编译原理复习题 .doc
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1、第一章1、 CPU与外设之间设置接口电路:reasonCPU与外设两者的信号线不兼容,在信号线功能定义、逻辑定义和时序关系上都不一致;两者的工作速度不兼容,CPU速度高,外设速度低;若不通过接口,而由CPU直接对外设的操作实施控制,就会使CPU处于穷于应付与外设打交道之中,大大降低CPU的效率;若外部设备直接由CPU控制,也会是外设的硬件结构依赖于CPU,对外社本身的发展不利。2、 接口的好处:以便协调CPU与外设两者的工作,提高CPU的效率,并有利于外设按自身的规律发展。3、 接口技术在微机中的应用:微处理器的功能必须功过外部设备才能实现,外设与微处理器之间的信息交换及通信又是靠接口来实现的
2、,接口技术已成为直接影响微机系统的功能和危机推广应用的关键。4、 接口硬件组成:基本逻辑电路(命令寄存器、状态寄存器和数据缓冲寄存器)、端口地址译码电路(译码器或能实现译码功能的芯片GAL、IC逻辑芯片)、供选电路。5、 接口软件编程:初始化程序段、传送方式处理程序段、主控陈续断、程序终止与推出程序段、辅助程序段。6、 接口电路的结构:固定式、半固定式、可编程、智能型。7、 接口功能:执行CPU命令、返回外设状态、数据缓冲、信号转换、设备选择、数据宽度与数据格式转换。 8、 CPU与接口交换数据的方式:查询方式(简单易实现,CPU不太忙且传送速度不高的情况下,可采用)、中断方式(用于CPU的任
3、务比较忙,如系统中有多个外设需要与CPU交换数据,尤其适合实时控制及紧急事件的处理)和直接存储器存取DMA方式(进行大批量数据传送)。9、 分析与设计接口电路的基本方法:两侧分析法、硬软结合法。第二章1、 端口:接口电路中能被CPU直接访问的寄存器的地址。2、 端口地址编制方式:统一编址(优点;指令丰富,不需更改,编址空间大;缺点:工作效率低,占用存储器的地址空间,使存储器容量减小,指令长度比专门I/O指令要长,执行速度慢)、独立编址(优点:I/O端口地址不占用存储器空间;I/O指令短,执行速度快;程序的可读性强)(独立编址情况下,CPU采用独立、专用指令来访问端口)。3、 I/O端口地址选用
4、的原则:方式被系统配置所占用了的地址一律不能使用;计算机厂家申明保留的地址,不要使用;一般,用户可使用30031FH地址。4、 I/O端口地址译码电路的作用:把地址和控制信号进行逻辑组合,从而产生对接口芯片的选择信号。I/O端口地址译码电路的形式可分为固定式译码和可选式译码。5、 AEN信号:为0控制非DMA传送,译码有效;为1,即是DMA操作时,译码无效。6、 GAL器件特点:可以实现组合逻辑电路和时序逻辑电路的多种功能;采用电擦除工艺,门阵列的每个单元可以反复改写(至少100次);具有硬件加密单元,可以防止抄袭电路设计和非法复制;速度高而功耗低,具有高速电擦电写能力,改写整个芯片只需数秒钟
5、,而功耗只有双极型逻辑器件的1/2或1/4,缓解了温升问题。7、 I/O操作是指CPU对接口进行操作。(对端口进行读与写操作).8、 在I/O指令中端口地址的宽度及寻址方式有单地址和双地址两种。9、 CPU从端口读写数据不一定要与存储器打交道,但一定要与AL通用寄存器打交道。10、 I/O地址线用作端口寻址时,高位地址线控制信号,控制接口芯片的选择;地位地址线直接与接口芯片连接,与其决定内部的端口。端口的数量决定地位地址线的根数。11、第三章 定时/计数技术1、 计数、定时与频率、声音以及音乐之间的关系:都与计数相关联。2、 微机系统中的定时:内部定时:计算机本身运行的时间基准或时序关系,计算
6、机每个操作都是按照严格的时间节拍执行的。已由CPU结构确定,是固定的时序关系。外部定时:外部设备实现某种功能时,本身所需要的一种时序关系。由于外设或被控对象的任务不同,功能各异,无一定模式,往往需要用户根据I/O设备的要求进行安排。外部定时分:软件定时(它是利用CPU内部定时机构,运用软件编程,循环执行一段程序而产生的延时。改变执行次数,可改变执行周期),硬件定时(它是采用可编程通用的定时/计数器或单稳延时电路产生的定时或延时)。3、 时序配合:4、 8253定时/计数器的特点:5、 外部特性:24脚双列直插式芯片,+5V电源供电。6、 CPU的信号线:(1)数据总线D0D7。三态输入/输出线
7、,8253与CPU接口数据线,供CPU向8253进行读写数据、传送命令和状态信息(2)片选线CS,为输入信号,低电平有效。CS由CPU输出的地址码经译码产生。(3)读信号RD,为输入信号,低电平有效。由CPU发出,用于对8253寄存器读操作。(4)写信号WR,为输入信号,低电平有效。由CPU发出,用于对8253寄存器写操作。(5)地址线A1A0,可以判断8253有四个端口(00,10,10,11)7、 I/O设备的信号线(6)计数器时钟信号CLK,为输入信号,作用是在8253进行定时或计数时,每输入1个时钟脉冲信号CLK,便使计数值减1。(7)计数器门控信号GATE,为输入信号,作用是用来禁止
8、、允许或开始计数过程的。(8)计数器输出信号OUT,为输出信号,作用是计数器工作时,每来1个时钟脉冲,计数器减1,当计数值减为0,就在输出线上输出一OUT信号,以示定时或计数已到。8、 内部逻辑结构:6个模块,数据总线缓冲器(三态、双向8位寄存器,D0D7。基本功能:向8253写入确定8253工作方式的命令,向计数寄存器装入初值,读出计数器的初值或当前值),读/写逻辑(确定数据传输方向,是读出或写入),控制命令寄存器(接受CPU传来的控制字,only写入),3个计数器9、 计数初值C=CLK/OUT。10、 方式命令的作用:主要对8253进行初始化,同时也可对当前计数值进行锁存。11、 825
9、3初始化工作两点:一是向命令寄存器写入方式命令,二是写入计数初值(向已选定的计数器按方式命令的要求)12、 方式命令的格式:D7D6,计数器选择,00,01,10D5D4,读写字节数,00锁存命令,01仅读/写一个低字节,10仅读/写一个高字节,11读/写2个字节,先低字节后高字节D3D2D1,工作方式,000,001,010,011,100,101,05方式,(110和111不用)D0,码制,0二进制,1二十进制。13、 读当前计数值 mov dx,307H ;命令口 Cmp al,0FFH ;比较 L:mov al, ;1号计数器的锁存命令JNE L :非全1,再读 out dx,al H
10、LT ;是全1,暂停 mov dx,305H :1号计数器数据口 In al,dx ;读1号计数器的当前计数值 14、 工作方式及特点:15、 0方式低电平输出(GATE信号上升沿继续计数),特点计数一旦开始,OUT变成低电平,计数过程一直保持不变,当计数器减到0,OUT立即变成高电平GATE为高电平,计数器工作;当GATE为低电平,计数器停止工作,其计数值保持不变。若GATE再次变高电平时,计数器从中止处继续计数。计数器工作期间,若重新写入新的计数值,计数器将按新写入的计数初值重新工作16、 1方式低电平输出(GATE信号上升沿重新装入计数初值重新计数),可编程的单稳定工作方式,特点:OUT
11、高电平,写入计数初值后,不立即开始工作,直到GATE有效(变为高电平)之后的一个周期的下降沿,才开始工作,使OUT变成低电平,一直保持,当计数器减到0,OUT才变成高电平。17、 2方式周期性负脉冲输出,自动装入计数初值(时间常数)的N分频器。特点计数期间,OUT高电平,计数器回0,输出一个宽度等于时钟脉冲周期的负脉冲,并自动重新装入原计数初值,一个负脉冲过去后,OUT又恢复高电平并重新做减法计数。计数工作期间,若写入新的计数初值,计数器仍按原计数初值,直到计数器回0并在输出一个时钟周期的负脉冲之后,才按新写入的计数值计数GATE高电平时允许计数。GATE变低电平,停止计数,恢复高电平后,按原
12、装入的计数值重新开始计数。18、 3方式周期性方波输出,自动装入计数初值(时间常数),特点OUT输出占空比1:1或近似1:1的方波,输出在前一半计数过程为高电平,后一半为低电平。计数初值为奇数时,前一半加1过程OUT为高电平,后一半减1过程OUT为低电平。一旦计数开始,会在输出端OUT输出连续不断的方波。19、 4方式单次负脉冲输出(软件触发),软件启动的闸门式计数方式,写入计数初值来触发计数器开始工作。特点计数器结束,输出一个宽度为一个时钟脉冲的负脉冲,OUT恢复高电平,保持不变GATE高电平,允许计数;低电平,停止计数;恢复高电平,又从原装入的计数初值开始作减1计数重新写入计数初值,不影响
13、计数状态,仅当计数完回0,才按新写入的计数初值开始计数,一旦计数完毕,计数器将停止工作。20、 5方式单次负脉冲输出(硬件触发),由GATE上升沿触发计数器开始工作,特点当写入计数初值后,计数器并不立即开始计数,要由门控信号的上升沿启动计数。计数器计数回0后,将在输出一个时钟周期的负脉冲后恢复高电平计数过程中,若GATE再次出现上升沿,计数器将从原装入的计数初值重新计数。21、 0、1、4、5方式作计数器使用,2、3方式作定时器用22、 实时钟:是不仅支持每天时间的更新,而且支持日期的更新的一种永久性的时钟电路。第五章 中断系统1、 中断:指CPU在正常运行程序时,由于内部/外部时间或由程序的
14、预先安排的事件,引起CPU中断正在运行的程序,二转到微内部/外部事件或为预先安排的时间服务的程序中去。(一种信号)2、 软件中断:中断还可以由程序发出“中断指令”(INT nH)而产生。3、 中断源:发出中断请求的外部设备或引起中断的内部原因。外设中断(系统外部设备要求与CPU交换信息而产生的中断)指令中断(为了方便用户使用系统资源或调试软件而设置的中断指令)程序性中断(程序员的疏忽或算法上的差错,使程序在运行过程中出现多种错误而产生的中断)硬件故障中断(机器运行过程中,硬件出现偶然性或固定性的错误而引起的中断。)4、 中断识别:CPU响应中断后,要设法寻找中断源。5、 CPU识别中断或获取中
15、断服务程序入口地址的方法:向量中断(由中断向量来指示中断服务程序的入口地址),查询中断(采用软件/硬件查询计数来确定发出中断请求的中断源)。6、 中断向量:中断服务程序的入口地址。(include段基址CS和偏移地址IP,共占4个字节地址)7、 中断向量表:中断号与该中断号相应的中断服务程序入口地址之间的连接表。PC系列微机存储器的000003FFH共1024个地址单元作为中断向量存储区,每个中断向量需占4个字节的地址空间,so,可容纳256个中断向量,即可处理256个中断服务程序。8、 中断向量地址:为了便于在中断向量表中查找中断向量(入口地址),通常设置一种指针,由它之处中断向量放在中断向
16、量表那个位置。中断号(n)*4=中断向量最低字节的指针。9、 中断类型号:系统分配给每个中断源的代号。中断号作用:在采用向量中断方式的中断系统中,CPU需要通过它才可以找到中断服务程序的入口地址,实现程序的转移。中断号是固定不变的,一经系统分配指定后,就不再变化。10、 中断向量的装入:系统配置和使用的中断所对应的中断向量有系统软件负责装入;由用户自行装入(用MOV指令,将中断服务程序的入口地址直接写入中断向量表)11、 中断向量的修改和步骤:利用DOS功能调用INT21H中的35H号和25H号功能。用35号功能,获取原中断向量,并保持在字变量中。用25H号功能,设置新中断向量,取代原中断向量
17、,以便当中断发生后,转移到新中断服务程序中去新中断服务程序完毕后,利用25H号功能恢复原中断向量。12、 中断优先级:根据任务的轻重缓急,给每个中断源指定CPU响应的优先级,任务紧急的先响应,可暂缓的后响应。作用,对重要的问题及时反应。13、 中断嵌套:级别高的中断源可以中断正在执行的级别较低的中断服务程序,及时得到服务,待处理完后,再返回被中断了的中断服务程序继续执行。但级别相同或级别低的中断源不能中断级别高的中断服务。14、 IBMPC微机中断系统由硬中断和软中断组成。15、 硬中断特点:由外部事件产生,具有随机性和突发性;中断响应周期,CPU需要发中断回答信号(NMI硬中断不发中断回答信
18、号);中断号由中断控制器提供(NMI硬中断中断号指定为02H);是可屏蔽的(NMI硬中断是不可屏蔽的)。16、 软中断特点:由用户在程序中发出中断指令INT nH产生的,无需外部施加中断请求信号,不随机的,由程序安排好的;中断响应周期,CPU不需要发中断回答信号;软中断的中断类型号是指令中直接给出,不需中断控制器;是不可屏蔽的。17、 由外部I/0设备或电路产生的硬件中断:不可屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。18、 不可屏蔽中断特点:不能被CPU用指令CLI来禁止,而且一旦出现这种请求,CPU应立即响应。19、 可屏蔽中断特点:INTR请求可以被CPU用指令CLI来禁止,也可由指令STI来
19、允许。只有在INTR被允许时,CPU才发中断响应信号INTA。20、 可屏蔽中断处理过程:CPU开中断,接收INTR请求CPU发INTA响应,在第二个INTA周期中,外部中断控制器送中断类型号OLDFLAGSTACKOLDCSSTACK(60H42)=(182H)=1240HCSOLDIPSTACK(60H4)=(180H)=0200HIP执行在CS=1240H,IP=0200H处的外设中断服务程序执行IRET中断返回指令,OLDIP退栈,OLDCS退栈,OLDFLAG退栈继续执行当前程序中的下条指令。步为中断响应及处理过程,第步为中断服务,第步为中断返回21、 中断响应周期:CPU输出有效的
20、总线锁定信号LOCK,使总线在此期间处于封锁状态,防止其他处理器或DMA控制器占用总线。8259A将判优后选中的最高优先级职位ISR,而相应IRR位被清零。22、 可编程中断控制器8259A协助CPU进行中断处理,可完成以下工作:优先级排队管理,接受和扩充外部设备的中断请求,提供中断类型号,进行中断请求的屏蔽和开放。23、 8259A外部特性:28脚双列直插式芯片。面向CPU的信号线:数据线(D0D7),地址线(CS,A0),控制线(WR,RD,INT,INTA)面向I/O设备的信号线:中断请求线(IR0IR7)面向同类芯片的信号线(SP/EN,CAS0CAS3)*CAS0CAS3级联总线:主
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