时钟输入。时钟信号是一个频率稳定的数字信号,其频率就是处理器的工作频率,工作频率的倒数就是时钟周期的时间长度。

A. 19/S6~A16/S3:地址/状态分时复用引脚,是一组4个具有三态能力的输出信号。这些引脚在访问存储器的第一个时钟周期输出高4位地址A19~A16,在访问外设的第一个时钟周期输出低电平无效;其他时间输出状态信号S6~S3。
B. D15~AD0:地址/数据分时复用引脚,共16个引脚,用作地址总线时是单向输出信号;用作数据总线时是双向信号,具有三态输出能力。
C. LE:地址锁存允许,是一个三态、输出、高电平有效的信号。有效时,表示复用引脚(AD15~AD0和A19/S6~A16/S3)上正在传送地址信号。
D. I/O,是一个三态输出信号,该引脚高电平时,表示处理器将访问存储器,此时地址总线A19~A0提供20位的存储器物理地址。该引脚低电平时,表示处理器将访问I/O端口,此时地址总线A15~A0提供16位的I/O地址。
E. I/O端口读取数据。
F. I/O端口。
G. 〔习题5.9〕
ISA总线、PCI总线。
〔解答〕
芯片总线:是指大规模集成电路芯片内部,或系统中各种不同器件连接在一起的总线;用于芯片级互连。
局部总线:位于处理器附件的器件相互连接的总线,相对于芯片总线。
系统总线:通常是指微机系统的主要总线。
并行总线:采用并行传输方式的总线。
串行总线:将多位数据按二进制位的顺序在数据线上逐位传送的总线。
地址总线:实现地址信息互连和交换的一组导线。
数据总线:实现数据信息互连和交换的一组导线。
控制总线:控制协调处理器和内存、外设交互信息的一组导线。
ISA总线:即IBM PC/AT总线,以处理器80286引脚形成的总线,分成支持8位操作的前62信号和扩展16位操作的后36信号。
PCI总线:外设部件互连总线,不仅适用于IA-32处理器,也适用其它处理器,支持32位和64位操作,广泛用于32位通用微型计算机中。
〔习题5.10〕什么是同步时序、半同步时序和异步时序?
〔解答〕
同步时序:总线操作的各个过程由共用的总线时钟信号控制。
半同步时序:总线操作仍由共用的总线时钟信号控制,但慢速模块可以通过等待信号让快速模块等待。
Handshake)联络(应答)信号控制,总线时钟信号可有可无。
ISA总线的时钟频率是8MHz,每2个时钟可以传送一个32位数据,计算其总线带宽。
〔解答〕
MBps
〔习题5.12〕
PCI总线有什么特点?
〔解答〕
PCI总线与处理器无关,具有32位和64位数据总线,有+5V和+3.3V两种设计,采用集中式总线仲裁、支持多处理器系统,通过桥(Bridge)电路兼容ISA/EISA总线,具有即插即用的自动配置能力等一系列优势。
〔习题5.13〕
PCI总线操作如何插入等待状态?
〔解答〕
IRDY#信号无效、从设备利用TRDY#信号无效要求对方等待,即插入等待状态。
〔习题5.14〕
USB总线支持的“热插拔”,这个特性有什么意义?
〔解答〕
PC机正常工作状态进行插入或拔出。这个特性可以使用户随时连接USB设备。
〔习题5.15〕
USB总线的主要特征?
〔解答〕
使用方便、扩充能力强。
支持多种传输速度、适用面广。
低功耗、低成本、占用系统资源少。
〔习题5.16〕
USB总线的集线器有什么作用?主机上是否需要集线器?
〔解答〕
USB接入点的USB设备。
主机需要集线器,被称为根集线器。
USB总线协议支持哪几种数据传输方式?简述之。
〔解答〕
USB的数据传输有4种:
USB设备初次安装时,USB系统软件使用控制传输方式设置USB设备参数、发送控制指令、查询状态等。
批量传输——对于打印机、扫描仪等设备需要传输大量数据,可以使用批量传输方式连续传输一批数据。
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,程序分支由转移指令实现。
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,并规定了5部分的基本功能。
〔习题1.11〕计算机系统通常划分为哪几个层次?普通计算机用户和软件开发人员对计算机系统的认识一样吗?
〔解答〕
最上层是用户层。
第5层是高级语言层。
第4层是汇编语言层。
第3层是操作系统层。
第2层是机器语言层。
第1层是控制层。
第0层是数字电路层。
普通计算机用户和软件人员对计算机系统的认识并不一样。普通计算机用户看到的计算机,也就是我们最熟悉的计算机,属于用户层,而软件人员看到的属于高级语言层或是汇编语言层。
PC机为例,谈谈你对软件兼容(或兼容性)的认识,说明为什么PC机具有如此强大的生命力?
〔解答〕
amily)不同档次、不同型号的机器。
兼容机是指不同厂家生产的具有相同计算机结构(不同的组成和实现)的计算机。
PC机就陆续增加了对浮点处理指令、多媒体指令等的支持。在保证向后兼容的前提下,不断改进其组成和实现,延续计算机结构的生命,才使得PC机具有如此强大的生命力。
Intel 80x86处理器是什么?请通过查阅相关资料(如英特尔公司网站),说明其主要特点和采用的新技术。
〔解答〕
酷睿2多核处理器。
〔习题1.14〕说明高级语言、汇编语言、机器语言三者的区别,谈谈你对汇编语言的认识。
〔解答〕
高级语言与具体的计算机硬件无关,其表达方式接近于所描述的问题,易为人们接受和掌握,用高级语言编写程序要比低级语言容易得多,并大大简化了程序的编制和调试,使编程效率得到大幅度的提高。而汇编语言是为了便于理解与记忆,将机器指令用助记符代替而形成的一种语言。汇编语言的语句通常与机器指令对应,因此,汇编语言与具体的计算机有关,属于低级语言。它比机器语言直观,容易理解和记忆,用汇编语言编写的程序也比机器语言易阅读、易排错。机器语言的每一条机器指令都是二进制形式的指令代码,计算机硬件可以直接识别。高级语言程序通常也需要翻译成汇编语言程序,再进一步翻译成机器语言代码。
中断传输——该方式传输的数据量很小,但需要及时处理,以保证实时性,主要用于键盘、鼠标等设备上。
同步传输——该方式以稳定的速率发送和接收信息,保证数据的连续和及时,用于数据传输正确性要求不高而对实时性要求高的外设,例如麦克风、喇叭、电话等。