微型计算机中普片编码,北京大学《微机原理与接口技术》微机原理闭卷文字内容部分.pdf...

微机原理闭卷文字内容部分

by EECS ZongZiWang

1、计算机控制器通常有哪两种实现方式？简述各自的优缺点。

答：计算机控制器通常有“硬连线”和“微程序”两种实现方式。

硬连线方式的优点：指令执行速度快；缺点：不易扩充，灵活性较差。常用于RISC 结构的

机器中。

微程序方式的优缺点：方便灵活，但是指令的执行速度比较慢，在 CISC 结构中常被采用。

2、 I/O 端口的编址方式有哪两种？简述各自的优缺点。

答：I/O 端口的编址方式有“I/O 端口和存储器统一编址”和“I/O 端口和存储器单独编址”

两种，他们的优缺点如下：

I/O 端口和存储器统一编址的优点：

(1)用访问存储器的指令来访问 I/O 端口，而访问存储器的指令功能较强；

(2 )CPU 中的 I/O 操作与访存操作统一设计为一套逻辑， CPU 的引脚数可以减少一些。

其缺点是：

I/O 端口占用了一部分存储器地址空间，使用户的存储地址空间相对减少，另外，指令长度

比单独 I/O 指令要长。

I/O 端口和存储器单独编址的优点：

(1)I/O 端口不占用存储器地址空间；

(2 )单独I/O 指令地址码较短，因此指令长度较短；

(3 )程序可读性强。

其缺点是：

(1)单独 I/O 指令的功能有限；

(2 )采用专用的 I/O 操作时序，增加处理器本身控制逻辑的复杂性。

2、试比较查询方式与中断方式的工作特点。

答：

查询方式的工作特点：CPU 通过执行程序不断读取并检测外设的状态，只有在外设确实已经

准备就绪的情况下，才进行数据传送，否则还要继续查询外设的状态。

程序查询传送比无条件传送要准确和可靠，但在此种方式下CPU 要不断地查询外设的状态，

占用了大量的时间，而真正用于传送数据的时间却很少。

(1) CPU 的利用率低

(2) 不能满足实时控制系统对I/O 处理的要求

与程序查询方式相比，中断控制方式的数据交换具有如下特点:

(1) 提高了CPU 的工作效率;

(2) 外围设备具有申请服务的主动权;

(3) CPU 可以和外设并行工作;

(4) 可适合实时系统对I/O 处理的要求。

4 、简述DMA 方式的工作特点。

答：DMA 方式的工作特点为：不需要 CPU 执行指令而在专门的硬件控制电路控制之下进行

外设与存储器之间的直接数据传送，可以获得较高的数据传输速率。这种专门的硬件控制电

路称为 DMAC (DMA 控制器)

5、简要说明SRAM 和DRAM 的主要特点。

答：SRAM 的主要特点

1.静态 RAM 存储电路 MOS 管较多，集成度不高，同时由于T1 、T2 管必定有一个导通，因

而功耗较大。

2.静态RAM 的优点是不需要刷新电路，从而简化了外部控制逻辑电路，此外静态RAM 存取

速度比动态RAM 快，因而通常用作微型计算机系统中的高速缓存(Cache) 。

DRAM 的主要特点：

1.与静态RAM 相比，动态 RAM 基本存储电路所用的MOS 管少，集成度高，从而可以提高

存储器的存储密度并降低功耗。

2.动态RAM 的缺点是存取速度比静态RAM 慢；需要定时刷新，因此需增加相应的刷新支持

电路；

3.此外，在刷新期间 CPU 不能对内存模块启动读/写操作，从而损失了一部分有效存储器访

问时间。

4.DRAM 的高存储密度、低功耗及每位价格便宜的突出优点，使之非常适用于在需要较大存

储容量的系统中用作主存储器。现代PC 机均采用各种类型的DRAM 作为可读写主存。

6、画出硬连线控制器的基本组成框图，说明这种控制器的优缺点。

优点：执行指令的速度快；缺点：不规整，不易扩充

7、说明 CPU 响应可屏蔽中断(INTR)和非屏蔽中断(NMI)的区别。

答：区别：(1)响应 INTR 需首先检测中断标志 IF 的状态，而响应 NMI 无需检测IF 的状

态；

(2 )响应 INTR 时，需从外部读取中断型码，而响应 NMI 时 CPU 内部自动形成相应的中

断类型码

8、说明 DMA 控制器(DMAC)的基本结构(指出内部主要有哪些寄存器，外部主要

有哪些控制信号线)。

答：DMA 控制器(DMAC)的内部结构主要有：控制寄存