微機(jī)原理：第四章 32位微處理器Pentium

1、第四章32位微處理器Pen tium8086EU運(yùn)算器通用寄存器標(biāo)志寄存器EU控制器BIU段寄存器16位指令指針寄存器IP20位地址加法器6字節(jié)指令隊(duì)列輸入輸出控制電路8086的邏輯結(jié)構(gòu)功能：執(zhí)行指令功能：在CPU和內(nèi)存或在CPU和I/O之間傳送指令和數(shù)據(jù)下列屬于8086結(jié)構(gòu)的是（ ）A.CPU B.ALU C.IPU D.BIU能夠使8086取指令和執(zhí)行指令操作同時(shí)進(jìn)行的重要部件是（ ）A.指令指針寄存器 B.20位地址加法器C.譯碼器 D.指令隊(duì)列緩沖器DDPentium的邏輯結(jié)構(gòu)指令譯碼器浮點(diǎn)處理部件分支目標(biāo)緩沖器BTB控制ROM分段分頁(yè)部件寄存器組 組成：總線接口部件BIUU流水線和V

2、流水線代碼高速緩存數(shù)據(jù)高速緩存指令預(yù)取部件2022/9/10U流水線和V流水線組成：各有1個(gè)獨(dú)立的ALUU流水線：能執(zhí)行所有整數(shù)運(yùn)算指令V流水線：能執(zhí)行簡(jiǎn)單的整數(shù)運(yùn)算指令流水線分5級(jí)操作：取指令|譯碼|生成地址|執(zhí)行指令|回寫(xiě)說(shuō)明：回寫(xiě)既是運(yùn)算指令將運(yùn)算結(jié)果存入r/m2022/9/10高速緩沖存儲(chǔ)器Cache功能：存放CPU最近使用的指令和數(shù)據(jù)作用：解決CPU和存儲(chǔ)器速度不匹配問(wèn)題代碼高速緩存和數(shù)據(jù)高速緩存分開(kāi)的優(yōu)點(diǎn)：減少指令預(yù)取和數(shù)據(jù)操作之間的沖突提高命中率說(shuō)明：命中率即指讀取的數(shù)據(jù)恰在Cache中數(shù)據(jù)高速緩存有2個(gè)端口，以便同時(shí)與2條獨(dú)立的流水線交換數(shù)據(jù)2022/9/10分支目標(biāo)緩沖器BT

3、B分支預(yù)測(cè)部件：分支目標(biāo)緩沖器BTB含1KB高速緩存：存目標(biāo)地址和歷史狀態(tài)歷史狀態(tài)：必定轉(zhuǎn)移/可能轉(zhuǎn)移/可能不轉(zhuǎn)移/必定不轉(zhuǎn)移功能：對(duì)條件轉(zhuǎn)移指令進(jìn)行分支預(yù)測(cè)并預(yù)取指令U流水線和V流水線的硬件結(jié)構(gòu)不完全相同（ ）片內(nèi)代碼Cache和數(shù)據(jù)Cache互相獨(dú)立，可提高指令預(yù)取和數(shù)據(jù)操作的命中率（ ）并不是將所有指令都從取值至執(zhí)行的指令操作過(guò)程分成5級(jí)（ ）BTB的作用是預(yù)測(cè)并提供轉(zhuǎn)移指令的目標(biāo)地址（ ）Pentium的寄存器組浮點(diǎn)寄存器組GDTRIDTRTRLDTR基本寄存器組指令寄存器通用寄存器標(biāo)志寄存器段寄存器系統(tǒng)寄存器組測(cè)試寄存器地址寄存器控制寄存器調(diào)試寄存器pentium標(biāo)志寄存器狀態(tài)標(biāo)志：

4、 CF,ZF,SF,PF,OF,AF,NT,AC,VIF,VIP,ID控制標(biāo)志： DF,IF,TF,IOPL 系統(tǒng)方式標(biāo)志：VM,RF8086的16位標(biāo)志寄存器中有_個(gè)標(biāo)志位；8086的標(biāo)志寄存器中有_個(gè)狀態(tài)標(biāo)志；8086的標(biāo)志寄存器中有_個(gè)控制標(biāo)志；對(duì)比記憶963在Pentium32位的標(biāo)志寄存器中共提供了_個(gè)標(biāo)志；在Pentium32位的標(biāo)志寄存器中共提供了_個(gè)狀態(tài)標(biāo)志；在Pentium32位的標(biāo)志寄存器中共提供了_個(gè)控制標(biāo)志；在Pentium32位的標(biāo)志寄存器中共提供了_個(gè)系統(tǒng)方式標(biāo)志：1711422022/9/10VM：虛擬8086方式標(biāo)志=1時(shí)，工作于虛擬8086方式VIF：虛擬中斷

5、允許標(biāo)志=1時(shí)，在虛擬8086方式下允許中斷VIP：虛擬中斷掛起標(biāo)志=1時(shí)，在虛擬8086方式下不允許中斷IOPL：I/O特權(quán)級(jí)標(biāo)志，2位用于選擇特權(quán)級(jí)主要標(biāo)志及意義Pentium的主要信號(hào)及其含義ADS#：地址狀態(tài)信號(hào)，CPU已啟動(dòng)1個(gè)總線周期A20M#：A20以上的地址線屏蔽信號(hào)為與ISA兼容設(shè)置。低電平時(shí)，屏蔽A20以上的地址信號(hào)D/C#：數(shù)據(jù)/控制信號(hào)=1，當(dāng)前總線周期傳輸數(shù)據(jù)；=0，傳輸指令 M/IO#：存儲(chǔ)器和I/O訪問(wèn)信號(hào)=1，訪問(wèn)存儲(chǔ)器；=0，訪問(wèn)I/O端口BRDY#：突發(fā)就緒信號(hào)外設(shè)準(zhǔn)備好，可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸NA#：下一個(gè)地址有效信號(hào)當(dāng)前總線周期完成前送地址，開(kāi)始下一總線周期。流

6、水線方式下列（ ）信號(hào)為0時(shí)，表示已經(jīng)送至地址總線的地址信號(hào)有效。A.AP B.ADS# C.A20M# D.APCHK#如（ ）信號(hào)有效，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸。A.CACHE# B.NA# C.BRDY# D.KEN#BC總線狀態(tài) 一個(gè)總線周期由多個(gè)時(shí)鐘周期組成，一個(gè)時(shí)鐘周期對(duì)應(yīng)一個(gè)總線狀態(tài)總線狀態(tài)之間的轉(zhuǎn)換Pentium的幾種總線狀態(tài)T1狀態(tài)：地址信號(hào)有效， ADS#（地址狀態(tài)）有效T2狀態(tài)：數(shù)據(jù)出現(xiàn)在數(shù)據(jù)總線上，若BRDY#有效，可進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸T12狀態(tài)：流水線式總線周期中特有狀態(tài)系統(tǒng)中有2個(gè)總線周期并行進(jìn)行第1個(gè)總線周期進(jìn)入T2狀態(tài)，正在傳輸數(shù)據(jù)第2個(gè)總線周期進(jìn)入T1狀態(tài)，地址信號(hào)和ADS

7、#有效19Pentium的幾種總線狀態(tài)T2P狀態(tài)：流水線式總線周期中特有狀態(tài)系統(tǒng)中有2個(gè)總線周期并行進(jìn)行第1個(gè)總線周期正在傳輸數(shù)據(jù)，但由于存儲(chǔ)器或外設(shè)速度較慢，因此，仍未結(jié)束總線周期第2個(gè)總線周期也進(jìn)入第2個(gè)或后面的時(shí)鐘周期說(shuō)明：T2P一般出現(xiàn)在存儲(chǔ)器或外設(shè)速度較慢的情況 TD狀態(tài)：T12后若出現(xiàn)讀/寫(xiě)操作轉(zhuǎn)換，數(shù)據(jù)總線需1個(gè)時(shí)鐘周期過(guò)渡Ti狀態(tài)：空閑狀態(tài) 不屬于總線周期在（ ）狀態(tài)，系統(tǒng)中有2個(gè)總線周期并行進(jìn)行。A.T1 B.T2 C.T12 D.Ti下列不屬于總線周期的T狀態(tài)是（ ）A.T1 B.Ti C.Tw D.TD下列肯定不屬于等待T狀態(tài)的是（ ）A.T1 B.Ti C.T2p D.

8、T2RESET和BOFF#會(huì)使CPU進(jìn)入（ ）狀態(tài)A.T1 B.Ti C.T2p D.T2CBAB2022/9/10中斷向量表與中斷描述符表中斷向量表中斷描述符表適用情況8086Pentium實(shí)地址方式Pentium虛地址方式每項(xiàng)字節(jié)數(shù)48中斷處理程序存放空間1MB4GB地址內(nèi)存0段由IDTR決定（操作系統(tǒng)寫(xiě)入）存放內(nèi)容中斷處理程序的入口地址中斷類型號(hào)個(gè)數(shù)2568086和Pentium均能處理256種中斷，故中斷向量表和中斷描述符表等長(zhǎng)（ ）；中斷向量表和描述符表均存放在內(nèi)存最低端，供實(shí)地址和虛地址方式轉(zhuǎn)換時(shí)切換（ ）中斷向量表和中斷描述符中均存放著中斷服務(wù)程序的入口地址（ ）；中斷類型碼*8

9、+中斷描述符表基地址得到對(duì)應(yīng)中斷描述符的起始地址（ ）。2022/9/10Pentium的中斷分類硬件中斷非屏蔽中斷（NMI）電源故障、存儲(chǔ)器出錯(cuò)和總線操作出錯(cuò)可屏蔽中斷（INTR）外設(shè)向CPU送一個(gè)中斷請(qǐng)求信號(hào)軟件中斷異常中斷如除數(shù)為、溢出、將立即數(shù)直接送段寄存器等調(diào)用中斷程序執(zhí)行INT指令外部可屏蔽中斷時(shí)只有在（ ）標(biāo)志等于1時(shí)才能被CPU響應(yīng)。A.IOPL B.TF C.DF D.IF CPU響應(yīng)非屏蔽中斷時(shí)，其中斷號(hào)（ ）。A.由CPU自動(dòng)產(chǎn)生 B.由INT指令給出C.由外設(shè)接口給出 D.由中斷源提供CPU響應(yīng)可屏蔽中斷時(shí)，其中斷類型號(hào)（ ）A.由CPU自動(dòng)產(chǎn)生 B.由INT指令給出C.由外設(shè)接口給出 D.由主存提供CPU響應(yīng)軟件中斷時(shí)，其中斷類型號(hào)（ ）。A.由CPU自動(dòng)產(chǎn)生 B.由INT指令給出C.由外設(shè)接口給出 D.由主存提供ACBD2022/9/10Pentium的段頁(yè)兩級(jí)保護(hù)機(jī)制存儲(chǔ)器的段級(jí)保護(hù)段類型提供讀/寫(xiě)保護(hù)界限和粒度提供范圍保護(hù)特權(quán)級(jí)對(duì)操作系統(tǒng)和驅(qū)動(dòng)程序提供保護(hù)存儲(chǔ)器的頁(yè)級(jí)保護(hù)頁(yè)的特權(quán)級(jí)U/S提供頁(yè)保護(hù)標(biāo)志R/W提供頁(yè)面寫(xiě)保護(hù)程序運(yùn)行中的保護(hù)當(dāng)前特權(quán)級(jí)描述符特權(quán)級(jí)請(qǐng)求特權(quán)級(jí)Pentium的保護(hù)技術(shù)下面不屬于Pentium系統(tǒng)存儲(chǔ)器的段級(jí)保