【微处理器常见问题及解答】

Part1

1.BIOS在主板中的作用？

BIOS全称：Basic Input Output System（基本输入输出系统）。它是一组固化到计算机主板上的一个ROM芯片程序，保存着计算机最重要的基本输入输出的程序、开机后自检程序和系统自启动程序，它可从CMOS中读写系统设置的具体信息。也是电脑在系启动过程中加载的第一个软件。BIOS可以说是连接软件与硬件的一座“桥梁”，是计算机启动过程中运行的第一个程序，主要功能是为计算机提供最底层的、最直接的硬件设置和控制，同时也只有在开机时才能进入设置界面。

BIOS在主板中的的三大主要功能包括：自检及初始化程序、程序服务处理和硬件中断处理。

2.主板上如何区分South Bridge&North Bridge？CPU和内存之间哪一个是bridge？

北桥芯片位于主板上，离CPU最近的芯片，这主要是考虑到北桥芯片与处理器之间的通信最密切，为了提高通信性能而缩短传输距离。北桥芯片又称为主桥芯片。主要负责联系CPU和控制内存以及显卡。提供对CPU类型，主频和其它各硬件设备的支持。因发热较大，所以上面装有散热片。

南桥位于主板上离CPU插槽较远的下方，PCI的前面，即靠主机箱前的一面，这种布局是考虑到它所连接的I/O总线较多，离处理器远一点有利于布线。南桥芯片主要负责管理主板上的低速设备和外接设备。

北桥负责与CPU通信，并且连接高速设备（内存/显卡），并且与南桥通信；南桥负责与低速设备（硬盘/USB）通信，时钟/BIOS/系统管理/旧式设备控制，并且与北桥通信。

3.赛扬300A风靡的原因

赛扬300A采用Socket 370架构，PPGA封装，0.25um工艺和集成全速L2 256KB cache（PentiumII为半速512KB），同频率下与高端的PentiumII性能基本相当。采用Mendocino核心的它本来是非常低端的，但它的经典之处在于几乎每一颗cpu都能够将前端总线从66MHz直接提升到100MHz，相当于主频450MHz，媲美500美元的Pentium II 450。同时，它拥有三大特性：128KB全速二级缓存、包超Pentium II 450、飞线打孔上双U。

4.什么是cisc&risc？51单片机是哪一种？

CISC的英文全称为“Complex Instruction Set Computer”，即“复杂指令系统计算机”，从计算机诞生以来，人们一直沿用CISC指令集方式。桌面计算机流行的x86体系结构即使用CISC。微处理器(CPU)厂商一直在走CISC的发展道路，包括Intel、AMD等。在CISC微处理器中，程序的各条指令是按顺序串行执行的，每条指令中的各个操作也是按顺序串行执行的。顺序执行的优点是控制简单，但计算机各部分的利用率不高，执行速度慢。CISC架构的服务器主要以IA-32架构(Intel Architecture，英特尔架构)为主，而且多数为中低档服务器所采用。
RISC的英文全称为“Reduced Instruction Set Computer”，即“精简指令集计算机”，是一种执行较少类型计算机指令的微处理器，起源于80年代的MIPS主机(即RISC机)，RISC机中采用的微处理器统称RISC处理器。这样一来，它能够以更快的速度执行操作(每秒执行更多百万条指令，即MIPS)。因为计算机执行每个指令类型都需要额外的晶体管和电路元件，计算机指令集越大就会使微处理器更复杂，执行操作也会更慢。

51单片机的指令集采用的是CISC。

Part2

1.ARM汇编指令EQU与等号“=”的异同

不同点：

（1）使用equ伪指令定义的符号名不能与其它符号名重名,符号名必须唯一,且不能被重新定义;而使用等号伪指令"="定义的符号名可以重名,可以被重新定义,可被重新赋值。

（2）使用equ伪指令定义的符号名不仅可以代表某个常数或常数表达式,还可以代表字符串、关键字、指令码、一串符号(如:word ptr),等等;而使用等号伪指令"="定义的符号名仅仅用于代表数值表达式。

相同点：

使用等价伪指令equ定义的符号名和使用等号伪指令定义的符号名都不会被系统分配存储空间。

2.英特尔的HT超线程是怎么发生的？

超线程，即Hyper Threading是一种同步多执行绪技术，它的原理是把一个CPU当成两个来用，将一颗具Hyper-Threading功能的“实体”处理器变成两个“逻辑”处理器而逻辑处理器对于操作系统来说跟实体处理器并没什么两样，因此操作系统会把工作线程分派给这“两颗”处理器去执行，让多种应用程序或单一应用程序的多个执行绪（thread），能够同时在同一颗处理器上执行；不过两个逻辑处理器是共享这颗CPU的所有执行资源。

超线程技术的工作原理是在每个时钟周期内完成更多工作，一个支持超线程(HT)技术的处理器使当前的操作系统和应用可以看到两个虚拟处理器，该处理器可以同时处理两组任务，充分利用闲置资源，并可在相同时间内完成更多工作．在处理多个线程的过程中，多线程处理器内部的每个逻辑处理器均可以单独对中断做出响应，当第一个逻辑处理器跟踪一个软件线程时，第二个逻辑处理器也开始对另外一个软件线程进行跟踪和处理了．另外，为了避免CPU处理资源冲突，负责处理第二个线程的那个逻辑处理器，其使用的是仅是运行第一个线程时被暂时闲置的处理单元。

3.在32位电脑装了8G的内存条，能用的到8G吗？8086处理器的内存地址线为什么20根？

32位是指CPU在一个时钟周期内可并行处理32位二进字符。微处理器的寻址范围是由地址总线或地址寄存器的位数决定。地址总线是32位，寻址范围就是4G。8G超出了32位操作系统的寻址能力，同时由于其他的存储设备也需要空间地址，比如系统BIOS，输入输出设备的地址和设定，各类接口的设定和地址等等，这些地址和设定所占用的空间要占一部分，因此8G 内存实际用不到8G.

如果32位微处理器只有20位地址线，那么只能寻址2202^{20}220即1MB。8086处理器的寻址目标是1M大的内存空间，于是它的地址总线扩展到了20位。

4.什么是4K 对齐，4K 对齐的优点是什么？

4K对齐是一种高级硬盘使用技术，用特定方式将文件系统格式与硬盘的电磁物理结构进行搭配，以提高硬盘寿命并提高使用硬盘空间的效率。因该技术将磁盘片物理扇区与文件系统的每簇(Cluster, 簇)共4096字节相互对齐而得名。

4K对齐”相关联的是一个叫做“高级格式化”的分区技术。这是主要鉴于目前的硬盘容量不断扩展，使得之前定义的每个扇区512字节不再是那么的合理，于是将每个扇区512字节改为每个扇区4096 个字节，也就是现在常说的“4K扇区”。磁盘分区后都要格式化成某个文件系统，如ntfs，fat32，ext4等等。Windows的文件系统储存文件时是按簇存储的，而ntfs的簇大小默认是4K，而4K扇区对齐就是指硬盘的4K扇区与的4K簇一一对应。

以固态硬盘为例，固态硬盘的页大小为4KB，传统分区偏移尺寸为31.5KB。如果4K不对齐，那么用户的数据都会跨两个页，导致每次的写入操作都变成了读-擦-写操作，造成性能下降。写入一个4KB的数据，实际运行时会有两次写入操作，4K对齐就让是操作系统的最小分配单元和闪存的一个页对应起来，这样操作系统写入一个4KB的数据，一次就能完成。因此，“4K”对齐能够提升硬盘工作效率，延长硬盘寿命，提升文件操作的稳定性与安全性。

Part3

存储器扩展

设CPU共有16根地址线，8根数据线，并用MREQ(低电平有效）作访存控制信号WR作读写命令信号（高电平为读。低电平为写)。现有下列存储芯片:
ROM（2K×8位,4K×4位,8K×8位),RAM（1K×4位,2K×8位,4K×S位)及7413S译码器和其他门电路(门电路自定),试从上述规格中选用合适芯片，画出CPU和存储芯片的连接图。
要求:(1)最小4K地址为系统程序区,4096~16383地址范围为用户程序区;
(2)指出选用的存储芯片类型及数量;
(3)详细画出片选逻辑。

Part4

1.$的作用：

'$‘可以用于一串字符的结尾，对应于计算机语言中的\0，字符串的终止,因为调用21h中断输出一串字符就要求用’$'结尾…

“$” 是汇编语言中的一个预定义符号，等价于当前正汇编到的段的当前偏移值，一般用来计算一串字符的个数，指令格式是$后直接加标量，返回的就是该标量的计数器值即偏移地址。

2.PTR的作用：

PTR（pointer）即指针的缩写。汇编里面ptr是规定的字(即保留字)，是用来临时指定类型的。可以理解为，ptr是临时的类型转换，相当于C语言中的强制类型转换。

如 mov ax,bx ; 是把BX寄存器“里”的值赋予ax，由于二者都是寄存器，长度已定（word型），所以没有必要加“WORD”。

“mov ax，word ptr [bx];”是把内存地址等于“BX寄存器的值”的地方所存放的数据赋予ax。由于只是给出一个内存地址，不知道希望赋予ax的，是byte还是word，所以可以用word明确指出；如果不用，（mov ax，[bx];）则在8086中是默认传递一个字，即两个字节给ax。

3.ORG的作用：

ORG是Origin的缩写：起始地址，源。在汇编语言源程序的开始通常都用一条ORG伪指令来实现规定程序的起始地址。如果不用ORG规定则汇编得到的目标程序将从0000H开始。汇编伪指令ORG作用是定义程序或数据块的起始地址，指示此语句后面的程序或数据块以nn为起始地址连续存放在程序存储器中。

ORG数值表达式伪指令的作用是：告诉汇编程序，本伪指令下面的内存变量从该“数值表达式”所指定的地址开始分配。汇编语言提供了一个特殊的符号“$”来引用偏移量计数器的值。