微机原理及接口技术（第六版）习题及答案 雷印胜 第1-6章

习题与综合练习

1.解释和区别下列名词术语

（1）微处理器（MP）：指计算机内部对数据进行处理并对处理过程进行控

制的部件，具有中央处理器功能的大规模集成电路器件，被统称为“微处理器乙

微型计算机（MC）：简称“微型机”、“微机”，也称“微电脑”。由大规模集成

电路组成的、体积较小的电子计算机。由微处理机（核心）、存储片、输入和输

出片、系统总线等组成。

微型计算机系统（MCS）：简称“微机系统”。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。配有操作系统、高级语言和多

种工具性软件等。

（2）硬件：硬件是计算机系统的躯体，由控制器，运算器，存储器，输入

设备，输出设备5大部分组成。

软件：软件是计算机的头脑和灵魂，可分为系统软件和应用软件。

（3）字节：8位二进制是一个字节。

字：16位二进制构成一个字。

字长：计算机的运算部件能同时处理的二边制数据的位数（注：不同型号

的CPU其字长是不固定的，16位CPU字长为16位，如8088和8086；32位

CPU字长为32位,如80386和80486、酷睿系列CPU等等；）。

（4）指令指针：存放BIU要取的下一条指令的偏移地址。

指令寄存器：临区放置从内存里面取得的代码数据（也就是指令），然后等

待译码器来译码。

指令译码器：对取到指令寄存器中的指令进行分析译码，以便确定指令执行

的功能。

状态寄存器：状态寄存器里面有标志位用来判断CPU的状态。

（5）存储单元：存储数据的具体单位是存储单元。

存储内容：存储单元中存放的数据。

存储地址：存储单元的地址。

存储容量：存储单元的总和。

（6）RAM：存储单元的内容可按需随意取出或存入，且存取的速度与

存储单元的位置无关的存储器。这种存储器在断电时将丢失其存储内容，故

主要用于存储短时间使用的程序。

ROM：是一种半导体内存，其特性是一旦储存资料就无法再将之改变或

删除。

软件固化：软件在出厂时写入硬件中。

2.冯・诺依曼计算机结构的特点是什么？

（1）采用二进制数的形式表示数据和指令。

（2）将指令和数据存放在存储器中。

（3）计算机硬件由控制器，运算器，存储器，输入设备和输出设备5大部分

组成。

3.简述计算机系统中复杂指令集和精简指令集的特点和用途。

复杂指令集（CISC）：在微型计算机的体系结构组成结构上是以复杂指令为

设计的计算机，在指令的运行过程中按指令的复杂程度来指挥计算机完成各条指

令，由于各条指令复杂程度不同分配的时钟周期各不相同，执行指令所需时司就

不相同。CISC体系的指令集由微程序来实现，即每一个操作由若干微操作的程

序组合来实现。所以CISC可以使用微指令编程的方式实现多种和功能复杂的指

令。

精简指令系统（RISC）：不管计算机的指令如何复杂，在一个计算机时钟周

期内完成，计算速度快，指令集简单。每一条指令直接有硬布线实现，即它的每

条指令原则上有自己的一套逻辑时序电路直接实现，所以单条指令的实现所占用

的硬件资源较多。因为该体系没有能采用增加单条指令的功能或高位的指令语义,

也没有增加指令的条数，而是集中于它的精简指令集上。

4.微型计算机由哪几部分组成？各部分的作用是什么？请画出组成示意图。

中央处理器一同时具有控制和处理功能。存储器一存放程序和数据。输入

设备一向计算机输入程序和数据的一类设备。输出设备一计算机向用户输出处理

结果的设备。示意图如下：

5.试说明输入设各和输出设备的作用，并举出几个常用的I/O设备实例。

输入设备是向计算机输入程序，数据和命令的部件，它的主要作用是把原始

数据和处理这些数据的程序转换为计算机能识别的二进制代码。常用的输入设备

包括键盘，鼠标，扫描器，光笔，数字化仪，数码相机和话筒等。

输出设备用来输入经过计算机运算或处理后所得的结果，并将结果以字符，

数据，图形等人们能够识别的形式输出。常见输出设备有显示器，打印机，投影

仪，绘图仪和声音输出设备等。

7.简述大数据、机器深度学习和神经网络之间的联系和区别。

大数据：大数据是指无法在一定的时间内用常规软件工具对其内容进行抓取、

管理和处理的数据集合。

大数据技术：是指从各种各样类型的数据中，快速获得有价值信息的能力。

适用于大数据的技术，包括大规模并行处理数据库(MPP),数据挖掘电网，分

布式文件系统，分布式数据库，云计算平台，互联网和可扩展的存储系统。

大数据的通俗解释：以容量大、类型多、存取速度快、应用价值高为主要特

征的数据集合，最早应用于IT行业，目前正快速发展为对数量巨大、来源分散、

格式多样的数据进行采集、存储和关联分析，从中发现新知识、创造新价值、提

升新能力的新一代信息技术和服务业态。大数据必须采用分布式架构，对海量数

据进行分布式数据挖掘，因此必须依托云计算的分布式处理、分布式数据库和云

存储、虚拟化技术。

机器深度学习(Deepleaming)：

机器学习(Machinelearning)是一种实现人工智能的方法，深度学习是--种

实现机器学习的技术，深度学习是机器学习的一种。深度学习与机器学习的主要

区别是在于性能。

深度学习的概念由Hinton等人于2006年提出。根据深信度网(DBN)提出非

监督贪心逐层练习算法，为处理深层结构相关的优化难题带来期望，随后提出多

层自动编码器深层结构。此外Lecun等人提出的卷积神经网络是第一个真正多层

结构学习算法，它使用空间相对联系削减参数数目以提高练习功能。深度学习是

机器学习研讨中的一个新的范畴，其动机在于树立、仿照人脑进行剖析学习的神

经网络，它仿照人脑的机制来解说数据，例如图画，声响和文本。

神经网络：该模型灵感来自动物的中枢神经系统，通常呈现为相互连接的“神

经元“，它可以对输入值通过反馈机制使得它们适应对应的输出。

相互之间的联系：当数据量很少的时候，深度学习的性能并不好，因为深度

学习算法需要大量数据才能很好理解其中蕴含的模式。

8.简述鸿蒙系统与其他操作系统的异同点。

2019年8月9日，中国华为技术有限公司正式推出鸿蒙系统(HarmonyOS),

结束了中国操作系统受制于人的时代，开启了新的里程碑。华为的鸿蒙系统打通

了手机、电脑、平板、电视、汽车、智能穿戴，统一成一个操作系统，而新的系

统还兼容全部安卓应用和所有Web应用，所以这也为用在移动终端上提供了坚

实的基础。

鸿蒙操作系统的最大特点是低时延，与安卓、iOS不同，它并非一款基于手

机的操作系统，而是定位物联网及工业互联网。鸿蒙系统是新一代智能终端操作

系统，为不同设备的智能化、互联与协同提供统一的语言。鸿蒙更便捷、更流畅、

更安全。

第二章习题与综合练习解答与参考答案

I.8086和8088处理器内部一般包含哪些主要部分？内部结构的差异？

答：8086和8088处理器从功能上可分为两个部分，即总线接口单元BIU和

执行单元EU。如下图所示。

20位

通用寄存器地址

加法器

16位

外

输入/输出

部

IP控那也路总

I

I线

内部寄存器i

运算寄存器

执行单元人

ALU/控制电路，123456

指令队列缓冲器

标志寄存器-1

执行单元(EU)总报接口单元(BIU)

8086和8()88处理器内部差异主要是在BIU总线接口单元，8086的指令队

列有6个字节，而8088的指令队列为4个字节。

2.什么是堆栈？它有什么用途？堆栈指针的作用是什么？举例说明堆栈的

操作。

答：堆栈是通常在计算机的内存中开辟一个专用的数据存储区，它具有“先

进先出”的存储特性。堆栈的作用是保护数据或指令为后续指令使用作准备。

堆栈指针SP的作用是用来指示存取位于当前堆栈段中的数据所在的地址。

例：(1)1+2=a(2)2+3=b(3)a+b=c

执行完指令(1)后将a放入堆栈中，在执行到指令(3)是将a取出与b相

加可得到c。

3.8086/8088CPU指令队列缓冲器各占有几个字节？说明其工作过程。

答：如第一题中所述，8086CPU的指令队列有6个字节，而8088CPU的指

令队列为4个字节。

工作过程：

不管是8086CPU还是8088CPU,都会在执行指令的同时，从内存中取下面

一条或儿条指令，取来的指令就依次放在指令队列中。它们采用“先进先出”的

原则。按顺序存放，并依次先后到EU中去执行。将遵循下列原则。

I）取指令时,每当指令队列缓冲器中存满一条指令时,EU就立即开始执行。

2）指令队列缓冲器中只要空出2个字节（对8086）或空出1个指令字节时

（对8088）,BIU便自动执行取指令操作,直到填满为止。

3）在EU执行指令的过程中，指令需要对存储器或I/O设备存取数据时，

BIU将在执行完现行取指令的存储港周期后的下一个存储器周期时，对指定为内

存单元或I/O设备进行存取操作，交换的数据经BIU由EU进行处理。

4）当EU执行完转移、调用和返回指令时，则要清除指令队列缓冲器，并

要求BIU从新的地址重新开始取指令，新取的第一条指令将直接经指令队列送

到EU去执行，随后取来的指令将填入指令队列缓冲器。由于BIU和EU是分开

并独立工作的，因此，在一般情况下，CPU执行完一条指令后就可以执行下一条

指令，而不需要像以往8位CPU那样重复地进行先取指令和后执行指令的串行

操作。16位CPU这种并行重叠操作的特点，提高了总线的信息传输效率和整个

系统的执行速度。下图给出8086/8088CPU程序的执行过程。

BIU取指令取指令取指令取指令取数据取指令

EU等待执行执行执行执行

4.在8086CPU中，在FR寄存器有哪些标志位，分别说明各位的功能。

答：在8086CPU中，FR寄存器共有9个标志位，即6个状态标志位（CF、

PF>AF、ZF、SF、OF）,3个控制标志位（TF、DF、IF）。

CF进位标志：当执行一个加法或减法运算时最高位产生进位或借位时，则

CF为1,否则为0。在进行多字节数的加减运算时，要使用到该标志位；在比较

无符号数的大小时，也用到该标志位；循环指令也会影响它。

PF奇偶标志：当指令执行结果的低8位中含有偶数个1时，则PF为1；否

则为0。利用PF可进行奇偶校验检查，或产生奇偶校验位，在串行通信中也用

到PF位。

AF辅助进位标志：当执行一个加法或减法运算时结果的低字节的第4位向

高4位有进位或借位时，则AF为1；否则为（）。

ZF零标志位：若当前的运算结果为零，则ZF为1；否则为（）。

SF符号标志：它和运算结果的最高位相同。当数据用补码表示时，负数的

最高位为1，正数的最高位为0。

OF溢出标志：用于反映有符号数加减运算是否引起溢出。

DF方向标志：用来控制数据传操作指令的步进方向。

IF中断允许标志：控制可屏蔽中断。

TF跟踪标志：为调试程序的方便而设置。

5.在8086CPU中，有哪些通用寄存器和专用寄存器？是说明专用寄存器的

作用。

答：通用寄存器：数据寄存器（AX、BX、CX、DX）,指针寄存器（SP、BP）,

变址寄存器（DI、SI）＜

专用寄存器即段寄存器（CS、SS、DS、ES）、指令指针寄存器和标志寄存器：

CS存放程序当前使用的代码段的段基址；

SS存放程序当前使用的堆栈段的段基址；

DS存放程序当前使用的数据段的段基址；

ES存放程序当前使用的附加段的段基址，通常也用来存放数据，典型用法

用来存放处理后的数据。

指令指针寄存器IP（也称为程序计数器）是用来存放要执行指令的指令代码

的偏移地址，它与代码段寄存器的段基值结合，形成指令指针所在存储单元1勺实

际地址。

标志寄存器FR

16位标志寄存器F只用了其中的9位作标志位，即6个状态标志位，3个控

制标志位。如下图所示。低8位FL的5个标志位与8080/8085的标志相同。

-------------FH----------------►F------------------FL---------------------►

15121180

OFDFIFTFSFZFAFPFCF

状态标志位用来反映算术或逻辑运算后结果的状态，以记录CPU的状态特

征。这6位是：CF、PF、AF、ZF、SF、OF。

•CF（CarryFlag）进位标志：当执行一个加法或减法运算使最高位（即Dis

位或D?位）产生进位或借位时，则CF为1；否则为0。在进行多字节数的

加减运算时，要使用到该标志位；在比较无符号数大小时，也用到该标志

位。此外，循环指令也会影响它。

•PF（Parityflag）奇偶标志：当指令执行结果的低8位中含有偶数个1

时，则PF为1；否则为0。利用PF可进行奇偶校验检查，或产生奇偶

效验位，在串行通信中也用到PF位。

•AF(AuxiliaryCarryFlag)辅助进位标志：当执行一个加法或减法运算使

结果的低字节的低4位向高4位有进位或借位时，则AF为1；否则为0»

•ZF(ZeroFlag)零标志位：若当前的运算结果为零，则ZF为1；否则为

Oo

•SF(SignFlag)符号标志:它和运算结果的最高位(根据D-位或D7位判

断)相同。当数据用补码表示时，负数的最高位为1,正数的最高位为0。

•OF(OverflowFlag)溢出标志：溢出标志OF用于反映有符号数加减运算

是否引起溢出。如运算结果超过了8位或16位有符号数的表示范围，即

在字节运算时大于+127或小于.128,在字运算时大于+32767或小于・32768,

称为溢出。当补码运算有溢出时，OF为1；否则为0。对OF的取值可以

采用简易的办法来求：即如果操作数是字节运算，用C6和C7位的值进行

异或运算；如果操作数是字运算，用和位的值进行异或运算(G

表示进行加减运算时第i位向第i+1位的进位或借位)。如C6=l,C7=0,

则OF=1；Ci5=l,Ci4=l,则OF=0等。

•DF(DirectionFlag)方向标志：它用来控制数据串操作指令的步进方向。

若用STD指令将DF置1,则串操作过程中地址会自动递减；若用CLD

指令将DF清0,则串操作过程中地址会自动递增。

•IF(InterruptEnableFlag)中断允许标志：它是控制可屏蔽中断的标志。若

用STI指令将IF置1,表示允许CPU接受外部从INTR引线上发来的可

屏蔽中断请求信号；若用CLI指令将IF清0,则禁止CPU接受可屏薮中

断请求信号。IF的状态不影响非屏蔽中断(NMI)请求，也不影响CPU响

应内部的中断请求。

•TF(Tr叩Flag)跟踪(陷阱)标志：它是为调试程序的方便而设置的。

若将TF置1,8086/8088CPU处于单部工作状态方式；否则，将正常

执行程序。8086/8088没有专门设置和清除TF标志的指令，要通过其

他方法设置和清除TFo

6.8086/8088CPU中有哪些寄存器可以作为8位寄存器使用，哪些只能为16

位？

答：8086/8088CPU中的数据寄存器(AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、

DL)可作为8位寄存器使用，其它只能为16位使用。

7.若CS=8000H,试说明现行代码段可寻址的存储空间的范围。

答：因为CS=8000H,偏移量可为0000H〜FFFFH,现行代码段可寻址的存

储空间的范围是80000H〜8FFFFH。

8.设现行数据段位于存储器的B0000到BFFFFH,DS段寄存器的内容应是

什么？

答：DS段寄存器的内容应是B000H。

9.说明8086的EU和BIU的主要功能。

答：EU：只负责执行指令；执行的指令从BIU的指令缓冲器中取得，执行

指令的结果或执行指令所需的数据，都由EU向BIU发出请求再由BIU对存储

器或外存存取。

BIU：负责完成CPU与存储器或I/O设备之间的数据传送。

10.说明8086/8088CPU之间的相同点和不同点，它们适用的场合？

答：(1)8086/8088CPU之间的相同点均为16位的CPU,内部能处理16位

的指令和数据，可访问的外部地址空间为1MB。

(2)8086/8088CPU之间的不同点为8086CPU外部数据总线为16位,

8088CPU外部数据总线为8位的CPU；8086的指令队列有6个字节，而B088

的指令队列为4个字节；由于8086CPU外部数据总线是16位，可适用于16位

的接口电路，8088CPU外部数据总线是8位，可适用于8位的接口电路。8088

CPU可用于更简单的小系统，8086CPU可用于更加复杂的系统。

11.说明8086/8088CPU内部总线接口单元BIU部分的地址加法器工作原

理。

答：B1U要从内存取指令送到指令队列缓冲器；CPU执行指令时，总线接口

单元要配合执行单元从指定的内存单元或外设端口中取数据，将数据传送给执行

单元，或者把执行单元的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。BIU内

有4个16位段地址寄存器CS(代码段寄存器)、DS(数据段寄存器)、SS(堆

栈段寄存器)和ES(附加段寄存器)，16位指令指针IP,6字节指令队列缓冲

器，20位地址加法器和总线控制电路。

2()位地址加法溶就是将段地址寄存港的内容左移4位，然后再加上右面16

位的有效地址偏移量，形成2()位的物理地址。16位的有效地址形成详见寻址方

式。

12.说明8086CPU组成的系统为什么必须使用地址锁存器。

答：8()86CPU的ADo〜ADl5是复用引脚，即地址线和数据线公用，在CPU

进行数据读写期间必须保证地址线信号有效，因此必须使用地址锁存器。8086

CPU在总线周期状态发出地址信号经锁存后的地址信号可以在访问存储器操作

周期保持不变，为系统提供稳定的地址信号，否则，系统不能完成正常的操作。

13.8086/8088CPU的最大寻址范围是多少？是怎样实现对整个地址空诃寻

址的。

答：8086/8088CPU的最大寻址范围是OOOOOH〜FFFFFH,即1MB字节。

当由IP提供或由EU按寻址方式计算出寻址单元的16位偏移地址后，将与

对应左移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

位的物理地址，对存储单元寻址。

14.在80806/8088CPU中物理地址和逻辑地址是指什么？他们之间有什么

联系？有效地址EA是怎样产生的？

答:物理地址即实际地址，逻辑地址即偏移地址,包括段寄存器值和偏移量。

物理地址等于段寄存器内容左移四位加偏移地址。有效地址EA就是偏移地址，

按寻址过程的不同组合而产生的。

15.存储单元与物理地址的是什么关系？在一个逻辑段中，每个单元的段地

址如何？而偏移地址又如何？

答：存储单元与物理地址是一一对应的。在一个逻辑段中，每个单元的段地

址是通过段地址寄存器的内容确定，一般为将段寄存器的内容左移4位就成为段

地址。偏移量就是相交于段地址的偏移，按不同的寻找方式以16位二进制数构

成。

16.在8086/8088CPU中AX、BX、CX、DX既可以用作数据寄存器，又

可以用作地址指针寄存器的是谁？

答：BX和DX。BX在间接寻址中作地址寄存器，段寄存器为DS,在变址

寻址和XLAT指令中作基址寄存器；DX在间接I/O寻址时为地址寄存器。

17.如何选择80806/8088CPU工作在最小方式或最大方式？在最小方式下

构成计算机体系的最小配置应有那儿个基本部分组成？说明两种方式下主要信

号区别。

答：最小和最大工作模式是以系统有几个控制芯片来决定的，当系统只有一

个控制芯片，则系统工作在最小工作模式，否则为做大工作模式。当80806/8088

CPU的MN/蕨引脚接地时系统工作在最大方式，接+15V时工作在最小方式。

最小方式时，全部控制信号由CPU本身提供。

最大方式下，控制信号不是由CPU本身提供,而是由系统的另外部分提供，

比如8288总线控制器提供。

18.在多处理器系统中，8086如何协调微处理器对总线的占有权。

答：在多处理器系统中，8086CPU是通过出让总线占用权来协调不同处理

器对总线的占有使用。用LOCK总线锁定信号，低电平有效，CPU输出此信号

表示不允许总线上的主控设备占用总系，该信号由系统指令前缀LOCK使其有

效，并维持到下一条指令执行完毕为止，此外，CPU的INTR引脚上的中断请求

也会使LOCK引脚从第一INTA脉冲开始直至第二个INTA脉冲结束保持低电

平。这样就保证在中断响应周期之后，其他主控没备才能占用。

19.说明空闲状态与等待状态的差别。说明何谓指令周期、机器周期和时钟

周期。

答：空闲状态：空闲是指没有操作，即CPU的idle引脚有效，CPU处于空

闲状态。

指令周期：执行一次指令所用的时间。

机器周期：CPU访问一次存储器或I/O接口所用的时间。

时钟周期：主频的倒数。

20.在8086中地址/数据复用线是如何区分的？

答：作为复用引脚，在总线周期的T1状态用来输出要寻址的存储器或I/O

端口地址；在T2状态浮置成高阻状态，为传输数据做准备；在T3状态，用于传

输数据；T4状态结束总线周期。当CPU响应中断以及系统总线“保持响应”时,

服用先都被职位高阻状态。

第一章习题解答参考

1.8086和8088处理器内部一般包含哪些主要部分？内部结构的差异？

2.什么是堆栈？它有什么用途？堆栈指针的作用是什么？举例说明堆栈的

操作。

3.8086/8088CPU指令队列缓冲密各占有几个字节？说明其工作过程。

4.在8086CPU中，FR寄存器有哪些标志位，分别说明各位的功能。

5.在8086CPU中，有哪些通用寄存器和专用寄存器？试说明专用寄存器的

作用。

6.8086/8088CPU中有哪些寄存器可以作为8位寄存器使用，哪些只能为16

位？

7.若CS=8000H,试说明现行代码段可寻址的存储空间的范围。

8.设现行数据段位于存储器的B()()()0到BFFFFH,DS段寄存器的内容应是

什么？

9.说明8086CPU的EU和BIU的主要功能。

10.说明8086/8088CPU之间的相同点和不同点，它们适用的场合？

II.说明8086/8088CPU内部总线接口单元BIU部分的地址加法器工作原

理。

12.说明8086CPU组成的系统为什么必须使用地址锁存器。

13.8086/8088CPU的最大寻址范围是多少？是怎样实现对整个地址空间寻址

的。

14.在8086/8088CPU中，物理地址和逻辑地址是指什么？它们之间有什么

联系？有效地址EA是怎样产生的？

15.存储单元与物理地址的是什么关系？在一个逻辑段中，每个单元的段地

址如何？而偏移地址又如何？

16.在8086/8088CPU中AX、BX、CX、DX既可以用作数据寄存器，又

可以用作地址指针寄存器的是谁？

17.如何选择8086/8088CPU工作在最小方式或最大方式？在最小方式下

构成计算机系统的最小配置应有哪几个基本部分组成？说明两种方式下主要信

号的区别。

18.在多处理器系统中，8086如何协调微处理器对总线的占有权。

19.说明空闲状态与等待状态的差别。说明何谓指令周期、机器周期和时钟

第一章习题解答参考

周期。

20.在8086中，地址/数据复用信号是如何区分的？

习题与综合练习参考答案

1.按存储器在计靠机中的作用，存储器可分成哪儿类？

简答：按冯•诺依世对现代计算机的定义，存储器在计算机中是不可或缺的

组成部分。从不同功能角度出发，存储器一般按下列3种方式分类：工作时与中

央处理器联系的密切程度、存储元件的介质材料和工作方式等分类。

简述各部分的特点：

1.按工作时与中央处理器联系的密切程度分类

存储器可分为主存、辅存。主存直接和CPU交换信息，且按存储单元进行

读写数据。而辅存则是作为主存的后援，存放暂时不执行的程序和数据，它只在

需要时与主存进行数据交换。辅存通常容量大、成本低，但存取速度慢。

2.按存储元件的介质材料分类

存储器可分为半导体存储器、磁表面存储器及光盘存储器。

（1）半导体存储器

半导体存储器目前主要用来做主存。它采用电信号记录信息，读写速度快,

单位造价高，存储容量相对较小。半导体材料存储器所存信息断电后消失，称为

非永久性（易失性）存储器，而磁性、光材料一股是永久性存储器。

（2）磁表面存储器

采用矩磁材料的磁膜，构成连续的磁记录载体，在磁头作用下，使记录介质

的各局部区域产生相应的磁化状态，或形成相加的磁化状态变化规律，用以记录

信息0或1的存储器为磁表面存储器。其存储体的结构，是在金属或塑料基体

上，涂敷（或电镀、溅射）一层很薄的磁性材料，这层磁膜就是记录介质，或称

为记录载体。根据其形状可分为：磁卡、磁鼓、磁带、磁盘。在目前，磁盘与磁

带是主要的外存储器。

磁表面存储器的存储容量大，每位价格低，非破坏性读出，具有不挥发性（可

长期保存）。但其结构与工作原理决定了读写方式，即记录介质作高速旋转或平

移，磁头对其读/写。这毕竟是机械运动方式，因而存取速度远低于半导体存储

器，只能作为外存使用。

（3）光盘存储器

第一章习题解答参考

光盘是利用光存储的，它的出现是信息存储技术的重大突破。光盘的基本原

理是用激光束对记录膜进行扫描，让介质材料发生相应的光效应或热效应，如使

被照射部分的光反射率发生变化，或出现烧孔（融坑），或使结晶状态变化，或

磁化方向反转等，用以表示。或1。

①只读型光盘（CD-ROM）：以烧孔（融坑）形式记录信息，由母盘复制而

成，不能改写，提供固化的信息，如程序数据、图像信息、声音信息等，广泛用

于多媒体技术中。

②写入式（只能写一次）光盘（WORM）：允许用户作一次性写入，每个只

能写一次，因为激光束将造成记录面的永久性变化。这类光盘可用来存储文件、

档案、图像等，永久性保存。

③可擦除/重写型（可逆式）光盘：激光束使介质产生的物理变化是可逆的，

因而可以擦除重写。目前使用的有两种方法：光磁记录（利用热磁反应）和相变

记录（利用晶态一非晶态转变），现在已进入实用阶段。

光盘是目前各种存储器中记录密度最高的，已经成为重要的外存形式。

（4）其他存储器

还有一些存储技术，已经研究多年，并开始应用在某些场合，不过对它们的

发展前景仍有争议，如：磁泡存储器、电荷耦合器件（CCD,目前主要用于数码

类相机及智能手机）。

3.按工作方式分类

根据存储器不同的工作方式和使用功能，可以分为随机存储器（Random

AccessMemory,RAM）＞只读存储器（Read-onlyMemory,ROM）、顺序存取存

储器（SerialAccessMemory,SAM）和直接存取存储器（DirectAccessMemory,

DAM）0

（1）随机存储器RAM

如果一种存储器不以随机地按指定地址，向存储单元存入、取出或改写信息,

并且无论对哪个地址单元进行读写操作所需要的时间完全相等，这种存储器叫随

机存储器RAM。RAM主要用来存放各种现场输入输出的程序、数据、中间运算

结果以及与外界交换的信息和作堆栈用。大部分半导体存储器都属于这一类。

（2）只读存储器ROM

在工作时只能随机读出存储内容而禁止写入新的内容，这种存储器叫只读存

储器ROM。ROM是主存的一部分，ROM的存储内容是通过特殊线路预先写进

第一章习题解答参考

去的，一旦写入后便长期保存。ROM的电路比RAM简单、集成度高、成本低，

且是一种非易失性存储器，计算机常把一些管理、监控程序，成熟的用户程序放

在ROM中。

（3）顺序存取存储器SAM

磁带是典型的SAM,其信息（块）沿磁带顺序排列，当要读取某部分信息

块时，只能沿磁带顺序逐块查找，所以称顺序存取存储器。SAM读取信息的时

间与信息块在磁带的位置有关，一般SAM存储容量很大，如磁带还可以脱机另

行存放，使用保管很方便。但因为只能顺序存取，速度慢，被用作计算机外存。

（4）直接存取存储器DAM

磁盘属于DAM类,它既不完全像SAM那样纯粹顺序存取，也不完全像

RAM那样能随机地由存储地址直接指向存储单元立即存取，而是介于两者之间。

磁盘存取时要进行两个操作：第一步是直接指向整个存储器中的一个子区域，比

如磁道；紧接着对该磁道像磁带那样顺序检索直到找到实际存取位置，就是说对

一个磁道而言是随机存取，但在每一个磁道内是顺序查找；磁盘存储容量很大，

通过旋转盘直接指向其中一个相当小的局部，所以称之为直接存取存储器。DAM

的存取速度远比不上主机内的RAM、ROM,但它容量大、价格便宜，速度比SAM

快，与SAM一样，多用作外存储器。

2.什么是多层次存储结构？它有什么作用？主存储器主要技术指标有哪些?

简答：为提高计算机的数据存取速度和管理效率，目前采用较多的是三级存

储器结构，即高速缓冲存储器、主存储器和辅存。

中央处理器CPU能直接访问的存储器称为内存，它主要包括高速缓存和主

存。而CPU不能直接访问辅存，辅存中信息必须先调入主存才能由CPU进行处

理。

主存储器主要技术指标有存储容量、存取速度、可靠性及性能价格比等。

3.什么叫RAM和ROM?RAM和ROM各自的特点是什么？

简答：RAM是RandomAccessMemory的英文缩写，中文一般称为半导体

随机读写存储器,存取速度快,一般用于计算机系统内存,断电后保持数据消失。

ROM是Read-OnlyMemory的英文缩写，中文一般称为半导体随机只读存

储器。也就是说这种存储器只能读，不能写（一般都是在出厂前使用专用设备一

次性直接写入，不能更改），常用于功能已经固定的控制程序，断电后仍保持数

据不变，价格相对RAM更便宜。

第一章习题解答参考

一般，一个计算机系统RAM和ROM混合搭配使用。

4.用下列芯片构成32kB存储器模块，需多少内存芯片？

(1)1X1(2)1X4(3)4X8(4)16X4

简答：一般对*X*的代表符号解释。第一个*代表输入地址最大范围，k为单

位(1024),第二个*代表数据线数量，单位为位。因此用1X1类型的芯片表示

1k输入地址范围，1位数据线，组成32kB存储器，需要32X8=256片芯片组成。

同理:选用1X4类型的芯片组成32kB存储•器，需要32X2=64片芯片组成。

选用4X8类型的芯片组成32kB存储器，需要8X1=8片芯片组成。

选用16X4类型的芯片组成32kB存储器，需要2X2=4片组成。

5.下列RAM芯片需多少地址输入端？多少数据输入端(双向)？

512X416kB64kB256X1

简答：512X4类型的芯片表示输入地址范围是512,即2的几次方为

512,可知29=512,9位地址输入端，4位数据输入端。

16kB类型的芯片表示输入地址范围是16k,210=1024=lk,214=16k,

14位地址输入端，B表示byle的简写，即8位数据输入端。

同理，64kB类型的芯片表示输入地址范围是64k,21°=1024=lk,216=

64k,16位地址输入端，8位数据输入端。

256X1类型的芯片表示输入地址范围是256,即2的儿次方为256,可

知28=256,8位地址输入端，1位数据输入端。

6.8086CPU与存储器连接时要考虑哪几方面的因素？

简答：8086CPU是地址线20位，16位双向数据线。低16位地址线与16位

双向数据线共用,即43〜/。15,46~4i9输入地址。因此，8086CPU与存储器

连接时要考虑低16位地址和数据线的复用问题，还有考虑其它控制信号的正确

使用。参见本教材第二章P18开始的相关内容。

7.一台8位微机地址总线16位，其随机存储器容量为32kB,首地址为

4000H,且地址是连续的，可用的最高地址是多少？

简答:微机地址总线16位可寻址216=64k,范围为0000H〜FFF尸H,

32kB=8FFFH,可用的最高地址是4000H+8FFFH=CFFFH。

8.画出用2114芯片组成16kx8的随机存储器连接图。

简答：略。参见第7题答案及本教材第三章P47开始的应用案例内容。

第一章习题解答参考

9.在8086系统中，若用I024X1位的RAM芯片组成16kx8位的存储器，

需要多少芯片？在CPU的地址总线中有多少位参与片内寻址？多少位用做6芯

片组选择信号？

简答：略。参见第7题答案及本教材第三章P47开始的应用案例内容。

1（）.在8086系统中，试用4k义8位的EPROM2732和2kX8位的静态6116

以及74LS138译码器，构成一个16kB的ROM（从F0000H开始）和8kB的RAM

（从C0000H开始），设8086工作于最小模式。画出硬件连接图，求出ROM和

RAM的地址范围。

简答：略。参见第7题答案及本教材第三章P47开始的应用案例内容。

习题与综合练习参考答案

一、选择题

1.ISA最大拥有（B）的可寻址内存。

A.8MB.16MC.32MD.64M

参考答案：B

理由：ISA总线是为PC/AT电脑而制定的总线标准，为16位体系结构，只

能支持16位的I/O设备，数据传输率大约是16MB/S,工作频率8MHz左右。有

时候也将XT总线称为8位ISA总线，而将AT总线称为16位ISA总线。386以

下的16位和32位PC及其兼容机儿乎全部完全采用ISA总线。目前仍有一些微

机系统部分地采用ISA总线。参见教材P66页

2.在ISA总线扩展插槽引脚中，-MASTER引脚的功能是（C）。

A.数据总线（输入/输出）B.存储器写命令（输入/输出）

C.总线准备就绪（输入）D.DMA请求响应（输出）

参考答案：Co参见教材P67页

3.PCLX总线的带宽为（D）。

A.133MB/secB.266MB/secC.533MB/secD.IO66MB/sec

参考答案：Do参见教材・P81页

4.AGP是专为（A）所设计的总线。

A.显卡B.声卡C.网卡D.光驱

参考答案：Ao参见教材P82页

5.下列陈述中不正确的是Co

A.总线结构传送方式可以提高数据的传输速度Q

第一章习题解答参考

B.与独立请求方式相比，菊花链式查询方式对电路的故障更敏感。

C.PCI总线采用同步时序协议和集中式仲裁策略。

D.总线的带宽即总线本身所能达到的最高传输速率。

参考答案：Ao参见教材P66页

6.下列各项中，（A）不是同步总线协定的特点。

A.不需要应答信号。B.各部件的存取时间比较接近。

C.总线长度较短。D.总线周期长度可变。

参考答案：Ao参见教材P61页

7.USB的拓扑结构最多只能有（C）层1包括根层）。

A.5B.6C.7D.8

参考答案：Co参见教材，P85页

8.USB总线上的设备在物理上是通过层叠的（旦）拓扑结构连到主机上的。

A.网形B.树形C.立体型D.星形

参考答案：Bo参见教材P85页

二、填空题

1.总线可分为：数据总线、地址总线、控制总线。

参考答案：参见教材P52页

2.控制器通过总线传输数据一般要经历四个阶段：

申请占用总线阶段、寻址阶段、传输阶段、结束阶段。

参考答案：参见教材P52页

3.PCI是位于处理器的和原来的系统总线之间插入的一种总线结构.

参考答案：参见教材P70页

4.某系统总线的一个存取周期最快为3个总线时钟周期，在一个总线周期

中可以存取32位数据、若总线的时钟频率为8.33MHz,则总线的带宽为

MB/So

总线的带宽：l/（3/8.33）*4=11.2MB/s

参考答案：参见教材P56页

5.计算机系统与外部设备之间相互连接的总线称为空统总线_；用于连接

微型机系统内各插件板的总线称为上总线_;PC1内部连接各寄存器及运算部

件之间的总线称为片内总线。

参考答案：参见教材P53页

第一章习题解答参考

6.一次总线的信息传送过程大致可以分为四个阶段，依次为总线请求和仲

裁阶段、寻址阶段、数据传输阶段和结束阶段。

参考答案：参见教材P57页

7.一个USB系统可分为四部分：USB主机(也叫根集线器)、USB设备、

USB集线滞和USB互连构成。

参考答案：参见教材P83页

8.USB2.0Hub由三部分组成，分另U是Hub控制器(HubControllerHub

中继器(HubRepeater)和事务转换器(TransactionTranslalor)。

参考答案：参见教材P84页

9.USB3.0Hub由根线组成，其中2根为发送数据、2根为接收数据

和4根为电源正、电源负、地线和控制信号。

参考答案：参见教材P87页

10.USB总线的电缆有4根导线，分别是：

四根线分别是VBUS,GND,D+,D-,其中VBUS为总线的电源线，GND

为地线，D+和D.为数据线。

参考答案：参见教材P86页

11.USB总线支持的数据传输率有三种，分别是：

高速数据传输率为480Mb/s；全速数据传输率为12Mb/s；低速数据传输率为

1.5Mb/so

参考答案：参见教材P86页

12.USB定义了四种传输类型分别是：控制传输、批传输、中断传输和等时

雌。

参考答案：参见教材P84页

13.USBHub有三个端口、分则是上游端口连接、Hub与Hub之间的连

接、USB终端设备连接。其中上游端口有四个组成部分，分别是物理连接器、值

号线路、电源管理电路、控制芯片。

14.Hub中继器由四部分组成，分则是：输入端口、信号处理单元、输出端

旦、电源供应单元。

参考答案：参见教材P84页

三、简答题

I.什么是总线？采用总线技术有哪些优点？总线操作应遵守哪些原则？

第一章习题解答参考

2.总线是怎样分类的？各用于什么场合？

3.为什么要用总线联络?按联络区分，并行总线可分为哪几类？

4.同步总线有哪些优点和缺点？主要用在哪些CPU中？

5.异步总线怎样实现总线联络？它有哪些优缺点？

6.半同步总线怎样实现总线联络？什么是零等待？

7.ISA总线采用哪种总线联络方式？采用哪一条信号线进行联络？

8.8088CPU采用的PC/XT总线的工作频率是多少，写出它的理论最大传

送速率的计算公式。

9.EISA总线的NMI中断源共有几种，请写出来。

10.PCI总线有哪两种总线仲裁信号，写出它们的信号名称

II.给出链式查询电路的逻辑结构图，并说明这种总线的工作过程。

12.试说明ISA,PCI,SCSI,USB总线的特点和应用。

13.筒述USB总线的主要性能特点。

14.筒述USB互连，筒述USB总线拓扑结构的主要组成部分。

15.解释流和消息的概念，解释帧和微帧的概念。

16.所有的USB设备都支持的公共操作主要有哪些？

简答题参考答案略。

四、上机题

观察主板上总线分布情况。尝试解释主板上与CPU连接的各总线接口

的作用。

1.80806/8088通用寄存谓的通用表现在何处？8个通用寄存器各自有何专门为用

途？那些寄存器可作为存储器寻址的指针寄存器？

答：80806/8088通用寄存器的通用表现在通用寄存器可以与寄存器、立即数、存

储器完成不同的操作。

AX：字乘、字除、字I/O、字节力'展BX：转换，基址寄存器

CX：数据串操作、循环DX：字乘、字除、间接I/O、字扩展

SI：数据串操作（源）DI：数据串操作（目的）

SP：堆栈栈顶指针BP：与SS完成对栈内数据的读取

BX、BP、SLDI可以作为存储器寻址的指针寄存器。

2.说明下列术语:

第一章习题解答参考

(1)操作数：指令的处理对象。

操作码：指出指令的功能或将要完成的任务。

立即数：作为指令代码的一部分出现在指令中，通常作为源操作数使用。

寄存器操作数：把操作数存放在寄存器中，即用寄存器存放源操作数或目

的操作数。

存储器操作数：：•巴操作数放在存储器中。

(2)段地址：是针对内存的分段而言的，将每一段的段首地址定义为段堆址。

偏移量：相对于段起始地址的距离。

有效地址：相对段首地址的偏移量。

物理地址：即实际地址。如存储器操作数所在的存储器地址，指令代码所

在的代码段地址，堆栈操作数所在的堆栈地址。

(3)立即数寻址：操作数是一个立即数，直接包含在指令中，可为8位或16位，

放在指令操作码后。

直接寻址：操作数的地址直接包含在指令中，放在操作码后。

变址寻址：操作数在存储器，用SI、DI变址寄存器寻址。

基址变址寻址：所寻址的操作数存储器有效地址为基址寄存器内容加上变

址寄存器的内容为有效地址。

隐含寻址：在8086/8088系统中，有部分指令的操作数没有给出任何说明，

但计算机根据操作码即可确定其所要的操作对象，其操作对象是固定的。

3.从程序员的角度看，8086/8088有多少可访问的16位寄存器？有多少可

以访问的8位寄存器？

答：从程序员的角度看，8086/8088有14个可以访问的16位寄存器：包括

8个通用寄存器(AX,BX,CX,DX,SLDI,BP,SP)：4个段寄存器(CS,

DS,SS,ES)；指令指针寄存器和标志寄存器。

有8个可以访问的8位寄存器：AH,AL,BH,BL,CH,CL,DH,DL

4.何谓寻址方式？8088系统有哪几种寻址方式？

答：寻址方式就是在寻找指令中操作数所在地址的方法。

8088系统中有立即数寻址、直接寻址、寄存器寻址、寄存器间接寻址、寄存

器相时寻址、基址加变址寻址、相对基址加变址寻址、端口寻址、隐含寻址等寻

第一章习题解答参考

址方式。

5.请说明标志CF和标志OF的差异？

答:CF进位标志：当执行一个加法或减法运算时最高位产生进位或借位时，

则CF为1,否则为0。在进行多字节数的加减运算时，要使用到该标志位；在比

较无符号数的大小时，也用到该标志位；循环指令也会影响它。

OF溢出标志：用于反映有符号数加减运算是否引起溢出。

6.为什么目标操作数不能采用立即寻址方式？

答：立即数可能是一个运算数也可能是一个地址位，主要用于给寄存器或存

储器赋初值，即其值不可改变。

7.那些存储器寻址方式可能导致有效地址超出64KB的范围？8086/8088如

何处理这种情况？

答：寄存器相对寻址、基址加变址寻址、相对基址加变址寻址，可能导致有

效地址超出64KB的范围，当所得的有效地址超出FFFFH时，则取64KB的模。

8.什么情况下段值和偏移量确定的存储单元地址超过1MB?8086/8088如

何处理这种情况？

答：寄存器相对寻址、基址加变址寻址、相对基址加变址寻址，其段基址左

移四位加偏移量可能导致存储单元的地址超出1MB。当所得的偏移量超出

FFFFH时，则偏移量取64K的模。

9.指出下列指令的寻址方式：

(1)MOVCX,100；源操作数：立即数寻址；目的操作数：寄存器寻址

(2)MOVAX,25[SI]；源操作数：寄存器相对寻址；目的操作数：寄

存器寻址

(3)MOVLDI+BXJ,AX：源操作数：寄存器寻址：目的操作数：基址加

变址寻址

(4)ADDAX,ADDR；源操作数：直接寻址；目的操作数：寄存器寻址

(5)MULBL；隐含寻址；源操作数：寄存器寻址；目的操作数：

寄存器寻址

(6)INCWORDPTR[BX+25]；单操作数，寄存器相对寻址

(7)SUBAX,[BP+6]；源操作数：寄存器相对寻址；目的操作数：寄

第一章习题解答参考

存器寻址

(8)JMPBX;单操作数，寄存器寻址

(9)INAL,20H;端口寻址，源为端口地址，目的为寄存器须知

(10)STI；隐含寻址，源和目的均为FR寄存器

10.指出下列指令中存储器操作数的物理地址的计算表达式：

(1)MOVAL,[SI];存储器操作数的物理地址二(DS)X16十(SI)

(2)MOVAX,[BP+6]；存储器操作数的物理地址二(SS)xl6+(BP)+6

(3)MOV5[BX+SI],AX；存储器操