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1、资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。广西电大开放教育专科计算机专业计算机组成原理与汇编语言程序设计复习指南-5-25为了帮助同学们复习,本文首先阐明本课程的教学目标与考核说明 , 这是总复习的指导思想。在重点与难点的剖析中 , 则首先突出需熟练掌握的部分 , 然后再讨论一些需掌握、 理解的概念和方法 , 其间插入一些典型题例。由于汇编语言程序设计有其自身的体系和特点 ,我们将它作为专门的一节讨论。一、教学目标与考核要求本课程的教学目标是: 在学完本课后能建立起整机概念, 它可分为两级 :(1) CPU 级, 它包含三个方面 : CPU 基本组成、 指令流程、 汇编语言
2、级程序设计方法。(2) 系统级 , 它包含两个方面 : 如何经过系统总线与接口将 CPU、主存、 I/O 设备 ( 含外存 ) 连接成整机 , 对输入 / 输出的三种基本控制机制。相应地 , 考核也将紧紧围绕这一基本教学目标。一套规范的试卷应能体现出与整机概念相关的核心内容,如 : CPU 如何执行程序( 指令流程 ), 如何组成一个半导体存储器 , 总线与接口的基本组成 , 中断方式的定义、 特点、 应用、 过程 , DMA方式的定义、 特点、应用、 过程 , 同步控制与异步控制 , 阅读、 分析程序段 , 用常见资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。汇编语句编写程序
3、段( 教材例题和录像教学中使用的汇编语句基本上就属于常见的) 等。教材在每章开头的”学习目标”中, 分别用几种层次表明考核要求 : 熟练掌握 , 这是重之重、必考内容 , 可能占有较大比重。掌握。理解。属于”了解”的内容一般不直接考核, 即或涉及到一些 , 其比重也很小。试题类型大致分为 : 单项选择题多项选择题改错题( 原题均有错 ) 。在这三种试题中都给出一些似是而非的提法或结论,要求考生能正确理解有关概念, 能选择或给出正确的结论。注意,对改错题的改正并不是将原来的提法简单地颠倒就行的,也不要偏离题意。简答题,要求正面回答、 阐述。有时也要求对可比性概念进行比较分析,例如同步控制与异步控
4、制、组合逻辑控制与微程序控制、 中断与 DMA等。分析题 , 如阅读一段用汇编语言书写的程序段 , 然后回答问题。 设计题 , 如拟定指令流程、设计半导体存储器、编写程序段等。设计题一般是重点所在, 请大家务必注意 ,本文也将重点分析。二、需熟练掌握的内容教材在三处采用了”熟练掌握”的提法: CPU 基本组成与指令流程 ,用存储芯片构成某一容量的存储器,中断方式与DMA方式。这些知识点涉及到建立整机概念的核心问题 : CPU 如何执行指令 , 计算机如何存储信息 , 如何控制输入 / 输出。资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。1CPU基本组成教材 3.3.1节给出了一
5、种简化的CPU内部组成模型 , 它是拟定指令流程的基础, 大家应该记住它。在理解它的组成时需要抓住几点 :(1) ALU 部件 , 以及它的输入与输出方式。(2) 用于运算的一组寄存器 R0 R3 及暂存器 C、 D 、 Z 。(3) 用于控制的一组寄存器 : 指令寄存器 IR, 程序计数器 PC, 程序状态字寄存器 PSW。(4) 与访存相关的一组寄存器 : 存储器地址寄存器 MAR, 存储器数据寄存器 MDR, 堆栈指针 SP。(5) 内部总线的连接方式 , 如何向它发送信息 , 它又如何输出信息。(6) CPU 如何经过系统总线与主存、 I/O 设备相连接。2拟定指令流程指令流程体现了计
6、算机工作原理中一个核心内容: CPU 究竟怎样执行程序指令?大家务必要熟练掌握。考核方式一般是给出一条特定的指令 , 以模型机 CPU内部组成为背景, 用寄存器传送级语句描述其读取与执行流程。关键是要熟练掌握几种基本寻址方式的实现过程 ,分清谁是源地址、谁是目的地址 ,操作码是什么。设计题 :拟出指令 MOV-(SP), x(R0) 的读取与执行流程。PCMAR 取指令地址资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。MMDR IR, PC+1 PC取指令PCMARMMDR D, PC+1PC取形式地址D+R0 Z 变址计算ZMAR 送有效地址MMDR C 读源操作数SP-1
7、ZZMAR、 SP 修改栈顶地址CMDRMDRM压栈本题的操作码MOV是一条传送指令, 意味着从源地址读取一个操作数 , 送入目的地。按模型机指令格式, 源寻址方式助记符x(R0)表明是采用变址方式, 即: 从紧跟现行指令的下一个存储单元中读取形式地址 , 送入暂存器 D; 变址寄存器 R0 的内容 ( 变址量 ) 与形式地址相加 , 获得有效地址 , 暂存在 Z 中; 再按该有效地址从主存中读取源操作数 , 送入暂存器 C。目的地寻址方式助记符 -(SP) 表明采用堆栈寻址方式 , 将源操作数压入堆栈 ; 先修改堆栈指针 SP, 使它指向新栈顶 ( 待存的空单元 ) 。最后 , 将暂存于 C
8、中的源操作数经 MDR送入主存 ( 即压入堆栈 ) 。采用了两种相对复杂一些的寻址方式, 常见的寻址方式还有 :寄存器寻址方式R、 寄存器间址方式(R),自减型寄存器间址方式资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。-(R),自增型寄存器 址(R)+,直接 址方式DI 等,大家 必要掌握。3存 器 CPU加上主存 , 上称 主机。在构建某个 算机 用系 中 , 常需自行 半 体存 器 , 即用若干存 芯片构造一定容量的存 器。因此 是必 熟 掌握的核心内容。设计题 : 用 1K 4/ 片的存 芯片构成一个4KB 存 器 , 地址 A15A0( 低),数据 D7D0(低 ),
9、 R/W控制 写。 画出芯片 框 ,注明各信号 , 写出片 式。教材已 完整地 解了 方法与 程,本文在 里 一些需要注意的地方。若本 的 分 10 分, 分 准往往是 :芯片数量及其 合1 分 ; 芯片地址是哪几位 , 3 分;片 辑,4分; 数据 1 分 ; 写控制 1 分。在完成 并画出 后, 当从上述几方面 一下。存 器 的核心是 址 ,因此芯片地址、 片 两 在 分 准中占有主要份量。 此需要掌握存 容量与相 地址位数之 的 关系: 1K容量需要 10 位地址 , 2K 容量需要 11 位地址。本 的地址分配关系如下 :不用片 芯片地址A15A14A13A12片 地址 A11A10芯
10、片地址 A9 A8 A7 A6 A5 A4 A3 A2 A1 A0资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。片选逻辑式: CS0A11 A10CS1 A11 A10CS2A11 A10CS3 A11 A104中断方式为了将主机与 I/O 设备连接成一台计算机系统 , 需要经过系统总线与各种接口实现连接 , 还要能够选择实现三种基本的 I/O 控制机制之一。这是由 CPU级发展到系统级整机概念的关键 , 其中有关中断方式和 DMA方式的概念最为重要 , 也相对复杂些 , 因此被列为必须熟练掌握的核心内容之一。(1) 定义 : 当 CPU接到某个随机的中断请求信号后 , 暂停执
11、行当前的程序 , 转去执行相应的中断处理程序 , 为该随机事态服务 , 服务完毕后自动返回并继续执行原程序。这一过程称为中断, 采用这种方式控制 I/O 操作或处理随机事件,称为中断方式。(2) 特点 : 经过执行程序处理 , 具有随机性。(3) 应用 : 抽象地说 , 中断方式主要应用于管理中低速 I/O 操作、处理复杂的随机事件。 具体的应用实例如 : 故障处理、 中低速 I/O控制、通信、实时处理、人机对话等。(4) 中断过程 : 中断请求信号的产生与传送 , 屏蔽与判优 , CPU 响应 ( 保存断点、 转向中断处理程序入口 ), 中断处理 ( 执行处理程序), 返回。 ( 细节见教材
12、 )(5) 向量中断 : 这是现代计算机广泛采用的一种获取中断处理程序入口的方式。事先将系统各个中断处理程序的入口地址作为中断向资料内容仅供您学习参考，如有不当或者侵权，请联系改正或者删除。量 , 组织成一个中断向量表 , 存放在主存的特定区域中 ; 当 CPU响应中断请求并发出批准信号后 , 提出该请求的中断源 ( 如某个中断接口 ) 向 CPU送出自己的向量编码 ( 如中断类型码 ), CPU 将它转换成向量地址 ; 据此访问主存中的中断向量表 , 从中读取相应的中断处理程序入口地址 , 从而转去执行处理程序。5DMA方式作为三种I/O 控制机制之一 , DMA 方式是一种重要的数据传送方
13、式。(1) 定义 : DMA 方式是直接依靠硬件实现主存与 I/O 设备之间数据直接传送的一种方式 , 在传送过程中不需 CPU程序干预。(2) 特点 : 直接依靠硬件实现数据传送 ( 不是依靠执行程序 ), 具有随机性。(3) 应用 : 抽象地说 , DMA 方式适用于高速的简单数据批量传送。具体的应用实例如 : 读写磁盘、 光盘、 磁带等外存储器时的数据传送、 网络通信、 动态刷新等。(4) 典型过程 : 一次完整的调用过程包含三个阶段 :ADMA初始化。CPU执行初始化程序: 预置 DMA控制器的工作方式,并向它送出传送方向、主存缓冲区首址、交换数据量等信息;向 I/O 设备接口送出读写命令、设备寻址信息 ,然后启动设备工作。BDMA传送。当需要传送时, 接口向 DMA控制器提出DMA请求 , 然