微機原理與介面技術知識點整理
本人:大學生一枚,只為分享經驗知識。
微型計算機的體系結構:
主頻:主時鐘頻率,CPU在單位時間內產生的時鐘脈衝數。
執行部件EU,匯流排介面部件BIU,執行部件執行的同時,匯流排介面部件完成從儲存器中預期後繼指令的工作。
執行部件EU:負責全部指令的分析執行,並管理通用暫存器和標誌暫存器。
通用暫存器組:包含4個數據暫存器(AX,BX,CX,DX),兩個指標暫存器(BP,SP),兩個變址暫存器(SI,DI)。
匯流排介面部件BIU:負責CPU,儲存器及輸入輸出裝置的資訊傳輸。
AX:累加器,在乘法和除法指令運算中,用來存放被乘數和被除數。在IO指令中用來存放CPU和IO埠之間傳遞的資訊。
BX:基址暫存器,在訪問主存時可以用來存放儲存單元的偏移量。
CX:計數暫存器,在迴圈指令中存放迴圈的次數,在移位指令中用來存放移位的次數,在具有重複字首的串操作指令中,用來存放重複串操作的次數。
DX:在IO指令中,當埠號大於255時,DX用來存放埠號。在DOS功能呼叫中,DX有時用來存放運算元的值或運算元在記憶體中的偏移量。
SP:用於存放當前堆疊的棧頂單元的偏移量,即棧頂的相對位置,它始終指向棧頂。
BP:用於存放當前堆疊內某個單元的偏移量,可以用它對堆疊內任意位置的資料進行操作。
SI:源變址暫存器,用來存放源資料串的首地址。
DI:用來存放目的串的首地址。
CS:程式碼段暫存器,存放當前正在執行的程式程式碼所在段的段基址,表示當前使用的指令程式碼可以從該段暫存器指定的儲存器段中取得,相應的偏移量則有IP提供。只能作為源運算元,不能作為段運算元。
DS:資料段暫存器,指出當前程式使用的資料所存放段的最低地址,即存放資料段的段基值。
SS:堆疊段暫存器,指出當前堆疊的底部地址,即存放堆疊段的段基值。
ES:附加段暫存器,指出當前程式使用附加資料段的段基址,該段是串操作指令中目的串所在的段。
段基值:偏移量,一個儲存單元的地址都是用邏輯地址來表示的。
實體地址=段基值*10H+EA
2018年11月4日星期日
第三章:定址方式與指令系統
1.三種定址方式:資料定址,轉移地質定址,IO定址。
2.七種基本資料定址:立即定址,暫存器定址,直接定址,暫存器間接定址,暫存器相對定址,基址變址定址,相對基址變址定址。
3.資料傳送指令:將資料或地址傳送到暫存器,儲存單元或IO埠中。5類;通用資料傳送指令,累加器專用傳送指令,地址傳送指令,標誌傳送指令,資料型別轉換指令。
2018年11月7日星期三
彙編指令,一定看書上列程
1.彙編語句分為:指令語句,偽指令語句,巨集指令語句。
2018年11月7日星期三
第六章:儲存器
1.SRAM:靜態儲存器,利用雙穩態觸發器來儲存資訊。
2.DRAM:動態儲存器,利用MOS電容儲存電荷來儲存資訊,使用時需不斷給電容充電才能使其資訊保持。
3.FLASH:閃速儲存器,新型非易失儲存器。
4.半導體儲存器的主要技術指標:儲存容量,讀寫速度,可靠性。
5.半導體儲存器的速度用存取時間和儲存週期衡量。
6.位擴充套件:用多個儲存器器件對字長進行擴充。一個地址同時控制多個儲存器晶片。
7.字擴充套件:增加儲存器中字的數量。
8.字位擴充套件:字和位同時擴充套件。
2018年11月8日星期四
9.儲存單元的地址由片內地址訊號線和片選訊號線的狀態共同決定。
10.常用的片選訊號產生方法:全地址譯碼方式,部分地址譯碼方式,線選擇譯碼方式。
11.只讀儲存器ROM:儲存程式,常數,系統引數。
12.例題P136,儲存器擴充套件
第七章:輸入輸出介面
1.CPU與外設之間通過介面交換的資訊:資料資訊,狀態資訊,控制資訊。
2.資料資訊;數字量,模擬量,開關量。
3.IO介面的主要功能:對輸入輸出資訊進行緩衝和鎖存,對訊號的形式和資料的格式進行變換,對IO埠進行定址,提供聯絡訊號。
4.每個IO埠有一個地址,一個外設有多個埠,CPU定址的是埠,不是籠統外設。
5.IO埠編址方式:統一編址,獨立編址。
6.儲存器映像的IO定址方式:儲存單元和IO埠的地址屬於同一個地址空間,把一個外設埠作為儲存器的一個單元來對待,每個外設端口占有一個位置。
7.IO映像的IO定址方式:CPU通過專用的IO指令訪問IO埠。
8.CPU與外設之間的資料傳送方式:程式控制方式,中斷方式,直接儲存器存取方式,通道控制方式。
9.DMA:直接儲存器存取方式,將外設與記憶體間建立起直接的通道,CPU不在直接參加外設與記憶體間的資料傳輸,而是在系統需要進行DMA傳輸時,將CPU對地址匯流排,資料匯流排,控制匯流排的控制權交給DMA控制器進行控制。
2018年11月12日星期一
第八章:可程式設計介面晶片
1.內部定時:計算機執行的時間基準,使計算機的每種操作都可以按照嚴格的時間節拍執行。
2.外部定時:控制外設與CPU之間,外設與外設之間的事件配合。
3.軟體定時:執行一段迴圈程式實現,不需專用硬體電路,成本低,耗費CPU時間,降低CPU的工作效率。
4.硬體定時:採用定時器,計數器或單穩延時電路實現。特點是定時時間長,使用靈活而且不佔用CPU時間,適用範圍廣。
5.儲存器容量擴充套件
2018年11月15日星期四
1.計算機字長,匯流排,資料寬度?
字長:由微處理器對外資料通路的資料匯流排條數決定。
在同一時間中處理二進位制數的位數叫字長。
計算機在同一時間內處理的一組二進位制數稱為一個字。
匯流排:計算機各種功能部件之間傳送資訊的公共通訊幹線。
連線計算機各組成部件的公共資料通路。
劃分為資料匯流排,地址匯流排,控制匯流排
寬度:匯流排可同時傳輸的資料數稱為寬度。
微機:將計算機的核心部件中央處理器(運算器和控制器)整合在一塊半導體晶片上,配以儲存器,io介面電路,系統匯流排等裝置的計算機稱為微型計算機。
2.微型計算機的工作方式(取碼,譯碼)
工作過程:不斷的取指令和執行指令的過程,基本工作原理是儲存程式和程式控制。
3.如何執行程式
EU:負責指令的執行,即從匯流排介面部件BIU的指令佇列取指令,指令執行後向BIU送回運算結果,同時把運算結果的狀態特徵儲存到標誌暫存器中。
BIU:負責CPU與儲存器,IO裝置之間的資料傳送。取指令送給指令佇列,配合執行部件從指定的記憶體單元或者外設埠中取資料,將資料傳送給執行部件或者把執行部件的操作結果傳送到指定的記憶體單元或外設埠。
4.硬體五大組成部分
運算器,儲存器,控制器,輸入輸出裝置。
5.系統匯流排?
匯流排:連線計算機各組成部件的公共資料通路。
匯流排分類:片內匯流排,片級匯流排,系統匯流排。
片內匯流排:連線CPU內部各組成部件
片級匯流排:連線CPU,儲存器,io等構成主機板。
系統匯流排:連線外部裝置,主機板與外部裝置之間的資料傳輸必須經過外部匯流排。
系統匯流排包含的訊號線必須滿足各種輸入輸出裝置的需要:1.訪問分佈於主機板之外的儲存器。2.訪問io介面。3.適應外部中斷方式。4.適應儲存器直接與外部裝置交換資訊。
系統匯流排:傳遞資訊的一組公用導線,CPU通過他們與儲存器和io裝置進行資訊交換。
匯流排組成:資料匯流排,地址匯流排,控制匯流排。
6.指令?指令集?指令系統?
指令:指揮計算機進行操縱的命令。一條指令包括兩部分:操作碼,運算元。
指令系統:微處理器能執行的各種指令的集合。
指令集:儲存在CPU內部,對CPU運算進行指導和優化的硬程式。
7.實體地址,邏輯地址,IO地址,埠地址
實體地址:實體地址(PA)是20位無符號二進位制數,是CPU訪問儲存器的實際地址。每個儲存單元對應一個實體地址。8086儲存空間的實體地址範圍是00000H~FFFFFH。
邏輯地址:採用分段結構的儲存器中,把通過段地址和偏移地址來表示的儲存單元的地址稱為邏輯地址,記為:
短地址:偏移地址
段地址:針對記憶體的分段而言的,將每一段的段首地址定義為段地址。段地址的存在是由系統的分段儲存決定的,通過段地址和偏移地址能對資料進行訪問。
偏移地址:把一儲存單元相對於段地址的段內偏移量稱為偏移地址,也稱有效地址。
CPU和外部裝置通過io介面進行聯絡,從而達到相互間傳輸資訊。
每個io晶片上都有一個埠或幾個埠
一個埠對應晶片上的一個暫存器或一組暫存器
微機系統為每個埠分配一個地址,這個地址稱為埠號。
8.什麼是介面,為什麼要用介面?
Io介面:位於系統匯流排與io裝置之間。
IO介面的主要功能:
對輸入輸出資訊進行緩衝和鎖存
對訊號的形式和資料的格式進行變換
對IO埠進行定址
提供聯絡訊號
設定IO介面的原因:
CPU與外設的訊號不相容,在訊號線的功能定義,邏輯定義和時序關係上不一致。
CPU與外設的工作速度不相容,CPU速度快,外設速度慢。
CPU對外設的直接操作會降低CPU效率。
如果外設直接由CPU管理,那麼外設的結構會受到CPU的制約,不利於外設本身的發展。
9.什麼是可程式設計介面晶片,和介面的區別?
可程式設計介面晶片:外設介面電路中,對傳輸過程中的資訊進行緩衝或者鎖存,緩衝器,鎖存器,資料收發器等就是能實現功能的簡單介面晶片。
可程式設計介面晶片:為擴充套件晶片功能,工作方式的設定通過軟體程式設計實現,具有靈活的多種工作方式。
10.微處理器結構?
微處理器:包含運算器和儲存器
11.最小,最大系統概念
最小模式:系統中只有8086一個微處理器,最小模式也是單處理器系統,系統中所需要的控制訊號全部由8086CPU本身直接提供。
最大模式:系統中有兩個或兩個以上的微處理器,除了主儲存器8086,還有協處理器。
12.處理器,協處理器
協處理器:用於特定任務的處理,以減輕系統微處理器的負擔
13.定址方式
立即定址,暫存器定址,直接定址,暫存器間接定址,暫存器相對定址,暫存器相對定址,基址變址定址,相對基址變址定址
CPU定址外設有兩種方式:IO埠有統一編址和獨立編址兩種方式。
統一編址:儲存器映像的IO定址方式,儲存單元和IO埠的地址屬於同一個地址空間,把一個外設埠作為儲存器的一個單元來對待,每個外設端口占有一個地址。
獨立編址:IO映像的IO定址方式,IO裝置埠地址和儲存單元地址分別屬於不同地址空間,CPU通過專用的IO指令訪問地址空間。
14.儲存器分類及特點
記憶體儲器:存放計算機正在執行的程式和用到的資料。
分類:隨機儲存器RAM,只讀儲存器ROM
RAM:臨時存放程式,輸入資料,中間結果。接受程式控制,可由使用者寫入資料或者讀出資料,斷電後資料會消失。
ROM:存放自檢程式,配置資訊,只讀而不能寫入,斷電後資料不會丟失。
外部儲存器:儲存大量暫時不參加運算或處理的資料或程式。
RAM分類:
SRAM(靜態RAM):利用雙穩態觸發器儲存資訊
DRAM(動態RAM):利用MOS電容電荷儲存資訊
ROM分類:
掩模ROM,可程式設計PROM,紫外線擦除可程式設計EPROM,電擦除可程式設計E2ROM,閃速儲存器Flash
半導體儲存器的主要技術指標:儲存容量,讀寫速度(存取時間,儲存週期),可靠性。
常用儲存器地址譯碼方式:全地址譯碼,部分地址譯碼方式,線選擇譯碼方式
15.資料傳輸方式
程式控制方式(無條件傳輸方式,程式查詢方式),中斷方式,直接儲存器存取方式(DMA),通道控制方式和IO處理器。
重點:
1.堆疊概念?指令?用法?
SS:堆疊段暫存器,存放當前堆疊段的起始地址。堆疊是按照後進先出原則組織的一個特殊記憶體區域。堆疊操作的地址由SS的值乘以16D後加上SP的值形成。
堆疊常被用於資料的暫存,交換,子程式的引數傳遞等場合。
指令:PUSH,POP P45
2.串操作,指令?
ES:附加段暫存器,存放當前附加段的起始地址。附加段是附加的資料段,也用於資料的儲存。串操作指令將附加段作為其目標運算元的存放區域。
串操作指令物件:記憶體中地址連續的一組位元組或一組字。
DS:資料段暫存器,存放當前資料段的起始地址。
DF:方向標誌,控制串操作指令中儲存器地址的變換方向。DF=0,地址從低到高自增。DF=1,地址從高到低自減。
SI:串操作指令中,隱含與DS配合,確定源串在記憶體中的位置。
DI:串操作指令中,隱含與ES配合,確定目標串在記憶體中的位置。
P59
MOVSB,MOVSW,LODSB,LODSW,STOSB,STOSW,CMPSB,CMPSW,SCASB,SCASW
3.儲存器型別概念?主,輔,RAM,ROM
前
4.IO介面?什麼?作用?為什麼需要?
每個IO介面內部由三類暫存器組成,CPU與外設進行資料傳輸時,各類資訊在介面中進入不同暫存器,一般稱這些暫存器為IO埠。包括資料埠,狀態埠,控制埠。埠定址有儲存器映像的IO定址,IO映像的IO定址。8086採用後者。
5.計算機硬體組成?畫圖表示
P14
6.程式設計:指令集,設計方法,彙編,列子
7.儲存器連線
8.8255,8253,8259綜合使用
時鐘週期:又稱狀態週期,是微機系統中最小的時間單元,取決於系統主頻率。
指令週期:執行一條指令所佔有的全部時間
匯流排週期:CPU通過匯流排對微處理器外部進行一次訪問所需時間稱為一個匯流排週期。