第一二章习题参考答案

第一章2、已知A=10111110B，B=11001100B，求下列运算结果：⑴算术运算A+B和A－B⑵逻辑运算AANDB、AORB、AXORB解：⑴算术运算：A+B=10001010A－B=11110010进位C=1进（借）位C=1A：10111110A：10111110+）B：11001100－）B：11001100--------------------------------S：110001010111110010⑵逻辑运算AANDB、AORB、AXORBA∧B=10001100A∨B=11111110AB=01110010101111101011111010111110∧11001100∨1100110011001100--------------------------------------------1000110011111110011100103、已知[x]补=11000000B，[y]补=01000000B⑴求x和y真值的十进制形式⑵求[x－y]补，并给出结果的十进制形式⑶求[x+y]补，并给出结果的十进制形式解：⑴︱X︱=([x]补)补=00111111+1=01000000B=26=64DX真值=－64DY真值=01000000B=+26=+64D⑵∵[－Y]补码=([y]补)补=10111111+1=11000000∴[x－y]补=[X]补码－[Y]补码=[X]补码+[－Y]补码=11000000+11000000=110000000（无溢出，舍弃进位1）=10000000=－128D⑶[x+y]补=[X]补码+[Y]补码=11000000+01000000=100000000（无溢出，舍弃进位1）=00000000=0D4、问答题⑴冯·诺依曼计算机的设计思想和方案是什么？答：以“二进制”来存储信息和数据，以“存储程序”来指挥操作为基础结构思想，设计方案要点是：用二进制数的形式表示指令和数据；将指令和数据存放在存储器中；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。⑵简述微处理器、微型计算机、微型计算机系统的含义及它们之间的联系。答：微处理器是计算机的核心部件，其内部包括运算器、控制器和寄存器组；以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，称为微型计算机。以微型计算机为中心，配以相应的外围设备、电源和辅助电路，以及指挥微型计算机工作的系统软件，就构成微型计算机系统。⑶什么是总线？简述系统总线的构成。答：总线是将CPU、存储器和I/O接口等功能部件连接起来，并传送信息的一组公共的信号线。根据传递信息的种类，总线可分为地址总线、数据总线、控制总线。⑷为什么说计算机所执行的任何操作都是执行程序的结果？答：根据冯·诺依曼计算机的结构思想，计算机对任何问题的处理都是对数据的处理，计算机所做的任何操作都是执行程序的结果。如果想让计算机工作，就先得把程序编出来，然后输入到存储器中保存（程序存储），接着就是执行程序：取指、分析、执行指令。⑸为什么运算器中只有加法器？是不是计算机只能完成四则运算的加法运算？答：微型计算机的微处理器中，加法器是其最核心的功能电路，四则运算的减法及乘除运算都是在此基础上配以辅助电路得以实现。第二章1、8086CPU由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086/CPU由总线接口部件BIU、执行部件EU组成。总线接口部件BIU负责数据的传递，为EU提供数据信息及对应的控制命令。执行部件EU负责指令的执行并产生相应的控制信号，向BIU输送偏移地址和运算结果等2、什么是时钟周期、总线周期、指令周期？论述它们之间的关系。答：时钟周期是CPU运行时的最小时间单位。CPU是在统一的时钟信号控制下，按节拍有序地工作。时钟周期是CPU的时间基准，由计算机的主频决定。CPU对存储器或I/O接口的访问，是通过总线来完成的。通常将一次访问总线所需的时间称为一个总线周期(或称为机器周期)。一个总线周期由若干时钟周期（至少4个，包括T1、T2、T3和T4）组成。一条指令执行过程包括取指令、译码和执行等操作，完成一条指令执行过程所需的时间称为指令周期，指令不同，其执行周期也不尽相同。一个指令周期由若干个总线周期组成。时钟周期、总线周期、指令周期之间的关系如下图所示：图1指令周期、总线周期、时钟周期的关系4、8086系统中的物理地址是如何得到的？假如CS=2500H，IP=2100H，则其物理地址是多少？答：8086系统中物理地址（20位）是存储单元的实际地址，而编程时只能使用16位的逻辑地址，逻辑地址由段基址和段内偏移地址组成。CPU运行程序时，BIU单元自动将16位的段基址和16位的偏移地址组装成20位的物理地址。物理地址与逻辑地址的关系：物理地址=段基址×16+偏移地址对题中给出的代码段逻辑地址CS：IP，其物理地址=2500H×16+2100H=27100H5、8086CPU中有哪些寄存器？分组说明用途。哪些寄存器用来指示存储器单元的偏移地址？答：8086CPU中有14个16位寄存器，分为四组。⑴通用寄存器组，8个：AX,，BX,，CX,，DX,，SP,，BP,，SI,，DI。其中AX,，BX,，CX,，DX为通用数据寄存器，用来存放数据，可以16位一体使用，也可分为高8位（AH、BH、CH、DH）、低8位（AL、BL、CL、DL）单独使用。SP,，BP,，SI,，DI只能16位一体使用，用来存放堆栈段、数据段16位偏移地址。BX也用来存放数据段16位偏移地址。⑵段寄存器组，4个：CS、DS、SS、ES。分别用来存放代码段、数据段、堆栈段、附加段16位段基址。⑶标志寄存器Flags：16位，其中定义了9个标志位，分为状态标志（6个，CF、AF、PF、SF、ZF、OF）和控制标志（3个，DF、IF、TF）。⑷指令指针寄存器IP：专用于存放代码段当前要被取出的指令的16位偏移地址。用来指示存储器单元偏移地址的寄存器：IP，BX,，SP,，BP,，SI,，DI。6、8086CPU与8088CPU的主要区别是什么？答：8086CPU与8088CPU的主要区别有两点：⑴前者外部数据总线为16位，后者外部数据总线为8位。⑵前者的指令预取队列长度为6个字节，后者的指令预取队列长度为4个字节。9、状态标志位和控制标志位有何不同？8086/8088的状态标志位和控制标志位有哪些？答：标志寄存器中状态标志位表示执行某种操作后ALU所处的状态，这些状态将会影响后面指令的操作；而控制标志位则是通过程序设置的，每个控制标志对某种特定的功能起控制作用。⑴8086/8088的状态标志位有6个：CF—进位标志、AF—辅助进位标志、PF—奇偶校时钟周期总线周期指令周期T1T2T3T4若干时钟周期若干总线周期验标志、SF—符号标志、ZF—零标志、OF—溢出标志。⑵8086/8088的控制标志位有3个：DF—方向标志、IF—中断允许标志、TF—陷阱标志。11、某程序数据段中存放了两个字，1EE5H和2A8CH，已知（DS）=7850H，数据存放的偏移地址为3121H及285AH。试画图说明它们在存储器中的存放情况。若要读取这两个字，各需要对存储器进行几次操作？解：本题主要考核数据在存储器存放时字对齐的概念理解。⑴题中两个字在存储器中的存放情况如下图所示：注意遵循小端方式偶存储体单元地址单元内容单元内容奇存储体单元地址…………7850H：285AH8CH2AH7850H：285BH7850H：285CH……7850H：285DH…………7850H：3120H…E5H7850H：3121H7850H：3122H1EH…7850H：3123H其中字数据2A8CH从偶地址285AH开始存放，属于对齐字；而字数据1EE5H从奇地址3121H开始存放，属于不对齐字。合为一体看时，如下图所示：单元地址单元内容……7850H：285AH8CH7850H：285BH2AH……………………7850H：3121HE5H7850H：3122H1EH…………⑵对于对齐字2A8CH，读取时需要对存储器进行一次操作；而不对齐字1EE5H读取时需要对存储器进行两次操作。14、8086微处理器的读/写总线周期至少包含多少个时钟周期？什么情况下需要插入TW等待周期？插入TW的个数取决于什么因素？什么情况下会出现空闲状态Ti?答：⑴8086微处理器的读/写总线周期至少包含四个时钟周期：T1、T2、T3、T4。⑵当存储器和外设的存取速度较慢时，将在T3和T4之间插入一个或几个等待周期TW；插入TW的个数取决于外部请求信号的持续时间长短。⑶如果在一个总线周期后不立即执行下一个总线周期，系统总线将处于空闲状态，此时执行空闲周期Ti。