微機原理與接口技術第三版課本習題答案

1、第二章8086體系結構與80x86CPU1. 8086CPU由哪兩部分構成？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, Execution Unit)和總線接 口部件(BIU, Bus Interface Unit) <>指令執(zhí)行部件(EU)主要由算術邏輯運算 單元(ALU)、標志寄存器FR、通用寄存器組和EU控制器等4個部件組成，其主 要功能長執(zhí)行指令。總線接口部件(BIU)主要由地址加法器、專用寄存器組、指 令隊列和總線控制電路等4個部件組成，其主要功能是形成訪問存儲器的物理 地址、訪問存儲器并取指令暫存到指令隊列中等待執(zhí)行，訪問存儲器或I/O端

2、 口讀取操作數(shù)參加EU運算或存放運算結果等。2. 8086CPU預取指令隊列有什么好處？ 8086CPU內部的并行操作體現(xiàn)在哪 里？答：8086CPU的預取指令隊列由6個字節(jié)組成，按照8086CPU的設計要求， 指令執(zhí)行部件(EU)在執(zhí)行指令時，不是直接通過訪問存儲器取指令，而是從 指令隊列中取得指令代碼，并分析執(zhí)行它。從速度上看，該指令隊列是在CPU 內部，EU從指令隊列中獲得指令的速度會遠遠超過直接從內存中讀取指令。 8086CPU內部的并行操作體現(xiàn)在指令執(zhí)行的同時，待執(zhí)行的指令也同時從內存中 讀取，并送到指令隊列。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

3、 多少個？邏輯地址呢？答：8086系統(tǒng)中的物理地址長由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。采用分段結構 的存儲器中，任何一個邏輯地址都由段基址和偏移地址兩部分構成，都是16位 二進制數(shù)。通過一個20位的地址加法器將這兩個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(相當于在段基址最低位后添4個“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 偏移地址兩部分構成，都是無符號的16位二進制數(shù)，程序設計時采用邏輯地址

4、, 也長IMBo6. 8086系統(tǒng)中的存儲器為什么要采用分段結構？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20位地址空間進行 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)點是:滿足對8086系統(tǒng)的1MB 存儲空間的訪問，同時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，已知當前（SS） =2360H, （SP） =0800H,那么該堆棧段 在存儲器中的物理地址范圍是什么？若往堆棧中存入20個字節(jié)數(shù)據(jù)，那么SP 的內容為什么值？答：（SS） X10H+ （

5、SP） = 23600H+0800H=23E00H,堆棧 段在存儲器中的物理地址范圍是23600H23E00H。若往堆棧中存入20個字節(jié)數(shù) 據(jù)，那么SP的內容為0800H 14H=07ECH。（20的十六進制為14H）。10. 已知當前數(shù)據(jù)段位于存儲器的B4000H到C3FFFH范圍內，則段寄存器 DS的內容為多少？答：段寄存器DS的內容為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個管腳，所以地址線和數(shù)據(jù) 線只能采用復用的方式共同使用某些管腳。對存儲器進行訪問時，在讀取數(shù)據(jù) 或寫入數(shù)據(jù)時，存儲器芯片要求在這個

6、過程中地址信息必須穩(wěn)定提供給存儲器, 而由于8086CPU地址線和數(shù)據(jù)線是復用的，就不可能在同一時刻具有地址和數(shù) 據(jù)的兩種功能。這就需要在CPU提供地址信息時，將地址鎖存起來，以保證下 一個時刻當這些復用的管腳起著數(shù)據(jù)線的功能時，存儲器有正確的地址信息。 要鎖存的信息包括這些復用管腳的地址和BHE等信號。12. 8086讀/寫總線周期各包括最少幾個時鐘周期？什么情況下需要插入等 待周期T？插入多少個T取決于什么因素？答:8086讀/寫總線周期各包括最少 四個時鐘周期。在系統(tǒng)中增加等待周期T“的一般情況長：當CPU提供了地址后, 由于外設或存儲器的讀出或寫入時間較慢，不能與CPU的速度匹配，就需

7、要插 入等待周期T,等待CPU能從外設或存儲器將數(shù)據(jù)正確地讀出或寫入為止。顯 然，插入的等待周期T*的個數(shù)取決于外設或存儲器的取出或寫入時間。13. 若已知當前（DS） =7F06H,在偏移地址為0075H開始的存儲器中連續(xù) 存放6個字節(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)在存儲器中的物理地址，如果要從存儲器中讀出這些數(shù)據(jù)，需要設備部幾次 存儲器？各讀出哪些數(shù)據(jù)？答：物理地址：7F0 6HX 1 0H+ 0 0 7 5H=7F0DSH,故從 7F0DSH 起 6 個 地址數(shù)據(jù)在存儲器中的地址。最少要訪問四次：第一次：1 1。第二次：3 3, 2

8、 2。第三次：5 5 , 4 4。第四次：6 6。1 4：某程序在當前數(shù)據(jù)段中存有兩個數(shù)據(jù)字0ABCDH和1234H,它們對應的物 理地址分別為3FF85H和40AFEH,若已知當前（DS） =3FB0H,請說明這兩個數(shù)據(jù) 的偏移地址，并用圖說明它們在存儲器中的存放格式。答：偏移地址為：0485H和OFFEH。第三章8086的指令系統(tǒng)1: MOV AX, SI寄存器尋址寄存器間接尋址2: MOV DI, 100寄存器尋址立即尋址3: MOV BX,AL寄存器間接寄存器4： MOV BXSI,CX基址+變址 寄存器5： ADD DX,1O6HSI變址 寄存器6： PUSH AX 寄存器 7： A

9、DD DS： BP,AX 8：OR AX,DX 寄存器2：設寄存器 DS=2000H, SS=1500H, ES=3200H, SI= OAOH, BX= 1 0 OH,BP=1 OH,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？對于存儲器操作數(shù)，其物理地址是多少？(1) MOV AX, 100H直接尋址：20100H(2) MOV CX,ES： BX寄存器尋址(3) MOV DX, BX SI基址+變址:200F0h(4) MOV AX,VALSI變址尋址：200F0h(5) MOV BX, 1234BX基址尋址：205D2H(6) MOV AX,

10、BP寄存器尋址:15010H3.答案(3)OUT 3EBH,AX 改(4) MUL AL,CL 改 MUL CLOUT DX,AX(5)MUL AX,25 改ROL DX,CL(8) POP FR 改 POPFM0VBX.25(9)MOV 234H,BX 改 MOV BX,234H(10) INC SI改 INC BYTE PTR SIMOV DX,3EBH6)R0L DX,5 改 MOV CL,5(ll)ADD BX,456H 改 ADD WORD PTR BX,456H(12) INT 0 錯(13) DIV AX ,BX 改 DIV BX(14) DEC BP改 DEC WORD PTR

11、 BP (15)XLAT BX 錯(16)ADD CX+1 改 ADD CX,1 或 INC CX (17)DAA AX 改 DAA4：帶符號數(shù)-86所表示的二進制：10101010B執(zhí)行 MOV DL,2AH 和 SHR DL, 1 兩條指令后：DL=00010101 CF=O可將AX寄存器中D0,D5,D8和Dll位求反，其余位不變的指令:X0RAX,0921H 某存儲單元物理地址為3B4FH,其段地址和偏移地址可選：3B40H和OOFEH 兩個8位二進制數(shù)00110101及10110110做“異或”操作后，寄存器FR的 下面3個狀態(tài)標志分別是：PF=0 SF=1 ZF=0寄存器寫指令時，

12、如MOV SI, AX,則CPU的外部管腳狀態(tài):WR=O RD=1 MI0=l5：已知，DS=2000H BX=100H SI=02H從物理地址20100H單元開始，依次存 放數(shù)據(jù)12H 34H 56H 78H，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執(zhí)行后AX寄存器的內容。(1) MOVAX.3600H3600H(2) MOVAX,1200H4C2AH(3) MOVAX,BX01OOH(4) MOVAX,BX3412H(5) MOVAX,11OOHBX4C2AH(6) MOV AX,BXSI7856H6.設堆棧指針 SP 的初值

13、為 2400H, (AX)=4000H, (BX) =3600H.問：(1) 執(zhí)行指令 “PUSH AX” 后，SP=?23FEH(2) 再執(zhí)行 “PUSH AX” 和” POP AX” 后，(SP) =? (AX) =? (BX) =?SP=23FEH AX=3600HBX=3600H7.(1) MOV DX.2000HMOV BX.1000HXHGH BX,DXBX=2000H,DX=1000H(2) MOV AX,1234HPUSH AXPOP BXAX二1234H,BX二1234H(3) LEA DX,2000HMOV BX,DXBX=2000H(4) MOV AL, 08ADD AL

14、,08AAAAX=0106MOV AL.48HADD AL,39HDAA(AL)=87HAND AL,ALMOV AL,80ADC AL,AL(AL)=0A0H(7) MOV DX.OFFFH NEG DX (DX)=0001H(8) MOV BL.OB8HROR BL,1 BL=5CH,CF=0(9) SUB AX,AX AND DX,DXDX=O(10) MOV CL, 3MOV AH,42HSHR AH,XLAH=08H,CF0(11) MOV AX.34EBHMOV CL.5FHDIV CLCF=8FH(12) MOV AL.08HMOV BL,09MUL BLAAMAX=0702H(

15、13) MOV BL, 9MOV AX,0702HADDDIV BL,AX=0008H(14) MOV AL98HCBWBX=0FF98H(15) MOV AH,2MOV DL,'W'INT 21H結果二執(zhí)行DOS的2號功能調用，在屏幕上顯示字母W第五章存儲器原理與接口1.按存儲器在計算機中的作用，存儲器可分為哪向類？簡述其特點。答：存儲器分：主存儲器(內存)，輔助存儲器(外存)，高壓緩沖存儲 器。主存儲器用來存放活動的程序和數(shù)據(jù)，其速度高，容量較少、每位價格高。輔助存儲器用于存放當前不活躍的程序和數(shù)據(jù)，其速度慢、容量大、每位 價格低。緩沖存儲器在兩個不同工作速度的部件之間起緩

16、沖作用。2什么是RAM和ROM? RAM和ROM各有什么特點？答：RAM是隨機存儲器，指計算機可以隨機地、個別地對各個存儲單元進行 訪問，訪問所需時間基本固定，與存儲單元的地址無關。ROM是只讀存儲器，對 其內容只能讀，不能寫入。與RAM相比，其信息具有非易失性，即掉電后，ROM 中的信息仍會保留。3.什么長多層次存儲結構？它有什么作用？答：存儲器的性能是計算機性能的最主要指標之一，其目標是大容量、高速度和低成本，因此應該在系統(tǒng)結構的設計上揚長避短，采用多層存儲結構構 成一個較為合理的存儲系統(tǒng)。多層存儲結構是一個金字塔的結構，距塔尖(即CPU)越近速度越快，容量越小，單位價格也較貴；反之速度較

17、慢，容量較大， 單位價格也較便宜。其作用是獲得最佳性價比。5.主存儲器的主要技術指標有哪些？答：主存儲器的主要技術指標有主存 容量、存儲器存取時間、存儲周期和可靠性。7.若用1KX1位的RAM芯片組成16KX8位的存儲器，需要多少片芯片？在CPU的地址線中有多少位參與片內尋址？多少位用做芯片組選擇信號？答：要128片。A1A9共10位參與片內尋址，其余可用于片選信號。8在8086系統(tǒng)中，若要從存儲器奇地址體中讀1個字節(jié)數(shù)據(jù)，列出存儲器有關的控制信號和它們的有效邏輯電平信號。答：RD=0 WD=1 CS=0 MIO=1 BHE=0 第六章微型計算機的輸入輸出1. CPU與外部設備通信為什么使用接

18、口？答：存儲器與CPU交換信息時，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要從存儲器讀入指令、數(shù)據(jù)或向存儲器寫入新的結果和 數(shù)據(jù)，只要一條存儲器訪問就可以完成；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要與外部設備通信至少有兩方面的困難：第一，CPU 的運行速度要比外設的處理速度高得多，通常簡單地用一條輸入輸出的指令是 無法完成CPU與外設之間的信息交換的；第二，外設的數(shù)據(jù)線和控制線也不可 能與CPU直接連接。CPU與外設通信具有如下特點：需要接口作為CPU與外設通信的橋梁。需要有數(shù) 據(jù)傳送之前的“聯(lián)絡”。要傳遞的信息有三方面內容：狀態(tài)、數(shù)據(jù)和控制信

19、息。CPU與外設通信必須借助于必要的電路來實現(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：而介于主機和外設之間用于完成某些控制功能、速度匹配、信號轉換 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與外設之間建立一個緩沖區(qū)，解決CPU與外設之間在數(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暫存、數(shù)據(jù)格式轉換、傳送路徑的切換控制和狀態(tài) 信號的交換、通訊控制、設備動作、定時控制、中斷管理及錯誤檢測等功能。答：CPU和外設之間的信息交換存在以下一些問題：速度不匹配；信號電平不

20、匹配；信號格式不匹配；時序不匹配。I/O接口電路長專門為解決CPU與外設之間的不匹配、不能協(xié)調工作而 設置的，處于總線和外設之間，一般應具有以下基本功能：設置數(shù)據(jù)緩沖以 解決兩者速度差異所帶來的不協(xié)調問題；設置信號電平轉換電路，如可采用 MC1488> MC1489、MAX232、MZX233芯片來實現(xiàn)電平轉換。設置信息轉換邏輯, 如模擬量必須經A/D變換成數(shù)字量后，才能送到計算機去處理，而計算機送出 的數(shù)字信號也必須經D/A變成模擬信號后，才能驅動某些外設工作。設置時 序控制電路；提供地址譯碼電路。2. I/O接口有什么用途？1）進行地址譯碼或設備選擇，以便使CPU能與某一指令的外部設

21、備通信。2）狀態(tài)信息的應答，以協(xié)調數(shù)據(jù)傳送之前的準備工作。3）進行中斷管理，提供中斷信號。4）進行數(shù)據(jù)格式轉換，如正負邏輯的轉換.串行與并行數(shù)據(jù)轉換等。5）進行電平轉換，如TTL電平與MOS電平間的轉換。6）協(xié)調速度，如采用鎖存、緩沖.驅動等。7）時序控制，提供實時時鐘信號。3. I/O端口有哪兩種尋址方式？各有何優(yōu)嵌點？答：存儲器的映像I/O尋址和I/O映像的I/O尋址存儲器映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點優(yōu)點：由于I/O和存儲器在地址上沒有區(qū)別，在程序設計時可以使用豐 富的指令對端口進行操作，甚至包括對端口數(shù)據(jù)的運算。缺點：I/O端口需要占用部分處理器的地址空間。由于存儲器和I/O端口地址在形式

22、上沒有區(qū)別，相對增加了程序 設計和閱讀的難度。I/O映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點優(yōu)點：程序閱讀方便，使用IN或OUT指令就一定是對外設的通信；由于I/O端口有自己的地址，使系統(tǒng)存儲器地址范圍擴大，適合 大系統(tǒng)使用。缺點：指令少，編程相對靈活性減少；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？常用的打印機有：擊打式、噴墨式和激光打印機。輸入與輸出的不同輸入是指從被控設備到計算機的物理信號的傳輸和變換通道，其主要實現(xiàn)被控 設備和計算機之間原始參數(shù)和信號的變換。輸出是指從計算機到被控設備的控制信號和參數(shù)的傳輸通道，其與輸入一樣都 有模擬與數(shù)字之分，都是用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場與計算機的連接6輸入輸出有哪幾種方式？各有何優(yōu)欲點？答：兩種方式：程序控制方式和直接存儲器存取方式（DMA方式）優(yōu)欲點：程序控制方式：速度慢，但程序簡單。DMA：速度快，但程序復雜。7在輸入輸出的電路中，為什么常常要用鎖存器和緩沖器？因為I/O速度非?？?，利用鎖存器和緩存器解