廣西電大開(kāi)放教育?？朴?jì)算機(jī)專業(yè)

《計(jì)算機(jī)組成原理與匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》復(fù)習(xí)指南

2023-5-25

為了幫助同學(xué)們復(fù)習(xí)，本文一方面闡明本課程的教學(xué)目的與考核說(shuō)明，這是總復(fù)習(xí)的

指導(dǎo)思想。在重點(diǎn)與難點(diǎn)的剖析中，則一方面突出需純熟掌握的部分，然后再討論一些需掌

握、理解的概念和方法，其間插入一些典型題例。由于匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)有其自身的體系和

特點(diǎn)，我們將它作為專門(mén)的一節(jié)討論。

一、教學(xué)目的與考核規(guī)定

本課程的教學(xué)目的是:在學(xué)完本課后能建立起整機(jī)概念,它可分為兩級(jí)：

（1）CPU級(jí)，它包含三個(gè)方面：CPU基本組成、指令流程、匯編語(yǔ)言級(jí)程序設(shè)計(jì)方法。

（2）系統(tǒng)級(jí)，它包含兩個(gè)方面:如何通過(guò)系統(tǒng)總線與接口將CPU、主存、I/O設(shè)備（含外存）

連接成整機(jī)，對(duì)輸入/輸出的三種基本控制機(jī)制。

相應(yīng)地，考核也將緊緊圍繞這一基本教學(xué)目的。一套規(guī)范的試卷應(yīng)能體現(xiàn)出與整機(jī)概

念相關(guān)的核心內(nèi)容，如：CPU如何執(zhí)行程序（指令流程），如何組成一個(gè)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器,總線與

接口的基本組成，中斷方式的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用、過(guò)程，DMA方式的定義、特點(diǎn)、應(yīng)用、過(guò)

程，同步控制與異步控制，閱讀、分析程序段，用常用匯編語(yǔ)句編寫(xiě)程序段（教材例題和錄像

教學(xué)中使用的匯編語(yǔ)句基本上就屬于常用的）等。

教材在每章開(kāi)頭的“學(xué)習(xí)目的”中，分別用幾種層次表白考核規(guī)定:①純熟掌握,這是重

之重、必考內(nèi)容，也許占有較大比重。②掌握。③理解。屬于“了解”的內(nèi)容一般不直接考

核，即或涉及到一些，其比重也很小。

試題類型大體分為：①單項(xiàng)選擇題②多項(xiàng)選擇題③改錯(cuò)題（原題均有錯(cuò)）。在這三種

試題中都給出一些似是而非的提法或結(jié)論,規(guī)定考生能對(duì)的理解有關(guān)概念,能選擇或給出對(duì)

的的結(jié)論。注意，對(duì)改錯(cuò)題的改正并不是將本來(lái)的提法簡(jiǎn)樸地顛倒就行的，也不要偏離題意。

④簡(jiǎn)答題，規(guī)定正面回答、闡述。有時(shí)也規(guī)定對(duì)可比性概念進(jìn)行比較分析，例如同步控制與

異步控制、組合邏輯控制與微程序控制、中斷與DMA等。⑤分析題，如閱讀一段用匯編語(yǔ)言

書(shū)寫(xiě)的程序段，然后回答問(wèn)題。⑥設(shè)計(jì)題，如擬定指令流程、設(shè)計(jì)半導(dǎo)體存儲(chǔ)器、編寫(xiě)程序

段等。設(shè)計(jì)題通常是重點(diǎn)所在，請(qǐng)大家務(wù)必注意,本文也將重點(diǎn)分析。

二、需純熟掌握的內(nèi)容

教材在三處采用了“純熟掌握”的提法：CPU基本組成與指令流程，用存儲(chǔ)芯片構(gòu)成某

一容量的存儲(chǔ)器，中斷方式與DMA方式。這些知識(shí)點(diǎn)涉及到建立整機(jī)概念的核心問(wèn)題：CPU

如何執(zhí)行指令,計(jì)算機(jī)如何存儲(chǔ)信息,如何控制輸入/輸出。

1.CPU基本組成

教材3.3.1節(jié)給出了一種簡(jiǎn)化的CPU內(nèi)部組成模型，它是擬定指令流程的基礎(chǔ)，大

家應(yīng)當(dāng)記住它。在理解它的組成時(shí)需要抓住幾點(diǎn)：

(1)ALU部件，以及它的輸入與輸出方式。

(2)用于運(yùn)算的一組寄存器R0?R3及暫存器C、D、Z。

(3)用于控制的一組寄存器:指令寄存器IR,程序計(jì)數(shù)器PC,程序狀態(tài)字寄存器PSW。

(4)與訪存相關(guān)的一組寄存器：存儲(chǔ)器地址寄存器MAR,存儲(chǔ)器數(shù)據(jù)寄存器MDR,堆棧指針

SPo

(5)內(nèi)部總線的連接方式，如何向它發(fā)送信息，它又如何輸出信息。

(6)CPU如何通過(guò)系統(tǒng)總線與主存、I/O設(shè)備相連接。

2.擬定指令流程

指令流程體現(xiàn)了計(jì)算機(jī)工作原理中一個(gè)核心內(nèi)容：CPU究竟如何執(zhí)行程序指令?大家務(wù)

必要純熟掌握?？己朔绞揭话闶墙o出一條特定的指令，以模型機(jī)CPU內(nèi)部組成為背景，用

寄存器傳送級(jí)語(yǔ)句描述其讀取與執(zhí)行流程。關(guān)鍵是要純熟掌握幾種基本尋址方式的實(shí)現(xiàn)過(guò)

程，分清誰(shuí)是源地址、誰(shuí)是目的地址，操作碼是什么。

設(shè)計(jì)題:擬出指令MOV-(SP),x(R0)的讀取與執(zhí)行流程。

PC-MAR取指令地址

M-MDR-IR,PC+1-PC取指令

PC-MAR

M-MDR-D,PC+l-PC取形式地址

D+R0-Z變址計(jì)算

Z-MAR送有效地址

M-MDRfC讀源操作數(shù)

SP-iZ

Z-MAR、SP修改棧頂?shù)刂?/p>

C-MDR

MDRfM壓棧

本題的操作碼MOV是一條傳送指令,意味著從源地址讀取一個(gè)操作數(shù)，送入目的地。按

模型機(jī)指令格式,源尋址方式助記符x(R0)表白是采用變址方式，即：從緊跟現(xiàn)行指令的下一

個(gè)存儲(chǔ)單元中讀取形式地址，送入暫存器D;變址寄存器R0的內(nèi)容(變址量)與形式地址相加，

獲得有效地址，暫存在Z中；再按該有效地址從主存中讀取源操作數(shù)，送入暫存器C。目的地

尋址方式助記符一(SP)表白采用堆棧尋址方式，將源操作數(shù)壓入堆棧；先修改堆棧指針SP,

使它指向新棧頂(待存的空單元)。最后，將暫存于C中的源操作數(shù)經(jīng)MDR送入主存(即壓

入堆棧)。

采用了兩種相對(duì)復(fù)雜一些的尋址方式，常用的尋址方式尚有:寄存器尋址方式R、寄存

器間址方式(R),自減型寄存器間址方式-(R),自增型寄存器間址(R)+,直接尋址方式DI

等，大家務(wù)必要掌握。

3.存儲(chǔ)器設(shè)計(jì)

CPU加上主存，習(xí)慣上稱為主機(jī)。在構(gòu)建某個(gè)計(jì)算機(jī)應(yīng)用系統(tǒng)中，常需自行設(shè)計(jì)半導(dǎo)體

存儲(chǔ)器，即用若干存儲(chǔ)芯片構(gòu)造一定容量的存儲(chǔ)器。所以這是必須純熟掌握的核心內(nèi)容。

設(shè)計(jì)題:用1KX4/片的存儲(chǔ)芯片構(gòu)成一個(gè)4KB存儲(chǔ)器，地址總線A15?A0(低)，數(shù)據(jù)總線

D7“DO(低),R/W控制讀寫(xiě)。請(qǐng)畫(huà)出芯片級(jí)邏輯框圖,注明各信號(hào)線,寫(xiě)出片選邏輯式。

教材已經(jīng)完整地講解了設(shè)計(jì)方法與設(shè)計(jì)過(guò)程,本文在這里僅強(qiáng)調(diào)一些需要注意的地方。

若本題的題分為10分，則評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)往往是:芯片數(shù)量及其組合1分;芯片地址是哪幾位，3

分；片選邏輯，4分;數(shù)據(jù)線1分；讀寫(xiě)控制1分。在完畢設(shè)計(jì)并畫(huà)出邏輯圖后，應(yīng)當(dāng)從上

述幾方面檢查一下。存儲(chǔ)器邏輯的核心是尋址邏輯，因此芯片地址、片選邏輯這兩項(xiàng)在評(píng)分

標(biāo)準(zhǔn)中占有重要份量。為此需要掌握存儲(chǔ)容量與相應(yīng)地址位數(shù)之間的相應(yīng)關(guān)系：1K容量需

要10位地址,2K容量需要11位地址……。本題的地址分派關(guān)系如下：

不用片選芯片地址A15A14A13A12

片選地址AllA10

芯片地址A9A8A7A6A5A4A3A2AlA0

片選邏輯式：CS0=A11A10CS1=A11A1O

CS2=A11A10CS3=A11Al0

4.中斷方式

為了將主機(jī)與I/O設(shè)備連接成一臺(tái)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)，需要通過(guò)系統(tǒng)總線與各種接口實(shí)現(xiàn)

連接，還要可以選擇實(shí)現(xiàn)三種基本的1/0控制機(jī)制之一。這是由CPU級(jí)發(fā)展到系統(tǒng)級(jí)整機(jī)

概念的關(guān)鍵，其中有關(guān)中斷方式和DMA方式的概念最為重要，也相對(duì)復(fù)雜些,因此被列為必

須純熟掌握的核心內(nèi)容之一。

（1）定義：當(dāng)CPU接到某個(gè)隨機(jī)的中斷請(qǐng)求信號(hào)后，暫停執(zhí)行當(dāng)前的程序，轉(zhuǎn)去執(zhí)行相應(yīng)

的中斷解決程序，為該隨機(jī)事態(tài)服務(wù)，服務(wù)完畢后自動(dòng)返回并繼續(xù)執(zhí)行原程序。這一過(guò)程稱

為中斷，采用這種方式控制I/0操作或解決隨機(jī)事件,稱為中斷方式。

（2）特點(diǎn):通過(guò)執(zhí)行程序解決,具有隨機(jī)性。

（3）應(yīng)用:抽象地說(shuō)，中斷方式重要應(yīng)用于管理中低速I(mǎi)/O操作、解決復(fù)雜的隨機(jī)事件。具

體的應(yīng)用實(shí)例如:故障解決、中低速I(mǎi)/O控制、通信、實(shí)時(shí)解決、人機(jī)對(duì)話等。

（4）中斷過(guò)程：中斷請(qǐng)求信號(hào)的產(chǎn)生與傳送，屏蔽與判優(yōu)，CPU響應(yīng)（保存斷點(diǎn)、轉(zhuǎn)向中斷

解決程序入口），中斷解決（執(zhí)行解決程序），返回。（細(xì)節(jié)見(jiàn)教材）

（5）向量中斷：這是現(xiàn)代計(jì)算機(jī)廣泛采用的一種獲取中斷解決程序入口的方式。事先將系統(tǒng)

各個(gè)中斷解決程序的入口地址作為中斷向量，組織成一個(gè)中斷向量表,存放在主存的特定區(qū)

域中；當(dāng)CPU響應(yīng)中斷請(qǐng)求并發(fā)出批準(zhǔn)信號(hào)后,提出該請(qǐng)求的中斷源（如某個(gè)中斷接口）向CP

U送出自己的向量編碼（如中斷類型碼），CPU將它轉(zhuǎn)換成向量地址;據(jù)此訪問(wèn)主存中的中斷

向量表，從中讀取相應(yīng)的中斷解決程序入口地址，從而轉(zhuǎn)去執(zhí)行解決程序。

5.DMA方式

作為三種I/O控制機(jī)制之一，DMA方式是一種重要的數(shù)據(jù)傳送方式。

（1）定義:DMA方式是直接依靠硬件實(shí)現(xiàn)主存與I/0設(shè)備之間數(shù)據(jù)直接傳送的一種方式,

在傳送過(guò)程中不需CPU程序干預(yù)。

（2）特點(diǎn):直接依靠硬件實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳送（不是依靠執(zhí)行程序），具有隨機(jī)性。

（3）應(yīng)用：抽象地說(shuō),DMA方式合用于高速的簡(jiǎn)樸數(shù)據(jù)批量傳送。具體的應(yīng)用實(shí)例如：讀寫(xiě)

磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等外存儲(chǔ)器時(shí)的數(shù)據(jù)傳送、網(wǎng)絡(luò)通信、動(dòng)態(tài)刷新等。

（4）典型過(guò)程：一次完整的調(diào)用過(guò)程包含三個(gè)階段：

A.DMA初始化。CPU執(zhí)行初始化程序:預(yù)置DMA控制器的工作方式，并向它送出傳送方向、

主存緩沖區(qū)首址、互換數(shù)據(jù)量等信息；向I/O設(shè)備接口送出讀寫(xiě)命令、設(shè)備尋址信息，然后

啟動(dòng)設(shè)備工作。

B.DMA傳送。當(dāng)需要傳送時(shí)，接口向DMA控制器提出DMA請(qǐng)求，然后DMA控制器向CPU申

請(qǐng)總線控制權(quán)，獲得批準(zhǔn)后由DMA控制器接管總線（送出總線地址和讀寫(xiě)命令），接口和主存

之間通過(guò)數(shù)據(jù)總線直接傳送。

C.結(jié)束解決。批量傳送結(jié)束后，接口向CPU提出中斷請(qǐng)求,CPU執(zhí)行中斷解決程序進(jìn)行結(jié)

束解決。

簡(jiǎn)答題：何謂中斷方式?舉出兩種應(yīng)用實(shí)例。

簡(jiǎn)答題：比較并說(shuō)明中斷方式與DMA方式的重要異同。

改錯(cuò)題:DMA方式是直接依靠硬件實(shí)現(xiàn)主機(jī)與I/O設(shè)備之間的數(shù)據(jù)直傳。

注意，主機(jī)涉及CPU與主存，而DMA方式正是要繞過(guò)CPU。

三、需要掌握、理解的內(nèi)容（部分）

雖然我們先突出了最重要的一些內(nèi)容，但為了建立整機(jī)概念還需要全面復(fù)習(xí)教材。限

于篇幅，本文只能對(duì)其中的部分重點(diǎn)與難點(diǎn)進(jìn)行剖析，并給出一些題例，起到示范作用。注

意,不能將本文視為考試范圍，復(fù)習(xí)時(shí)一定要以考核大綱為準(zhǔn)。

1.存儲(chǔ)程序工作方式：事先編寫(xiě)程序，事先存儲(chǔ)程序，自動(dòng)連續(xù)執(zhí)行程序。

2.計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)?；诖鎯?chǔ)程序工作方式和數(shù)字化信息表達(dá)，計(jì)算機(jī)具有下述特點(diǎn)：能在

程序控制下自動(dòng)連續(xù)地工作,運(yùn)算速度快,運(yùn)算精度高,具有很強(qiáng)的信息存儲(chǔ)能力,通用性強(qiáng)。

3.數(shù)制轉(zhuǎn)換

單選題：(195)io=(B)2

A.11001101B.100111

C.1001101D.

4.碼制轉(zhuǎn)換

單選題:若X=-01100100,則X補(bǔ)=(D)

A.01100100B.11100100

C.10011011D.10011100

5.定、浮點(diǎn)數(shù)的表達(dá)范圍、分辨率、典型值。關(guān)鍵是掌握它們的典型值，由此可知其表達(dá)

范圍和分辨率。

單選題:某定點(diǎn)整數(shù)16位，含1位符號(hào)位，補(bǔ)碼表達(dá)，則所能表達(dá)的絕對(duì)值最大負(fù)數(shù)的十進(jìn)

制真值為(A)

A.-2'5B.-216C.-(2,51)D.-(216-1)

6.I/O編址方法

CPU訪問(wèn)I/O設(shè)備是通過(guò)接口中的寄存器進(jìn)行的，目前廣泛采用的有兩種I/O編址

方法：

(1)單獨(dú)編址。為I/O接口中的有關(guān)寄存器分派I/O端口地址，一般由地址總線若干低位

提供I/O端口地址,從而選擇某個(gè)接口寄存器進(jìn)行讀/寫(xiě)。

(2)統(tǒng)一編址。將I/O接口中的有關(guān)寄存器與主存單元統(tǒng)一編址，一般將總線地址碼中高

端(地址值大)的一段區(qū)域分派給I/O端口。

7.運(yùn)算部件的構(gòu)成@

運(yùn)算分為算術(shù)運(yùn)算與邏輯運(yùn)算，算術(shù)運(yùn)算以加法器為核心。多位全加器加上進(jìn)位鏈構(gòu)成

并行加法器，加法器加上輸入選擇邏輯成為多功能的算術(shù)邏輯運(yùn)算部件ALU,ALU加上移位

邏輯可實(shí)現(xiàn)乘除運(yùn)算,而浮點(diǎn)運(yùn)算可分解為定點(diǎn)整數(shù)的階碼運(yùn)算和定點(diǎn)小數(shù)的尾數(shù)運(yùn)算。在

簡(jiǎn)樸的CPU中也許只有一個(gè)ALU和一個(gè)移位器，而復(fù)雜的CPU中也許包含多個(gè)、多種運(yùn)算

部件。

8.原碼運(yùn)算與補(bǔ)碼運(yùn)算

簡(jiǎn)答題：指出原碼運(yùn)算與補(bǔ)碼運(yùn)算的重要區(qū)別。

原碼運(yùn)算重要用于乘除法,取尾數(shù)（絕對(duì)值）運(yùn)算,符號(hào)位單獨(dú)解決;其絕對(duì)值運(yùn)算又稱

為無(wú)符號(hào)數(shù)運(yùn)算。補(bǔ)碼運(yùn)算涉及加減乘除,其重要特點(diǎn)是符號(hào)位作為數(shù)的一部分直接參與運(yùn)

算，又稱為帶符號(hào)數(shù)運(yùn)算。

9.組合邏輯控制器

它通過(guò)組合邏輯電路產(chǎn)生微命令,產(chǎn)生微命令的輸入信號(hào)有:指令代碼（操作碼、尋址

方式碼等），時(shí)序信號(hào)（工作周期、時(shí)鐘周期、工作脈沖），程序狀態(tài)（PSW中的標(biāo)志位），外

部請(qǐng)求等。輸出為微命令（電位型、脈沖型）.優(yōu)點(diǎn)：速度快。缺陷：設(shè)計(jì)較凌亂，不易修改

擴(kuò)充。應(yīng)用于快速CPU中。

10.微程序控制器

簡(jiǎn)答題:簡(jiǎn)述微程序控制方式的基本思想

（1）產(chǎn)生微命令的方法:將所需的微命令以代碼形式編成若干條微指令，在制造CPU時(shí)將

它們存入cPU內(nèi)的一個(gè)控制存儲(chǔ)器（ROM型）。CPU執(zhí)行指令時(shí)，從控制存儲(chǔ)器中讀出微指

令，即可獲得所需的微命令。

（2）微程序與工作程序之間的相應(yīng)關(guān)系：一條微指令包含的微命令控制實(shí)現(xiàn)一步（一個(gè)時(shí)鐘

周期）機(jī)器操作;若干條微指令組成一小段微程序,解釋實(shí)現(xiàn)一條機(jī)器指令；控制存儲(chǔ)器中的

微程序能解釋實(shí)現(xiàn)所有指令系統(tǒng)。

簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述微程序控制方式的優(yōu)缺陷

優(yōu)點(diǎn)：設(shè)計(jì)比較規(guī)整，易于修改擴(kuò)充。

缺陷：速度較組合邏輯控制器稍慢。

應(yīng)用于對(duì)速度規(guī)定不是特別高的CPU中,例如Intel的80X86系列。

11.同步控制方式

同步控制方式是這樣一種時(shí)序控制方式:各項(xiàng)操作都由統(tǒng)一的時(shí)序信號(hào)同步定期，它的

重要特性是有固定的時(shí)鐘周期劃分。這意味著什么時(shí)間執(zhí)行什么操作是事先安排好的，一項(xiàng)

基本操作占用一個(gè)時(shí)鐘周期（節(jié)拍），某個(gè)操作發(fā)生的時(shí)刻由相應(yīng)的脈沖邊沿定期。

在CPU內(nèi)部及各設(shè)備內(nèi)部一般都采用同步控制方式；在傳送距離較短、各設(shè)備速度差

異不很大、傳送時(shí)間可大體預(yù)估的系統(tǒng)中，其系統(tǒng)總線也廣泛應(yīng)用同步控制方式，稱為同步

總線。

12.異步控制方式

在異步控制方式中，數(shù)據(jù)傳送及各項(xiàng)操作之間的銜接采用應(yīng)答方式實(shí)現(xiàn);所需時(shí)間視實(shí)

際需要而定，能短則短，需長(zhǎng)則長(zhǎng)；其重要特性是沒(méi)有固定的時(shí)鐘周期劃分，由一組應(yīng)答信

號(hào)定期。在傳送距離較長(zhǎng)、系統(tǒng)內(nèi)各設(shè)備差異較大、傳送時(shí)間不易預(yù)先估計(jì)的系統(tǒng)中，其系

統(tǒng)總線常采用異步控制方式,稱為異步總線。

13.總線及其分類

總線是一組可由多個(gè)部件分時(shí)共享的傳送信息的公共線路。它可連接多個(gè)部件（共享），

某一時(shí)刻只能有一個(gè)部件可通過(guò)總線發(fā)送數(shù)據(jù)（分時(shí)），但可將該數(shù)據(jù)傳送至一個(gè)或同時(shí)傳送

至多個(gè)部件。

按數(shù)據(jù)傳送格式，總線可分為串行總線與并行總線。準(zhǔn)時(shí)序控制方式,總線可分為同

步總線與異步總線，或再細(xì)分出一種同步擴(kuò)展總線。按所處的位置和功能，可分為CPU內(nèi)部

總線、系統(tǒng)總線以及各種部件內(nèi)部總線。按傳送信息類型，可分為地址總線、數(shù)據(jù)總線、控

制總線。

14.系統(tǒng)總線的信號(hào)組成

典型的系統(tǒng)總線大體涉及下述類型的信號(hào)：電源與地，地址,數(shù)據(jù)，同步定期信號(hào)或異

步應(yīng)答信號(hào)，數(shù)據(jù)傳送控制信號(hào)，中斷請(qǐng)求與批準(zhǔn)信號(hào)，總線請(qǐng)求與批準(zhǔn)，系統(tǒng)復(fù)位等。

15.I/0接口的定義與分類

I/O接口是位于系統(tǒng)總線與I/O設(shè)備之間的邏輯部件，它提供了主機(jī)與I/0設(shè)備之

間進(jìn)行信息傳送的界面和控制邏輯。

按數(shù)據(jù)傳送格式,接口可分為串行接口與并行接口。注意,接口的一側(cè)面向系統(tǒng)總線，另

一側(cè)面向I/O設(shè)備。對(duì)于并行接口，它與系統(tǒng)總線以及與I/O設(shè)備之間都是并行。而對(duì)于串

行接口，它與系統(tǒng)總線之間仍為并行,與設(shè)備之間則是串行。因此在串行接口中需進(jìn)行串-并

轉(zhuǎn)換，比并行接口復(fù)雜。

準(zhǔn)時(shí)序控制方式分類,接口可分為同步接口與異步接口。

按I/O控制機(jī)制分類，接口可分為直接程序控制方式接口、中斷接口、DMA接口。

16.中斷接口的基本組成及功能

(1)端口地址譯碼電路與讀寫(xiě)控制。它決定是否訪問(wèn)本接口，選擇接口的哪個(gè)寄存器，讀出

還是寫(xiě)入。

(2)命令字及狀態(tài)字寄存器。CPU采用輸出指令通過(guò)數(shù)據(jù)總線向接口寫(xiě)入命令字，其代碼將

產(chǎn)生某些具體的操作命令。CPU采用輸入指令通過(guò)數(shù)據(jù)總線從接口讀取狀態(tài)字，以判別接口

及設(shè)備的工作狀態(tài)。

(3)數(shù)據(jù)緩沖寄存器/存儲(chǔ)器。它轉(zhuǎn)發(fā)輸入、輸出數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)緩沖使主機(jī)與I/0設(shè)備之間

達(dá)成速度匹配,及也許需要的串并格式轉(zhuǎn)換。

(4)與設(shè)備特性及中斷機(jī)制有關(guān)的控制邏輯。通常將其中的公共部分(各接口公用)集中在中

斷控制器中，它包含:暫存中斷請(qǐng)求信號(hào)、屏蔽、判優(yōu)、中斷類型碼、向CPU提出請(qǐng)求及接

受批準(zhǔn)信號(hào)等。而某個(gè)設(shè)備的中斷信號(hào)產(chǎn)生電路，以及與該設(shè)備操作相關(guān)的控制邏輯，則位

于該I/O接口中。

簡(jiǎn)答題:簡(jiǎn)述I/0接口的基本功能

(1)地址譯碼，選取接口寄存器。

(2)接受控制命令，提供工作狀態(tài)信息。

(3)數(shù)據(jù)緩沖(速度匹配)，格式轉(zhuǎn)換。

(4)控制邏輯，如中斷、DMA控制邏輯,設(shè)備操作等。

17.三級(jí)存儲(chǔ)體系

常見(jiàn)的三級(jí)存儲(chǔ)體系(從CPU往外)是:Cache、主存、外存。

主存儲(chǔ)器用來(lái)存放需CPU運(yùn)營(yíng)的程序和數(shù)據(jù)。用半導(dǎo)體RAM構(gòu)成,常包含少部分ROM。

可由CPU直接編程訪問(wèn),采用隨機(jī)存取方式，即：可按某個(gè)隨機(jī)地址直接訪問(wèn)任一單元(不需

順序?qū)ふ?，存取時(shí)間與地址無(wú)關(guān)。存儲(chǔ)容量較大，常用字節(jié)數(shù)表達(dá)，有時(shí)也用單元數(shù)X位數(shù)

表達(dá)。速度較快，以存取周期表達(dá)。

Cache位于CPU與主存之間（有些Cache集在CPU芯片之中），用來(lái)存放當(dāng)前運(yùn)營(yíng)的

程序和數(shù)據(jù)，它的內(nèi)容是主存某些局部區(qū)域（頁(yè)）的復(fù)制品。它用快速的半導(dǎo)體RAM構(gòu)成，采

用隨機(jī)存取方式。存儲(chǔ)容量較小而速度最快。

外存儲(chǔ)器用來(lái)存放暫不運(yùn)營(yíng)但需聯(lián)機(jī)存放的程序和數(shù)據(jù)。用磁盤(pán)、光盤(pán)、磁帶等構(gòu)成，

磁盤(pán)用于需頻繁訪問(wèn)場(chǎng)合，光盤(pán)目前多用于提供系統(tǒng)軟件，而磁帶多用于較大系統(tǒng)的備份。

CPU不能直接編址訪問(wèn)外存，而是將它當(dāng)作外圍設(shè)備調(diào)用。磁帶采用順序存取方式。磁盤(pán)與

光盤(pán)采用直接存?。ò腠樞颍┓绞?，先直接定位到某個(gè)局部區(qū)域，再在其中順序存取。外存容

量可以很大，以字節(jié)數(shù)表達(dá)。由于外存的存取時(shí)間與數(shù)據(jù)所在位置有關(guān)，所以不能用統(tǒng)一的

存取周期指標(biāo)來(lái)表達(dá)。例如磁盤(pán)的速度指標(biāo)可按其工作過(guò)程提成三個(gè)階段描述:①平均尋道

時(shí)間②平均旋轉(zhuǎn)延遲（等待）時(shí)間③數(shù)據(jù)傳輸率。

18.靜態(tài)RAM

靜態(tài)RAM依靠雙穩(wěn)態(tài)電路（內(nèi)部交叉反饋）存儲(chǔ)信息，即一個(gè)雙穩(wěn)態(tài)電路單元存放一

位二進(jìn)制信息，一種穩(wěn)態(tài)為0,另一種穩(wěn)態(tài)為1。只要電源正常就能長(zhǎng)期保存信息，不需動(dòng)

態(tài)刷新，所以稱為靜態(tài)存儲(chǔ)器。一旦斷電則信息將會(huì)丟失，屬于易失性（揮發(fā)性）存儲(chǔ)器。與

動(dòng)態(tài)RAM相比,靜態(tài)RAM的速度更快,功耗較大,集成度較低，常用于容量較小的存儲(chǔ)器中。

改錯(cuò)題：靜態(tài)RAM的“靜態(tài)”二字含意是：在工作中它的內(nèi)容靜止不變。

]9.動(dòng)態(tài)RAM

動(dòng)態(tài)RAM依靠電容暫存電荷來(lái)存儲(chǔ)信息，電容充電至高電平為1,放電至低電平為0。

由于暫存電荷會(huì)逐漸泄漏，需要定期補(bǔ)充電荷來(lái)維持為1的存儲(chǔ)內(nèi)容,這種方法稱為動(dòng)態(tài)刷

新。由于需要?jiǎng)討B(tài)刷新，所以稱為動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器。在電源正常并采用動(dòng)態(tài)刷新的條件下，可以

長(zhǎng)期保存信息。一旦斷電則信息丟失，也屬于易失性存儲(chǔ)器。與靜態(tài)RAM相比，動(dòng)態(tài)RAM

功耗較小，集成度較高，但速度稍慢一些。常用來(lái)構(gòu)成容量較大的存儲(chǔ)器。

20.動(dòng)態(tài)刷新

在動(dòng)態(tài)存儲(chǔ)器中，定期對(duì)原存信息為1的電容補(bǔ)充電荷，稱為動(dòng)態(tài)刷新。動(dòng)態(tài)刷新的

方法是：存儲(chǔ)器中各存儲(chǔ)芯片同時(shí)按行地讀出重寫(xiě)。所有刷新一遍所允許的最大時(shí)間間隔稱

為最大刷新周期,一般為2ms。動(dòng)態(tài)刷新的安排方式有三種:集中刷新、分散刷新、異步刷

新，目前廣泛采用后一利、或是運(yùn)用DMA方式實(shí)現(xiàn)，或是設(shè)立專門(mén)的刷新邏輯，或是將刷新邏

輯集成在存儲(chǔ)芯片內(nèi)部。

21.磁盤(pán)存儲(chǔ)器

對(duì)磁盤(pán)存儲(chǔ)器，規(guī)定大家掌握的內(nèi)容是:磁盤(pán)中的信息組織方法、在訪問(wèn)磁盤(pán)時(shí)應(yīng)給

出的尋址信息、能結(jié)合磁盤(pán)調(diào)用闡述DMA方式（如二、5所述）。

在軟件組織這一層次，信息是以文獻(xiàn)的形式進(jìn)行組織并存放于磁盤(pán)之中，用戶只需按文

獻(xiàn)名進(jìn)行存取。在物理層次中，一個(gè)文獻(xiàn)提成若干個(gè)數(shù)據(jù)塊，一個(gè)數(shù)據(jù)塊包含若干字節(jié)，常見(jiàn)

的作法是每個(gè)數(shù)據(jù)塊的字節(jié)數(shù)固定（例如512B）,稱為定長(zhǎng)數(shù)據(jù)塊。相應(yīng)地，磁盤(pán)中的信

息分布也分為幾個(gè)層次，以硬盤(pán)為例:一個(gè)硬盤(pán)驅(qū)動(dòng)器中有一個(gè)盤(pán)組，包含若干盤(pán)片/記錄面；

每個(gè)記錄面上分為若干磁道，呈同心圓狀；每個(gè)磁道按一定磁道格式劃分為若干扇區(qū)，每個(gè)

扇區(qū)可存放一個(gè)數(shù)據(jù)塊；在扇區(qū)內(nèi)，數(shù)據(jù)按位串行記錄。

相應(yīng)地,從物理操作層次看，在調(diào)用磁盤(pán)時(shí)驅(qū)動(dòng)程序需向適配卡送出如下一些尋址信息:

臺(tái)號(hào)（驅(qū)動(dòng)器號(hào)），圓柱號(hào)（磁道號(hào)），記錄面號(hào)（磁頭號(hào)），扇區(qū)號(hào)（數(shù)據(jù)塊號(hào)）。假如一個(gè)文獻(xiàn)

中的各數(shù)據(jù)塊是順序存放,則尋址信息中還給出一項(xiàng):互換量。假如文獻(xiàn)中的各數(shù)據(jù)塊不是順

序存放而是隨機(jī)存放，則每次都應(yīng)給出其扇區(qū)號(hào)。

因此磁盤(pán)驅(qū)動(dòng)器的工作過(guò)程分為幾個(gè)階段:①尋道。盤(pán)片等速旋轉(zhuǎn),磁頭沿徑向移動(dòng)

以尋找（定位）信息存取位置所在磁道。②尋找扇區(qū)。尋道完畢后，磁頭不動(dòng)，盤(pán)片旋轉(zhuǎn)，等

待扇區(qū)頭部通過(guò)磁頭。③連續(xù)讀/寫(xiě)。當(dāng)扇區(qū)頭到通過(guò)磁頭時(shí)開(kāi)始連續(xù)讀出或?qū)懭?此時(shí)盤(pán)

片連續(xù)旋轉(zhuǎn)而磁頭不動(dòng)，直到需轉(zhuǎn)入另一圓柱面的磁道時(shí)才重新移動(dòng)磁頭。

22.鍵盤(pán)

鍵盤(pán)上的鍵被連接成行列矩陣,每個(gè)鍵位于某行與某列的交點(diǎn)位置，即該鍵的一端連

接到某根行線（i）,而另一端連接到某根列線（j）。因此辨認(rèn)按鍵的基本方法是依序掃描，查

找按鍵所處行列位置（i,j）,稱為掃描碼，再查表將行列位置轉(zhuǎn)換為該按鍵的鍵碼（一般是

ASCII碼）。廣泛使用的是軟件掃描，其中比較簡(jiǎn)樸、易于理解而又具有實(shí)用價(jià)值的是軟件

逐行掃描法。

簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述鍵盤(pán)的軟件逐行掃描法

答:如圖（本文略）所示，①當(dāng)有鍵按下時(shí),鍵盤(pán)產(chǎn)生中斷請(qǐng)求,CPU執(zhí)行鍵盤(pán)掃描子程序。②C

PU通過(guò)數(shù)據(jù)線輸出代碼至各行線，從第0行開(kāi)始，逐行為0,其余各行為1。將列線輸出

送CPU進(jìn)行判斷,判別其中是否有一位為0,哪一位為0。③假定掃描至第i行為0時(shí)發(fā)現(xiàn)第

j列輸出為0,則按鍵位置為④查表，將行列碼（i,j）轉(zhuǎn)換為ASCH鍵碼。

23.CRT顯示器

為了掌握顯示器的基本原理，關(guān)鍵是理解屏幕顯示與顯示緩存之間的一組相應(yīng)關(guān)系（存

儲(chǔ)容量、信息轉(zhuǎn)換、地址組織、同步控制）。從存儲(chǔ)器角度看，在主存中開(kāi)辟有顯示輸出緩

沖區(qū)，在顯卡（適配器）上有相應(yīng)的顯示緩存（VRAM）。運(yùn)用屏幕回掃消隱時(shí)間，驅(qū)動(dòng)程序?qū)?/p>

待顯示的信息（字符碼或位象代碼）從主存輸出到顯卡上的緩存。在屏幕正程掃描顯示期間，

顯示緩存中的信息（或經(jīng)信息轉(zhuǎn)換）送往屏幕顯示。從屏幕顯示角度，分為字符顯示、圖像顯

示兩大類。對(duì)于字符顯示方式,從顯示緩存中讀出的是字符編碼，需通過(guò)字符發(fā)生器轉(zhuǎn)換為

字符點(diǎn)陣代碼，按點(diǎn)陣成象原理在屏幕上形成字符圖形。假如是圖形方式,從顯示緩存中讀

出的是位象編碼,例如按光柵掃描順序,每8位像點(diǎn)代碼為一個(gè)字節(jié)。

簡(jiǎn)答題:若字符顯示規(guī)格為80列X25行，則顯示緩存的基本容量應(yīng)不小于多少？

答：80X25=2023字節(jié)。

注意，為了獲得豐富的顯示效果，顯示信息中除字符編碼外尚有彩色/灰度、顯示屬性等，

因此實(shí)際的緩存容量要遠(yuǎn)大于上述最小值。

簡(jiǎn)答題:若圖形顯示規(guī)格為800X600,則顯示緩存的基本容量應(yīng)不少于多少？

答：（800X600）4-8=60000字節(jié)。

簡(jiǎn)答題：字符顯示規(guī)格為80列X25行，若要在第1行第3列顯示一個(gè)A,該字符編碼應(yīng)存

放在基本緩存第幾個(gè)單元？

答：（1X80）+3=83@

注意，行號(hào)與列號(hào)都是從0開(kāi)始。地址組織與掃描順序相應(yīng)，掃描順序自左向右、自上而下，

地址碼自。開(kāi)始增長(zhǎng)。

四、匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)

學(xué)習(xí)匯編語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)的目的，一是能讀懂程序，二是編寫(xiě)程序段。相應(yīng)地考核題型也

就是這兩種，前者稱為分析題，后者納入設(shè)計(jì)題。按照學(xué)時(shí)比例，這部分約占總分的五分之一

左右。第四章內(nèi)容雖不是直接考核對(duì)象，但它們是完畢程序設(shè)計(jì)題的基礎(chǔ)，大家應(yīng)當(dāng)按教材

的學(xué)習(xí)目的進(jìn)行復(fù)習(xí)。

由于程序設(shè)計(jì)部分內(nèi)容的特點(diǎn)，我們無(wú)法像前面那樣復(fù)述重要的概念與結(jié)論，只能逐個(gè)

說(shuō)明各部分的考核內(nèi)容與規(guī)定，在最后給出示范考題供參考。

1.8086/8088的寄存器、存儲(chǔ)器和堆棧

重點(diǎn)是:①理解標(biāo)志寄存器各狀態(tài)標(biāo)志位的含意。②掌握堆棧壓入指令PUSH和彈出指

令P0P的功能,特別是對(duì)堆棧指針SP的操作。

2尋址方式

規(guī)定掌握六種常用的尋址方式：寄存器尋址方式、立即數(shù)尋址方式、直接尋址方式、

寄存器間址方式、變址尋址和基址尋址方式、基址變址尋址方式。重要是通過(guò)閱讀程序和編

寫(xiě)程序來(lái)掌握這些尋址方式的應(yīng)用，對(duì)存儲(chǔ)器中的操作數(shù)可使用不同的尋址方式進(jìn)行存取，

編程時(shí)應(yīng)根據(jù)需要選擇合適的尋址方式。例如連續(xù)訪問(wèn)一維數(shù)組中的各元素,可用寄存器間

址或變址(基址)尋址方式。

3.8086/8088指令

由于指令條數(shù)較多,不易記憶,導(dǎo)致復(fù)習(xí)困難.為了使同學(xué)們能掌握最常用的指令,為讀

懂程序和編寫(xiě)簡(jiǎn)樸程序段打下基礎(chǔ),本文列出一些需純熟掌握的指令(注意，并不是其它指令

就不重要了，它們?cè)趯?shí)際的程序中也要用到)。

(1)傳送類:數(shù)據(jù)傳送指令MOV、互換指令XCHG、裝入有效地址指令。注意，這三條指令

對(duì)狀態(tài)標(biāo)志位無(wú)影響。

(2)算術(shù)運(yùn)算類:加法指令A(yù)DD、帶進(jìn)位加法指令A(yù)DC、加1指令I(lǐng)NC;減法指令SUB、帶借

位減法指令SBB、減1指令DEC、求負(fù)數(shù)指令NEG、比較指令CMP;無(wú)符號(hào)數(shù)乘法指令M

UL、無(wú)符號(hào)數(shù)除法指令DIV。

注意，要掌握加減運(yùn)算指令對(duì)狀態(tài)標(biāo)志位的影響。

(3)位操作類:邏輯與指令A(yù)ND、邏輯或指令OR、邏輯異或指令X0R、邏輯非指令NO

T、測(cè)試指令TEST；算術(shù)左移SAL、算術(shù)右移SAR、邏輯左移SHL、邏輯右移SHR、循環(huán)

左移ROL、循環(huán)右移ROR、帶進(jìn)位循環(huán)左移RCL、帶進(jìn)位循環(huán)右移RCR等。

注意，要掌握邏輯運(yùn)算指令和測(cè)試指令對(duì)狀態(tài)標(biāo)志位的影響.

(4)標(biāo)志位操作指令：清除進(jìn)位標(biāo)志CLC、進(jìn)位標(biāo)志置位STC。

對(duì)于上面這些最常用的指令，要掌握它們的格式、功能、以及在程序中的使用。

4.匯編語(yǔ)言中的常用運(yùn)算符

(1)算術(shù)運(yùn)算符：+、一、()(下標(biāo)運(yùn)算)

(2)數(shù)值返回運(yùn)算符：SEG、OFFSET、TYPE、SIZE、LENGTH。

(3)屬性運(yùn)算符:PTR

5.常用偽指令

(1)符號(hào)定義偽指令：等值偽指令EQU、等號(hào)偽指令“=”。

(2)數(shù)據(jù)定義偽指令:DB、DW、DD

注意掌握如何使用數(shù)據(jù)定義偽指令來(lái)定義變量，以及為變量賦初值的表達(dá)式的幾種形式:數(shù)

值表達(dá)式、？表達(dá)式、字符串表達(dá)式、帶DUP表達(dá)式。

(3)LABEL偽指令@

注意LABEL偽指令與指令或數(shù)據(jù)定義偽指令連用時(shí)的使用方法。

(4)段結(jié)構(gòu)偽指令

規(guī)定掌握:段定義偽指令SEGMENT/ENDS、段尋址偽指令A(yù)SSUME、END偽指令在程序中

的使用；匯編語(yǔ)言源程序的分段結(jié)構(gòu)和段寄存器的裝入。

(5)過(guò)程定義偽指令PROC/ENDP

可結(jié)合子程序設(shè)計(jì)，掌握在同一代碼段中使用過(guò)程定義偽指令去定義子程序。

(6)定位偽指令0RG:在數(shù)據(jù)段中的使用。

6.順序程序設(shè)計(jì)@

規(guī)定能編制順序程序段完畢四則運(yùn)算多項(xiàng)式的計(jì)算及指定功能。

7.分支程序設(shè)計(jì)

規(guī)定能使用轉(zhuǎn)移指令編制具有2?