微机原理课后.doc

1.2(2) 微处理器（cpu）：由一片或少数几片大规模集成电路组成的中央处理器 微型计算机：是由大规模集成电路组成的、体积较小的电子计算机 微型计算机系统：由微型计算机、显示器、输入输出设备、电源及控制面板等组成的计算机系统。（3） 字节：是计算机信息技术用于计量存储容量的一种计量单位 字：作为一个整体来并行操作的一组二进制数 字长：直接用二进制代码指令表达的计算机语言1.4说明微型计算机系统的硬件组成及各部分的作用运算器：负责算术运算和逻辑运算 控制器：能发出各种控制信息，使计算机各部分协调工作的部件 存储器：能记忆程序和数据的部件 输入设备：能将程序和数据输入的部件 输出设备：能将结果数据和其他信息输出的部件1.5微机的系统总线按功能分哪三组 数据总线（DB）地址总线（AB）控制总线（CB）2.2简述8086标志寄存器的作用以及每个标志位的含义 CF:进位标志，CF=1表示指令执行结果在最高位上产生了一个进位或借位；CF=-0则无进位或借位产生 AF：辅助进位标志，AF=1表示结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=0则无此进位或借位 ZF：零标志，ZF=1表示运算结果为0；ZF=0，则结果不为零 SF：符号标志，SF=1表示运算结果为负数，即结果的最高位位1；SF=0，则结果为正数，即最高位为0 PF：奇偶标志，PF=1表示指令执行结果低8位中有偶数个1；PF=0，则结果中有奇数个1 OF:溢出标志，当运算过程中产生溢出时，会使OF为1控制标志位 DF：方向标志，控制串操作指令用的标志。如果DF为0，则串操作过程中地址会不断增值；反之，如果DF为1，则串操作过程中地址会不断减值。 IF：中断允许标志，控制可屏蔽中断的标志。如果IF为0，则关闭可屏蔽中断，此时CPU不响应可屏蔽中断请求；如果IF为1，则打开可屏蔽中断，此时CPU可以响应可屏蔽中断请求。 TF：跟踪标志，如果TF为1，则CPU按跟踪方式执行指令2.4简述地址加法器的工作原理 20位物理地址加法器由20位二进制代码组成，20位物理地址=16位段地址10H+段内偏移地址。得出物理地址后，BIU可以完成取指令，读操作数等功能2.5简述8086存储器的组织结构特点 8086有20根地址线，可寻址1MB空间的内存，当程序运行时，程序代码，数据等被编译程序按照一定的规则放在内存中。2.6为什么8086CPU存储器组织采用分段结构 因为分段结构可以实现在有限的地址线路条数的情况下可寻址更大的存储空间。3.3 把下列十进制数分别转换为二进制数和十六进制数。 (1)125 (2)255 (3)72 (4)5090 答案：(1) 125二进制数： 0111 1101B；十六进制数： 7DH。 (2)255二进制数： 1111 1111B；十六进制数：0FFH。 (3)72二进制数： 0100 1000B；十六进制数： 48H。 (4)5090二进制数： 0001 0011 1110 0010B；十六进制数： 13E2H。 3.5 把下列无符号十六进制数分别转换为十进制数和二进制数。 (1)FF (2)ABCD (3)123 (4)FFFF答案：(1)FF十进制数：255D；二进制数； 1111 1111B。 (2)ABCD十进制数： 43981D；二进制数； 1010 1011 1100 1101B。 (3)123十进制数： 291D；二进制数； 0001 0010 0011B。 (4)FFFF十进制数：65535D；二进制数； 1111 1111 1111 1111B。 3.7 试实现下列转换。 (1)原10111110B，求补 (2)补11110011B，求-补 (3)补10111110B，求原 (4)补10111110B，求反答案：(1) 1100 0010 (2) 0000 1101 (3) 1100 0010 (4) 1011 11013.11 以下均为 2位十六进制数，试说明当把它们分别看作无符号数或字符的 ASCII码值，它们所表示的十进制数和字符是什么？ (1)30H (2)39H (3)42H (4)62H (5)20H (6)7H 答案：(1)30H所表示的十进制数是： 48D；字符是： 0。 (2)39H所表示的十进制数是： 57D；字符是： 9。 (3)42H所表示的十进制数是： 66D；字符是： B。 (4)62H所表示的十进制数是： 98D；字符是： b。 (5)20H所表示的十进制数是： 32D；字符是： sp空格。 (6)7H所表示的十进制数是： 7D；字符是： BEL报警。 3.17 8086系统中，设 DS=1000H，ES=2000H，SS=1200H，BX=0300H，SI=0200H， BP=0100H，VAR的偏移量为 0600H，请指出下列指令的目标操作数的寻址方式，若目标操作数为存储器操作数，计算它们的物理地址。（1）MOV BX，12 ；目标操作数为寄存器寻址（2）MOV BX，12 ；目标操作数为寄存器间址 PA=10300H （3）MOV ES：SI，AX ；目标操作数为寄存器间址 PA=20200H （4）MOV VAR，8 ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=10600H （5）MOV BXSI，AX ；目标操作数为基址加变址寻址 PA=10500H （6）MOV 6BPSI，AL；目标操作数为相对的基址加变址寻址 PA=12306H （7）MOV 1000H，DX ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=11000H （8）MOV 6BX，CX ；目标操作数为寄存器相对寻址 PA=10306H （9）MOV VAR+5，AX ；目标操作数为存储器直接寻址 PA=10605H 3.19 试述以下指令的区别： MOV AX,3000H 与 MOV AX,3000H 答案： MOV AX,3000H指令源操作数的寻址方式为立即寻址方式，指令执行结果为： (AX)=3000H。而 MOV AX,3000H指令源操作数的寻址方式为直接寻址方式 ,指令执行结果为：DS:3000H)AX。 MOV AX,MEM 与 MOV AX,OFFSET MEM 答案： MOV AX,MEM指令源操作数的寻址方式为直接寻址方式，指令执行结果为： DS:MEM)AX。而 MOV AX,OFFSET MEM指令的执行结果是把 MEM的偏移量送 AX。 MOV AX,MEM 与 LEA AX,MEM 答案： MOV AX,MEM指令的执行结果是 LDS:MEM)AX。而 LEA AX，MEM的执行结果是把 MEM的偏移量送 AX。 (4) JMP SHORT L1 与 JMP NEAR PTR L1 3 微机原理及应用（陈继红、徐晨）课后习题答案 答案：JMP SHORT L1为段内无条件短程转移，跳转的范围不得超过带符号的 8位二进制数表示的字节范围； JMP NEAR PTR L1为段内无条件近程转移，跳转的范围不得超过带符号的 16位二进制数表示的字节范围。 (5) CMP DX,CX与 SUB DX ,CX 答案：CMP DX,CX 是比较，也是利用减法比较，但是 dx中的值不变，标志寄存器改变。SUB DX ,CX 是做减法运算， dx中为减后的值，标志寄存器改变 (6)MOV BPSI,CL与 MOV DS: BPSI,CL答案：BP默认的段基址是 SS，物理地址 PA=SS+BP+SI；第二个重定义为 DS段基址，物理地址 PA=DS+BP+SI 3.21 设当前 SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，计算当前栈顶的地址为多少？当执行 PUSH BX 指令后，栈顶地址和栈顶 2个字节的内容分别是什么？答案：当前栈顶的地址 =2FF00H 当执行 PUSH BX 指令后，栈顶地址 =2FEFEH (2FEFEH)=57H (2FEFFH)=34H 3.22 设 DX=78C5H，CL=5，CF=1，确定下列各条指令执行后， DX和 CF中的值。（1） SHR DX，1；DX=3C62H CF=1 （2） SAR DX，CL；DX=03C6H CF=0 （3） SHL DX，CL；DX=18A0H CF=1 （4） ROR DX，CL；DX=2BC6H CF=0（5） RCL DX，CL；DX=18B7H CF=1 （6） RCR DH，1 ；DX=BCC5H CF=0 3.23 设 AX=0A69H，VALUE字变量中存放的内容为 1927H，写出下列各条指令执行后寄存器和 CF、ZF、OF、SF、PF的值。 AX CF ZF OF SF PF（1）XOR AX，VALUE ； 134EH 0 0 0 0 1 （2）AND AX，VALUE ； 0821H 0 0 0 0 1 （3）SUB AX，VALUE ； F142H 1 0 0 1 1 （4）CMP AX，VALUE ； 0A69H 1 0 0 1 1 （5）NOT AX ； F596H X X X X X （6）TEST AX，VALUE ； 0A69H 0 0 0 0 1 4.5 画出下列语句中的数据在存储器中的存储情况。 ORG 100H VARB DB 34，34H，GOOD，2 DUP（1，2 DUP（0） ）VARW DW 5678H，CD，$+2，2 DUP（100） VARC EQU 12 VARB DS:0100H 22H 34H 47H 4FH 4FH 44H 01H 00H 00H 01H 00H DS:010BH DS:0101H VARW DS:010CH DS:0102H DS:010DH DS:0103H DS:010EH DS:0104H DS:010FH DS:0105H DS:0110H DS:0106H DS:0111H DS:0107H DS:0112H DS:0108H DS:0113H DS:0109H DS:0114H DS:010AH DS:0115H 00H 78H 56H 44H 43H 12H 01H 64H 00H 64H 00H 5.1 什么是时钟周期、总线周期、指令周期？答：8086CPU执行一条指令是由取指令、译码和执行等操作组成的，为了使 8086CPU的各种操作协调同步进行，8086CPU必须在时钟信号 CLK 控制下工作，时钟信号是一个周期性的脉冲信号，一个时钟脉冲的时间长度称为一个时钟周期 (Clock Cycle)，是时钟频率（主频）的倒数，时钟周期是计算机系统中的时间基准。 8086CPU要通过总线才能与外部交换信息， CPU通过总线接口单元与外部交换一次信息，称为一次总线操作，所耗用的时间称为一个总线周期 (Bus Cycle)，也称机器周期（Machine Cycle）。一个总线周期由若干个时钟周期组成，总线操作的类型不同，总线周期也不同。一个总线周期内完成的数据传输，一般有传送地址和传送数据两个过程。 8086CPU执行一条指令所需要的时间称为指令周期（ Instruction Cycle），一个指令周期由若干个总线周期组成， 5.2 8086微处理器各个 T状态的主要功能。答：(1)在 T1状态，CPU往多路复用总线上发出地址信息，以指出要寻址的存储单元或外设端口的地址。 (2)在 T2状态，CPU从总线上撤消地址，而使总线的低 16位浮空，置成高阻状态，为传输数据作准备。总线的最高 4位（ A1916）用来输出本总线周期状态信息。在这些状态信息用来表示中断允许状态，当前正在使用的段寄存器名等。 (3)在 T3状态，多路总线的高 4位继续提供状态信息，而多路总线的低 16位（ 8088则为低 8位）上出现由 CPU写出的数据或者 CPU从存储器或端口读入的数据。 (4)在有些情况下，外设或存储器速度较慢，不能及时地配合 CPU传送数据。这时，外设或存储器会通过 “READY”信号线在 T3状态启动之前向 CPU发一个“数据未准备好 ”信号，于是 CPU会在 T3之后插入 1个或多个附加的时钟周期 Tw。Tw也叫等待状态，在 Tw状态，总线上的信息情况和 T3状态的信息情况一样。当指定的存储器或外设完成数据传送时，便在“READY”线上发出 “准备好”信号，CPU接收到这一信号后，会自动脱离 Tw状态而进入 T4状态。 (5)在 T4状态，总线周期结束。 5.3 8086和 8088有何区别？答：这两种 CPU的主要区别如下：外部数据总线位数： 8086 CPU的外部数据总线有 16位，在一个总线周期内可输入 /输出一个字（ 16位数据），使系统处理数据和对中断响应的速度得以加快；而 8088 CPU的外部数据总线为 8位，在一个总线周期内只能输入 /输出一个字节（ 8位数据）。指令队列容量： 8086 CPU的指令队列可容纳 6个字节，且在每个总线周期中从存储器中取出 2个字节的指令代码填入指令队列，这可提高取指操作和其它操作的并行率，从而提高系统工作速度；而 8088 CPU的指令队列只能容纳 4个字节，且在每个总线周期中能取一个字节的指令代码，从而增长了总线取指令的时间，在一定条件下可能影响取指令操作和其它操作的并行率。引脚特性：两种 CPU的引脚功能是相同的，但有以下几点不同： 1) AD15AD0的定义不同：在 8086中都定义为地址 /数据复用总线；而 8088中，由于只需 8条数据总线，因此，对应于 8086的 AD15AD8这 8条引脚定义为 A15A8，只作地址线使用。 2) 34脚的定义不同：在 8086中定义为 BHE信号；而在 8088中定义为 SSO，它与 DT /R ， IO /M 一起用作最小方式下的周期状态信号。 3) 28脚的相位不同，在 8086中为 M /IO ；而在 8088中被倒相，改为 IO / M，以便与 8080/8085系统的总线结构兼容。 5.4 8086是怎样解决地址线和数据线的复用问题的？ ALE的作用是什么？答：（1）、AD15-AD0采用分时的多路转换方法来实现对地址线和数据线的复用。在总16 微机原理及应用（陈继红、徐晨）课后习题答案 线周期 T1状态下，这些引线表示为低 16位地址线，在总线周期为 T2、T3、TW状态，这些引线用作数据总线，可见对复用信号是用时间来加以划分的，他要求在 T1 状态下先出现低 16位地址时，用地址锁存器加以锁存，随后的 T状态，即使这些用作数据线，而低 16位地址线的地址状态去被记录保存下来，并达到地址总线上。（2） 、ALE是地址锁存允许信号，高电平有效。6.1 试说明半导体存储器的分类。答：半导体分为： RAM和 ROM。RAM分为静态 RAM和动态 RAM。ROM分为：掩膜 ROM、 PROM、EPROM、E2PROM。 6.9 8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号区分？怎样区分？ 8086CPU的数据总线有16根，其中高8位数据线D15D8接存储器的高位库（奇地址库），低8位数据线D7D0接存储器的低位库（偶地址库），根据BHE（选择奇地址库）和AO（选择偶地址库）的不同状态组合决定对存储器做字操作还是字节操作7.1 简述 I/O接口的主要功能。答：（1）对输入输出数据进行缓冲和锁存（2）对信号的形式和数据的格式进行变换（3）对 I/O端口进行寻址（4）提供联络信号 7.2 CPU与外设之间的数据传输方式有哪些？简要说明各自含义。答：（1）程序方式：微机系统与外设之间的数据传输过程在程序的控制下进行（2）中断方式：在中断传输方式下，当输入设备将数据准备好或输出设备可以接收数据时，便向 CPU发出中断请求，使 CPU暂时停止执行当前程序，而去执行数据输入输出的中断服务程序，与外设进行数据传输操作，中断服务程序执行完后， CPU又返回继续执行原来的程序。（3）直接存储器存取（ DMA）方式： DMA方式是指不经过 CPU的干预，直接在外设和内存之间进行数据传输的方式。 7.3 什么是端口？通常有哪几类端口？计算机对 I/O端口编址时通常采用哪？在 80x86系统中，采用哪一种方法？每个 I/O接口内部一般由三类寄存器组成。 CPU与外设进行数据传输时，各类信息在接口中进入不同的寄存器，一般称这些寄存器为 I/O端口。 I/O端口通常有数据端口、状态端口、控制端口。计算机对 I/O端口编址时通常采用： I/O端口与内存统一编址、 I/O端口独立编址两种方法。在 80x86系统中，采用 I/O端口独立编址方法。 8.1 80x86的中断系统有哪几种类型中断？其优先次序如何？ 80x86的中断系统可处理 256种个