微型計算機(jī)原理及應(yīng)用課后答案

1、第1章習(xí)題1.3簡述3個門電路的根本元素在電路中對電平上下的作用。答：與、或、非。1.4布爾代數(shù)有哪兩個特點(diǎn)？答：1值只有兩個；2只有與、或、反 3種運(yùn)算。1.5布爾代數(shù)的“或運(yùn)算結(jié)果可用哪兩句話來歸納？其“與運(yùn)算又可歸納成哪兩句話“ 答：1“或運(yùn)算運(yùn)算結(jié)果為有一真必為真，兩者皆假才為假。2“與運(yùn)算有一假即為假，兩者皆真才為真。1.6什么叫原碼、反碼及補(bǔ)碼？答：原碼就是一個數(shù)的機(jī)器數(shù)。反碼：將原碼每位取反，即為反碼。更準(zhǔn)確的是：正數(shù)的反碼就等于它的原碼；負(fù)數(shù)的反碼就是它的原碼除符號位外，各位取反。補(bǔ)碼：反碼加1就是補(bǔ)碼。更準(zhǔn)確的是：正數(shù)的補(bǔ)碼就等于它的原碼；負(fù)數(shù)的補(bǔ)碼就是它的反碼加 1。1.7

2、為什么需要半加器和全加器，它們之間的主要區(qū)別是什么？答：1因?yàn)榧臃ǖ牡谝晃粵]有進(jìn)位，所以用半加器即可；而第二位起可能有進(jìn)位，故需要 考慮全加器；2兩者的區(qū)別是半加器為雙入雙出，全加器為三入雙出。第2章習(xí)題2.2觸發(fā)器、存放器及存儲器之間有什么關(guān)系？請畫出這幾種器件的符號。答：觸發(fā)器是存放一位二進(jìn)制數(shù)字信號的根本單元。觸發(fā)器是電腦的記憶裝置的根本單元，也可以說是記憶細(xì)胞。 觸發(fā)器可以組成存放器， 存放器又可以組成存儲器。存放器和存儲器統(tǒng)稱為電腦的記憶裝置。(2)其符號分別表示如下：2.4累加器有何用處？畫出其符號。答：累加器作為ALU運(yùn)算過程的代數(shù)和的臨時存儲處。rB 2±4 齡遅哪2

3、.5三態(tài)輸出電路有何意義？其符號如何畫？答：三態(tài)輸出電路使得一條信號傳輸線既能與一個觸發(fā)器接通，也可以與其斷開而與另外一個觸發(fā)器接通，從而使得一條信號線可以傳輸多個觸發(fā)器的信息。2.6何謂L門及E門？它們在總線結(jié)構(gòu)中有何用處?答:1L門：高電平時使數(shù)據(jù)裝入、低電平時數(shù)據(jù)自鎖其中的電路；E n： E門即三態(tài)門，中選通端 E門為高電平時，可將信息從 A端送到B端。2L門專管對存放器的裝入數(shù)據(jù)的控制，而丘門志管由存放器輸出數(shù)據(jù)的控制。2.7控制字是什么意義？試舉個例子說明。答：1控制字CON各各個存放器的L門和丘門的按次序排成一列， 并且為了防止住處在公 共總線中亂竄，規(guī)定在某一時鐘節(jié)拍，只有一個存

4、放器的L門為高電平，一個存放器的E門為高電平，從而保證了 丘門為高電平的存放器的數(shù)據(jù)流入到L門為高電平的存放器中去。2.8 ROM和RAM各有何特點(diǎn)與用處？答：ROM是只讀存儲器，是用以存放固定程序的存儲器，一旦程序放進(jìn)去之后，就不能再改 變。也不能再寫入新的字節(jié)，而只能讀出其中所存儲的內(nèi)容；RAM是隨機(jī)存儲器又稱讀/寫存儲器，它與ROM勺區(qū)別在于它不但能讀出存放在其中各個 存儲單元的數(shù)據(jù)，而且能夠隨時寫進(jìn)新的數(shù)據(jù)，或者改變原有數(shù)據(jù)。2.9為什么要建立“地址這個概念？答：因?yàn)橐粋€存儲器可以包含數(shù)以千計的存儲單元，可以存儲很多數(shù)據(jù)，為了便于存入和取出，需要對每個存儲單元確定一個固定地址。2.11

5、譯碼器有何用處？答：譯碼器用來確定存儲單元的地址。地址譯碼器常用于電腦中對存儲單元地址的譯碼，即將一個地址代碼轉(zhuǎn)換成一個有效信號，從而選中對應(yīng)的單元。2.12存儲地址存放器MAR和存儲數(shù)據(jù)存放器MDR各有何用處？ 答：MAR將所要尋找的存儲單元的地址暫存下來，以備下一條指令之用。MDR是將要寫入RAM中去的數(shù)據(jù)暫存起來，以等待控制器發(fā)出指令再將數(shù)據(jù)寫入RAM中去。第3章習(xí)題3.2 程序計數(shù)器PC的內(nèi)容是什么意義？答：程序計數(shù)器 PC存儲的內(nèi)容是指令的地址碼。每次運(yùn)行指令前，先復(fù)位到0,每取出執(zhí)行一條指令，PC加1.3.3指令存放器IR從PROM接收到指令字8位后的運(yùn)行過程如何？起什么作用？答：

6、1指令存放器IR從PRO碾收到指令字后，就立即將其高4位送到控制部件。2控制部件經(jīng)過分析后就發(fā)出控制指令，將IR的低4位數(shù)送到存儲地址存放器 MAR MAF將此低4位數(shù)作為地址并用于訪問 PROM故第1次訪問PRO啲是其指令區(qū)，第 2次訪問的是其數(shù) 據(jù)區(qū)。3.4程序設(shè)計的4個步驟 先要有一個操作碼表 存儲分配 將源程序翻譯目的程序 程序及數(shù)據(jù)的輸入方法3.5環(huán)形計數(shù)器有何用處？什么叫環(huán)形字？答：1環(huán)形計數(shù)器用來發(fā)出順序控制信號即用來發(fā)出環(huán)形字，從而產(chǎn)生機(jī)器節(jié)拍。2環(huán)形字是其6位輸出端依次輪流為高電平，并且是在最位一位左邊第1位置1后又回到右邊第1位，從而形成環(huán)形置位。3.6什么叫例行程序？什么

7、叫機(jī)器周期、取指周期和執(zhí)行周期？本章簡化式電腦的機(jī)器周期包括幾個時鐘周期機(jī)器節(jié)拍？機(jī)器周期是否一定是固定不變的？答：1例行程序：由廠家編好的執(zhí)行每個程序在本章中即為每條指令所需要的機(jī)器節(jié)拍3個，見P492機(jī)器周期：執(zhí)行一條指令的時間。3取指周期：取一條指令所需的3個機(jī)器節(jié)拍。4執(zhí)行周期：執(zhí)行一條指令所需的機(jī)器節(jié)拍一般也為3個機(jī)器節(jié)拍5本章簡化式電腦的機(jī)器周期包括6個機(jī)器節(jié)拍。補(bǔ)充：機(jī)器節(jié)拍：即一個時鐘周期時鐘一個高電平 個低電平6不一定。只不過固定了在 6個節(jié)拍完成一個機(jī)器周期的電腦被稱為固定周期的電腦。3.7控制部件包括哪些主要環(huán)節(jié)？各有何用處？答：1控制部件包括環(huán)形計數(shù)器、指令譯碼器、控制

8、矩陣和其他控制電路。2環(huán)形計數(shù)器用來產(chǎn)生環(huán)形字，從而產(chǎn)生機(jī)器節(jié)拍；指令譯碼器：將高四位組成的編碼信息譯成某一控制線為高電位?？刂凭仃嚕河脕懋a(chǎn)生控制字CON即產(chǎn)生所有控制信號。其他控制電路包含時鐘脈沖發(fā)生器、運(yùn)行/停車觸發(fā)器、“啟動和“去除按鈕。其作用見P54.3.8子程序計數(shù)器有何用處？答：也是用來作為一個程序計數(shù)器的。3.12指令存放器IR是如何將其指令字段和地址字段分送出去的？這兩個字段的位數(shù)是否保持不變？答：1指令存放器IR將8位指令字的高4位作為指令字段送到控制部件，而將低 4位做 為地址字段通過總線送到存儲地址存放器MAR中去。2 對，保持不變。這由制造廠家確£。8.ALE

9、的作用，鎖存控制信號。9中斷的分類，可屏蔽中斷和非可屏蔽中斷。10. AD拐腳的作用，A作為地址口使用，D作為數(shù)據(jù)口使用。11. RD讀信號，WR寫信號，INTR中斷請求信號，NMI非屏蔽中斷請求信號第4章習(xí)題4.1 8086CPU與8088CPU有哪些相同之處？答：兩者的內(nèi)部結(jié)構(gòu)根本相同，內(nèi)部都采用16位字進(jìn)行操作及存儲器尋址，兩者的軟件完全兼容，程序的執(zhí)行也完全相同， 兩種處理器都封裝在相同的40腳雙列直插組件DIP中。但它們的外部性能有區(qū)別。8086是16位數(shù)據(jù)總線，而8088是8位數(shù)據(jù)總線，在處理一個16位數(shù)據(jù)字時，8088需要兩步操作而8086只需要一步。4.2 8086 CPU從功

10、能上分為幾局部？答：8086CPU從功能上分為總線接口局部BIU和執(zhí)行部件EU兩局部。其中總線接口局部的功能是負(fù)責(zé)與存儲器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)，即BIU管理在存儲器中存取程序和數(shù)據(jù)的實(shí)際處理過程。執(zhí)行部件EU的功能負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。將指令譯碼并利用內(nèi)部的存放器和ALU對數(shù)據(jù)進(jìn)行所需的處理。BIU由4個段存放器CS ES DS SS、16位指令指針存放器IP、20位的地址加法器和 6 字節(jié)的指令隊(duì)列組成。EU由4個通過存放器AX BX CX、DXK 4個專用存放器SI、DI、SP BP、標(biāo)志存放器 FR算術(shù)邏輯部件 ALU組成。4.3 8086 CPU有哪些存放器組成？答：8086 CPU由4個通

11、用存放器AX BX CX DXK 4個專用存放器SI、DI、SP BP、 標(biāo)志存放器FR組成，共9個存放器。4個通用存放器既可作為 16位存放器用，也可作為 8位存放器使用。其中 AX存放器也常稱 為累加器。其它存放器的用途見教材。標(biāo)志存放器有 6個狀態(tài)標(biāo)志SF、ZF、PF、CF、AF、OF和3個控制標(biāo)志位DF、IF、TF。4.4 8086系統(tǒng)中的物理地址是如何得到的？答：8086系統(tǒng)中的物理地址是通過 BIU中的20 位地址加法器得到的。物理地址計算公式為 CS段地址*16即二進(jìn)制左移 4位，或者十六進(jìn)制左移 1位+IP偏移 地址。按計算公式，此題中的物理地址為20000H+2100H=22

12、100H4.5什么叫總線周期？答：總線周期是 CPU或其他總線控制設(shè)備訪問一次存儲器或I/O端口所需的時間。在總線周期中需要利用總路線。補(bǔ)充：指令周期：指令周期是機(jī)器執(zhí)行一條指令所需的時間。8086CPU的一個標(biāo)準(zhǔn)總線周期包括 4個時鐘周期。當(dāng)4個時鐘周期不能完成所規(guī)定的操作時， 可以插入一個或多個等待時鐘周期Tw。插入多少個Tw取決于所訪問的存儲器或者I/O設(shè)備是否準(zhǔn)備就緒，此信號由引腳READY發(fā)出。4.6什么是最大模式？答：所謂最小模式，就是在系統(tǒng)中只有8086/8088 一個微處理器。最大模式中，飲包含兩個或多個微處理器，其中主處理器是8086/8088，其他處理器是協(xié)處理器如數(shù)值運(yùn)算

13、協(xié)處理器8087,輸入/輸出協(xié)處理器8089。用硬件方法來決定 8086/8088的工作模式，具體是通過引腳 MN/MX控制信號引腳來決定， 其接+5伏，那么為最小模式，接地為最大模式。4.7什么是地址鎖存器？答：1地址鎖存器就是一個存放器，它根據(jù)控制信號的狀態(tài)，將總線上的地址代碼暫存起 來，即用于“鎖定一個系列數(shù)字狀態(tài)的電路。簡答：地址鎖存器是用來鎖存/保存地址的一個存放器 即一個普通的時序電路，是觸發(fā)器 的原始形式。目的是某次傳送數(shù)據(jù)并不能一次完成所以鎖存地址以免CPU重復(fù)的傳送一個地址。原理：CPU送地址到鎖存器 8282/8283之后，內(nèi)存在地址鎖存器中找地址，而不是向CPU要地址。2

14、因?yàn)?060/8088系統(tǒng)采用的是地址/數(shù)據(jù)分時復(fù)用總線，即用同一總線傳輸數(shù)據(jù)又傳輸 地址，當(dāng)微處理器與存儲器或10交換信號時，首先由 CPU發(fā)出存儲器地址，同時發(fā)出允許鎖存ALE給鎖存器，當(dāng)鎖存器接到該信號后將地址/數(shù)據(jù)總線上的地址鎖存在總線上，隨后才能傳輸數(shù)據(jù)。個人理解：因?yàn)樵诳偩€周期的前半局部， CPU總是送出地址信號和 BHE總線高允許信號， 為了通知地址已經(jīng)準(zhǔn)備好了，可以被所鎖存，CPU會送出高電平允許鎖存信號 ALE。此時地址信號和BHE信號被鎖存。由于有了鎖存器對地址信號和BHE信號的鎖存，CPU在總線周期的后半局部，地址和數(shù)據(jù)都在總線上，確保了CPU對鎖存器和I/O接口的讀/寫

15、操作。3鎖存的是復(fù)用總線上的地址信息。4.8 8086/8088系統(tǒng)中的8286是什么器件？答：18286是總線驅(qū)動器又稱總線收發(fā)器， 雙向數(shù)據(jù)緩沖器。2在一個系統(tǒng)所含的外設(shè)接口較多時，它用來增加數(shù)據(jù)總線的驅(qū)動能力。4.9 8086/8088 系統(tǒng)中用時鐘發(fā)生器 8284A產(chǎn)生哪些信號？答：8284A產(chǎn)生恒定的時鐘信號、準(zhǔn)備信號 READY及復(fù)位信號RESET。4.10 8086最根本的操作是什么？ 答：是總線操作4.11 8086/8088 系統(tǒng)中引入了哪些中斷？答：8086共有256種類型的中斷。從產(chǎn)生中斷的方法，可以將其分為硬件中斷和軟件中斷兩大類，硬件中斷中的非屏蔽中斷是通過CPU的N

16、MI引腳進(jìn)入的，可屏蔽中斷是通過CPU的INTR引腳進(jìn)入的，并且只有當(dāng)中斷允許標(biāo)志IF為1時，非屏蔽中斷才能進(jìn)入。軟件中斷是CPU根據(jù)軟件中的某條指令或者軟件對標(biāo)志存放器中某個標(biāo)志的設(shè)置而產(chǎn)生的。 4.12什么是可屏蔽中斷？可屏蔽中斷是指受中斷標(biāo)志IF屏蔽的中斷，由INTR引腳進(jìn)入。非屏蔽中斷是不受中斷標(biāo)志IF屏蔽的中斷，由NMI引腳進(jìn)入。4.13什么是中斷向量？答：1中斷向量是中斷處理子程序的入口地址，每個中斷類型對應(yīng)一個中斷向量。2中斷向量表是指在 8086/8088 微機(jī)系統(tǒng)的內(nèi)存中， 專門留出的 0 段的 000003FH 區(qū)域， 用于存放所有的 256 個中斷向量。3中斷向量表放在

17、0 段的 000003FH 區(qū)域。4.14 假設(shè)中斷類型為 8，它的中斷效勞入口地址是多少？答：中斷類型8*4=32，即十六進(jìn)制20H,所以其中斷效勞入口地址為20H.第五章1、Pentium 微處理器的主要特點(diǎn)如下： 1采用超標(biāo)量雙流水線結(jié)構(gòu)；2采用兩個彼此獨(dú)立的高速緩沖存儲器；3采用全新設(shè)計的增強(qiáng)型浮點(diǎn)運(yùn)算器FPU；4可工作在實(shí)地址方式、保護(hù)方式、虛擬8086方式以及SMM系統(tǒng)管理方式； 5常用指令進(jìn)行了固化及微代碼改進(jìn)，一些常用的指令用硬件實(shí)現(xiàn)。2、線性地址邏輯地址和物理地址的區(qū)別：線性地址是邏輯地址到物理地址變換之間的中間層 ,是處理器可尋址的內(nèi)存空間 稱為線性 地址空間中的地址。物理

18、地址Physical Address是指出目前 CPU外部地址總線上 的 尋 址 物 理 內(nèi) 存 的 地 址 信 號 ， 是 地 址 變 換 的 最 終 結(jié) 果 地 址 。 邏 輯 地 址 LogicalAddress 是指由程式產(chǎn)生的和段相關(guān)的偏移地址局部。1、32 位微處理器數(shù)據(jù)總線怎樣與 16 位數(shù)據(jù)總線和 8 位數(shù)據(jù)總線相連接答：32位數(shù)據(jù)總線是32條三態(tài)雙向數(shù)據(jù)線 DbD31。DbD7為最低字節(jié)， 也0為最高字節(jié)。 可以使用BS8與BS16引腳輸入控制信號來改變數(shù)據(jù)總線的寬度，將數(shù)據(jù)傳送到8位或16位設(shè)備中。使 32 位微處理器能直接與 32、 16或 8 位總線相連接。2、 在頁目

19、錄條目中， 其U/S和R/W位是01 ；而在頁條目表中是10，存儲器對頁面訪問會有 那些限制答：對頁的訪問權(quán)應(yīng)在頁表?xiàng)l目中和頁目錄條目中取最大限制的U/S和R/W值來尋址該頁，也就是這兩數(shù)值中的小者即 01。3、 Cache技術(shù)通過一種映像機(jī)制，使 CPU在運(yùn)行程序時將原先需要訪問主存儲器的操作大 局部轉(zhuǎn)換為訪問高速 Cache的操作，有效減少了 CPU訪問相對速度較低的主存儲器的次數(shù)， 因此提高了速度。4、32 位微處理器比 16 位多了哪些存放器及其功能答：控制存放器3個CFb CR CR,用來保存機(jī)器的各種全局性狀態(tài)，這些狀態(tài)影響系統(tǒng)所 有任務(wù)的運(yùn)行，它們主要是供操作系統(tǒng)使用的系統(tǒng)地址存

20、放器4 個，用來保護(hù)操作系統(tǒng)需要的保護(hù)信息和地址轉(zhuǎn)換表信息、 定義目前正在執(zhí)行任務(wù)的環(huán)境、 地址空間和中斷向量空 間調(diào)試存放8個DRDR，用于設(shè)置斷點(diǎn)和進(jìn)行調(diào)試 測試存放器8個，TRTR為Intel 保存，TR和TF7用于存儲器測試第七章1. 匯編語言格式標(biāo)號，助記符，操作數(shù)，注釋2. 尋址方式 1 存放器尋址MOV BX,AX2立即尋址MOV AL ， 5 3直接尋址MOV AX,W4間接尋址MOV AX， BX將AX的內(nèi)容送到BX BX原來內(nèi)容被沖掉將字節(jié)05H送AL,指令執(zhí)行后 AL=05H將間址存放器BX所指的4個連續(xù)單元中的32位二進(jìn)制數(shù)送入EAX 中5基址尋址MOV BP+6,AX源操作數(shù)是存放器 AX目的操作數(shù)是 BP+6,執(zhí)行的操作是，ALfBP+66變址尋址MOV BX,5MOV BUFBX,AH 將AH的內(nèi)容存入字節(jié)變量，BUF+5單元中7基址變址尋址MOV BX+SI+5,AX8比例變址尋址MOV EBX,ESI*49基址比例變址尋址MOV ECX ， EDI*8+EAX3. 數(shù)據(jù)傳送7.3節(jié)常用指令P152-P173，非常重要4. 編程10分這個是猜的，估計例 7.1，例7.2，例 7.3，例7.4 四個