微机部分课后习题

第第 1 章习题章习题 1 1 为什么需要半加器和全加器 它们之间的主要区别是什么 答 1 因为加法的第一位没有进位 所以用半加器即可 而第二位起可能有进位 故需 要考虑全加器 2 两者的区别是半加器为双入双出 全加器为三入双出 1 2 用补码法写出下列减法的步骤 1 1111 2 1010 2 2 10 答 2 1100 2 0011 2 2 2 答 按上述所讲的正规方法做 第一个数的补码 原码 01100 第二个数的原码 即机器码 为 10011 其反码为 11100 其补码为 11101 两个数的补码相加 即为 01100 11101 将最高位的进位 1 删去 得结果为 01001 即为 9 10 1 3 做出 2 2 的门电路图并求其相加的结果 答 相加结果为 得结果为 2 注 相加时不去掉最高位的进位 门电路图略去 1 4 做出第 1 9 题中两数相减的门电路图并求其相减的结果 答 若为 两个数相减其实就是第一个数与第二个数的补码相加 第一个数 1111 为正数 其原码为 1111 第二个数为 1010 其机器码 原码 为 1010 反码为 0101 补码为 0110 两者相加 1111 0110 10101 将最高位的进位 1 删去 得结果为 10101 即为 5 10 这是按书上的简单做法 按最正规的方法做如下 若考虑两个数属于带符号数 第一个是正数 补码与原码都为 01111 第二个数是负数 原码为 11010 反码为 10101 补码为 10101 1 10110 第一个数与第二个数的补码相加 即为 01111 10110 将最高位的进位删去 得结果为 00101 即为 5 10 建议用第二种方法为佳 则第一个数为正数 其补码 原码 第二个数为负数 其原码为 反码为 补码 反码 1 1 两个数的补码相加为 1 去掉最高位的进位 1 得结果为 即为 13 10 第第 2 章章习题习题 2 1 ALU 是什么部件 它能完成什么运算功能 试画出其符号 P6 2 2 触发器 寄存器及存储器之间有什么关系 请画出这几种器件的符号 答 触发器是存放一位二进制数字信号的基本单元 触发器是计算机的记忆装置的基本单 元 也可以说是记忆细胞 触发器可以组成寄存器 寄存器又可以组成存储器 寄存器和 存储器统称为计算机的记忆装置 2 其符号分别表示如下 2 4 累加器有何用处 画出其符号 答 累加器作为 ALU 运算过程的代数和的临时存储处 2 5 三态输出电路有何意义 其符号如何画 答 三态输出电路使得一条信号传输线既能与一个触发器接通 也可以与其断开而与另外 一个触发器接通 从而使得一条信号线可以传输多个触发器的信息 2 6 何谓 L 门及 E 门 它们在总线结构中有何用处 答 1 L 门 高电平时使数据装入 低电平时数据自锁其中的电路 E 门 E 门即三态门 当选通端 E 门为高电平时 可将信息从 A 端送到 B 端 2 L 门专管对寄存器的装入数据的控制 而 E 门志管由寄存器输出数据的控制 2 7 控制字是什么意义 试举个例子说明 答 1 控制字 CON 将各个寄存器的 L 门和 E 门的按次序排成一列 并且为了避免住处 在公共总线中乱窜 规定在某一时钟节拍 只有一个寄存器的 L 门为高电平 一个寄存器 的 E 门为高电平 从而保证了 E 门为高电平的寄存器的数据流入到 L 门为高电平的寄存器 中去 2 略去 详见教材 P31 的表 2 3 2 8 ROM 和 RAM 各有何特点与用处 答 ROM 是只读存储器 是用以存放固定程序的存储器 一旦程序放进去之后 就不能再 改变 也不能再写入新的字节 而只能读出其中所存储的内容 RAM 是随机存储器 又称读 写存储器 它与 ROM 的区别在于它不但能读出存放在其中 各个存储单元的数据 而且能够随时写进新的数据 或者改变原有数据 2 9 为什么要建立 地址 这个概念 答 因为一个存储器可以包含数以千计的存储单元 可以存储很多数据 为了便于存入和 取出 需要对每个存储单元确定一个固定地址 2 11 译码器有何用处 答 译码器用来确定存储单元的地址 地址译码器常用于计算机中对存储单元地址的译码 即将一个地址代码转换成一个有效信号 从而选中对应的单元 2 12 存储地址寄存器 MAR 和存储数据寄存器 MDR 各有何用处 答 MAR 将所要寻找的存储单元的地址暂存下来 以备下一条指令之用 MDR 是将要写入 RAM 中去的数据暂存起来 以等待控制器发出指令再将数据写入 RAM 中去 第第 3 章习题章习题 3 1 略去 3 2 程序计数器 PC 的内容是什么意义 答 程序计数器 PC 存储的内容是指令的地址码 每次运行指令前 先复位到 0 每取出执 行一条指令 PC 加 1 3 3 指令寄存器 IR 从 PROM 接收到指令字 8 位 后的运行过程如何 起什么作用 答 1 指令寄存器 IR 从 PROM 接收到指令字后 就立即将其高 4 位送到控制部件 2 控制部件经过分析后就发出控制指令 将 IR 的低 4 位数送到存储地址寄存器 MAR MAR 将此低 4 位数作为地址并用于访问 PROM 故第 1 次访问 PROM 的是其指令区 第 2 次访问的是其数据区 3 4 略 3 5 环形计数器有何用处 什么叫环形字 答 1 环形计数器用来发出顺序控制信号 即用来发出环形字 从而产生机器节拍 2 环形字是其 6 位输出端依次轮流为高电平 并且是在最位一位 左边第 1 位 置 1 后 又回到右边第 1 位 从而形成环形置位 3 6 什么叫例行程序 什么叫机器周期 取指周期和执行周期 本章简化式计算机的机器 周期包括几个时钟周期 机器节拍 机器周期是否一定是固定不变的 答 1 例行程序 由厂家编好的执行每个程序 在本章中即为每条指令 所需要的机器 节拍 3 个 见 P49 2 机器周期 执行一条指令的时间 3 取指周期 取一条指令所需的 3 个机器节拍 4 执行周期 执行一条指令所需的机器节拍 一般也为 3 个机器节拍 5 本章简化式计算机的机器周期包括 6 个机器节拍 补充 机器节拍 即一个时钟周期 时钟一个高电平 一 个低电平 6 不一定 只不过固定了在 6 个节拍完成一个机器周期的计算机被称为固定周期的计算 机 3 7 控制部件包括哪些主要环节 各有何用处 答 1 控制部件包括环形计数器 指令译码器 控制矩阵和其他控制电路 2 环形计数器用来产生环形字 从而产生机器节拍 指令译码器 将高四位组成的编码信息译成某一控制线为高电位 将高四位组成的编码信息译成某一控制线为高电位 控制矩阵 用来产生控制字 CON 即产生所有控制信号 其他控制电路包含时钟脉冲发生器 运行 停车触发器 启动 和 清除 按钮 其作用 见 P54 3 8 子程序计数器有何用处 答 也是用来作为一个程序计数器的 3 9 3 11 略去 3 12 指令寄存器 IR 是如何将其指令字段和地址字段分送出去的 这两个字段的位数是否 保持不变 答 1 指令寄存器 IR 将 8 位指令字的高 4 位作为指令字段送到控制部件 而将低 4 位 做为地址字段通过总线送到存储地址寄存器 MAR 中去 2 对 保持不变 这由制造厂家确定 第第 4 章习题章习题 4 1 8086CPU 与 8088CPU 有哪些相同之处 又有哪些区别 答 两者的内部结构基本相同 内部都采用 16 位字进行操作及存储器寻址 两者的软件完 全兼容 程序的执行也完全相同 两种处理器都封装在相同的 40 脚双列直插组件 DIP 中 但它们的外部性能有区别 8086 是 16 位数据总线 而 8088 是 8 位数据总线 在处理一个 16 位数据字时 8088 需要两步操作而 8086 只需要一步 4 2 8086 CPU 从功能上分为几部分 各部分由什么组成 各部分的功能是什么 答 8086CPU 从功能上分为总线接口部分 BIU 和执行部件 EU 两部分 其中总线接口部分的功能是负责与存储器 I O 端口传送数据 即 BIU 管理在存储器中存 取程序和数据的实际处理过程 执行部件 EU 的功能负责指令的执行 将指令译码并利用内部的寄存器和 ALU 对数据进行 所需的处理 BIU 由 4 个段寄存器 CS ES DS SS 16 位指令指针寄存器 IP 20 位的地址加法器 和 6 字节的指令队列组成 EU 由 4 个通过寄存器 AX BX CX DX 4 个专用寄存器 SI DI SP BP 标志 寄存器 FR 算术逻辑部件 ALU 组成 4 3 8086 CPU 有哪些寄存器组成 各有什么用途 标志寄存器的各标志位在什么情况下置 位 答 8086 CPU 由 4 个通用寄存器 AX BX CX DX 4 个专用寄存器 SI DI SP BP 标志寄存器 FR 组成 共 9 个寄存器 4 个通用寄存器既可作为 16 位寄存器用 也可作为 8 位寄存器使用 其中 AX 寄存器也常 称为累加器 其它寄存器的用途见教材 标志寄存器有 6 个状态标志 SF ZF PF CF AF OF 和 3 个控制标志位 DF IF TF 其具体置位见 P75 的表 4 1 4 4 8086 系统中的物理地址是如何得到的 假如 CS 2000H IP 2100H 其物理地址应是多 少 答 8086 系统中的物理地址是通过 BIU 中的 20 位地址加法器得到的 物理地址计算公式为 CS 段地址 16 即二进制左移 4 位 或者十六进制左移 1 位 IP 偏 移地址 按计算公式 本题中的物理地址为 20000H 2100H 22100H 4 5 什么叫总线周期 8086CPU 的一个总线周期包括多少时钟周期 什么情况下要插入 TW等待周期 插入多少个 TW取决于什么因素 答 总线周期是 CPU 或其他总线控制设备访问一次存储器或 I O 端口所需的时间 在总线周期中需要利用总路线 补充 指令周期 指令周期是机器执行一条指令所需的时间 8086CPU 的一个标准总线周期包括 4 个时钟周期 当 4 个时钟周期不能完成所规定的操作 时 可以插入一个或多个等待时钟周期 TW 插入多少个 TW取决于所访问的存储器或者 I O 设备是否准备就绪 此信号由引脚 READY 发出 4 7 什么是地址锁存器 8086 8088 系统中为什么要用地址锁存器 锁存的是什么信息 答 1 地址锁存器就是一个寄存器 它根据控制信号的状态 将总线上的地址代码暂存起来 即用于 锁定 一个 系列 数字状态的电路 简答 地址锁存器是用来锁存 保存地址的一个寄存器 即一个普通的时序电路 是触发 器的原始形式 目的是某次传送数据并不能一次完成所以锁存地址以免 CPU 重复的传送一 个地址 原理 CPU 送地址到锁存器 8282 8283 之后 内存在地址锁存器中找地址 而不是向 CPU 要地址 2 因为 8060 8088 系统采用的是地址 数据分时复用总线 即用同一总线传输数据又传 输地址 当微处理器与存储器或 IO 交换信号时 首先由 CPU 发出存储器地址 同时发出 允许锁存 ALE 给锁存器 当锁存器接到该信号后将地址 数据总线上的地址锁存在总线上 随后才能传输数据 个人理解 因为在总线周期的前半部分 CPU 总是送出地址信号和 BHE 总线高允许 信 号 为了通知地址已经准备好了 可以被所锁存 CPU 会送出高电平允许锁存信号 ALE 此时地址信号和 BHE 信号被锁存 由于有了锁存器对地址信号和 BHE 信号的锁存 CPU 在总线周期的后半部分 地址和数据都在总线上 确保了 CPU 对锁存器和 I O 接口的读 写操作 3 锁存的是复用总线上的地址信息 4 8 8086 8088 系统中的 8286 是什么器件 起什么作用 答 1 8286 是总线驱动器 又称总线收发器 双向数据缓冲器 2 在一个系统所含的外设接口较多时 它用来增加数据总线的驱动能力 4 9 8086 8088 系统中用时钟发生器 8284A 产生哪些信号 答 8284A 产生恒定的时钟信号 准备信号 READY 及复位信号 RESET 4 10 RESET 信号来到后 8086 8088 系统的 CS IP 和 PSW 分别等于多少 解 CS FFFFH IP 0000H PSW 0000H 4 11 什么是指令周期 总线周期和时钟周期 P74 第 6 章习题 6 1 什么是总线 微型计算机内常有的总线有哪几类 P117 6 2 6 3 PCI 总线信号可分为哪几类 第 7 章习题 第第 8 章习题章习题 1 MOV AX 0809H MUL AH AX 0048H AAM AX 0702H 2 MOV AX 0809H MOV DL 5 AAD AX 0059H DIV DL AX 0411H MOV DL AH AAM AX 0107H DL 04H 3 MOV AX 0809H ADD AL AH MOV AH 0 AX 0011H AAA AX 0107H 4 MOV AX 0809H MOV DL 10 XCHG AH DL MUL AH AX 005AH AAM AX 0900H ADD AL DL AX 0908H 5 MOV AL 98H MOV AH AL MOV CL 4 SHR AH CL AND AL 0FH AAD AL 62 H 6 MOV CL 248 XOR AX AX MOV CH 8 AG SHL CL 1 ADC AL AL DAA ADC AH AH DEC CH JNZ AG AX 0248 H 第 9 章 第 10 章 10 1 什么叫中断 采用中断有哪些优点 答 所谓中断 是指由于种种原因 使 CPU 暂时停止当前程序的执行 而转去处理临时发 生的事件 处理完毕后 再返回继续执行暂停的程序 也就是说 在程序执行过程中 插 入另外一段程序运行 使用中断技术 使得外部设备与 CPU 不再是串行工作 而是分时操 作 解决了快速的 CPU 与慢速的外设之间的矛盾 从而大大提高了计算机的效率 另外采 用中断可以更好地实现实时信息处理等 2 什么叫中断源 微型计算机中一般有哪几种中断源 识别中断源一般有哪几种方法 答 所谓中断源即指引起中断的原因或中断请求的来源 微型计算机中一般有以下几种中 断源 1 外部设备 2 实时时钟 3 故障源 4 中断指令或为调试程序设置的中断 识别中断 源一般有以下两种方法 查询中断 向量中断 3 中断分为哪几种类型 它们的特点是什么 答 中断包括外部中断 硬件中断 和内部中断 软件中断 两大类 其中外部中断又分 为可屏蔽中断和不可屏蔽中断 可屏蔽中断的特点是受标志寄存器中 IF 位的控制