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文档简介
习题课第一部分 微型计算机基础 第二部分 8086系统结构 第一部分 微型计算机基础考点1 微机概述 考点2 微型计算机的数制及其转换考点3 机器数的3种编码形式及其相应的运算规则 考点4 溢出及其判断方法 考点1 微机概述1.微处理器、微机和微机系统之间有什么不同?(电子科技大学2004年)解答:微处理器是构成微机的一个核心部件,通常是包含有运算器和控制器的一块集成电路。它具有解释指令、执行指令和与外界交换数据的能力。微处理器也称为CPU。 微机是通过总线把CPU、I/O接口电路和半导体存储器(ROM和RAM)组合在一起构成的一台计算机的物理装置。 微机配上外部设备、系统电源和系统软件就构成一个微机系统,简称系统机。其中,所有的物理装置的集合称为硬件系统,也称裸机和硬核,它是计算机存储和执行程序、实现各种功能的物质基础。硬件系统必须在由系统软件和应用软件构成的软件系统的配合下,构成一个微机系统,才能完成各种工作。2.计算机的主机由_、控制器、主存储器组成。(北方交通大学2002) 运算器3._确定了计算机的5个基本部件:输入器、_、运算器和_和控制器,程序和数据存放在_中,并采用二进制数。(西安电子科技大学2001) 冯.诺依曼、输出器、存储器、存储器4、在计算机中为什么都采用二进制数而不采用十进制数?二进制数有哪两种缩写形式?(厦门大学2000)答:计算机的逻辑器件均采用高低电平来表示。二进制数的0和1刚好和逻辑电平的高低吻合,且二进制数使用方便,还能节省元器件,4个不同元器件的组合可以表示16个数。二进制数的两种缩写形式是8进制数和16进制数。考点2:微型计算机的数制及其转换1、10110.10111B的十六进制数是_,34.9BH的十进制数是_,将114.625转换为二进制为_。(西南交通大学1998年试题)(P3)16.B8H 52.6055H 1110010.101B2、100101.11B+(110101.1)BCD+5A.18H = _D 163.6438D3、用BCD码进行相加,结果为BCD码,为了得到正确的结果对高4位和低4位都进行加6修正的是()A:38+49 B:33+34 C:91+66 D:87+15(西北工业大学1999年试题)BCD码运算修正(1)BCD码加法运算结果小于9,不修正;若运算结果大于9但小于16,则对其加6修正。(2)若运算结果向高位产生了进位9(即结果大于等于16),则对该位BCD码加6修正。(3)若由于低位的进位结果使高位大于9,则高 位加6修正。(4)一般的BCD码是无符号的,用一个字节(8位二进制数)表示十进制数的十位和个位,称为压缩BCD码;若仅有个位,而十位为0,称为分离BCD码(也称非压缩BCD码)。4、计算(11010.1)2+(100100.1000)BCD+(26.8)16 = _105、将下列16进制数的ASCII码转换为十进制数。(西安交通大学1999)(1)313035H (2)374341H (3)32303030H (4)38413543H6、每个汉字的编码是由_字节组成,ASCII码的最高位B7=_、而汉字内码的最高位B7=_。计算机根据字节的最高位来区分ASCII码和汉字内码。2 0 1考点3 机器数的3种编码形式及其相应的运算规则1、已知X补=0A8H,则X=_D什么是机器数?有符号数的正负号也要数字化的数,称为机器数。-88D 2、已知a、b是二进制的补码,a = 00110010B,b = 11101001B求(1)a+b;(2)a-b; (西南交通大学2004年试题)27D 73 D3、补码减法运算是指_A 操作数用补码表示,符号位单独处理B 操作数用补码表示,连同符号位一起相加C 操作数用补码表示,将减数变为机器负数然后连同符号位相加D 操作数用补码表示,将被减数变为机器负数补码,然后相加1、a、b均为用十六进制形式表示的8位带符号数补码,按下列给定的a、b值进行a+b的运算,并用双高位法判断是否会产生溢出: a=5AH,b=63H2、设机器字长为8位,最高位为符号位,下述各补码运算可能产生溢出的是_ A. 48H+64H B. 0B4H-63H C.2AH-53H D. 37H+0C7H3、设当两个正数相加时,补码溢出意味着什么?两个负数相加能溢出码?试举例说明。答:两个正数相加时,补码溢出意味着其和正方向超出数域范围而产生错误结果。例如,当n=8,用补码求109和84之和,所得结果(也为补码)为11000001,其值为-63,显然错了。原因在于193127。 两个负数相加也可能产生溢出,当和小于-128时产生负向溢出。例如用补码求-109加-84之和,得结果1 00111111(补码),其真值为+63。出错原因是-193-128。第二部分 8086系统结构考点1 8086 CPU结构考点2 8086 CPU的寄存器结构考点3 FR寄存器考点4 三总线结构考点5 存储器结构考点6 8086总线的工作周期考点7 8086CPU引脚及功能考点8 8086 CPU最小和最大工作模式考点9 8086 CPU总线操作时序考点1 8086 CPU结构 1、8086/8088 CPU在结构上由哪两个独立的处理单元构成?这样的结构最主要的优点是什么?(上海交通大学2004年试题) 答:在微机中,一条机器指令是由操作码和操作数构成的,再由若干指令构成程序。微处理器执行一条指令的完整步骤需要连个阶段:取指令和执行。取指令是从内存中取出指令,执行是分析指令要求实现的功能,读取所需要的操作数,执行指令规定的操作。传统的8位微处理器采用顺序执行方式,各条指令的执行按照以上两个步骤交替进行。也就是说,首先取出一条指令,然后执行该指令,之后再取下一条指令,再执行,如此重复,直到整个程序执行完毕。 在8086中,为了加快程序的执行过程,采用了重叠执行方式,各条指令的执行过程是重叠进行的。每条指令的执行过程也包含取指令和执行两个阶段,但是相邻的两条指令的执行过程有一部分是同时进行的。在执行一条指令时,可以同时取出下一条指令。在当前指令完毕后,就可以立即执行下一条指令。显然这种重叠方式大大加快了程序的执行速度。 为了实现指令的重叠执行方式,8086/8088 CPU内部分成两个独立的功能部件:BIU和EU。EU单元专门负责指令的执行,BIU是从内存指定区域取出指令并送到指令队列缓冲期。BIU和EU两个功能部件并行工作,EU执行的是BIU在前一时刻取出的指令,于此同时,BIU又取出下一条要执行的指令,由此,能使大部分取指令和执行指令的操作重叠进行,大大缩短了等待指令所需要的时间,提高了微处理器的利用率和整个系统的执行速度。 2、8086/8088 CPU在结构上由两个独立的单元_和_构成,这两个单元可以_工作,从而加快程序的运行速度。 3、运算器的主要功能是_和_。(同济大学2005年试题) 4、判断:8086 CPU和BIU分时交替地工作。(北京航空航天大学2005年试题) 5、8086 是Intel系列的16位微处理器,从功能上,它分为两个部分:即总线接口部件和执行单元。其中,总线接口单元由_、_、_、_等寄存器和20位地址加法器和6字节指令队列构成。执行单元由4个通用寄存器,即_;4个专用寄存器,即_等寄存器和算数逻辑单元。(首都师范大学2002) 6、8086中的BIU由_个_位段寄存器、1个_位指令指针、_字节指令队列、_位地址加法器和_控制电路组成。(天津工业大学2006) 7、8086 CPU预取指令队列有什么好处?8086 CPU内部的并行操作体现在哪里?(西南交通大学1998) 答:8086 CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086 CPU的设计要求,执行单元在执行指令的时候,不是直接通过访问存储器去取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。 要说明的是,BIU是从给定的地址中取出指令代码送到指令队列中等待执行的,当指令队列中空出2个字节,BIU将自动进入读指令的操作以填满指令队列;当遇到转移类指令并执行转移时,BIU将指令队列中尚存的指令“作废”,从新从存储器新的目标地址中取出指令并送到指令队列中。 一般情况下,BIU尽量保证指令队列中总是能填满指令,是的EU可以不断地得到等待执行的指令。而8086CPU内部的并行操作就体现在执行指令的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。 8、指令队列位于_,它存放_,8086队列有_个字,而8088的指令队列有_字。考点2 8086 CPU的寄存器结构 1、8086 CPU中有哪些寄存器?其主要作用是什么?(西安理工大学2004) 答:在EU中,包含4个通用寄存器AX、BX、CX、DX;4个专用寄存器SI、DI、SP、BP。主要作用是保存数据和地址(包括内存地址和I/O端口地址)。其中,AX、BX、CX、DX主要用于保存数据,BX可用于保存地址,DX还用于保存I/O端口地址;SI、DI、BP主要用于保存地址;SP用于保存堆栈指针。FR寄存器存放运算结果和控制CPU操作。 在BIU中有4个16位的段寄存器,分别是CS、DS、ES和SS,专门用于存放各段在内存中的起始地址(段基址)。指令指针IP是一个专门寄存器,程序运行时,它始终指向要执行的下一条指令所在的内存单元的偏移地址。当EU执行本条指令时,IP中的值自动增加,以指向下一条指令所在的内存单元。 2、决定计算机指令执行顺序的寄存器是_,它总是指向_。(北京邮电大学1999年试题) IP 下一条指令所在的内存单元的偏移地址 3、CPU内的指令指针寄存器IP的作用是()A 用于存放某特定程序的地址指针 B 用于存放某条指令的地址C 总是跟踪记忆当前要执行的指令的地址 D CPU总是在IP所指明的物理地址中取指令执行,与CS无关考点3 FR寄存器 1、任何CPU中都有一个寄存器存放程序运行状态的标志信息,在8086中,该寄存器是_。其中,更具运算结构是否为零,决定程序分支走向的位分别是_。FR ZF 2、控制字符串操作指令步进方向的标志是_ A CF B DF C ZF D OF 3、8086/8088CPU中FLAGS寄存器中3个控制位是_、_、_。DF IF TF 1、微型计算机中各部件之间是用_连接起来的。 A AB B CB C DB D 系统总线 2、8086外部的地址总线和数据总线分别是_位、_位。 3、数据总线和地址总线在结构上有什么不同?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或合用部分总线,那么,靠什么来区分地址和数据? 答:在结构上看,数据总线是双向的,即数据既可以从CPU送到其他部件,也可以从其他部件送到CPU。地址总线是专门用来传送地址信息的,地址总线是从CPU送出去的,所以地址总线是单向的。如果采用地址总线和数据总线复用技术,则需要在总线周期中依靠时序,并配合一定的控制信号来区分,8086CPU就采用了这种数据地址总线复用技术。 1、存储器采用分段方法进行组织有哪些好处? 答:8086微处理器CPU中寄存器都是位的,的地址只能访问大小为以内的内存。系统的物理地址是由根地址线形成的,怎样利用位数据处理能力实现位地址的寻址呢?即做到对位地址空间进行访问,就需要两部分地址,在系统中,就是由段基址和偏移量组成的。而这两个地址都是位的,将这两个地址采用相加的方式组成位的地址去访问存储器。 在系统的形成中,当段基址确定后,该段的寻址范围就确定了,其容量不大于。同时,通过修改段寄存器内容,可达到逻辑段在整个存储空间浮动。各个逻辑段之间可以紧密相连,可以中间有间隔,也可以相互重叠。采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是:满足对系统的存储空间的访问,同时在大部分指令中只要提供位的偏移地址即可。 2、若总线地址为26位,可寻址的空间为_。 3、简述8086中物理地址的形成过程。8086系统中最多分别有多少个物理地址和逻辑地址呢? 答:8086系统中的物理地址是由20根地址线形成的。这20位的物理地址由两部分组成,分别是16位段基址和16位偏移地址,通过一个20位的加法器将这两个地址相加形成。具体做法是段地址左移4位,然后与偏移地址相加,组成20位的物理地址。 由于8086的地址线是20根,所以其寻址空间是1MB,即8086的地址空间是1MB。8086的逻辑地址由段基址和偏移地址两部分组成,都是无符号的16位二进制数,程序设计时采用逻辑地址。在8086中,逻辑地址也是1MB。 4、在8086/8088存储空间中,把_字节的存储空间称为1节。要求各个逻辑段从节的整数开始,即段首址的低4位必须是_。(天津工业大学2006) 5、如果有一个30个字的数据区,它的起始地址是2000H:3000H,则这个数据区的首字单元物理地址是_、末字单元物理地址是_。 23000H,2303AH 1、总线周期的含义是什么?8086 CPU的基本总线周期由几个时钟组成?如果一个8086CPU的时钟频率为5MHZ,它的时钟周期是多少?一个基本总线周期是多少? 答:微机实现指令的功能体现为执行指令,每条指令的执行过程包括取指令和执行指令两个步骤,执行一条指令说需的时间称为指令周期。实现不同功能、完成不同操作的指令,其指令周期是不一样的。在执行指令的过程中,CPU要占用系统总线访问存储器或外部设备接口,以便从存储器或外部接口中读取指令或指令所需要的操作数。CPU每占用一次系统总线,进行信息输入/输出所需要的时间就是总线周期。 在一个总线周期中访问一次存储器或外部设备接口,每一次访问过程都需要多个基本步骤并按一定顺序执行,因此可以将每一个总线周期划分为若干个小的阶段,每个阶段称为一个时钟周期。一个基本的总线周期由个时钟周期组成,每个时钟周期为一个状态。 如果一个的时钟频率为5MHZ,它的时钟周期为0.2us,一个总线周期包含4个时钟周期,那么一个基本总线周期=0.8us。 2、当8086 CPU采样到READY=0,则CPU将_(中科院2006试卷) A执行停机指令 B
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