微機(jī)原理和接口技術(shù)彭虎第三版課本習(xí)題答案解析

..第二章8086體系結(jié)構(gòu)與80x86CPU1．8086CPU由哪兩部分構(gòu)成？它們的主要功能是什么？答：8086CPU由兩部分組成：指令執(zhí)行部件<EU,ExecutionUnit>和總線接口部件<BIU,BusInterfaceUnit>。指令執(zhí)行部件〔EU主要由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元<ALU>、標(biāo)志寄存器FR、通用寄存器組和EU控制器等4個(gè)部件組成,其主要功能是執(zhí)行指令?？偩€接口部件<BIU>主要由地址加法器、專用寄存器組、指令隊(duì)列和總線控制電路等4個(gè)部件組成,其主要功能是形成訪問存儲(chǔ)器的物理地址、訪問存儲(chǔ)器并取指令暫存到指令隊(duì)列中等待執(zhí)行,訪問存儲(chǔ)器或I／O端口讀取操作數(shù)參加EU運(yùn)算或存放運(yùn)算結(jié)果等。2．8086CPU預(yù)取指令隊(duì)列有什么好處？8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在哪里？答：8086CPU的預(yù)取指令隊(duì)列由6個(gè)字節(jié)組成,按照8086CPU的設(shè)計(jì)要求,指令執(zhí)行部件〔EU在執(zhí)行指令時(shí),不是直接通過訪問存儲(chǔ)器取指令,而是從指令隊(duì)列中取得指令代碼,并分析執(zhí)行它。從速度上看,該指令隊(duì)列是在CPU內(nèi)部,EU從指令隊(duì)列中獲得指令的速度會(huì)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過直接從內(nèi)存中讀取指令。8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在指令執(zhí)行的同時(shí),待執(zhí)行的指令也同時(shí)從內(nèi)存中讀取,并送到指令隊(duì)列。5．簡述8086系統(tǒng)中物理地址的形成過程。8086系統(tǒng)中的物理地址最多有多少個(gè)？邏輯地址呢？答：8086系統(tǒng)中的物理地址是由20根地址總線形成的。8086系統(tǒng)采用分段并附以地址偏移量辦法形成20位的物理地址。采用分段結(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器中,任何一個(gè)邏輯地址都由段基址和偏移地址兩部分構(gòu)成,都是16位二進(jìn)制數(shù)。通過一個(gè)20位的地址加法器將這兩個(gè)地址相加形成物理地址。具體做法是16位的段基址左移4位<相當(dāng)于在段基址最低位后添4個(gè)"0">,然后與偏移地址相加獲得物理地址。由于8086CPU的地址線是20根,所以可尋址的存儲(chǔ)空間為1M字節(jié),即8086系統(tǒng)的物理地址空間是1MB。邏輯地址由段基址和偏移地址兩部分構(gòu)成,都是無符號(hào)的16位二進(jìn)制數(shù),程序設(shè)計(jì)時(shí)采用邏輯地址,也是1MB。6．8086系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器為什么要采用分段結(jié)構(gòu)？有什么好處？答：8086CPU中的寄存器都是16位的,16位的地址只能訪問64KB的內(nèi)存。086系統(tǒng)中的物理地址是由20根地址總線形成的,要做到對(duì)20位地址空間進(jìn)行訪問,就需要兩部分地址采用段基址和偏移地址方式組成物理地址的優(yōu)點(diǎn)是：滿足對(duì)8086系統(tǒng)的1MB存儲(chǔ)空間的訪問,同時(shí)在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。9．在某系統(tǒng)中,已知當(dāng)前〔SS＝2360H,〔SP＝0800H,那么該堆棧段在存儲(chǔ)器中的物理地址范圍是什么？若往堆棧中存入20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),那么SP的內(nèi)容為什么值？答：〔SS×10H＋〔SP＝23600H＋0800H＝23E00H,堆棧段在存儲(chǔ)器中的物理地址范圍是23600H～23E00H。若往堆棧中存入20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),那么SP的內(nèi)容為0800H－14H＝07ECH?！?0的十六進(jìn)制為14H。10．已知當(dāng)前數(shù)據(jù)段位于存儲(chǔ)器的B4000H到C3FFFH范圍內(nèi),則段寄存器DS的內(nèi)容為多少？答：段寄存器DS的內(nèi)容為B4000H。11．8086系統(tǒng)中為什么一定要有地址鎖存器？需要鎖存哪些信息？答：由于8086CPU受芯片封裝的限制,只有40個(gè)管腳,所以地址線和數(shù)據(jù)線只能采用復(fù)用的方式共同使用某些管腳。對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問時(shí),在讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí),存儲(chǔ)器芯片要求在這個(gè)過程中地址信息必須穩(wěn)定提供給存儲(chǔ)器,而由于8086CPU地址線和數(shù)據(jù)線是復(fù)用的,就不可能在同一時(shí)刻具有地址和數(shù)據(jù)的兩種功能。這就需要在CPU提供地址信息時(shí),將地址鎖存起來,以保證下一個(gè)時(shí)刻當(dāng)這些復(fù)用的管腳起著數(shù)據(jù)線的功能時(shí),存儲(chǔ)器有正確的地址信息。要鎖存的信息包括這些復(fù)用管腳的地址和BHE等信號(hào)。12．8086讀/寫總線周期各包括最少幾個(gè)時(shí)鐘周期？什么情況下需要插入等待周期TW？插入多少個(gè)TW取決于什么因素？答：8086讀/寫總線周期各包括最少四個(gè)時(shí)鐘周期。在系統(tǒng)中增加等待周期TW的一般情況是：當(dāng)CPU提供了地址后,由于外設(shè)或存儲(chǔ)器的讀出或?qū)懭霑r(shí)間較慢,不能與CPU的速度匹配,就需要插入等待周期TW,等待CPU能從外設(shè)或存儲(chǔ)器將數(shù)據(jù)正確地讀出或?qū)懭霝橹埂ｏ@然,插入的等待周期TW的個(gè)數(shù)取決于外設(shè)或存儲(chǔ)器的取出或?qū)懭霑r(shí)間。13．若已知當(dāng)前〔DS=7F06H,在偏移地址為0075H開始的存儲(chǔ)器中連續(xù)存放6個(gè)字節(jié)的數(shù)據(jù),分別為11H,22H,33H,44H,55H和66H,請指出這些數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的物理地址,如果要從存儲(chǔ)器中讀出這些數(shù)據(jù),需要設(shè)備部幾次存儲(chǔ)器？各讀出哪些數(shù)據(jù)？答：物理地址：７F０６H×１０H＋００７５H＝７F０DSH,故從7F0DSH起６個(gè)地址數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的地址。最少要訪問四次：第一次：１１。第二次：３３,２２。第三次：５５,４４。第四次：６６。１４：某程序在當(dāng)前數(shù)據(jù)段中存有兩個(gè)數(shù)據(jù)字０ABCDH和1234H,它們對(duì)應(yīng)的物理地址分別為3FF85H和40AFEH,若已知當(dāng)前〔DS=3FB0H,請說明這兩個(gè)數(shù)據(jù)的偏移地址,并用圖說明它們在存儲(chǔ)器中的存放格式。答：偏移地址為：0485H和0FFEH。第三章8086的指令系統(tǒng)1：MOVAX,[SI]寄存器尋址寄存器間接尋址2：MOVDI,100寄存器尋址立即尋址3：MOV[BX],AL寄存器間接寄存器4：MOV[BX][SI],CX基址+變址寄存器5：ADDDX,106H[SI]變址寄存器6：PUSHAX寄存器7：ADDDS:[BP],AX8:ORAX,DX寄存器2：設(shè)寄存器DS=2000H,SS=1500H,ES=3200H,SI＝０A０H,BX＝１００H,BP＝１０H,數(shù)據(jù)段中變量VAL的偏移地址為50H,試指出下列各條指令中源操作數(shù)的尋址方式是什么？對(duì)于存儲(chǔ)器操作數(shù),其物理地址是多少？MOVAX,[100H]直接尋址：20100HMOVCX,ES:[BX]寄存器尋址MOVDX,[BX][SI]基址+變址：200F0hMOVAX,VAL[SI]變址尋址：200F0hMOVBX,1234[BX]基址尋址：205D2HMOVAX,[BP]寄存器尋址：15010H3．答案<3>OUT3EBH,AX改<4>MULAL,CL改MULCLMOVDX,3EBH6>ROLDX,5改MOVCL,5OUTDX,AXROLDX,CL<5>MULAX,25改<8>POPFR改POPFMOVBX,25<9>MOV234H,BX改MOVBX,234H<10>INC[SI]改INCBYTEPTR[SI]<11>ADD[BX],456H改ADDWORDPTR[BX],456H<12>INTO錯(cuò)<13>DIVAX,BX改DIVBX<14>DEC[BP]改DECWORDPTR[BP]<15>XLATBX錯(cuò)<16>ADDCX+1改ADDCX,1或INCCX<17>DAAAX改DAA4：帶符號(hào)數(shù)-86所表示的二進(jìn)制：10101010B執(zhí)行MOVDL,2AH和SHRDL,1兩條指令后：DL=00010101CF=0可將AX寄存器中D0,D5,D8和D11位求反,其余位不變的指令：XORAX,0921H某存儲(chǔ)單元物理地址為3B4FH,其段地址和偏移地址可選：3B40H和00FEH兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)00110101及10110110做"異或"操作后,寄存器FR的下面3個(gè)狀態(tài)標(biāo)志分別是：PF=0SF=1ZF=0寄存器寫指令時(shí),如MOV[SI],AX,則CPU的外部管腳狀態(tài)：WR=0RD=1M\IO=15:已知,DS=2000HBX=100HSI=02H從物理地址20100H單元開始,依次存放數(shù)據(jù)12H34H56H78H,而從物理地址21200h單元開始,依次存放數(shù)據(jù)2AH,4CH.8BH,98H.試說明下列各條指令單獨(dú)執(zhí)行后AX寄存器的內(nèi)容?！?MOVAX,3600H3600H〔2MOVAX,[1200H]4C2AH〔3MOVAX,BX0100H〔4MOVAX,[BX]3412H〔5MOVAX,1100H[BX]4C2AH〔6MOVAX,[BX][SI]7856H6.設(shè)堆棧指針SP的初值為2400H,<AX>=4000H,<BX>=3600H.問：〔1執(zhí)行指令"PUSHAX"后,SP=?23FEH<2>再執(zhí)行"PUSHAX"和"POPAX"后,<SP>=?<AX>=?<BX>=?SP=23FEHAX=3600HBX=3600H7.<1>MOVDX,2000HMOVBX,1000HXHGHBX,DXBX=2000H,DX=1000H<2>MOVAX,1234HPUSHAXPOPBXAX=1234H,BX=1234H<3>LEADX,[2000H]MOVBX,DXBX=2000H<4>MOVAL,08ADDAL,08AAAAX=0106<5>MOVAL,48HADDAL,39HDAA<AL>=87H<6>ANDAL,ALMOVAL,80ADCAL,AL<AL>=0A0H<7>MOVDX,OFFFHNEGDX<DX>=0001H<8>MOVBL,OB8HRORBL,1BL=5CH,CF=0<9>SUBAX,AXANDDX,DXDX=0<10>MOVCL,3MOVAH,42HSHRAH,XLAH=08H,CF0<11>MOVAX,34EBHMOVCL,5FHDIVCLCF=8FH<12>MOVAL,08HMOVBL,09MULBLAAMAX=0702H<13>MOVBL,9MOVAX,0702HADDDIVBL,AX=0008H<14>MOVAL98HCBWBX=0FF98H<15>MOVAH,2MOVDL,`W`INT21H結(jié)果=執(zhí)行DOS的2號(hào)功能調(diào)用,在屏幕上顯示字母W第五章存儲(chǔ)器原理與接口1．按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中的作用,存儲(chǔ)器可分為哪向類？簡述其特點(diǎn)。答：存儲(chǔ)器分：主存儲(chǔ)器〔內(nèi)存,輔助存儲(chǔ)器〔外存,高壓緩沖存儲(chǔ)器。主存儲(chǔ)器用來存放活動(dòng)的程序和數(shù)據(jù),其速度高,容量較少、每位價(jià)格高。輔助存儲(chǔ)器用于存放當(dāng)前不活躍的程序和數(shù)據(jù),其速度慢、容量大、每位價(jià)格低。緩沖存儲(chǔ)器在兩個(gè)不同工作速度的部件之間起緩沖作用。2．什么是RAM和ROM？RAM和ROM各有什么特點(diǎn)？答：RAM是隨機(jī)存儲(chǔ)器,指計(jì)算機(jī)可以隨機(jī)地、個(gè)別地對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問,訪問所需時(shí)間基本固定,與存儲(chǔ)單元的地址無關(guān)。ROM是只讀存儲(chǔ)器,對(duì)其內(nèi)容只能讀,不能寫入。與RAM相比,其信息具有非易失性,即掉電后,ROM中的信息仍會(huì)保留。3．什么是多層次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)？它有什么作用？答：存儲(chǔ)器的性能是計(jì)算機(jī)性能的最主要指標(biāo)之一,其目標(biāo)是大容量、高速度和低成本,因此應(yīng)該在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上揚(yáng)長避短,采用多層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)較為合理的存儲(chǔ)系統(tǒng)。多層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是一個(gè)金字塔的結(jié)構(gòu),距塔尖〔即CPU越近速度越快,容量越小,單位價(jià)格也較貴；反之速度較慢,容量較大,單位價(jià)格也較便宜。其作用是獲得最佳性價(jià)比。5．主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)有主存容量、存儲(chǔ)器存取時(shí)間、存儲(chǔ)周期和可靠性。7．若用1K×1位的RAM芯片組成16K×8位的存儲(chǔ)器,需要多少片芯片？在CPU的地址線中有多少位參與片內(nèi)尋址？多少位用做芯片組選擇信號(hào)？答：要128片。A1～A9共10位參與片內(nèi)尋址,其余可用于片選信號(hào)。8．在8086系統(tǒng)中,若要從存儲(chǔ)器奇地址體中讀1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),列出存儲(chǔ)器有關(guān)的控制信號(hào)和它們的有效邏輯電平信號(hào)。答：RD=0WD=1CS=0MIO=1BHE=0第六章微型計(jì)算機(jī)的輸入輸出1．CPU與外部設(shè)備通信為什么使用接口？答：存儲(chǔ)器與CPU交換信息時(shí),它們在數(shù)據(jù)格式、存取速度等方面基本上是匹配的,,也就是說,CPU要從存儲(chǔ)器讀入指令、數(shù)據(jù)或向存儲(chǔ)器寫入新的結(jié)果和數(shù)據(jù),只要一條存儲(chǔ)器訪問就可以完成；在硬件連接方面,只需芯片與芯片之間的管腳直接連接。但CPU要與外部設(shè)備通信至少有兩方面的困難：第一,CPU的運(yùn)行速度要比外設(shè)的處理速度高得多,通常簡單地用一條輸入輸出的指令是無法完成CPU與外設(shè)之間的信息交換的；第二,外設(shè)的數(shù)據(jù)線和控制線也不可能與CPU直接連接。CPU與外設(shè)通信具有如下特點(diǎn)：需要接口作為CPU與外設(shè)通信的橋梁。需要有數(shù)據(jù)傳送之前的"聯(lián)絡(luò)"。要傳遞的信息有三方面內(nèi)容：狀態(tài)、數(shù)據(jù)和控制信息。CPU與外設(shè)通信必須借助于必要的電路來實(shí)現(xiàn),這樣的電路稱為接口或I/O接口。１．什么是接口？為什么需要接口？接口有哪些作用？答：而介于主機(jī)和外設(shè)之間用于完成某些控制功能、速度匹配、信號(hào)轉(zhuǎn)換的一種緩沖電路稱為I/O接口電路,簡稱I/O接口<Interface>。I/O接口在CPU與外設(shè)之間建立一個(gè)緩沖區(qū),解決CPU與外設(shè)之間在數(shù)據(jù)形式、數(shù)據(jù)的傳遞方式以及傳遞速率上存在很大差異的矛盾。接口作用主要包括信號(hào)暫存、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、傳送路徑的切換控制和狀態(tài)信號(hào)的交換、通訊控制、設(shè)備動(dòng)作、定時(shí)控制、中斷管理及錯(cuò)誤檢測等功能。.答：CPU和外設(shè)之間的信息交換存在以下一些問題：速度不匹配；信號(hào)電平不匹配；信號(hào)格式不匹配；時(shí)序不匹配。I/O接口電路是專門為解決CPU與外設(shè)之間的不匹配、不能協(xié)調(diào)工作而設(shè)置的,處于總線和外設(shè)之間,一般應(yīng)具有以下基本功能：⑴設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖以解決兩者速度差異所帶來的不協(xié)調(diào)問題；⑵設(shè)置信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路,如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片來實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。⑶設(shè)置信息轉(zhuǎn)換邏輯,如模擬量必須經(jīng)A/D變換成數(shù)字量后,才能送到計(jì)算機(jī)去處理,而計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)也必須經(jīng)D/A變成模擬信號(hào)后,才能驅(qū)動(dòng)某些外設(shè)工作。⑷設(shè)置時(shí)序控制電路；⑸提供地址譯碼電路。2.I/O接口有什么用途？1進(jìn)行地址譯碼或設(shè)備選擇,以便使CPU能與某一指令的外部設(shè)備通信。2狀態(tài)信息的應(yīng)答,以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送之前的準(zhǔn)備工作。3進(jìn)行中斷管理,提供中斷信號(hào)。4進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換,如正負(fù)邏輯的轉(zhuǎn)換、串行與并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。5進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換,如TTL電平與MOS電平間的轉(zhuǎn)換。6協(xié)調(diào)速度,如采用鎖存、緩沖、驅(qū)動(dòng)等。7時(shí)序控制,提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)。3.I/O端口有哪兩種尋址方式？各有何優(yōu)缼點(diǎn)？答：存儲(chǔ)器的映像I/O尋址和Ｉ／Ｏ映像的Ｉ／Ｏ尋址存儲(chǔ)器映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于I/O和存儲(chǔ)器在地址上沒有區(qū)別,在程序設(shè)計(jì)時(shí)可以使用豐富的指令對(duì)端口進(jìn)行操作,甚至包括對(duì)端口數(shù)據(jù)的運(yùn)算。缺點(diǎn)：I/O端口需要占用部分處理器的地址空間。由于存儲(chǔ)器和I/O端口地址在形式上沒有區(qū)別,相對(duì)增加了程序設(shè)計(jì)和閱讀的難度。I/O映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：程序閱讀方便,使用IN或OUT指令就一定是對(duì)外設(shè)的通信；由于I/O端口有自己的地址,使系統(tǒng)存儲(chǔ)器地址范圍擴(kuò)大,適合大系統(tǒng)使用。缺點(diǎn)：指令少,編程相對(duì)靈活性減少；硬件上需要I/O端口的譯碼芯片,增加了硬件開支5.微機(jī)系統(tǒng)的輸入輸出指什么？輸入輸出有什么不同？

常用的打印機(jī)有：擊打式、噴墨式和激光打印機(jī)。

輸入與輸出的不同

輸入是指從被控設(shè)備到計(jì)算機(jī)的物理信號(hào)的傳輸和變換通道,其主要實(shí)現(xiàn)被控設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間原始參數(shù)和信號(hào)的變換。

輸出是指從計(jì)算機(jī)到被控設(shè)備的控制信號(hào)和參數(shù)的傳輸通道,其與輸入一樣都有模擬與數(shù)字之分,都是用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場與計(jì)算機(jī)的連接6.輸入輸出有哪幾種方式？各有何優(yōu)缼點(diǎn)？答：兩種方式：程序控制方式和直接存儲(chǔ)