微機(jī)原理與接口技術(shù)第三版課本習(xí)題答案

1、第二章8086體系結(jié)構(gòu)與80X86CPU1. 8086CPU由哪兩部分構(gòu)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 Un it)和總線接口部件 侶IU, Bus In terface Un it)。指令執(zhí)行部件(El)主要由算術(shù)邏輯運(yùn)算單元(ALU)、標(biāo) 志寄存器FR通用寄存器組和EU控制器等4個(gè)部件組成，其主要功能是執(zhí)行指令?？偩€接口 部件侶IU)主要由地址加法器、專用寄存器組、指令隊(duì)列和總線控制電路等4個(gè)部件組 成，其主要功能是形成訪問存儲(chǔ)器的物理地址、訪問存儲(chǔ)器并取指令暫存到指令隊(duì)列中等待 執(zhí)行，訪問存儲(chǔ)器或丨/0端口讀取操作數(shù)參加

2、EU運(yùn)算或存放運(yùn)算結(jié)果等。2. 8086CPU預(yù)取指令隊(duì)列有什么好處？ 8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在哪里？答： 8086CPU的預(yù)取指令隊(duì)列由6個(gè)字節(jié)組成，按照8086CPU的設(shè)計(jì)要求，指令執(zhí)行部件(EU) 在執(zhí)行指令時(shí)，不是直接通過訪問存儲(chǔ)器取指令，而是從指令隊(duì)列中取得指令代碼，并 分析執(zhí)行它。從速度上看，該指令隊(duì)列是在CPU內(nèi)部，EU從指令隊(duì)列中獲得指令的速度 會(huì) 遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過直接從內(nèi)存中讀取指令。8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在指令執(zhí)行的同時(shí)，待執(zhí)行 的指令也同時(shí)從內(nèi)存中讀取，并送到指令隊(duì)列。5. 簡(jiǎn)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多少個(gè)？邏輯地址呢

3、？答：8086系統(tǒng)中的物理地址是由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(jié)構(gòu)的存儲(chǔ)器中，任何一個(gè)邏 輯地址都由段基址和偏移地址兩部分構(gòu)成，都是16位二進(jìn)制數(shù)。通過一個(gè)20位的地址 加 法器將這兩個(gè)地址相加形成物理地址。具體做法是1 6位的段基址左移4位(相當(dāng)于在段基 址最低位后添4個(gè)“ 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(chǔ)空間為1M字節(jié)，即8086系統(tǒng)的物理地址空間是1 MB邏輯 地址由段基址和偏移地址兩部分構(gòu)成，都是無符號(hào)的16位二進(jìn)制數(shù)，程序設(shè)計(jì)時(shí)采用邏 輯地址，也是1MB。6.

4、 8086系統(tǒng)中的存儲(chǔ)器為什么要采用分段結(jié)構(gòu)？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(nèi)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(duì)20位地址空間進(jìn)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(diǎn)是：滿足對(duì)8086系統(tǒng)的1MB存儲(chǔ)空間的訪問，同時(shí)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(dāng)前(SS) = 2360H ( 二0800H那么該堆棧段在存儲(chǔ)器 中的 物理地址范圍是什么？若往堆棧中存入20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，那么SP的內(nèi)容為什么值？答：(SS) X 10卅JSP -23600H+ 0800

5、H= 23E00H堆棧段在存儲(chǔ)器中的物理地址范 圍是 23600HH23E00H若往堆棧中存入20個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，那么SP的內(nèi)容為0800H- 14H =07ECH(20的十六進(jìn)制為14H) o10已知當(dāng)前數(shù)據(jù)段位于存儲(chǔ)器的B4000H到C3FFFH范圍內(nèi)，則段寄存器DS的內(nèi)容為多少？答：段寄存器DS的內(nèi)容為B4000H118086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(gè)管腳，所以地址線和數(shù)據(jù)線只能采用 復(fù)用的方式共同使用某些管腳。對(duì)存儲(chǔ)器進(jìn)行訪問時(shí)，在讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)時(shí)，存 儲(chǔ)器芯 片要求在這個(gè)過程中地址信息必須穩(wěn)定提供給存儲(chǔ)器，而由

6、于8086CPU地址線和數(shù)據(jù)線是復(fù)用的，就不可能在同一時(shí)刻具有地址和數(shù)據(jù)的兩種功能。這就需要在CPUS供地址信息時(shí)，將地址鎖存起來，以保證下一個(gè)時(shí)刻當(dāng)這些復(fù)用的管腳起著數(shù)據(jù)線的功能 時(shí)，存儲(chǔ)器有正確的地址信息。要鎖存的信息包括這些復(fù)用管腳的地址和BHE等信號(hào)。12. 8086讀/寫總線周期各包括最少幾個(gè)時(shí)鐘周期？什么情況下需要插入等待周期Tw? 插入多少個(gè)Tw取決于什么因素？答：8086讀/寫總線周期各包括最少四個(gè)時(shí)鐘周期。在系統(tǒng) 中增加等待周期Tw的一般情況是：當(dāng)CPU提供了地址后，由于外設(shè)或存儲(chǔ)器的讀出或?qū)懭?時(shí)間較慢，不能與CPU勺速度匹配，就需要插入等待周期Tw,等待CPU能從外設(shè)或存

7、儲(chǔ)器 將數(shù)據(jù)正確地讀出或?qū)懭霝橹?。顯然，插入的等待周期Tw的個(gè)數(shù)取決于外設(shè)或存儲(chǔ)器的取出或?qū)懭霑r(shí)間。13若已知當(dāng)前(DS=7F06H在偏移地址為0075H開始的存儲(chǔ)器中連續(xù)存放6個(gè) 字節(jié) 的數(shù)據(jù)，分別為11H, 22H, 33H,44H, 55H和66H,請(qǐng)指出這些數(shù)據(jù)在存儲(chǔ)器中的 物理地址， 如果要從存儲(chǔ)器中讀出這些數(shù)據(jù)，需要設(shè)備部幾次存儲(chǔ)器？各讀出哪些數(shù)據(jù)？答：物理地 址：7 F06 HX10 H+ 0 0 7 5 H=7 FO DSH故從7F0DSH起6個(gè)地址數(shù)據(jù) 在存儲(chǔ)器中的地 址。最少要訪問四次：第一次：llo第二次：3 3,22。第三次：5 5,44。第四次：66。 14：某程序在

8、當(dāng)前數(shù)據(jù)段中存有兩個(gè)數(shù)據(jù)字0ABCDI和1234H它們對(duì)應(yīng)的物理地址分 別為 3FF85H和40AFEH若已知當(dāng)前(DS=3FB0H請(qǐng)說明這兩個(gè)數(shù)據(jù)的偏移地址，并用圖說明它 們?cè)诖鎯?chǔ)器中的存放格式。答：偏移地址為：0485H和0FFEH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： ADDDX,106HSI變址 寄存器6: PUSH AX 寄存器 7: ADDDS:BP,AX8:0RAX,DX 寄存器2:設(shè)寄存器 DS=2000H S

9、S=1500H ES=3200H SI =0 AO H, BX=10 0H, BPA10 H,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(duì)于存儲(chǔ)器操作數(shù) 其物理地址是多少？1) MOV AX,100H直 接尋址:20100H2) MOV CX,ES:BX寄存器尋址3) MOV DX,BXSI基址+變址：200F0h4) MOV AX,VALSI 變址尋址：200F0h5) MOV BX,1234BX 基址尋址：205D2H3. 答案(3)OUT 3EBH,AX 改MOV DX,3EBHOUT DX,AX (5)MULAX,25 改MOV BX,25(

10、4) MULAL,CL6) R0L DX,5ROL DX,CL(8) POP FR(9) MOV 234H,BX(10) INC SI改 MULCL改 MOV CL,5改 POPF改 MOV BX,234H改 INC BYTE PTR SI(6) MOV AX,BP寄 存器尋址：1501 OH(11) ADD BX,456H 改 ADD WORD PTR BX,456H(12) INT O 錯(cuò)(13)DIV AX ,BX改 DIV BX(14)DEC BP改 DEC WORD PTR BP (15)XLAT BX 錯(cuò)(16)ADD CX+1 改 ADD CX,1 或 INC CX (17)DA

11、A AX 改 DAA執(zhí)行 MOVDL,2AH 和 SHR DL,1 兩條指令后:DL=00010101 CF=0可將AX寄存器中D0,D5,D8和D11位求反，其余位不變的指令：XOR AX,0921H某存儲(chǔ)單元物理地址為3B4FH其段地址和偏移地址可選：3B40H和00FEH“異或”操作后，寄存器FR的下面3個(gè)狀態(tài)標(biāo)志分別是：PF=O SF=1 ZF=0寄存器寫指令時(shí)，女口 MOV SI,AX,則CPU的外部管腳狀態(tài)：WR=0 RD=1 MIO=15:已知，DS=2000HBX=100FBI=02H從物理地址20100H單元開始，依次存放數(shù)據(jù)12H34H 56H 78H，而從物理地址2120

12、0h單元開始，依次存放數(shù)據(jù)2AH,4CH.8BH,98H試說明卜列各條指令單獨(dú)執(zhí)行后AX寄存器的內(nèi)容(1) MOV AX,3600H3600H、(2 MOV AXJ1200H(3 MOV AX,BX4C2AH0100H、(4 MOV AXJBX3412H(5 MOV AX, 1100HBX 4C2AH(6 MOV AX,BXSI7856H6. 設(shè)堆棧指針SP的初值為2400H,(AX)=4000H,侶X)=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 A

13、X=3600H BX=3600H(1) MOV DX,2000HMOV BX,1000HXHGH BX,DXBX=2000H,DX=1000H MOVAX,1234HPUSH AXPOP BXAX=1234H,BX=1234H(3) LEA DX,2000H MOV BX,DXBX=2000H(4) MOV AL,08ADD AL,08AAAAX=0106(5) MOV AL,48HADD AL,39HDAA (AL)=87H(6) AND AL,ALMOV AL,80ADC AL,AL (AL)=0A0H(7) MOV DX,OFFFH NEG DX (DX)=0001H(8) MOV BL

14、,OB8HROR BL,1 BL=5CH,CF=0(9) SUB AX,AX AND DX,DXDX=0(10) MOV CL,3 MOV AH,42H SHR AH,XL AH=08H,CF0(11) MOV AX,34EBH MOV CL,5FH DIV CL CF=8FH(12) MOV AL,08HMOV BL,09MULBLAAMAX=0702H(13) MOV BL,9MOV AX,0702HADDDIV BL,AX=0008H(14) MOV AL98HCBWBX=0FF98H(15) MOV AH,2MOV DL,WINT21H結(jié)果=執(zhí)行DOS勺2號(hào)功能調(diào)用，在屏幕上顯示字母W

15、 第五章存儲(chǔ)器原理與接口1.按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中勺作用，存儲(chǔ)器可分為哪向類？簡(jiǎn)述其特點(diǎn)。答：存儲(chǔ)器分：主 存儲(chǔ)器（內(nèi)存），輔助存儲(chǔ)器（外存），高壓緩沖存儲(chǔ)器。主存 儲(chǔ)器用來存放活動(dòng)勺程序和數(shù) 據(jù)，其速度高，容量較少、每位價(jià)格高。輔助存儲(chǔ)器用于存放當(dāng)前不活躍勺程序和數(shù)據(jù)，其速度慢、容量大、每位價(jià)格低。緩沖存儲(chǔ)器在兩個(gè)不同工作速度勺部件之間起緩沖作用。2 什么是RAM ROM RAM和ROM各有什么特點(diǎn)？答：RAM是隨機(jī)存儲(chǔ)器，指計(jì)算機(jī)町以隨機(jī)地、個(gè)別地對(duì)各個(gè)存儲(chǔ)單元進(jìn)行訪問，訪問所需時(shí)間基本固定，與存儲(chǔ)單元的地址無關(guān)。ROM!只讀存儲(chǔ)器，對(duì)其內(nèi)容只能讀，不能寫入。與RAM相比，其信息具有非易失性，

16、即掉電后，ROM中的信息仍會(huì)保留。3.什么是多層次存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)？它有什么作用？答：存儲(chǔ)器的性能是計(jì)算機(jī)性能的最主要指標(biāo)之一，其目標(biāo)是大容量、高速度和低成本，因此應(yīng)該在系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)上揚(yáng)長(zhǎng)避短，采用多層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)構(gòu)成一個(gè)較為合理的存儲(chǔ)系統(tǒng)。多層存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)是一個(gè)金字塔的結(jié)構(gòu)，距塔尖（即CPU越近速度越快，容量越小，單位價(jià)格也較貴；反之速度較慢，容量較大，單位價(jià)格也較便宜。其作用是獲得最佳性 價(jià)比。5.主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)有哪些？答：主存儲(chǔ)器的主要技術(shù)指標(biāo)有主存容量、存儲(chǔ)器存取時(shí)間、存儲(chǔ)周期和可靠性。7. 若用1KX1位的RAM芯片組成16KX8位的存儲(chǔ)器，需要多少片芯片？在CPU勺地址線中有多少位參與片

17、內(nèi)尋址？多少位用做芯片組選擇信號(hào)？答：要128片。A1A9共10位參與片內(nèi)尋址，其余可用于片選信號(hào)。8 在8086系統(tǒng)中，若要從存儲(chǔ)器奇地址體中讀1個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)，列出存儲(chǔ)器有關(guān)的控制信號(hào)和它們的有效邏輯電平信號(hào)。答：RD=O WD=1 CS= （M0=1 BHE=O第六章微型計(jì)算機(jī)的輸入輸出1. CPU與外部設(shè)備通信為什么使用接口？答：存儲(chǔ)器與CPU交換信息時(shí)，它們?cè)跀?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(chǔ)器讀入指令、數(shù)據(jù)或向存儲(chǔ)器寫入新的結(jié)果和數(shù)據(jù)，只要一條存儲(chǔ)器訪 問就可以完成；在碩件連接方面，只需芯片與芯片之間的管腳直接連接。但CPU要與外部設(shè)備通信至少有兩方面的

18、困難：第一，CPU的運(yùn)行速度要比外設(shè)的處理速度高 得多，通常簡(jiǎn)單地用一條輸入輸出的指令是無法完成CPU與外設(shè)之間的信息交換的；第二，外設(shè)的數(shù)據(jù)線和控制線也不可能與CPU直接連接。CPU與外設(shè)通信具有如下特點(diǎn)：需要接口作為 CPU與外設(shè)通信的橋梁。需要有數(shù)據(jù)傳送 之前的“聯(lián)絡(luò)” o要傳遞的信息有三方面內(nèi)容：狀態(tài)、數(shù)據(jù)和控制信息。CPU與外設(shè)通信必須借助于必要的電路來實(shí)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(jī)和外設(shè)之間用于完成某些控制功能、速度匹配、信號(hào)轉(zhuǎn)換的一種緩 沖電路稱為I/O接口電路，簡(jiǎn)稱I/O接口（Interface）。I/O接口在

19、CPU與外設(shè)之間建立一個(gè)緩沖區(qū)，解決CPU與外設(shè)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(hào)暫存、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、傳送路徑的切換控制和狀態(tài)信號(hào)的交 換、通訊控制、設(shè)備動(dòng)作、定時(shí)控制、中斷管理及錯(cuò)誤檢測(cè)等功能。答：CPU和外設(shè)之間的信息交換存在以下一些問題：速度不匹配；信號(hào)電平不匹配；信 號(hào)格 式不匹配；時(shí)序不匹配。I/O接口電路是專門為解決CPU與外設(shè)之間的不匹配、不能協(xié)調(diào)工作而設(shè)置的，處于總線和外設(shè)之間，一般應(yīng)具有以下基本功能：（1）設(shè)置數(shù)據(jù)緩沖以解決兩者速度差異所帶來 的不協(xié)調(diào)問題；設(shè)置信號(hào)電平轉(zhuǎn)換電路，如可采用MC1488 MC1489 MAX23

20、2MZX233芯片來實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。設(shè)置信息轉(zhuǎn)換邏輯，如模擬量必須經(jīng)A/D變換成數(shù)字量后， 才能送到計(jì)算機(jī)去處理，而計(jì)算機(jī)送出的數(shù)字信號(hào)也必須經(jīng)D/A變成模擬信號(hào)后，才能驅(qū)動(dòng)某些外設(shè)工作。設(shè)置時(shí)序控制電路；提供地址譯碼電路。2I/O接口有什么用途？1）進(jìn)行地址譯碼或設(shè)備選擇，以便使CPU能與某一指令的外部設(shè)備通信。2）狀態(tài)信息的應(yīng)答，以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送之前的準(zhǔn)備工作。3）進(jìn)行中斷管理，提供中斷信號(hào)。4）進(jìn)行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，如正負(fù)邏輯的轉(zhuǎn)換、串行與并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。5）進(jìn)行電平轉(zhuǎn)換，如TTL電平與MOSfe平間的轉(zhuǎn)換。6）協(xié)調(diào)速度，如采用鎖存、緩沖、驅(qū)動(dòng)等。7）時(shí)序控制，提供實(shí)時(shí)時(shí)鐘信號(hào)。3.I/O端口有

21、哪兩種尋址方式？各有何優(yōu)砍點(diǎn)？答：存儲(chǔ)器的映像I/O尋址 和I/O映像的I/O尋址存儲(chǔ)器映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：由于I/O和存儲(chǔ)器在地址上沒有區(qū)別，在程序設(shè)計(jì)時(shí)可以使用豐富的指令 對(duì)端 口進(jìn)行操作，甚至包括對(duì)端口數(shù)據(jù)的運(yùn)算。缺點(diǎn)：I/O端口需要占用部分處理器的地址空間。由于存儲(chǔ)器和I/O端口地址在形式上沒有區(qū)別，相對(duì)增加了程序設(shè)計(jì)和閱 讀的 難度。I/O映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：程序閱讀方便，使用IN或OUTf令就一定是對(duì)外設(shè)的通信；由于I/O端口有自己的地址，使系統(tǒng)存儲(chǔ)器地址范圍擴(kuò)大，適合大系統(tǒng)使用。 缺點(diǎn)：指令少，編程相對(duì)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(jī)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(jī)有：擊打式、噴墨式和激 光打印機(jī)。？輸入與輸出的不同輸入是指從被控設(shè)備到計(jì)算機(jī)的物理信號(hào)的傳輸和變換通道，其主要實(shí)現(xiàn)被 控設(shè)備和計(jì)算機(jī)之間原始參數(shù)和信號(hào)的變換。？輸出是指從計(jì)算機(jī)到被控設(shè)備的控制信號(hào)和參數(shù)的傳輸通道，其與輸入一樣都有模擬