微机原理及应用课后答案

1、第一次课外作业题参考答案1微型计算机由哪5个主要部件组成？微型计算机系统包含哪些部分答：微型计算机的5个主要组成部分：运算器、控制器、存储器、输入设备、 输出设备。微型计算机系统包含：硬件和软件，其中硬件包括微型计算机和 外设，软件包括系统软件和应用软件。2微机总线包括哪几类总线？答：地址总线AB,数据总线DB,控制总线CB。3请简要描述数据总线、地址总线和控制总线的基本特点 。答：地址总线AB:单向，用来传送CPU输出的地址信号，确定被访问的存 储单元、I/O端口，地址总线的条数决定 CPU的寻址能力。数据总线DB:双向，用来在CPU与存储器、I/O接口之间进行数据传 送，其条数决定一次可最

2、多传送数据的宽度。控制总线CB:双向，用于传送各种控制信号。1 . CPU内部由哪几个主要功能部件构成？各自的主要作用是什么？答：CPU是微机的核心芯片，它包括运算器、控制器和寄存器。运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算。控制器一般由指令寄存器、指令译码器和控制电路组成。控制器的功能 是根据指令的要求，对微型计算机各部件发出相应的控制信息，使它们协调 工作，从而完成对整个计算机系统的控制。CPU内部的寄存器是用来存放经常使用的数据的。2 .指令译码器起什么作用？答：指令译码器对指令寄存器中的操作码字段进行分析，识别该指令规定的 操作，向操作控制器发出具体操作的特定信号。3 .请简述诺依曼计算

3、机的工作原理（指令执行过程或计算机是如何执行一条指 令的）。答：先由指令寄存器IP给出指令所在内存的地址，地址经地址寄存器 一地 址总线一地址译码器，选中指令所在的内存的单元，CPU发出内存读控制信 号，指令从内存一数据总线一数据暂存器一指令寄存器一指令译码器对指令 进行译码，经译码的指令，由控制电路发出控制信号去执行。当一条指令取 走之后，指令指针寄存器会被修改成下一条要执行指令的地址，这样，当一 条指令执行之后，又进入取指令阶段，如此不断重复。4 . CPU内部16位地址寄存器如何寻址和访问 CPU外部20根地址形成的1M 地址空间？答：用16位的段寄存器与16位的偏移量来解决这一问题，即

4、各个段寄存器 分别用来存放各段的初始地址。当由IP提供或EU按寻址方式计算出寻址单 元的16位偏移地址（又称为逻辑地址）后，将与左移 4位后的段寄存器的 内容同时送到地址加法器进行相加，形成一个20位的实际地址（又称为物理地址），以对存储单元寻址。5 .什么是段地址、什么是偏移地址？答：段地址：只取段起始地址高16位值。偏移地址：段内某内存单元物理地址相对段起始地址的偏移值。6 . CPU内部的CS段寄存器和IP （或称PC）指令寄存器有什么作用？答：CS段寄存器用来识别当前代码段（程序一般放在代码段）；IP指令寄存器用来存储代码段中的偏移地址；程序运行过程中IP始终指向下一次要取出的指令偏移

5、地址。IP要与CS寄存器相配合才能形成真正 的物理地址。7 .什么是物理地址、逻辑地址、有效地址和绝对地址？答：逻辑地址：由段基址和段内偏移地址组成的地址（如CS:IP）,段基址和段内偏移地址都是16位的无符号二进制数，在程序设计时使用。物理地址：存储器的绝对地址（20位的实际地址），范围从00000H FFFFFH，是由CPU访问存储器时由地址总线发出的地址。有效地址：是一 16位无符号数，表示操作数所在单元到段首距离即逻 辑地址的偏移地址。绝对地址：是指在通信、计算机和数据处理系统中的一个地址方案。这 个地址直接鉴别一个存储单元而不使用相关媒体，例如，一个基站地址或相 关地址。8 .分别说

6、明1根、4根、8根、10根、16根、20根地址线各有多少存储容量的 寻址能力？答：1 根一2Byte4 根一16Byte8 根一256Byte10 根一1K16 根一64K20 根一1M9.什么是寄存器？什么是存储器？两者有何异同？答：寄存器是中央处理器内的组成部分。寄存器是有限存贮容量的高速存贮 部件，它们可用来暂存指令、数据和位址。存储器是微型计算机的存储和记忆装置，用以存放数据和程序。微型计 算机的内存通常采用半导体存储器。相同点：都可以储存数据。不同点：寄存器在CPU内部，访问速度较快；存储器在 CPU外部，访 问速度不如前者。13.请画出8086CPU内部结构示意图ABDBCB14.

7、说明是内存单元？内存单元地址如何表示？说明是内存单元的内容？如何 实现对内存单元的读写？答：内存单元一般采用半导体存储单元，包括随机存储器（ RAM）,只读存 储器（ROM）,以及高速缓存（CACHE）。内存单元地址表示：把某一段寄存器左移4位，然后与地址ADDR相加后被 直接送到内存总线上，这个相加后的地址就是内存单元的物理地址，而程序 中的这个地址就叫逻辑地址（或叫虚地址）。RAM可以被CPU随机地读写，故又称为读写存储器。这种存储器用于存放 用户装入的程序、数据及部分系统信息。当机器断电后，所存信息失。ROM 中的信息只能被CPU读取，而不能由CPU任意写入，故称为只读存储器， 机器断电

8、，信息仍保留。这种存储器用于存放固定的程序，如：基本的 I/O 程序、BASIC解释程序以及用户编写的专用程序等。ROM中的内容只能用 专用设备写入。读操作是CPU将内存单元的内容读入CPU内部，而写操作是CPU将其内部 信息传送到内存单元保存起来。显然，写操作的结果改变了被写内存单元的 内容，是破坏性的，而读操作是非破坏性的，即，该内存单元的内容在信息 被读 走”之后仍保持原信息。1.1 I/O单元地址与内存单元地址有何异同？I/O单元内容可以存放什么性质数 据？如何实现I/O单元的读写操作?答：I/O单元地址与内存单元地址都是为了区分不同的单元而设定的，方便 对其进行操作，都用十六进制表示

9、；不同点在于，I/O单元地址使用的是绝 对地址，而内存单元需要使用段地址和偏移地址来寻址。I/O单元内容可以存放二进制数据，分为状态数据、数据和控制数据。CPU发出地址信号，选中相应的I/O端口。若是读操作，CPU发出I/O端口 读控制信号，被选中的I/O端口将其内容经数据总线送入 CPU。若是写操作， CPU发出I/O端口写控制信号，CPU将欲写的内容经数据总线，写入被选中 的I/O端口中。16 .什么是指令、指令系统和程序？答：指令是告诉计算机从事某一特殊运算的代码。指令系统是计算机硬件的语言系统，也叫机器语言，它是软件和硬件的主要 界面，从系统结构的角度看，它是系统程序员看到的计算机的主

10、要属性。程序是为实现特定目标或解决特定问题而用计算机语言编写的命令序列的 集合。17 .是寻址方式？ Intel系列有几种主要的寻址方式？答：所谓寻址方式，是指如何通过寻找内存操作数的地址寻找内存操作数。Intel系列有七种寻址方式：（一）立即寻址（二）寄存器寻址（三）直接寻址（四）寄存器间接寻址（五）寄存器相对寻址（六）基址加变址寻址（七）相对基址加变址寻址18 .计算325D的十六进制、二进制和 BCD码的值。325D=145H=101000101B=0011 0010 0101BCD第二次课外作业题参考答案1 .逻辑运算指令对字或字节执行逻辑运算操作，它们都是按位进行操作。2 .形成操作

11、数地址的方式，称为寻址方式，用某个寄存器中操作数的值作为地 址的寻址方式称为寄存器间接寻址。3 .中断向量表中存放的是中断程序入口地址的段地址及偏移地址。对于外部中 断，CPU在获取类型码N后，以相应偏移量将中断向量表中的段地址及偏移地 址取至CPU中的CS寄存器和IP_寄存器中，以便在下一周期自动实现程序转移。4 .存储器或IO设备经缓冲后通过总线与CPU连接，且任一时刻只能有1个部件 通过总线与CPU进行数据通讯，这是由器件中的 三态门电路实现的。5 .8086从数据线上读取数据的时候，具引脚 DT/R为低电平，将数据写入存储器 或IO设备的时候，具引脚DT/R为五电平。6 .已知某微机控

12、制系统中的 RAM容量为4KX16位.首地址为4800H.其最后 一个单元的地址为57FFH (=4800H+0FFFH)洪所用数据线和地址线分别为 16和 12根。7 .某微机系统的存储容量为256K字节，若采用单片容量为16Kxi位的SRAM 芯片，则组成该存储系统共需该类芯片多少个？每个存储芯片需要多少根地址选 择线？若每8个芯片为一组构成字节单元，则整个系统需要多少个芯片组？答：共需要该类芯片128个，每个存储芯片需要14根地址选择线，若每8个芯 片为一组构成字节单元，则整个系统需要16个芯片组。8 .某微机系统中只读存储器ROM为6K,最后一个单元的地址为9BFFH,随 机存储器RA

13、M为3K。已知存储体地址为连续的，且 ROM在前，RAM在后， 分别求该存储体的首地址和末地址、以及 ROM和RAM地址空间分布。答：首地址：8400H,末地址：A7FFHROM的地址空间分布：8400H-9BFFH RAM的地址空间分布：9C00H-A7FFH6k 是 17FFH, 9BFFH17FFH=8400H ; 3k 是 0BFFH, 9C00H+0BFFH=A7FFH第三次课外作业题参考答案一、计算题：1、十进制数240.75的二进制数、十六进制数和BCD码分别是多少？（240.75）d = （1111,0000.11）b = （F0.CH=（0010 0100 0000.0111

14、 0101） BCD2、设 X=C3H, Y=5AH。试计算： （X或 Y）与（X异或 Y） 。X = C3H = 1101 0011 BY =5AH = 0101 1010 B（X异或 Y）与（X或 Y） = 1001 1001B = 99H二、填空题：1、512X4位的存储器分别需要9 地址线和4数据线？ 8Kx 8位的存储器又分别需要 13地址线和8 数据线？2、下述机器数形式可表示的数值范围是：单字节无符号整数 0255;单字 节有符号整数 -128127。（请用十进制形式写出）3、八片16Kx 4的存储器可以设计为32K存储容量的16位存储器？4、宏汇编语言程序被汇编时， 指令 语句

15、产生代码指令，_伪指令 语句不产生代码指令， 宏指令语句可能产生也可能不产生代码指令。5、变址寻址的有效地址是变址寄存器的内容与基址 代数和。三、问答题：1、Intel系列的CPU单元一般由哪两个控制单元组成？它们分别起什么作用？答：CPU由总线接口控制单元（BICU、执行运算单元 （EU组成。作用分别为：负责CPUt存储器、I/O接口之间的信息传送；执行指令，分析指令，暂存中间运算结果 并保留结果的特征。2、在Intel8086体系结构中，在存储原则上堆栈是遵循什么原则的内存专用区域？若设 SP=0056H,如果用栈操彳指令存入9个字节数据，则 SP值为多少？若又用栈操作指令取出4个字节数据

16、，则SP值又变为多少？答：堆栈是一种特殊的数据存储寻址方式，遵循 先进后出 的原则。设SP=0056H如 果用栈操作指令压入9个字节数据，则SP指针变为0044H若又用栈操作指令弹出4 个字节数据，则SP指针又变为004C H。3、请画出8086非屏蔽中断响应流程图。尸"X4、试述CPU与外设交换数据的方式及其特点。答：1.无条件传送方式。适用于外设动作时间已知，在 CPUt外设进行数据传送时, 外设保证已准备好的情况；软硬件十分简单。2 .条件传送方式。CPU通过不断查询外设状态，实现与外设的速度匹配； CPU的 工作效率低。3 .中断传送方式。CPU和外设大部分时间处在并行工作状

17、态，只在 CPU向应外设的中断申请后，进入数据传送的过程； 中断传送方式提高了 CPU勺效率4 . DMA传送方式。外设和内存之间，直接进行数据传送，不通过 CPU传送效率高电路结构复适用于在内存与高速外设、或两个高速外设之间进行大批量数据传送；杂，硬件开销较大四、应用题（答案不唯一）1、试绘制一个程序流程图。从键盘输入一行字符，要求第一个键入的必须是空格符（命令引导符）。如果不是则退出程序；如果是，则开始接收键入的字符并按顺序存放在首地址为BUFFER勺缓冲区中（命令引导符不存入），直到接收到回车（Enter）字符时退出程 序。2、用1KX 8位的存储芯片组成 2Kx 8位的ROM和2Kx 8位的RAM存储器，要求的存储器 空间范围为：ROM: 1000 17FFH , RAM: 28002FFFH试画出 CPU通过地址锁存器、数据缓冲器、地址译码器与存储器芯片之间的地址线、数据线、控制线和片选信号的连线图，以构成i8086最小系统。存储体地址空间分布分析（供分析时选择使用）A15 A14 A13A12AllAl0 A A A A6 A A4A A2 Ai AoROM1:001000000000000001001111111111ROM2:0010100000