微机原理第二版+田辉+课后答案(1)

第1章微型计算机系统概述习题1-1．微型计算机包括哪几个主要组成部分，各部分的基本功能是什么？答：微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口及系统总线组成。CPU是微型计算机的核心部件，一般具有下列功能：进行算术和逻辑运算。暂存少量数据。对指令译码并执行指令所规定的操作。与存储器和外设进行数据交换的能力。提供整个系统所需要的定时和控制信号。响应其他部件发出的中断请求；总线是计算机系统各功能模块间传递信息的公共通道，一般由总线控制器、总线发送器、总线接收器以及一组导线组成；存储器是用来存储数据、程序的部件；I/O接口是微型计算机的重要组成部件，在CPU和外设之间起适配作用。1-2．CPU执行指令的工作过程。答：取指令、执行指令。指令执行的基本过程：（1）开始执行程序时，程序计数器中保存第一条指令的地址，指明当前将要执行的指令存放在存储器的哪个单元。（2）控制器：将程序计数器中的地址送至地址寄存器MAR，并发出读命令。存储器根据此地址取出一条指令，经过数据总线进入指令寄存器IR。（3）指令译码器译码，控制逻辑阵列发操作命令，执行指令操作码规定的操作。（4）修改程序计数器的内容。1-3．果微处理器的地址总线为20位，它的最大寻址空间为多少？201-4．处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有什么关系？答：微处理器是微型计算机的核心部件。微处理器配上存储器、输入/输出接口及相应的外设构成完整的微型计算机。以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就构成了完整的微型计算机系统。1-5．下面十进制数分别转换为二进制、八进制和十六进制数：128，65535，1024答：128，二进制：10000000B，八进制：200O，十六进制：80H65535，二进制：1111111111111111B，八进制：177777O，十六进制：FFFFH1024，二进制：10000000000B，八进制：2000O，十六进制：400H1-6．下面二进制数分别转换为十进制及十六进制数：1011.1010B，1111101.11B答：答：2=1048576=1MB1011.1010B，十进制：11.625，十六进制：B.AH1111101.11B，十进制：125.75,十六进制：7D.CH1-7．(5487)10＝（0101010010000111）BCD＝1010101101111B1-8．设字长为8位，请写出下列数的原码、反码、补码和移码：15，－20，－27/32答：[+15]原=00001111，[+15]反=00001111，[+15]补=00001111，[+15]移=10001111[-20]原=10010100，[-20]反=11101011，[-20]补=11101100，[-20]移=01101100[-27/32]原=1.1101100，[-27/32]反=1.0010011，[-27/32]补=1.0010100，[-27/32]移=0.0010100若CPU的主时钟频率为10MHz，则一个时钟周期为10s，一个基本总线周期为4×第2章微型计算机系统的微处理器习题2-1．086／8088CPU的功能结构由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？答：8086/8088CPU的功能结构由以下两部分组成：总线接口单元BIU（BusInterfaceUnit），执行部件EU（ExecutionUnit）。总线接口单元BIU的主要功能是：负责与存储器、I/O端口进行数据传送。具体讲：取指令：总线接口部件从内存中取出指令后送到指令队列。预取指令。配合EU执行指令，存取操作数和运算结果。执行部件EU主要功能是：负责指令执行。2-2．086CPU指令部件（队列）的作用是什么？地址加法器的作用是什么？答：8086/8088的指令队列分别为6/4个字节，存储预取的指令。地址加法器用来产生20位物理地址。8086/8088可用20位地址寻址1M字节的内存空间，而CPU内部的寄存器都是16位，因此需要由一个附加的机构来计算出20位的物理地址，这个机构就是20位的地址加法器。2-3．据8086CPU的结构，简述程序的执行过程。答：设程序的指令代码已存放在存贮器中。为执行程序，CPU按照时钟节拍，产生一系列控制信号，有规则地重复进行以下过程。（1）BIU从存贮器中取出一条指令存入指令队列。（2）EU从指令队列取指令并执行指令。BIU利用总线空闲时间，从内存取第二条指令或取第三条指令存入指令队列。（3）EU执行下一条指令。如果前面一条指令有写存贮器的要求，则通知BIU把前条指令结果写到存贮器中，然后再取指令存入指令队列。（4）如指令执行要求读取操作数，由BIU完成。（5）EU执行再下一条指令，返回（1）处继续执行上述操作过程。所以，程序的执行过程就是CPU取指令、分析指令、执行指令，再取指令这样一个循环重复过程。在指令执行过程中，利用EU分析指令操作码和执行指令时不占用总线操作时间的特点，BIU自动地通过总线读取存贮器中的指令码存入BIU指令队列，从而使BIU与EU并行工作，提高CPU执行指令的速度。2-4．什么是总线周期？8086／8088的基本总线周期由几个时钟周期组成？若CPU的主时钟频率为10MHz，则一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？答：总线周期：BIU通过系统总线对存储器或I／O端口进行一次读／写操作的过程称为一个总线周期。8086／8088CPU的一个基本总线周期由4个时钟周期（T1~T4）组成，也称4个T状态。-710-7s。2-5．复位信号RESET到来后，8086／8088CPU的内部状态有何特征？系统从何处开始执行指令？答：8086／8088系统中，复位信号RESET到来后，处理器内部的各寄存器和标志寄存器的内容自动设置为：CSFFFFHDS0000HSS0000HES0000HIP0000H指令队列空FR0000H（禁止中断）因CS＝FFFFH，IP＝0000，所以8086／8088将从地址FFFF0H开始执行指令。2-6．在总线周期的T1～T4状态，CPU分别执行什么操作？在CPU的读／写总线周期中，数据在哪个状态出现在数据总线上？答：CPU在每个时钟周期内完成若干个基本操作，具体是：T1状态：CPU向多路复用总线上发送地址信息指出要寻址的存储单元或外设端口地址。T2状态：CPU从总线上撤消地址，使总线的低16位置为高阻抗状态，为传输数据作准备。总线的高4位输出本总线周期状态信息。这些状态信息用来表示中断允许状态、当前正在使用的段寄存器等。T3状态：CPU在总线的高4位继续输出总线周期状态信号。在总线的低16位出现由CPU写出的数据，或者从存储器或I／O端口读入的数据。T4状态：总线周期结束。在CPU的读／写总线周期中，数据在T3状态出现在数据总线上。2-7．8086/8088读/写总线周期，微处理器是在(B)时刻采样READY信号，以便决定是否插入Tw。A．T2B.T3C.T3下降沿D.T2上升沿2-8．8086/8088系统中为什么要有地址锁存器？需要锁存哪些信息？答：因8086/8088系统中地址线、数据线是复用的，所以要有地址锁存器锁存T1状态输出的地址。8086系统锁存20位地址及BHE信号，8088系统锁存20位地址。2-9．8086／8088的最大模式系统配置与最小模式系统配置在结构上有何区别？总线控制器8288的作用是什么？答：最大模式系统配置在结构上与最小模式系统的主要区别是增加了一个总线控制器8288和一个总线仲裁器8289。总线控制器8288的作用是：对来自8086／8088CPU的总线状态信号S2、S1、S0译码，与输入控制信号AEN、CEN和IOB相互配合，产生总线命令信号和总线控制信号。2-10．关于8086最大工作模式的特点描述正确的是(D)。A.不需要总线控制器8288B.适用于单一处理机系统C.由编程进行模式设定D.M/IO引脚不可以直接引用2-11．8086／8088有最小和最大模式两种工作模式，当(B)时为最小模式。A.MN/MX=OB.MN/MX=lB.INTR=lD.HOLD=12-12．8086最小工作模式和最大工作模式的主要差别是(D).A.地址总线的位数不同C．数据总线位数不同B.I/O端口数不同D.单处理器与多处理器的不同2-13．PC机中地址总线的作用是(C)。A.用于选择存储器单元B.用于选择进行信息传输的设备C.用于给存储器单元和I/O设备接口电路的选择地址D.以上都不正确2-14．设当前SS＝C000H，SP＝2000H，AX＝2355H，BX＝2122H，CX＝8788H，则当前栈顶的物理地址是多少？若连续执行PUSHAX，PUSHBX，POPCX3条指令后，堆栈内容发生什么变化？AX、BX、CX中的内容是什么？2-15．8086/8088的控制标志位有(C)个。A.lB.2C.3D.42-16．编程人员不能直接读写的寄存器是(C)。A.DIB.CXC.IPD.SP2-17．设（AH）＝03H，（AL）＝82H，试指出将AL和AH中的内容相加和相减后，标志位CF、AF、OF、SF、IF和PF的状态。答：（AH）＝00000011H＋（AL）＝10000010H10000101CF=0、AF=0、OF=0、SF=1、IF不确定和PF＝0（AH）＝00000011H_（AL）＝10000010H10000001CF=1、AF=0、OF=0、SF=1、IF不确定和PF＝12-18．8086CPU中的标志寄存器FR中有哪些状态标志和控制标志？这些标志位各有什么含义？见教材。2-19．BHE信号的作用是什么？简述8086系统中，访问存储器在读写一个字和字节的过程中，BHE和A0的状态。答：高8位数据总线允许／状态复用信号。总线周期的T1状态，8086在BHE/S7输出低电平，表示高8位数据总线AD15~AD8上的数据有效。8086系统中，BHE和AD0结合起来，指出当前传送的数据在总线上将以何种格式出现。（见教材表2-4-1）8088系统中，由于数据总线只有8位，不存在高8位与低8位的问题。所以，该引脚（第34号）被定义为双功能引脚。在最大模式时，该引脚恒为高电平；在最小模式中，则定义为SS0。2-20．8086向偶地址存储单元0送一个字节数据时,须执行一个总线周期,在第一个T状态中,ALE为1,A0为0,WR为1。2-21．8086系统中，为什么要对存储器进行分段管理？其分段管理是如何实现的？答：8086/8088地址总线是20位的，CPU中的寄存器是16位的，20位地址无法用16位寄存器表示，所以必须分段。通常有代码段、数据段、堆栈段、辅助段。段内地址16位,每个段的大小最大可达64KB；实际使用时可以根据需要来确定段大小。2-22．已知某存储单元的段地址为4500H，偏移地址为4500H，该单元的物理地址是多少？答：49500H2-23．某指令对应当前段寄存器CS=FFFFH，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，该指令的物理地址为多少？指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗？试举例说明答：该指令的物理地址为：CS＋IPFFFF0H+FF00H=10FEF0H这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗:不唯一2-24．因为8086CPU的字数据既可以存放在内存的偶地址单元，也可以安排在奇地址单元，所以其堆栈指针SP(A)。A．最好是指向偶地址单元B．可以指向任何地址单元C．只能指向偶地址单元D．只能指向奇地址单元第3章8086/8088的指令系统习题3-1．试举例说明8086/8088微处理器的各种寻址方式。（略）3-2．假定DS=1000H，SS=9000H，SI=100H，BX=20H，BP=300H，请指出下列指令的源操作数是什么寻址方式？若源操作数位于存储器中，其物理地址是多少？（1）MOVCX，[1000H]（3）MOVAX，[BX]（5）MOVAL，[BP+5]（2）MOVAX，100H（4）MOVBL，CL（6）MOVAL，[BP+SI+2]答