8086的一些答案

考慮到芯片成本，8086/8088采用40條引線的封裝結(jié)構(gòu)。40條引線引出8086/8088的所有信號(hào)是不夠用的，采用地址/數(shù)據(jù)線復(fù)用引線方法可以解決這一矛盾，從邏輯角度，地址與數(shù)據(jù)信號(hào)不會(huì)同時(shí)出現(xiàn)，二者可以分時(shí)復(fù)用同一組引線。

2． 8086與8088的主要區(qū)別是什么？
8086有16條數(shù)據(jù)信號(hào)引線，8088只有8條；8086片內(nèi)指令預(yù)取緩沖器深度為6字節(jié)，8088只有4字節(jié)。

3．怎樣確定8086的最大或最小工作模式？最大、最小模式產(chǎn)生控制信號(hào)的方法有何不同？
引線MN/MX#的邏輯狀態(tài)決定8086的工作模式，MN/MX#引線接高電平，8086被設(shè)定為最小模式，MN/MX#引線接低電平，8086被設(shè)定為最大模式。
最小模式下的控制信號(hào)由相關(guān)引線直接提供；最大模式下控制信號(hào)由8288專用芯片譯碼后提供，8288的輸入為8086的S2#~S0#三條狀態(tài)信號(hào)引線提供。

4． 8086被復(fù)位以后，有關(guān)寄存器的狀態(tài)是什么？微處理器從何處開始執(zhí)行程序？
標(biāo)志寄存器、IP、DS、SS、ES和指令隊(duì)列置0，CS置全1。處理器從FFFFOH存儲(chǔ)單元取指令并開始執(zhí)行。

5． 8086基本總線周期是如何組成的？各狀態(tài)中完成什么基本操作？
基本總線周期由4個(gè)時(shí)鐘(CLK)周期組成，按時(shí)間順序定義為T1、T2、T3、T4。在T1期間8086發(fā)出訪問目的地的地址信號(hào)和地址鎖存選通信號(hào)ALE；T2期間發(fā)出讀寫命令信號(hào)RD#、WR#及其它相關(guān)信號(hào)；T3期間完成數(shù)據(jù)的訪問；T4結(jié)束該總線周期。

6．結(jié)合8086最小模式下總線操作時(shí)序圖，說明ALE、M/IO#、DT/R#、RD#、READY信號(hào)的功能。
ALE為外部地址鎖存器的選通脈沖，在T1期間輸出；M/IO#確定總線操作的對(duì)象是存儲(chǔ)器還是I/O接口電路，在T1輸出；DT/R#為數(shù)據(jù)總線緩沖器的方向控制信號(hào)，在T1輸出；RD#為讀命令信號(hào)；在T2輸出；READY信號(hào)為存儲(chǔ)器或I/O接口“準(zhǔn)備好”信號(hào)，在T3期間給出，否則8086要在T3與T4間插入Tw等待狀態(tài)。

7．什么是總線請(qǐng)求？8086在最小工作模式下，有關(guān)總線請(qǐng)求的信號(hào)引腳是什么？
系統(tǒng)中若存在多個(gè)可控制總線的主模塊時(shí)，其中之一若要使用總線進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸時(shí)，需向系統(tǒng)請(qǐng)求總線的控制權(quán)，這就是一個(gè)總線請(qǐng)求的過程。8086在最小工作模式下有關(guān)總線請(qǐng)求的信號(hào)引腳是HOLD與HLDA。

8． 簡述在最小工作模式下，8086如何響應(yīng)一個(gè)總線請(qǐng)求？
外部總線主控模塊經(jīng)HOLD引線向8086發(fā)出總線請(qǐng)求信號(hào)；8086在每個(gè)時(shí)鐘周期的上升沿采樣HOLD引線；若發(fā)現(xiàn)HOLD=1則在當(dāng)前總線周期結(jié)束時(shí)(T4結(jié)束)發(fā)出總線請(qǐng)求的響應(yīng)信號(hào)HLDA；8086使地址、數(shù)據(jù)及控制總線進(jìn)入高阻狀態(tài)，讓出總線控制權(quán)，完成響應(yīng)過程。

9． 微型計(jì)算機(jī)采用總線結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點(diǎn)?
微型計(jì)算機(jī)的總線結(jié)構(gòu)是一個(gè)獨(dú)特的結(jié)構(gòu)。有了總線結(jié)構(gòu)以后系統(tǒng)中各功能部件之間的相互關(guān)系變?yōu)榱烁鞴δ懿考嫦蚩偩€的單一關(guān)系。一個(gè)部件只要符合總路線標(biāo)準(zhǔn)，就可以連接到采用這種總路線標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，使系統(tǒng)功能得到擴(kuò)展。

10．?dāng)?shù)據(jù)總線和地址總線在結(jié)構(gòu)上有什么不同之處?如果一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和地址合用一
套總線或者合用部分總線,那么要靠什么來區(qū)分地址和數(shù)據(jù)?
從結(jié)構(gòu)上看數(shù)據(jù)總線是雙向的，而地址總線從結(jié)構(gòu)上看卻是單向的。如果一個(gè)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和地址合用一套總線或者合用部分總線，一般可靠時(shí)鐘周期來區(qū)分地址和數(shù)據(jù)，可在總線周期的若干個(gè)時(shí)鐘周期，約定某周期傳輸?shù)刂?、在另一周期傳輸?shù)據(jù)。

11． 控制總線傳輸?shù)男盘?hào)大致有幾種?
控制總線用來傳輸控制信號(hào)：其中包括CPU送往存儲(chǔ)器和輸入/輸出接口電路的控制信號(hào)，如讀信號(hào)、寫信號(hào)和中斷響應(yīng)信號(hào)等；還包括其它部件送到CPU的信號(hào)，比如，時(shí)鐘信號(hào)、中斷請(qǐng)求和準(zhǔn)備就緒信號(hào)。

12． 什么是微處理機(jī)？與一般計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)相比它有什么特點(diǎn)？
微處理機(jī)是一種廣泛采用集成度相當(dāng)高的器件和部件、體積小、重量輕的電子計(jì)算機(jī)。微處理機(jī)與一般計(jì)算機(jī)結(jié)構(gòu)相比它體積小、重量輕，價(jià)格低廉，可靠性高、結(jié)構(gòu)靈活，應(yīng)用面廣。

13． 微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由哪幾個(gè)部分組成？請(qǐng)舉一個(gè)你見過的微機(jī)系統(tǒng)應(yīng)用的例子。
微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由微型計(jì)算機(jī)、系統(tǒng)軟件和外設(shè)幾個(gè)部分組成。圖書館的圖書檢索系統(tǒng)是用微型機(jī)配上數(shù)據(jù)庫管理軟件及相關(guān)外設(shè)組成的微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。

14． 8086CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上的主要特點(diǎn)是什么？
8086CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上從結(jié)構(gòu)上可分為：總線接口部件BIU和執(zhí)行部件EU。它是16位微處理器有16根數(shù)據(jù)線20根地址線，內(nèi)部寄存器、內(nèi)部運(yùn)算部件以及內(nèi)部操作都是按16位設(shè)計(jì)的。

15． 8086CPU的起始取指的地址是多少？怎樣形成這個(gè)地址？這個(gè)地址對(duì)于系統(tǒng)設(shè)計(jì)有什么影響？
8086CPU的起始取指的地址是FFFF0H.這個(gè)地址的形成過程為CPU被啟動(dòng)時(shí)指令指針寄存器被清除,而代碼段寄存器CS被設(shè)為FFFFH.地址FFFF0H單元開始的幾個(gè)單元中放一條無條件轉(zhuǎn)移指令,轉(zhuǎn)到一特殊的程序中.這個(gè)程序用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)初使化、引導(dǎo)監(jiān)控程序或者引導(dǎo)操作系統(tǒng)等功能，這樣的程序叫引導(dǎo)和裝配程序．

16． 8086CPU的形成三大總線時(shí)，為什么要對(duì)部分地址線進(jìn)行鎖存？用什么信號(hào)控制鎖存？
為了確保CPU對(duì)存儲(chǔ)器和I/O端口的正常讀/寫操作，需要求地址和數(shù)據(jù)同時(shí)出現(xiàn)在地址總線和數(shù)據(jù)總線上。而在8086CPU中有AD0--AD15部分總線是地址/數(shù)據(jù)復(fù)用的，因此需在總線周期的前一部分傳送出地址信息，并存于鎖存器中，而用后一部分周期傳送數(shù)據(jù)。8086CPU中是通過CPU送出的ALE高電平信號(hào)來控制鎖存的。

17． BHE信號(hào)的作用是什么？試說明當(dāng)起始地址為奇地址、偶地址、一次讀寫一個(gè)字節(jié)和一個(gè)字時(shí)，BHE和A0的狀態(tài)。
BHE信號(hào)的作用是高8位允許引腳。若BHE為0則表示對(duì)一個(gè)字進(jìn)行操作，即高8位有效，若BHE為1則表示對(duì)一個(gè)字節(jié)進(jìn)行操作，即高8位無效。當(dāng)起始地址為奇地址時(shí)，一次讀寫一個(gè)字節(jié)時(shí)，BHE為1，A0狀態(tài)為1；當(dāng)起始地址為偶地址時(shí)，一次讀寫一個(gè)字節(jié)時(shí)，BHE為1，A0狀態(tài)為0；當(dāng)起始地址為奇地址時(shí)，一次讀寫一個(gè)字時(shí)，BHE為0，A0狀態(tài)為1；當(dāng)起始地址為偶地址時(shí)，一次讀寫一個(gè)字時(shí)，BHE為0，A0狀態(tài)為0。

18． 根據(jù)8086CPU的存儲(chǔ)器讀寫時(shí)序圖，請(qǐng)說明：
(1)地址信號(hào)應(yīng)在哪些時(shí)間內(nèi)有效？
(2)讀、寫動(dòng)作發(fā)生在什么時(shí)間內(nèi)？
(3)為什么讀與寫數(shù)據(jù)的有效時(shí)間長短不一樣？
(4)什么情況下才要插入Tw周期？它能否加在T1，T2之間？
地址信號(hào)只在T1狀態(tài)時(shí)有效，并被鎖存起來。讀動(dòng)作發(fā)生在T3、T4狀態(tài)，而寫動(dòng)作發(fā)生在T2、T3、T4狀態(tài)。讀與寫數(shù)據(jù)的有效時(shí)間長短不一樣是因?yàn)镃PU的速度與外設(shè)的速度不相匹配所造成的。當(dāng)CPU沒有在T3狀態(tài)的一開始就檢測(cè)到READY信號(hào)時(shí)，需在T3和T4之間插入等待狀態(tài)TW。它不能加在T1和T2之間。
19． 什么是最小模式和最大模式？它們?cè)谟猛旧嫌惺裁床煌?br />最小模式就是系統(tǒng)中只有8086或者8088一個(gè)處理器，最大模式中系統(tǒng)中總包含兩個(gè)或多個(gè)處理器，其中一個(gè)為8086或者8088做主處理器，其它處理器為協(xié)處理器，它們協(xié)助主處理器工作。最小模式用于數(shù)值運(yùn)算較少且I/O處理較少的簡單8086/8088系統(tǒng)中，而最大模式由于有協(xié)處理器協(xié)助主處理器工作因而適用于數(shù)值運(yùn)算較復(fù)雜且I/O處理較頻繁的中大規(guī)模的8086/8088系統(tǒng)中。

20． 什么是接口？硬接口和軟接口的含義各是什么？
接口也稱端口是CPU與外設(shè)交互通信的中間接點(diǎn)，一般由若干組存儲(chǔ)單元組成，用于暫存數(shù)據(jù)發(fā)實(shí)現(xiàn)CPU與外設(shè)之間的通信，并有緩沖的功能用來平衡CPU與外設(shè)的不匹配。硬接口是用硬件來實(shí)現(xiàn)接口的功能，而軟接口是通過程序設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)接口的功能的。

21． 有幾類不同的接口？它們各有什么特點(diǎn)？
接口按功能可分為兩類：一類是使微處理器正常工作需要的輔助電路，通過這些輔助電路，使處理器得到所需要的時(shí)鐘信號(hào)或者接受外部的多個(gè)中斷請(qǐng)求等；另一類是輸入/輸出接口電路，利用這些接口電路，微處理器可以接受外部設(shè)備送來的信息或?qū)⑿畔l(fā)送到外部設(shè)備。

22． 接口技術(shù)應(yīng)解決一些什么問題？
接口技術(shù)應(yīng)解決的問題有：尋址功能、輸入/輸出功能、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換功能、聯(lián)絡(luò)功能、中斷管理功能、復(fù)位功能、可編程功能、錯(cuò)誤檢測(cè)功能。

23． 總線接口部件有哪些功能?請(qǐng)逐一說明。
總線接口部件的功能是負(fù)責(zé)與存儲(chǔ)器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)。具體講，總線接口部件要從內(nèi)存指令隊(duì)列；CPU執(zhí)行指令時(shí)，總線接口部件要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)端口中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件，或者把執(zhí)行部件的操作結(jié)果傳送到指定的內(nèi)存單元或外設(shè)端口中。

24． 8086的總線接口部件有那幾部分組成?
8086的總線接口部件有以下4部分組成：
（1）4個(gè)段地址寄存器，即：CS——16位的代碼段寄存器，DS——16位的數(shù)據(jù)段寄存器，ES——16位的擴(kuò)展段寄存器，SS——16位的堆棧段寄存器；（2）16位的指令指針寄存器IP；（3）20位的地址加法器；（4）6字節(jié)的指令隊(duì)列。

25．段寄存器CS=1200H,指令指針寄存器IP=FF00H,此時(shí),指令的物理地址為多少?指向這一物理地址的CS值和IP值是唯一的嗎?
此時(shí)，指令的物理地址為21F00H；這一物理地址的CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。

26． 8086的執(zhí)行部件有什么功能?由那幾部分組成?
執(zhí)行部件的功能是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。8086的執(zhí)行部件有：（1）4個(gè)通用寄存器：AX，BX，CX，DX；（2）4個(gè)專用寄存器，即基數(shù)指針寄存器BP，堆棧指針寄存器SP，原變址寄存器SI，目的變址寄存器DI；（3）標(biāo)志寄存器；（4）算術(shù)邏輯單元。
27． 狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志又何不同?程序中是怎樣利用這兩類標(biāo)志的? 8086的狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志分別有哪些?
狀態(tài)標(biāo)志表示前面的操作執(zhí)行后，算術(shù)邏輯部件處在怎樣一種狀態(tài)，這種狀態(tài)會(huì)像某種先決條件一樣影響后面的操作。狀態(tài)標(biāo)志有6個(gè)，即SF、ZF、PF、CF、AF和OF?？刂茦?biāo)志是人為設(shè)置的，指令系統(tǒng)中有專門的指令用于控制標(biāo)志的設(shè)置和清除每個(gè)控制標(biāo)志都對(duì)某一種特定的功能起控制作用。控制標(biāo)志有3個(gè)，即DF、IF、TF。程序中用專門的指令對(duì)它們進(jìn)行操作。

28． 8086/8088和傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比在執(zhí)行指令方面有什么不同?這樣的設(shè)計(jì)思想有什么優(yōu)點(diǎn)?
傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)在執(zhí)行指令時(shí)，總是相繼地進(jìn)行提取指令和執(zhí)行指令的動(dòng)作，也就是說，指令的提取和執(zhí)行是串行進(jìn)行的。在8086/8088中，指令的提取和執(zhí)行是分別有由總線接口部件完成的，總線控制邏輯和指令執(zhí)行邏輯之間即互相獨(dú)立又互相配合；使8086/8088可以在執(zhí)行指令的同時(shí)進(jìn)行提取指令的操作。8086/8088 CPU中，總線接口部件和執(zhí)行部件的這種并行工作方式，有力地提高了工作效率。