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 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(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 要功能長(zhǎng)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(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I/O端

2、 口讀取操作數(shù)參加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

3、 多少個(gè)？邏輯地址呢？答：8086系統(tǒng)中的物理地址長(zhǎng)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16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1MB。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

4、, 也長(zhǎng)IMBo6. 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, （SP） =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） X10H+ （

5、SP） = 23600H+0800H=23E00H,堆棧 段在存儲(chǔ)器中的物理地址范圍是23600H23E00H。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）。10. 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(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)

6、過程中地址信息必須穩(wěn)定提供給存儲(chǔ)器, 而由于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CPU提供地址信息時(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T？插入多少個(gè)T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T“的一般情況長(zhǎng)：當(dāng)CPU提供了地址后, 由于外設(shè)或存儲(chǔ)器的讀出或?qū)懭霑r(shí)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(shè)或存儲(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T*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：7F0 6HX 1 0H+ 0 0 7 5H=7F0DSH,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：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(dāng)前數(shù)據(jù)段中存有兩個(gè)數(shù)據(jù)字0ABCDH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(shè)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(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：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(cuò)(13) DIV AX ,BX 改 DIV BX(14) DEC BP改 DEC WORD PTR

11、 BP (15)XLAT BX 錯(cuò)(16)ADD CX+1 改 ADD CX,1 或 INC CX (17)DAA AX 改 DAA4：帶符號(hào)數(shù)-86所表示的二進(jìn)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(chǔ)單元物理地址為3B4FH,其段地址和偏移地址可選：3B40H和OOFEH 兩個(gè)8位二進(jìn)制數(shù)00110101及10110110做“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=0 SF=1 ZF=0寄存器寫指令時(shí)，

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(dú)執(zhí)行后AX寄存器的內(nèi)容。(1) MOVAX.3600H3600H(2) MOVAX,1200H4C2AH(3) MOVAX,BX01OOH(4) MOVAX,BX3412H(5) MOVAX,11OOHBX4C2AH(6) MOV AX,BXSI7856H6.設(shè)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(jié)果二執(zhí)行DOS的2號(hào)功能調(diào)用，在屏幕上顯示字母W第五章存儲(chǔ)器原理與接口1.按存儲(chǔ)器在計(jì)算機(jī)中的作用，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)的程序和數(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)前不活躍的程序和數(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(diǎn)？答：RAM是隨機(jī)存儲(chǔ)器，指計(jì)算機(jī)可以隨機(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是只讀存儲(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，即掉電后，ROM 中的信息仍會(huì)保留。3.什么長(zhǎng)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

17、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的地址線中有多少位參與片內(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=0 WD=1 CS=0 MIO=1 BHE=0 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

18、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(shè)備通信至少有兩方面的困難：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)”。要傳遞的信息有三方面內(nèi)容：狀態(tài)、數(shù)據(jù)和控制信

19、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

20、匹配；信號(hào)格式不匹配；時(shí)序不匹配。I/O接口電路長(zhǎng)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：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、MAX232、MZX233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。2. I/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)

21、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MOS電平間的轉(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端口有哪兩種尋址方式？各有何優(yōu)嵌點(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

22、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OUT指令就一定是對(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 有模擬與數(shù)字之分，都是用以實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場(chǎng)與計(jì)算機(jī)的連接6輸入輸出有哪幾種方式？各有何優(yōu)欲點(diǎn)？答：兩種方式：程序控制方式和直接存儲(chǔ)器存取方式（DMA方式）優(yōu)欲點(diǎn)：程序控制方式：速度慢，但程序簡(jiǎn)單。DMA：速度快，但程序復(fù)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?yàn)镮/O速度非常快，利用鎖存器和緩存器解