《計算機原理與應用》習題(5-6章)

第5章微機的存儲器5.4某一RAM內部采用兩個32選1的地址譯碼器，并且有一個數(shù)據(jù)輸入端和一個數(shù)據(jù)輸出端，試問：（1）該RAM的容量是多少？（2）基本存儲電路采用何種譯碼電路？（3）存儲陣列排列成怎樣一種陣列格式？答：（1）容量是：（2）基本存儲電路采用（3）存儲陣列排列成32×32的矩陣。32×32=1024bit=1Kb；雙譯碼方式；5.5設有一個具有13位地址和8位字長的存儲器，試問：（1）存儲器（2）如果存儲器由1K×4位RAM芯片組成，（3）需要哪幾位高位地址能存儲多少字節(jié)信息？共計需要多少片？做片選譯碼來產生芯片選擇信號？答：（1）存儲器能存儲信息：2×8位=8KB；13（2）若由1K×4位RAM芯片組成，則位擴充需要2片，容量擴充需要8片，共計2×8=16片；（3）擴充的8組芯片需用3-8譯碼器進行片選，由于地址總線的A~A0需要與各RAM芯9A、A11、A作片選譯碼片地址線并聯(lián)，所以用高位地址來產生芯片選擇信號。12105.6下列RAM各需要多少地址線進行尋址？多少條數(shù)據(jù)I/O線？RAM地址線I/O線512×41K×4944811414101011121416181K×82K×14K×116K×464K×1256K×45.7分別用1024×4位和4K×2位芯片構成64K×8位的隨機存取存儲器，各需多少片？答：（1）由1024×4位的芯片組成64K×8位的RAM芯片，位擴充需要2片，容量擴充需要64片，共計64×2=128片；（2）用4K×2位的芯片組成64K×8位的RAM芯片，位擴充需要4片，容量擴充需要16片，共計16×4=64片。5.8在有16根地址總線的微機系統(tǒng)中，根據(jù)下面兩種情況設計出存儲器片選的譯碼電路及其與存儲器芯片的連電接路。1（1）采用1K×4位存儲器芯片，形成32K字節(jié)存儲器。（2）采用2K×8位存儲器芯片，形成32K字節(jié)存儲器。答：（1）由1K×4位的芯片組成32K字節(jié)存儲器，位擴充需要2片，容量擴充需要32片，共計32×2=64片；（2）用2K×8位的芯片組成32K字節(jié)存儲器，不需要進行位數(shù)擴充，容量擴充需要16片，即共需16片。5.10使用下列RAM芯片，組成所需的存儲容量，問各需多少RAM芯片？各需多少RAM芯片組？共需多少條尋址線？每塊片子需多少條尋址線？（1）512×2位的芯片，組成8KB的存儲容量。（2）1K×4位的芯片，組成64KB的存儲容量。答：（1）位擴充需要4片，容量擴充需要16片，共需4×16=64片（分為16組，每組4片），共需13根地址線，每塊芯片需9條地址線。（2）位擴充需要2片，容量擴充需要64片，共需2×64=128片（分為64組，每組2片），共需16根地址線，每塊芯片需10條地址線。5.16256×4位的RAM芯片，組成4KB的存儲容量，（1）每片需要多少地址線？（2）共需多少地址線？（3）多少塊芯片？（4）多少芯片組？答：（1）256=28，故每片需要8根地址線。（2）4K=212，故共需12根地址線。（3）用256×4位的芯片組成4KB的存儲器，位擴充需要2片，容量擴充需要16片，共計16×2=32片。（4）2片為1組，共16個芯片組。5.19已知某RAM芯片的引腳共有12根地址線，8位數(shù)據(jù)線，該存儲器的容量為多少字節(jié)？若該芯片所占存儲空間的起始地址為1000H，其結束地址是多少？答：（1）存儲器容量為212×8位=4KB；（2）該存儲器的絕對地址范圍為000H~FFFH，所以，若該芯片所占存儲空間的起始地址為1000H，則其結束地址為1FFFH。5.23已知某16位微機系統(tǒng)的CPU與RAM連接的部分示意圖，若RAM采用每片容量為2K×2位的芯片，試填空回答下列問題（1）根據(jù)題意，本系統(tǒng)需要該種芯片（32）片（2）設由74LS138的Y和Y6端分別引出引線連至RAM1和RAM2兩組芯片的CS端，則RAM1和RAM2的地址范圍分別是（0FA800H~0FAFFFH）與（0FB000H~0FB7FFH）。52說明：因為16位微機系統(tǒng)的存儲器中數(shù)據(jù)仍是按字節(jié)存放，所以該題中存儲器的位數(shù)最大8位，因此需要4片2K×2位的芯片進行位擴充；另外，存儲器的地址線共用了A~A13），所以容量是由2K擴充為16K（214），需要8片2K×2位的芯片。16位微機系統(tǒng)的CPU進行存儲器擴充時共需要2K×2位芯片的數(shù)目為4×8=32后存儲器的容量為16K×8位，即16KB?？蓴U充為14根（0綜上，此片。擴充（這里可參考一下教材中關于16位微處理器8086存儲器的擴充）第6章輸入輸出與中斷6.2接口電路的信息可以分為哪幾類？接口電路的基本結構特點？答：（1）接口電路的（2）根據(jù)①3種（數(shù)據(jù)②在用輸入輸出指令（IN/OUT）來尋址外態(tài)作為一種輸入數(shù)據(jù)，而CPU的控制命令，是據(jù)總線來分別傳送。③端口地址由CPU地址總線的端口時）信息來確定，CPU根據(jù)I/O指令提供的端口地址交換信息。6.3CPU與外設交換數(shù)據(jù)的傳送方式可分為哪幾種？試簡要說明它們各自的特點。答：CPU與外設交換數(shù)據(jù)的傳送方式可分為3種：程序傳送、中斷傳送和直接存儲器存（DMA）傳送。程序查詢輸入輸出傳送方式適用于計算機工作任務較輕或CPU不太忙的情況；優(yōu)點：能較好的協(xié)調外設和CPU之間定時的差別；程序和接口電路比較簡單；缺點：CPU必須作程序等待循環(huán)，不斷測試外設的狀態(tài)，直至外設為交換數(shù)據(jù)準備就緒。此費時間，大大降低了CPU的運行效率。在時實控制系統(tǒng)中，一般具有多個工作速度不同的外設，CPU要為這些外設服務，程序查詢傳送方式不但浪費大量等待查詢時間，而且很難使每個外設都工作在最佳狀態(tài)。信息可以分為：數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息傳送不同信息的需要，接口電路的基本結構有如下特點：、狀態(tài)、控制）信息的性質不同，應通過不同的端口分別傳送。設（實際尋址端口）的CPU中，外設的狀作為一種輸出數(shù)據(jù)，從而可通過數(shù)低8位或低16位地址（如8086用DX間接尋址外設來尋址端口，設然后同外取循環(huán)等待方式很花3中斷方式由外設主動向CPU提出中斷請求信號，CPU在每條指令執(zhí)行的結尾階段，均查詢是否有中斷請求信號，若有，則暫停執(zhí)行現(xiàn)行程序，轉去為申請中斷的某個外設服務。CPU不必花費時間去查詢外設的狀態(tài)，由硬件完成對中斷請求的查詢，不占用CPU工作時間。但是中斷方式下，CPU仍然要做很多工作，效率降低。例如，每進行1次傳送，CPU都需要執(zhí)行一次中斷處理程序；CPU每次都要保護斷點、標志寄存器，必要時還要保護其它寄存器；進入中斷后，指令隊列要清除，BIU（總線接口單元）要重新取指令，而EU（執(zhí)行單元）要等待；中斷返回時，仍要清除指令隊列，BIU重新取指令，EU等待。DMA傳送方式讓外設接口可接直與內存進行高速的數(shù)據(jù)傳送，而不必經過CPU，可實現(xiàn)對存儲器的接直存取。數(shù)據(jù)的傳輸速度基本上決定于外設和存儲器的速度。DMA傳輸方式要利用系統(tǒng)總線進行數(shù)據(jù)傳輸。因此，在傳輸數(shù)據(jù)時，DMA控制器要向CPU發(fā)出占用總線的請求。一般用于高速成組的數(shù)據(jù)傳送。6.5什么叫中斷？什么叫中斷源？答：中斷：使CPU暫停運行原來的程序，按照更為急迫事件的需要轉去執(zhí)行為中斷源服務的程序（稱為中斷服務程序），待該程序處理完后，再返回運行原程序。中斷源：引起中斷的事件或原因，或發(fā)出中斷申請的來源。6.7什么叫中斷系統(tǒng)？中斷系統(tǒng)有哪些功能？微機的中斷技術有什么優(yōu)點？答：（1）中斷系統(tǒng)是指為實現(xiàn)中斷而設置的各種硬件和軟件，包括中斷控制邏輯及相應管理中斷的指令。（2）中斷系統(tǒng)應具有下列功能：①能響應②能實現(xiàn)優(yōu)先權排③高級中斷源能中斷低級的中斷處理中斷、處理中斷與返回隊（3）微機的中斷技術可解決快速CPU與中、慢速外設速度不匹配的矛盾，以提高主機的工作效率。6.11在I/O控制都是由外設主動提出申請，但中斷方式需要通過程序傳送數(shù)據(jù)還要“保護現(xiàn)場”和“恢復現(xiàn)場”，而DMA方式可以讓外設與內存接直交換數(shù)據(jù)，不必經過CPU，所以處理速度更快，實時性更強。方式中，中斷和DMA有何主要異同？答：兩者，并在處理的過程中6.12向量中斷與中斷向量在概念上答：（1）向量中斷是通過中斷向量來找中斷入口地址進而轉向中斷服務程序的一種方法。中斷向量是用來提供中斷入口地址的一個地址指針。（2）入口地址是指中斷程序的實際地址，即段地址CS左移4位加偏移量IP所得的和。有何區(qū)別？中斷向量與中斷入口地址又有何區(qū)別？6.13什么是中斷向量表？在8086/8088的中斷向量表中有多少個不同的中斷向量？已知中斷類型號，如何在中斷向量表中查找中斷向量？答：（1）中斷向量表也稱中斷入口地址表，用它來指出中斷服務程序的入口地址。（2）在8086/8088的中斷向量表中有256個不同的中斷向量。（3）略4

6.15試比較主程序轉入中斷服務程序和主程序調用子程序的主要異同點。答：兩者都是從主程序處轉而執(zhí)行其他程序，都要保護斷點，但中斷服務程序還需要將標志寄存器F壓入堆棧，并用IRET返回，而主程序調用子程序用RET返回。6.16試比較保護斷點與保護現(xiàn)場的主要異同？答：保護斷點是將斷點的CS和