cj《微机原理与接口技术》习题解答(第一次20120926)讲解.doc

微机原理与接口技术习题解答习题11.1 冯诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。1.2 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。1.3 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。主要组成部件的功能和特点分析如下：（1）微处理器是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。（2）内存储器用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。（3）系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。（4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。（5）主机板由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。（6）外存储器使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。（7）输入/输入设备是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。1.4 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。（1）数据总线用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。（2）地址总线用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。（3）控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。1.5 什么是系统的主机板？由哪些部件组成？【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。1.6 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码（1）十进制到二进制整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”；（2）二进制到十进制将二进制数按权展开即可。（3）二进制到八进制将3位二进制一组对应1位八进制数码。（4）八进制到二进制将1位八进制数码对应3位二进制数码。十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。1.7 将15.32十进制数转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码【解答】：15.32 = 1111.0101B = F.5H=00010101.00110010BCD1.8 将10010101二进制数转化为十进制数、八进制数和十六进制数。【解答】11001010 = 202 = 312Q = CAH1.9 将FAH十六进制数转化为二进制数、十进制数。【解答】FAH = 11111010B = 2501.10 写出下列带符号十进制数的原码、补码表示（用8位二进制数）（1）+38 （2）57 【解答】（1）X =+38，X补 = 00100110B（2）X =57，X补 = 11000111B1.11 写出下列二进制数的补码表示。（1）+1010100 （2）0110010 【解答】（1）X = +1010100，X补 = 01010100B（2）X = 0110010，X补 = 11001110B1.12 已知下列补码求出其真值。（1）87H （2）3DH （3）0B62H （4）3CF2H【解答】（1） X补 =87H = 10000111B，符号位为1，X是负数，X原 =11111001B，X =-79H（2）X补 =3DH = 00111101B，符号位为0，X是正数，X = 3DH（3）X补 =0B62H =0000101101100010B，符号位为0，X是正数，X = +B62H（4）X补 =3CF2H = 0011110011110010B，符号位为0，X是正数，X =3CF2H1.13 把下列英文单词转换成ASCII编码的字符串。（1）How（2）Great （3）Water （4）Good 【解答】（1）How的ASCII码为486F77H（2）Great的ASCII码为4772656174H（3）Water的ASCII码为5761746572H（4）Good的ASCII码为476F6F64H习题22.1 8086CPU具有 20 条地址线，可直接寻址 1MB 容量的内存空间，在访问I/O端口时，使用地址线 16条 ，最多可寻址 64K 个I/O端口。 2.2 8086CPU中的指令队列的作用是 预取指令 ，其长度是 6 字节。2.3 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际地址，并画出堆栈示意图。【解答】图2-1 堆栈示意图SP堆栈段栈底（SS）=2400H，（SP）=1200HPA=（SS）10H（SP）= 2400H10H1200H = 25200H2.4 8086的存储器采用 奇偶存储体 结构，数据在内存中的存放规定是 低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中，以低地址为字的地址，规则字是指 低字节地址为偶地址的字，非规则字是指 低字节的地址为奇地址的字。2.5 解释逻辑地址、偏移地址、有效地址、物理地址的含义，8086存储器的物理地址是如何形成的？怎样进行计算？【解答】逻辑地址：表示为段地址：偏移地址，书写程序时用到，一个存储单元可对应出多个逻辑地址偏移地址：是某一存储单元距离所在逻辑段的开始地址的字节个数有效地址：是指令中计算出的要访问的存储单元的偏移地址物理地址：是CPU访问存储器时用到的20位地址，是存储单元的唯一的编号物理地址计算公式：物理地址 = 段地址10H有效地址（或偏移地址）2.6 I/O端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么？【解答】I/O端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在1MB的存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。该方式主要优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。2.7 在内存有一个由20个字节组成的数据区，其起始地址为1100H:0020H。计算出该数据区在内存的首末单元的实际地址。【解答】逻辑地址1100H:0020H对应的物理地址为：PA=1100H10H0020H= 11020H该数据区在内存中的首单元的物理地址为11020H因为存储空间中每个字节单元对应一个地址，所以20个字节对应20个地址该数据区在内存中的末单元的物理地址为：PA = 11020H19D = 11020H13H = 11033H2.8 已知两个16位的字数据268AH和357EH，它们在8086存储器中的地址分别为00120H和00124H，试画出它们的存储示意图。8AH00120H26H00121H00122H00123H7EH00124H35H00125H图2-2 数据的存储示意【解答】存储示意图参见图2-2。2.9 找出字符串“Pentium”的ASCII码，将它们依次存入从00510H开始的字节单元中，画出它们存放的内存单元示意图。 50H00510H65H00511H6EH00512H74H00513H69H00514H75H00515H6DH00516H图2-3 字符的存储示意【解答】存储示意图参见图2-3。2.10 在内存中保存有一个程序段，其位置为（CS）=33A0H，（IP）=0130H，当计算机执行该程序段指令时，分析实际启动的物理地址是多少。【解答】逻辑地址（CS）：（IP）= 33A0H：0130H计算出对应物理地址为：PA= （CS）10H（IP）= 33A0H10H0130H = 33B30H习题33.1 简要分析8086的指令格式由哪些部分组成，什么是操作码？什么是操作数？寻址和寻址方式的含义是什么？8086指令系统有哪些寻址方式？【解答】8086的指令格式由操作码和操作数字段组成操作码：要完成的操作操作数：参与操作的对象寻址：寻找操作数或操作数地址的过程寻址方式：指令中给出的找到操作数或操作数地址采用的方式8086指令系统的寻址方式主要有立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址和I/O端口寻址。其中，存储器寻址可进一步分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址；I/O端口指令IN和OUT使用的端口寻址方式有直接寻址和间接寻址。3.2 设(DS)=2000H，(ES)= 2100H，(SS)= 1500H，(SI)= 00A0H，(BX)= 0100H，(BP)= 0010H，数据变量VAL的偏移地址为0050H，请指出下列指令的源操作数字段是什么寻址方式？它的物理地址是多少？(1) MOV AX，21H (2) MOV AX，BX (3) MOV AX，1000H(4) MOV AX，VAL (5) MOV AX，BX (6) MOV AX，ES：BX(7) MOV AX，BP (8) MOV AX，SI (9) MOV AX，BX+10(10) MOV AX，VALBX (11) MOV AX，BXSI(12) MOV AX，VALBXSI【解答】（1）MOV AX，21H立即寻址，源操作数直接放在指令中（2）MOV AX，BX寄存器寻址，源操作数放在寄存器BX中（3）MOV AX，1000H直接寻址，EA = 1000H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H1000H = 21000H（4）MOV AX，VAL直接寻址，EA = VAL = 0050H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0050H = 20050H（5）MOV AX，BX寄存器间接寻址，EA =（BX）= 0100H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0100H = 20100H（6）MOV AX，ES：BX寄存器间接寻址，EA =（BX）= 0100H，PA =（ES）10HEA = 2100H10H0100H = 21100H（7）MOV AX，BP寄存器间接寻址，EA =（BP）= 0010H，PA =（SS）10HEA = 1500H10H0010H = 15010H（8）MOV AX，SI寄存器间接寻址，EA =（SI）= 00A0H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H00A0H = 200A0H（9）MOV AX，BX+10相对寄存器寻址，EA =（BX）10D = 0100H000AH= 010AH，PA =（DS）10HEA = 2000H10H010AH = 2010AH（10）MOV AX，VALBX相对寄存器寻址，EA =（BX）VAL= 0100H0050H= 0150H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0150H = 20150H（11）MOV AX，BXSI基址变址寻址，EA = （BX）（SI）= 0100H00A0H = 01A0H，PA = （DS）10HEA = 2000H10H01A0H = 201A0H（12）MOV AX，VALBXSI相对基址变址寻址，EA = （BX）（SI）VAL= 0100H00A0H0050H = 01F0H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H01F0H = 201F0H3.3 给定寄存器及存储单元的内容为：(DS) = 2000H，(BX) = 0100H，(SI) = 0002H，(20100) = 32H，(20101) = 51H，(20102) = 26H，(20103) = 83H，(21200) = 1AH，(21201) = B6H，(21202) = D1H，(21203) = 29H。试说明下列各条指令执行完后，AX寄存器中保存的内容是什么。(1) MOV AX，1200H (2) MOV AX，BX (3) MOV AX，1200H(4) MOV AX，BX (5) MOV AX，1100HBX (6) MOV AX，BXSI【解答】（1）MOV AX，1200H ；执行后，（AX）= 1200H（2）MOV AX，BX ；执行后，（AX）= （BX）= 0100H（3）MOV AX，1200H 直接寻址，EA = VAL = 1200H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H1200H = 21200H，执行后，（AX）= B61AH（4）MOV AX，BXEA = （BX）= 0100H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0100H = 20100H，执行后，（AX）= 5132H（5）MOV AX，1100HBX