微機原理課后.doc

1.2(2) 微處理器（cpu）：由一片或少數(shù)幾片大規(guī)模集成電路組成的中央處理器 微型計算機：是由大規(guī)模集成電路組成的、體積較小的電子計算機 微型計算機系統(tǒng)：由微型計算機、顯示器、輸入輸出設備、電源及控制面板等組成的計算機系統(tǒng)。（3） 字節(jié)：是計算機信息技術用于計量存儲容量的一種計量單位 字：作為一個整體來并行操作的一組二進制數(shù) 字長：直接用二進制代碼指令表達的計算機語言1.4說明微型計算機系統(tǒng)的硬件組成及各部分的作用運算器：負責算術運算和邏輯運算 控制器：能發(fā)出各種控制信息，使計算機各部分協(xié)調(diào)工作的部件 存儲器：能記憶程序和數(shù)據(jù)的部件 輸入設備：能將程序和數(shù)據(jù)輸入的部件 輸出設備：能將結(jié)果數(shù)據(jù)和其他信息輸出的部件1.5微機的系統(tǒng)總線按功能分哪三組 數(shù)據(jù)總線（DB）地址總線（AB）控制總線（CB）2.2簡述8086標志寄存器的作用以及每個標志位的含義 CF:進位標志，CF=1表示指令執(zhí)行結(jié)果在最高位上產(chǎn)生了一個進位或借位；CF=-0則無進位或借位產(chǎn)生 AF：輔助進位標志，AF=1表示結(jié)果的低4位產(chǎn)生了一個進位或借位；AF=0則無此進位或借位 ZF：零標志，ZF=1表示運算結(jié)果為0；ZF=0，則結(jié)果不為零 SF：符號標志，SF=1表示運算結(jié)果為負數(shù)，即結(jié)果的最高位位1；SF=0，則結(jié)果為正數(shù)，即最高位為0 PF：奇偶標志，PF=1表示指令執(zhí)行結(jié)果低8位中有偶數(shù)個1；PF=0，則結(jié)果中有奇數(shù)個1 OF:溢出標志，當運算過程中產(chǎn)生溢出時，會使OF為1控制標志位 DF：方向標志，控制串操作指令用的標志。如果DF為0，則串操作過程中地址會不斷增值；反之，如果DF為1，則串操作過程中地址會不斷減值。 IF：中斷允許標志，控制可屏蔽中斷的標志。如果IF為0，則關閉可屏蔽中斷，此時CPU不響應可屏蔽中斷請求；如果IF為1，則打開可屏蔽中斷，此時CPU可以響應可屏蔽中斷請求。 TF：跟蹤標志，如果TF為1，則CPU按跟蹤方式執(zhí)行指令2.4簡述地址加法器的工作原理 20位物理地址加法器由20位二進制代碼組成，20位物理地址=16位段地址10H+段內(nèi)偏移地址。得出物理地址后，BIU可以完成取指令，讀操作數(shù)等功能2.5簡述8086存儲器的組織結(jié)構(gòu)特點 8086有20根地址線，可尋址1MB空間的內(nèi)存，當程序運行時，程序代碼，數(shù)據(jù)等被編譯程序按照一定的規(guī)則放在內(nèi)存中。2.6為什么8086CPU存儲器組織采用分段結(jié)構(gòu) 因為分段結(jié)構(gòu)可以實現(xiàn)在有限的地址線路條數(shù)的情況下可尋址更大的存儲空間。3.3 把下列十進制數(shù)分別轉(zhuǎn)換為二進制數(shù)和十六進制數(shù)。 (1)125 (2)255 (3)72 (4)5090 答案：(1) 125二進制數(shù)： 0111 1101B；十六進制數(shù)： 7DH。 (2)255二進制數(shù)： 1111 1111B；十六進制數(shù)：0FFH。 (3)72二進制數(shù)： 0100 1000B；十六進制數(shù)： 48H。 (4)5090二進制數(shù)： 0001 0011 1110 0010B；十六進制數(shù)： 13E2H。 3.5 把下列無符號十六進制數(shù)分別轉(zhuǎn)換為十進制數(shù)和二進制數(shù)。 (1)FF (2)ABCD (3)123 (4)FFFF答案：(1)FF十進制數(shù)：255D；二進制數(shù)； 1111 1111B。 (2)ABCD十進制數(shù)： 43981D；二進制數(shù)； 1010 1011 1100 1101B。 (3)123十進制數(shù)： 291D；二進制數(shù)； 0001 0010 0011B。 (4)FFFF十進制數(shù)：65535D；二進制數(shù)； 1111 1111 1111 1111B。 3.7 試實現(xiàn)下列轉(zhuǎn)換。 (1)原10111110B，求補 (2)補11110011B，求-補 (3)補10111110B，求原 (4)補10111110B，求反答案：(1) 1100 0010 (2) 0000 1101 (3) 1100 0010 (4) 1011 11013.11 以下均為 2位十六進制數(shù)，試說明當把它們分別看作無符號數(shù)或字符的 ASCII碼值，它們所表示的十進制數(shù)和字符是什么？ (1)30H (2)39H (3)42H (4)62H (5)20H (6)7H 答案：(1)30H所表示的十進制數(shù)是： 48D；字符是： 0。 (2)39H所表示的十進制數(shù)是： 57D；字符是： 9。 (3)42H所表示的十進制數(shù)是： 66D；字符是： B。 (4)62H所表示的十進制數(shù)是： 98D；字符是： b。 (5)20H所表示的十進制數(shù)是： 32D；字符是： sp空格。 (6)7H所表示的十進制數(shù)是： 7D；字符是： BEL報警。 3.17 8086系統(tǒng)中，設 DS=1000H，ES=2000H，SS=1200H，BX=0300H，SI=0200H， BP=0100H，VAR的偏移量為 0600H，請指出下列指令的目標操作數(shù)的尋址方式，若目標操作數(shù)為存儲器操作數(shù)，計算它們的物理地址。（1）MOV BX，12 ；目標操作數(shù)為寄存器尋址（2）MOV BX，12 ；目標操作數(shù)為寄存器間址 PA=10300H （3）MOV ES：SI，AX ；目標操作數(shù)為寄存器間址 PA=20200H （4）MOV VAR，8 ；目標操作數(shù)為存儲器直接尋址 PA=10600H （5）MOV BXSI，AX ；目標操作數(shù)為基址加變址尋址 PA=10500H （6）MOV 6BPSI，AL；目標操作數(shù)為相對的基址加變址尋址 PA=12306H （7）MOV 1000H，DX ；目標操作數(shù)為存儲器直接尋址 PA=11000H （8）MOV 6BX，CX ；目標操作數(shù)為寄存器相對尋址 PA=10306H （9）MOV VAR+5，AX ；目標操作數(shù)為存儲器直接尋址 PA=10605H 3.19 試述以下指令的區(qū)別： MOV AX,3000H 與 MOV AX,3000H 答案： MOV AX,3000H指令源操作數(shù)的尋址方式為立即尋址方式，指令執(zhí)行結(jié)果為： (AX)=3000H。而 MOV AX,3000H指令源操作數(shù)的尋址方式為直接尋址方式 ,指令執(zhí)行結(jié)果為：DS:3000H)AX。 MOV AX,MEM 與 MOV AX,OFFSET MEM 答案： MOV AX,MEM指令源操作數(shù)的尋址方式為直接尋址方式，指令執(zhí)行結(jié)果為： DS:MEM)AX。而 MOV AX,OFFSET MEM指令的執(zhí)行結(jié)果是把 MEM的偏移量送 AX。 MOV AX,MEM 與 LEA AX,MEM 答案： MOV AX,MEM指令的執(zhí)行結(jié)果是 LDS:MEM)AX。而 LEA AX，MEM的執(zhí)行結(jié)果是把 MEM的偏移量送 AX。 (4) JMP SHORT L1 與 JMP NEAR PTR L1 3 微機原理及應用（陳繼紅、徐晨）課后習題答案 答案：JMP SHORT L1為段內(nèi)無條件短程轉(zhuǎn)移，跳轉(zhuǎn)的范圍不得超過帶符號的 8位二進制數(shù)表示的字節(jié)范圍； JMP NEAR PTR L1為段內(nèi)無條件近程轉(zhuǎn)移，跳轉(zhuǎn)的范圍不得超過帶符號的 16位二進制數(shù)表示的字節(jié)范圍。 (5) CMP DX,CX與 SUB DX ,CX 答案：CMP DX,CX 是比較，也是利用減法比較，但是 dx中的值不變，標志寄存器改變。SUB DX ,CX 是做減法運算， dx中為減后的值，標志寄存器改變 (6)MOV BPSI,CL與 MOV DS: BPSI,CL答案：BP默認的段基址是 SS，物理地址 PA=SS+BP+SI；第二個重定義為 DS段基址，物理地址 PA=DS+BP+SI 3.21 設當前 SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，計算當前棧頂?shù)牡刂窞槎嗌?？當?zhí)行 PUSH BX 指令后，棧頂?shù)刂泛蜅ｍ?2個字節(jié)的內(nèi)容分別是什么？答案：當前棧頂?shù)牡刂?=2FF00H 當執(zhí)行 PUSH BX 指令后，棧頂?shù)刂?=2FEFEH (2FEFEH)=57H (2FEFFH)=34H 3.22 設 DX=78C5H，CL=5，CF=1，確定下列各條指令執(zhí)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 設 AX=0A69H，VALUE字變量中存放的內(nèi)容為 1927H，寫出下列各條指令執(zhí)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 畫出下列語句中的數(shù)據(jù)在存儲器中的存儲情況。 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 什么是時鐘周期、總線周期、指令周期？答：8086CPU執(zhí)行一條指令是由取指令、譯碼和執(zhí)行等操作組成的，為了使 8086CPU的各種操作協(xié)調(diào)同步進行，8086CPU必須在時鐘信號 CLK 控制下工作，時鐘信號是一個周期性的脈沖信號，一個時鐘脈沖的時間長度稱為一個時鐘周期 (Clock Cycle)，是時鐘頻率（主頻）的倒數(shù)，時鐘周期是計算機系統(tǒng)中的時間基準。 8086CPU要通過總線才能與外部交換信息， CPU通過總線接口單元與外部交換一次信息，稱為一次總線操作，所耗用的時間稱為一個總線周期 (Bus Cycle)，也稱機器周期（Machine Cycle）。一個總線周期由若干個時鐘周期組成，總線操作的類型不同，總線周期也不同。一個總線周期內(nèi)完成的數(shù)據(jù)傳輸，一般有傳送地址和傳送數(shù)據(jù)兩個過程。 8086CPU執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期（ Instruction Cycle），一個指令周期由若干個總線周期組成， 5.2 8086微處理器各個 T狀態(tài)的主要功能。答：(1)在 T1狀態(tài)，CPU往多路復用總線上發(fā)出地址信息，以指出要尋址的存儲單元或外設端口的地址。 (2)在 T2狀態(tài)，CPU從總線上撤消地址，而使總線的低 16位浮空，置成高阻狀態(tài)，為傳輸數(shù)據(jù)作準備?？偩€的最高 4位（ A1916）用來輸出本總線周期狀態(tài)信息。在這些狀態(tài)信息用來表示中斷允許狀態(tài)，當前正在使用的段寄存器名等。 (3)在 T3狀態(tài)，多路總線的高 4位繼續(xù)提供狀態(tài)信息，而多路總線的低 16位（ 8088則為低 8位）上出現(xiàn)由 CPU寫出的數(shù)據(jù)或者 CPU從存儲器或端口讀入的數(shù)據(jù)。 (4)在有些情況下，外設或存儲器速度較慢，不能及時地配合 CPU傳送數(shù)據(jù)。這時，外設或存儲器會通過 “READY”信號線在 T3狀態(tài)啟動之前向 CPU發(fā)一個“數(shù)據(jù)未準備好 ”信號，于是 CPU會在 T3之后插入 1個或多個附加的時鐘周期 Tw。Tw也叫等待狀態(tài)，在 Tw狀態(tài)，總線上的信息情況和 T3狀態(tài)的信息情況一樣。當指定的存儲器或外設完成數(shù)據(jù)傳送時，便在“READY”線上發(fā)出 “準備好”信號，CPU接收到這一信號后，會自動脫離 Tw狀態(tài)而進入 T4狀態(tài)。 (5)在 T4狀態(tài)，總線周期結(jié)束。 5.3 8086和 8088有何區(qū)別？答：這兩種 CPU的主要區(qū)別如下：外部數(shù)據(jù)總線位數(shù)： 8086 CPU的外部數(shù)據(jù)總線有 16位，在一個總線周期內(nèi)可輸入 /輸出一個字（ 16位數(shù)據(jù)），使系統(tǒng)處理數(shù)據(jù)和對中斷響應的速度得以加快；而 8088 CPU的外部數(shù)據(jù)總線為 8位，在一個總線周期內(nèi)只能輸入 /輸出一個字節(jié)（ 8位數(shù)據(jù)）。指令隊列容量： 8086 CPU的指令隊列可容納 6個字節(jié)，且在每個總線周期中從存儲器中取出 2個字節(jié)的指令代碼填入指令隊列，這可提高取指操作和其它操作的并行率，從而提高系統(tǒng)工作速度；而 8088 CPU的指令隊列只能容納 4個字節(jié)，且在每個總線周期中能取一個字節(jié)的指令代碼，從而增長了總線取指令的時間，在一定條件下可能影響取指令操作和其它操作的并行率。引腳特性：兩種 CPU的引腳功能是相同的，但有以下幾點不同： 1) AD15AD0的定義不同：在 8086中都定義為地址 /數(shù)據(jù)復用總線；而 8088中，由于只需 8條數(shù)據(jù)總線，因此，對應于 8086的 AD15AD8這 8條引腳定義為 A15A8，只作地址線使用。 2) 34腳的定義不同：在 8086中定義為 BHE信號；而在 8088中定義為 SSO，它與 DT /R ， IO /M 一起用作最小方式下的周期狀態(tài)信號。 3) 28腳的相位不同，在 8086中為 M /IO ；而在 8088中被倒相，改為 IO / M，以便與 8080/8085系統(tǒng)的總線結(jié)構(gòu)兼容。 5.4 8086是怎樣解決地址線和數(shù)據(jù)線的復用問題的？ ALE的作用是什么？答：（1）、AD15-AD0采用分時的多路轉(zhuǎn)換方法來實現(xiàn)對地址線和數(shù)據(jù)線的復用。在總16 微機原理及應用（陳繼紅、徐晨）課后習題答案 線周期 T1狀態(tài)下，這些引線表示為低 16位地址線，在總線周期為 T2、T3、TW狀態(tài)，這些引線用作數(shù)據(jù)總線，可見對復用信號是用時間來加以劃分的，他要求在 T1 狀態(tài)下先出現(xiàn)低 16位地址時，用地址鎖存器加以鎖存，隨后的 T狀態(tài)，即使這些用作數(shù)據(jù)線，而低 16位地址線的地址狀態(tài)去被記錄保存下來，并達到地址總線上。（2） 、ALE是地址鎖存允許信號，高電平有效。6.1 試說明半導體存儲器的分類。答：半導體分為： RAM和 ROM。RAM分為靜態(tài) RAM和動態(tài) RAM。ROM分為：掩膜 ROM、 PROM、EPROM、E2PROM。 6.9 8086系統(tǒng)中存儲器偶地址體及奇地址體之間應該用什么信號區(qū)分？怎樣區(qū)分？ 8086CPU的數(shù)據(jù)總線有16根，其中高8位數(shù)據(jù)線D15D8接存儲器的高位庫（奇地址庫），低8位數(shù)據(jù)線D7D0接存儲器的低位庫（偶地址庫），根據(jù)BHE（選擇奇地址庫）和AO（選擇偶地址庫）的不同狀態(tài)組合決定對存儲器做字操作還是字節(jié)操作7.1 簡述 I/O接口的主要功能。答：（1）對輸入輸出數(shù)據(jù)進行緩沖和鎖存（2）對信號的形式和數(shù)據(jù)的格式進行變換（3）對 I/O端口進行尋址（4）提供聯(lián)絡信號 7.2 CPU與外設之間的數(shù)據(jù)傳輸方式有哪些？簡要說明各自含義。答：（1）程序方式：微機系統(tǒng)與外設之間的數(shù)據(jù)傳輸過程在程序的控制下進行（2）中斷方式：在中斷傳輸方式下，當輸入設備將數(shù)據(jù)準備好或輸出設備可以接收數(shù)據(jù)時，便向 CPU發(fā)出中斷請求，使 CPU暫時停止執(zhí)行當前程序，而去執(zhí)行數(shù)據(jù)輸入輸出的中斷服務程序，與外設進行數(shù)據(jù)傳輸操作，中斷服務程序執(zhí)行完后， CPU又返回繼續(xù)執(zhí)行原來的程序。（3）直接存儲器存?。?DMA）方式： DMA方式是指不經(jīng)過 CPU的干預，直接在外設和內(nèi)存之間進行數(shù)據(jù)傳輸?shù)姆绞健?7.3 什么是端口？通常有哪幾類端口？計算機對 I/O端口編址時通常采用哪？在 80x86系統(tǒng)中，采用哪一種方法？每個 I/O接口內(nèi)部一般由三類寄存器組成。 CPU與外設進行數(shù)據(jù)傳輸時，各類信息在接口中進入不同的寄存器，一般稱這些寄存器為 I/O端口。 I/O端口通常有數(shù)據(jù)端口、狀態(tài)端口、控制端口。計算機對 I/O端口編址時通常采用： I/O端口與內(nèi)存統(tǒng)一編址、 I/O端口獨立編址兩種方法。在 80x86系統(tǒng)中，采用 I/O端口獨立編址方法。 8.1 80x86的中斷系統(tǒng)有哪幾種類型中斷？其優(yōu)先次序如何？ 80x86的中斷系統(tǒng)可處理 256種個