微机原理及应用

微机原理及应用B作业答案1第一章微型计算机概论1.1、名词解释1、微型计算机系统答：微型计算机系统包括硬件系统和软件系统两大部分。硬件系统包括：微型计算机、外部设备（如打印机、显示器、键盘、硬盘等）、电源及其它辅助设备。软件系统包括：系统软件和应用软件。2、微型计算机微型计算机也称为主机，主机包括：微处理器、存储器、输入/输出接口（Input/Output），微处理器通过系统总线和存储器、输入/输出接口进行连接。3、微处理器微处理器（MicroprocessorUnit）简称为MPU（或者称为MP），由大规模集成电路芯片构成，它是一个中央控制器（CentralProcessingUnit），简称CPU。它是微型计算机的核心部件，它将运算器、控制器、寄存器通过内部总线连接在一起，并集成在一个独立芯片上。4、运算器运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件，主要由ALU（ArithmeticandLogicUnit,算术逻辑部件）、通用寄存器、标志寄存器等组成。5、地址总线地址总线是CPU对内存或输入/输出接口进行寻址时，传送内存及输入/输出接口端口地址的一组信号线。地址总线的条数越多CPU的寻址范围越大。6、数据总线数据总线是CPU和内存或输入/输出接口进行信息交换的一组数据信号线。位数越多CPU一次并行传送二进制信息越多。7、控制总线控制总线是在CPU与输入/输出接口之间传送控制信息（如读/写命令、地址有效、中断响应命令等）的一组信号线。1.2、什么是单片机？什么是单板机？什么是多扳机？答：单片机是将CPU、ROM、RAM以及I/O接口电路以及内部系统总线等全部集中在一块大规模集成电路芯片上，就构成了单片机。一般单片机芯片中还包括定时器/计数器，A/D、D/A转换器等。微机原理及应用B作业答案2单板机是将微处理器芯片、存储器芯片、I/O接口芯片及少量的输入输出设备（键盘，数码显示器）安装在一块印制板上构成一台微型计算机。由多块印制板构成的微机称为多板机。1.3、完成下列转换（保留4位小数）（21.32）10=（10101.0101）2=（25.2437）8=（15.51EB）1650.38D=110010.0110B=62.3024Q=32.6147H1.4、完成下列计算已知X＝-63，Y＝59则[X]原＝BFH（10111111B），[X]反＝C0H（110000000B），[X]补＝C1H（11000001B）[Y]原＝3BH（00111011B），[Y]反＝3BH（00111011B），[Y]补＝3BH（00111011B）[X＋Y]补＝0FCH（11111100B），[X－Y]补＝86H（10000110B）。[X]补＋[Y]补＝0FCH（11111100B），[X]补－[Y]补＝86H（10000110B）。1.5、简述浮点数和定点数。答：浮点数是指小数点在数值中的位置不是固定不变，实际位置将随阶码而浮动，用这种方法表示的数，称为浮点数。定点数是指小数点在数值中的位置固定不变。1.6、如何表述压缩的BDC码？如何表述非压缩的BCD？答：压缩BCD码是4位二进制表示一位十进制数而非压缩BCD码是8位二进制表示一位十进制数。1.7、写出下列数值的压缩的BDC码、非压缩的BDC码、ASCΠ码值。(改为15，29)5=[05H]压缩BCD码=[05H]非压缩BCD码=[35H]ASCΠ码9=[09H]压缩BCD码=[09H]非压缩BCD码=[39H]ASCΠ码微机原理及应用B作业答案3第二章8086/8088微处理器2.1名词解释题1、AD0~AD15双重总线答：双重总线就是采用分时的办法复用总线。8086CPU在每一个总线周期的T1时，AD0~AD15用作地址总线传输地址信号，而在总线周期的其它T状态为数据总线，用作传输数据。2、溢出答：带符号数的运算结果超出计算机所能表示的数值范围称为“溢出”。3、指令答：控制计算机完成某一个基本操作的命令（如：传送、加、移位、输出、输入等）叫做指令。2.2简答题1、试简述微处理器的基本部件组成及其主要功能。答：从功能上讲由两部分组成总线接口单元BIU和执行单元EU组成。总线接口单元(BIU)是微处理器内部与存储器和I/O接口传送信息的通道，为EU完成所有的总线操作，总线接口单元负责从内存中将指令送到指令队列中；负责把数据从内存或I/O接口送到执行单元（EU）；负责将执行单元的运行结果送到内存或I/O接口。BIU同外部总线连接并在∑地址加法器中形成20位内存物理地址。EU从BIU的指令队列中获得指令，然后执行该指令，完成指令所规定的操作，EU不与外部总线相联系。2、简述指令队列及其作用，8086/8088CPU中指令队列有什么不同？答：指令队列(Queue)存放预取的指令，采用预取指令的方法将减少微处理器的等待时间，提高运行效率。8086CPU中指令队列有6个；8088CPU中指令队列有只有4个。2.3简述8086/8088CPU中有多少个寄存器，并说明每个寄存器是属于哪一类以及它作用。答：8086/8088CPU中有16个16位的寄存器。4个段地址寄存器是代码段寄存器CS；数据段寄存器DS；堆栈段寄存器SS和扩展段寄存器ES。它们是用来存放每一个段的首地址（段基地址）。一个指令指针寄存器IP是用于存放要执行的指令的偏移地址，它不能作为一般寄存器使用。一个标志寄存器（又称为程序状态寄存器）用于反映指令执行结果或控制指令执行形式。）有8个通用寄存器，通用寄存器分为数据寄存器与指针和变址寄存器两组。数据寄存器包括AX（累加器）、BX（基址寄存器）、CX（计数器）和DX（数据寄存器），一般用来存放16位数据，故称为数据寄存器。其中的每一个又可根据需要将高8位和低8位分成独立的两个8位寄存器来使用，即AH、BH、CH、DH和AL、BL、CL、DL两组，用于存放8位数据，它们均可独立寻址、独立使用。数据寄存器用来存放计算的结果和操作数，也可以存放地址。指针寄存器包括堆栈指针寄存器SP、基址指针寄存器BP一般用来存放地址的偏移量和用于寻址内存堆栈内的数据微机原理及应用B作业答案4变址寄存器包括原变址寄存器SI和目的变址寄存器DI，一般用来存放地址的偏移量为存储器寻址时提供地址。2.48086/8088CPU中标志寄存器有几位？标志位有几位？它们的含义和作用是什么？答：标志寄存器又称为程序状态寄存器，是一个16位的寄存器，标志寄存器设置了9个标志位。这9个标志位按功能分可以分为两类：一类为状态标志，状态标志表示执行某种操作后，ALU所处的状态特征，这些状态标志会影响后面的具体操作。状态标志有6个：CF、AF、SF、PF、OF和ZF。另一类为控制标志，用来控制CPU操作，反映存储器地址变化的方向、是否允许中断及在执行程序时是否进行单步中断。控制标志有3个：DF、IF和TF控制标志是人为设置的，每个控制标志都对某种特定的功能起控制作用。DF：方向标志。决定在进行串操作时，每执行一条串操作指令，DF=0时对源、目的操作数地址的修正是递增、DF=1时是递减。IF：中断允许标志。表示目前系统是否允许响应外部的可屏蔽中断请求。IF=1时允许、IF=0时不允许。TF：陷阱标志。当TF=1时，是“单步工作方式”，常用于程序的调试。微处理器每执行完一条指令便产生一个内部中断，转去执行一个中断服务程序，可以借助中断服务程序来检查每条指令的执行情况。TF=0是“连续工作方式”，程序连续执行。2.5简述段寄存器的作用答：8086CPU内部数据通道和内部寄存器均为16位，而8086CPU的地址线有20条，可以寻址1MB空间。为了寻址1MB地址，CPU引入了“分段”管理的概念，把可直接寻址的1MB内存空间分成了策划能够作“段”的逻辑区域，每个段的最大物理长度为64K，段寄存器就是用来存放段的16位起始地址的。8086CPU有4个段寄存器CS、DS、ES、SS，分别用来存储代码段、数据段、附加数据段、堆栈段的起始地址。2.6简述堆栈用途和作用及其对堆栈进行存取操作时需遵守的原则是。答：堆栈是在内存中开辟的一个特定的区域，用以存放CPU寄存器或存储器中暂时不用的数据和有用的信息。在数据段和附加段存放数据时，一般是从低地址开始向高地址存放数据，而用PUSH指令向堆栈中存放数据时总是从高地址开始逐渐向低地址方向增长。堆栈指令遵循“先进后出”，“后进先出”的原则，凡是用PUSH指令最后推入堆栈的数据，用POP指令弹出时最先出栈。在操作时是以字为单位。2.78086/8088CPU各有几根地址总线和数据总线？它们的寻址范围是多少？答：8086/8088CPU各有20根地址总线，可寻址范围是1M个存储单元。8086CPU有16根数据，一次可以读一个字也可以读一个字节。8088CPU有8数据总线一次以读一个字节。2.8简述逻辑地址。简述物理地址。简述段基值（段首地址）。简述偏移量。答：1.物理地址就是在存储器中存放信息的实际地址，8086具有20位的地址值，它是唯一标志1MB存储空间的某一单元地址，物理地址=段基址（段首地址）*16+段内偏移地址。8086CPU存储器物理单元的20位物理地址是通过将16位的“段基址”左移4位和16位的“段内偏移地址”在20位地址加法器中相加得到的。“段基址”存放在段寄存器CS、SS、DS、ES中，而“段内偏移地址”由SP、BP、SI、微机原理及应用B作业答案5DI、IP、BX以及上述寄存器的组合而形成。2.逻辑地址由段基址和偏移量组成。程序以逻辑地址进行编址，而不是以物理地址编址。3.在8086/8088存储空间中，把16个字节的存储空间看作一节。为了简化操作，要求各个逻辑段从节的整数边界开始，也就是说段首地址低4位应该是“0”，因此把段首地址的高16位称为“段基值”。4.偏移量是该物理地址距离段基址（段首地址）的单元数。2.9简述什么是总线及其总线的分类。答：总线是传输信号的一组导线，作为微机各部件之间信息传输的公共通道。系统总线按功能分为数据总线、地址总线和控制总线。2.108086/8088CPU是如何对存储器进行分段管理的？为什么要对存储器分段？每段的空间最大为多少？答：1.8086/8088CPU把存储器分为代码段、数据段、堆栈段、附加段。2.因为8086/8088的寄存器是16位，最大只能寻址64K个单元的存储空间，为了增大寻址空间把存储器进行分段，这样就可以寻址1MB存储空间。3.每段最大空间为64KB。2.11试写出下列存储器地址的段地址、偏移地址和物理地址。（1）2300H：1010H；（2）0000H：1000H（3）2AE0H：1690H；（4）7369H：0010H答：（1）2300H；1010H；24010H（2）0000H；1000H；01000H（3）2AE0H；1690H；2C590H（4）7369H；0010H；736A0H2.12已知当前段寄存器的基地址是（DS）=1200H，（ES）=20A3H，（CS）=470EH，则存储器中的数据段、附加段和代码段的首地址及末地址是多少？答：1.数据段首地址是12000H末地址是21FFFH。2.附加段的首地址是20A30H末地址是30A2FH。3.代码段的首地址是470E0H=470EH×10H末地址是470DFH=(470E0H+FFFFH)。2.138086/8088CPU复位以后，标志寄存器、指令指针寄存器、各段寄存器及指令对列的状态如何？答：8086/8088CPU复位以后，除代码段寄存器外（代码段寄存器CS=FFFFH），其余标志寄存器、指令指针寄存器、各段寄存器及指令对列全部被清零。2.148086/8088CPU工作在最小模式时，如果CPU读取存储器的内容，ALE、BHE/S7、RD、WR、M/IO、DT/R等信号状态在一个读总线周期如何变化？答：在一个读总线周期ALE在第一个时钟周期为高电平，其余周期为低电平。BHE/S7在第一个时钟周期为低电平，其余周期为高电平。RD在第一个时钟周期为低电平，第