第二章习题解答(P69)

第二章习题解答（P69）1、8086/8088CPU中BIU部件和EU部件各由哪些部分组成？各自的功能是什么？追踪指令地址的寄存器是什么？答：8086/8088CPU中BIU部件由4个段寄存器（CS，DS，ES和SS）、1个指令指针寄存器（IP）、1个20位地址加法器、1个指令队列缓冲器（8086为6字节，8088为4字节）和总线控制电路等组成。主要功能一是从内存中取指令代码送入指令队列缓冲器中；二是响应EU的总线请求，负责与内存或输入/输出接口之间的数据传送；三是在执行转移指令时，BIU使指令队列缓冲器复位，从指定的新地址取指令，并立即传给EU单元执行。EU部件由1个16位ALU、寄存器组（4个通用寄存器AX、BX、CX和DX，2个指针寄存器BP和SP，2个变址寄存器DI和SI）、1个标志寄存器FLAGS和执行控制电路（指令译码和时序产生电路等）等组成。其功能一是从指令队列缓冲器中依次取出指令代码、译码并执行；二是执行含存储器或I/O口的指令时，形成存储器操作数的段内偏移地址或I/O口地址送BIU；三是执行转移、调用、中断指令时通知BIU复位指令队列缓冲器，立即从新地址开始取指令代码。在8086/8088CPU中，追踪指令地址的寄存器是IP（指令指针寄存器），由CS：IP指出要执行指令的地址。2、简述堆栈指示器SP的功能及堆栈的操作过程。答：8X86系列微处理器的堆栈如下图所示：①堆栈是由内存中按照“先进后出”原则组织起来的一片连续的存储器单元组成；②SP作为堆栈指针，始终指向“栈顶”；③堆栈操作进栈操作（PUSH）先把SP-2，再把源操作数存入SP所指的字存储器单元；出栈操作（POP）先把SP所指字单元的内容取到目的操作数，再将SP+2。3、8086/8088CPU有哪几个状态标志？哪几个控制标志？各标志的含义和功能是什么？答：①8086/8088CPU有6个状态标志，各标志的含义是：CF：进位/借位标志，指示加/减法运算中最高位的进/借位状态，有进/借位时CF为1，反之为0；PF：奇偶标志，指示算术/逻辑运算结果低8位中1的个数是奇/偶数，结果中有偶数个1时，PF为1，反之为0；AF：半进位标志，指示加/减法运算中D3位向D4位的进/借位状态，有进/借位时AF为1，反之为0；ZF：0标志，指示算术/逻辑运算结果使ALU中是否为全0，ALU中为全0时ZF为1，反之为0；SF：符号标志，指示算术/逻辑运算结果最高位的状态，最高位为1时SF为1，反之为0；OF：溢出标志，指示带符号算术运算结果是否超出其表示范围，用双高位法判断，有溢出时OF为1，反之为0；注意：CF，ZF，SF和OF与操作数的位数有关，80386支持8位，16位和32位运算。PF和AF与操作数的位数无关。②8086/8088CPU有3个控制标志，各标志的含义是：TF：单步标志，用来控制CPU执行指令的方式，当TF=1时，每执行一条指令便产生一次单步中断，当TF=0时，连续执行指令；DF：方向标志，用来控制串操作指令的步进方向，当DF=1时，串操作指令从高地址向低地址方向进行，当DF=0时，串操作指令从低地址向高地址方向进行；IF：可屏蔽中断允许标志，当IF=1时，允许响应可屏蔽中断请求，反之则禁止响应。4、8086/8088CPU的存储器组织为什么要采用分段结构？逻辑地址和物理地址的关系是什么？若已知逻辑地址为B100H：A300H，试求物理地址。答：8086/8088CPU的存储器组织采用分段结构有以下优点：①能有效利用8086/8088CPU的个16位寄存器和1个20位地址加法方便的构成20位地址，使8086/8088CPU的寻址能力达到1MB；②能方便实现不同信息的分类存储（程序代码、数据和堆栈等）和共享；③有利于模块化程序、多道程序和多用户程序的设计。逻辑地址是编程者使用的地址，不是程序代码或数据在计算机中的实际地址，而物理地址是系统中每个存储器单元或I/O端口所在的地址，由处理器的地址线状态确定。逻辑地址必须转换成物理地址才能使用，在8086/8088系统中，其转换方法是：物理地址=段地址×10H+偏移地址一个逻辑地址只对应一个物理地址。例如本题中：物理地址=B100H×10H+A300H=BB300H而一个物理地址可以对应多个逻辑地址，例如本题中物理地址BB300H，可以对应逻辑地址：B100H：A300HB000H：B300HBB00H：0300HBB30H：0000H…这种对应关系有利于存储器单元的共享，但要防止冲突。7、试判断下列运算执行之后，OF、CF、ZF、SF、PF和AF的状态：⑴A400H+7100H解：1010010000000000+01110001000000000001010100000000运算后各标志的状态为：OF=0，CF=1，ZF=0，SF=0，PF=1，AF=0⑵A323H-8196H解：1010001100100011-10000001100101100010000110001101运算后各标志的状态为：OF=0，CF=0，ZF=0，SF=0，PF=1，AF=1⑶46H-59H解：01000110-0101100111101101运算后各标志的状态为：OF=0，CF=1，ZF=0，SF=1，PF=1，AF=1⑷7896H-3528H解：0111100010010110-00110101001010000100001101101110运算后各标志的状态为：OF=0，CF=0，ZF=0，SF=0，PF=0，AF=110若把该题改为“+”运算，即：7896H+3528H，则运算结果OF=1解：0111100010010110+00110101001010001010110110111110运算后各标志的状态为：OF=1，CF=0，ZF=0，SF=1，PF=1，AF=010、80386CPU有哪几种工作方式？各有何特点？答：80386CPU有3种工作方式。各方式的主要特点是：①在实地址方式，80386只能寻址1MB物理地址空间，相当于一个高速8086CPU；②在虚地址保护方式，80386可寻址4GB物理地址空间和64TB虚地址空间，对内存采用分段和分页管理方式，更好地兼顾了程序设计的逻辑性和内存管理的高效灵活两者的矛盾。③在虚拟8086方式，8086的程序可以在保护方式的基础上作为任务加以执行，实现多个用户程序同时运行。11、80386寄存器集由哪些寄存器组成？它们的功能和特点是什么？答：80386内部寄存器的组成和主要特点归纳如下：①通用寄存器寄存器位定义1F……100F……0807……00EAXAHALEBXBHBLECXCHCLEDXDHDLESISIEDIDIEBPBPESPSP②其它寄存器寄存器位定义1F……100F……0807……0013、何谓CISC技术和RISC技术？各有何特点？各自的代表产品是什么？答：所谓CISC技术，是指采用“复杂指令集计算机”技术设计的微处理器体系结构；其主要特点是：采用变长指令编码，寻址方式多，指令功能丰富，采用微程序控制，各指令执行时间相差很大，目的在于提高编程效率和内存利用率，其主要代表产品如Intel80X86系列，ZilogZ80和Motorola68K系列等。所谓RISC技术是指采用“精简指令集计算机”技术设计的微处理器体系结构；其主要特点是：采用定长指令编码，寻址方式多，指令条数少且很规整，采用硬布线控制，目的在于更多地使用流水线技术，提高取指令和分析指令的效率，使各指令执行时间相差很小，多数为单周期指令，大大简化了微处理器的结构，降低了成本，提高了速度，其主要代表产品如APPLE、IBM和Motorola的PowerPC微处理器SGI/MIPS的R2000，R3000等IBM的Power微处理器SUN的SPARC微处理器