微机原理第2章-习题答案

1、第2章习题参考答案1 8086CPI由哪两部分构成它们的主要功能是什么?8086CPU由两部分组成：指令执行部件(EU, Executio n Un it)和总线接口部 件(BIU, Bus In terface Unit)。指令执行部件(EU主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR通用 寄存器组 和EU控制器等4个部件组成。其主要功能是执行指令。总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控 制电路 等4个部件组成。其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存 到指令队列中等待执行，访问存储器或I/O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。

2、2. 8086CPU预取指令队列有什么好处？ 8086CPU内部的并行操作体现在哪 里？8086CPU的预取指令队列由6个字节组成。按照8086CPU的设计要求，指令执行部件(EU在执行指令时，不是直接通过访问 存储器取指令，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。8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中 读取并送到指令队列。3. 8086CPU中有哪些寄存器？各有什么用途？口 CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄 存器。

3、 通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄 存器中， 既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理 速度，占用内存空 间少。指令执行部件(EU)设有8个通用寄存器： AX累加器，一般用来存放参加运算的数据和结果，在乘、除法运算、I/O操作、BCD数运算中有不可替代的作用I BX:基址寄存器，除可作数据寄存器外，还可放内存的逻辑偏移地II CX:计数寄存器，既可作数据寄存器，又可在串指令和移位指令中作计数用II DX: DX除可作通用数据寄存器外，还在乘、除法运算、带符号数的扩展指令中有特殊用途II源变址寄存器SI :多用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻

4、辑段地址在DS寄存器中，也可放数据II目标变址寄存器DI :多用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在DS寄存器中，也可放数据II基址指针BP:用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在SS寄存器中II堆栈指针SP:用于存放栈顶的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在SS寄存器中控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG IP用来指示当前指令在代 码段的偏移位置。IP始终存有相对于当前指令段起点偏移量的下一条 指令，即IP总是 指向下一条待执行的指令，IP中内容可由BIU自动修改；FLAG用于反映指令执行结果 或控制指令执行的形式：表标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用标志位含

5、义作用CF进位标志CF=1指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位； CF=O则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1,结果低8位含偶数个1； PF=O,表示结果低8位含 奇数个1AF辅助进位标志AF=1,运算结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=O, 则无此进位或借位ZF零标志ZF=1,运算结果为零；ZF=O,则运算结果不为零SF符号标志SF=1,运算结果为负数；SF=O,则结果为正数OF溢出标志OF=1带符号数在进行运算时产生了溢出；0F-0则无溢出TF陷阱标志TF=1, 8086CPU处于单步工作方式；TF=O, 8086CPU正 常执行程序IF中断允许标志IF=1 ,允许CPU接受外部

6、从INTR引脚上发来的可屏蔽中 断请求信号；IF=0,则禁止接受可屏敝中断请求DF方向标志DF=1,字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=O,字符串操作指令按递增的顺序进行处理为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPI将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进 行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。代码段寄存器CS :存放程序代码段起始地址的高16位CPU规定4个段寄存器存放当前可寻址的段基址：数据段寄存器DS:存放数据段起始地址的高16位堆栈段寄存器SS:存放堆栈段起始地址的高16位扩展段寄存器ES:存放扩展数据段起始地址的高16位5简述8086系统中物理地址的

7、形成过程。8086系统中的物理地址 最多有 多少个？逻辑地址呢？答：8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。8086系统采用分段并 附以地 址偏移量办法形成20位的物理地址。米用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成， 都是16位二进制数。通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加 形成物理地址。 具体做法是16位的段基址左移4位（相当于在段基址最低位后 添4个“ 0”），然 后与偏移地址相加获得物理地址。由于8086CPU勺地址线是20根，所以可寻址的存储空间为1M字节，即8086系 统的物理地址空间是1MB逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无

8、符号的16 位二进制数。程序设计时采用逻辑地址，也是1MB6. 8086系统中的存储器为什么要采用分段结构？有什么好处？8086CPL中的寄存器都是16位的，16位的地址只能访问64KB的内存。8086系 统中的物理地址是由20根地址总线形成的，要做到对20位地址空间进行访问，就需 要两部分地址。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8086系统的1MB 存储空间的访问，同时在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。8. 8086工作在最小模式和最大模式系统中的主要区别是什么？和有什么 主要特点？【解答解答】两种模式的主要区别是：8086工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，

9、且系统所有的控制信号全部由 8086 CPU提供；在最大模式时，系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统，控 制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。8086CPLX作在哪种模式下通过 CPU的第33条引脚MN/MX来控制： MN/MX =1,系统就处于最小工作模式；MN/MX=0,系统处于最大工作模式。 9在某系统中已知当前SS=2360H SP=0800H那么该堆栈段在存 储器中的物理地址范围是什么？若往堆栈中存入20个字节数据，那 么SP的内容为什 么值？答：SSX 10H+SP二23600H+0800H二23E00H堆栈段在存储器中的物理地址范围是：2360023E00H

10、若往堆栈中存入20个字节数据 那么SP的内容为：0800H-14H=07ECo 20 的十六进制为14Ho10已知当前数据段位于存储器的B4000H到C3FFFH范围内，则段寄 存器 DS的内容为多少？容口 段寄存器DS的内容为B400H11 8086系统中为什么一定要有地址锁存器？需要锁存哪些信息？答：由于8086CPU受芯片封装的限制，只有40个管脚，所以地址线和数据线只能采用 复用的方式共同使用某些管脚。对存储器进行访问时，在读取数据或写入数据时，存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器，而由于8086CPU地址线和数据线是复用的，就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能

11、。这就需要在 CPU提供 地址信息时，将地址锁存起来，以保证下一个时刻当这些复用的管脚起着数据 线的功能 时，存储器有正确的地址信息。要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE等信号。12. 8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期？什么情况下需要插入 等待周期TW插入多少个TW取决于什么因素？8086CPI经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的 时间，称为总线周期。8086CPU勺读/写总线周期通常包括Tl、T2、T3、T4状态4个时钟周期。在高速的CPU与慢速的存储器或I/O接口交换信息时，为了防止丢失数据，会由 存储器或外设通过READYI号线，在总线周期

12、的T3和T4之间插入1个或 多个必要的 等待状态TW用来进行必要的时间补偿。在BIU不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态 TI o 显然，插入的等待周期TW勺个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。13若已知当前（DS =7F06H在偏移地址为0075H开始的存储器中 连续存放 6个字节的数据，分别为UH, 22H, 33H 44H, 55H和66Ho请指岀这些数 据在存储器中的物理地址，如果要从存储器中读出这些 数据，需要设备访 问几次存储器？各读岀哪些数据？答：物理地址7F06FH 10H+0075H=7F0D5H故从7F0D5H起6个地址为数据在存 储器 中的地址。最少要访问四次，第一次11 o第二次3322。第三次5544o第四 次66o14.某程序在当前数据段中存有两个数据字OABCDf和1234H它们 对应的物 理地址分别为3FF85H和40AFEH若已知当前（DS =3FB0H请说明这两个数 据的偏移地址