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1、 习题习题 11.1 冯诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制” ，有以下 5 方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使
2、用和维护方便等。微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。 1.微机系统的硬件由哪几部分组成？微机系统的硬件由哪几部分组成？ 答：三部分：微型答：三部分：微型计计算机（微算机（微处处理器，存理器，存储储器，器，I/0 接口，系接口，系统总线统总线），外），外围设备围设备， ，电电源。源。2.什么是微机的总线，分为哪三组？什么是微机的总线，分为哪三组？ 答：是答：是传递传递信息的一信息的一组组公用公用导线导线。分三。分三组组：地址：地址总线总线，数据
3、，数据总线总线，控制，控制总线总线。 。3.什么是总线，微机中的总线通常分为哪几类？什么是总线，微机中的总线通常分为哪几类？ 答：是一答：是一组组信号信号线线的集合，是一种在各模的集合，是一种在各模块间传块间传送信息的公共通路；有四送信息的公共通路；有四类类，片内，片内总线总线， ， 微微处处理器理器总线总线，系，系统总线统总线，外，外总线总线。 。4.8086/8088CPU 的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？的内部结构分为哪两大模块，各自的主要功能是什么？ 答：答：总线总线接口部件（接口部件（BIU）功能：根据）功能：根据执执行行单单元元 EU 的的请请求完成求完成 CPU
4、与存与存储储器或器或 IO 设备设备 之之间间的数据的数据传传送。送。执执行部件（行部件（EU），作用：从指令），作用：从指令对对列中取出指令，列中取出指令，对对指令指令进进行行译码译码， ，发发出相出相 应应的的传传送数据或算送数据或算术术的控制信号接受由的控制信号接受由总线总线接口部件接口部件传传送来的数据或把数据送来的数据或把数据传传送到送到总线总线接接 口部件口部件进进行算行算术术运算。运算。5.8086 指令队列的作用是什么指令队列的作用是什么？ 答：作用是：在答：作用是：在执执行指令的同行指令的同时时从内存中取了一条指令或下几条指令，取来的指令放在从内存中取了一条指令或下几条指令，
5、取来的指令放在 指令指令队队列中列中这样这样它就不需要象以往的它就不需要象以往的计计算机那算机那样让样让 CPU 轮轮番番进进行取指和行取指和执执行的工作，从而行的工作，从而提高提高 CPU 的利用率。的利用率。 6.8086 的存储器空间最大可以为多少？怎样用的存储器空间最大可以为多少？怎样用 16 位寄存器实现对位寄存器实现对 20 位地址的寻址？完位地址的寻址？完 成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？ 答：答：8086 的存的存储储器空器空间间最大可以最大可以为为 220（ （1MB）；）；8086 计计算机引入了分段管理机制，当算机引入了分段管理
6、机制，当 CPU 寻寻址某个存址某个存储单储单元元时时，先将段寄存器内的内容左移，先将段寄存器内的内容左移 4 位，然后加上指令中提供的位，然后加上指令中提供的 16 位位偏移地址形成偏移地址形成 20 位物理地址。位物理地址。1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。【解答】系统总线是 CPU 与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。（1）数据总线：用来传送数据，主要实现 CPU 与内存储器或 I/O 设备之间、内存储器与 I/O 设备或外存储器之间的数据传送。1（2）地址总线：用来传送地址。主要实现从 CPU 送地址至内存储器和 I/O 设备
7、，或从外存储器传送地址至内存储器等。（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。习题 22.1 8086CPU 具有 20 条地址线，可直接寻址 1MB 容量的内存空间，在访问 I/O 端口时，使用地址线 16 条 ，最多可寻址 64K 个 I/O 端口。 2.2 8086CPU 的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？【解答】8086 微处理器是典型的 16 位微处理器，HMOS 工艺制造，集成了 2.9 万只晶体管，使用单一的+5V 电源，有 16 根数据线和 20 根地址线；通过其 16 位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能
8、。8086 微处理器内部 安排了两个逻辑单元，即执行部件 EU 和总线接口部件 BIU。EU 主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU 主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。2.3 8086CPU 中的指令队列的作用是 预取指令 ，其长度是 6 字节。2.4 8086CPU 内部寄存器有哪几种？各自的特点和作用是什么？【解答】CPU 有 14 个内部寄存器，可分为 3 大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度
9、，提高了数据处理速度，占用内存空间少。控制寄存器包括指令指针寄存器 IP 和标志寄存器 FLAG：IP 用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG 用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。为了实现寻址 1MB 存储器空间，8086CPU 将 1MB 的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4 个16 位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。2.5 8086 的标志寄存器分为 6 个 状态 标志位和 3 个 控制 标志位，它们各自的含义和作用是什么？【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表 2-1 标志寄存器 FLAG 中标志位的含义和作用标志位含义作用CF进位标志CF=1，指令执行
10、结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1，结果低 8 位含偶数个 1；PF=0，表示结果低 8 位含奇数个 1AF辅助进位标志AF=1，运算结果的低 4 位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF零标志ZF=1，运算结果为零；ZF=0，则运算结果不为零SF符号标志SF=1，运算结果为负数；SF=0，则结果为正数OF溢出标志OF=1，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF陷阱标志TF=1，8086CPU 处于单步工作方式；TF=0，8086CPU 正常执行程序2IF中断允许标志IF=1，允许 CPU 接受外部从 INTR 引脚
11、上发来的可屏蔽中断请求信号；IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理2.7 8086 的存储器采用 奇偶存储体 结构，数据在内存中的存放规定是 低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中，以低地址为字的地址，规则字是指 低字节地址为偶地址的字，非规则字是指 低字节的地址为奇地址的字。2.10 I/O 端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么？【解答】I/O 端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。统一编址方式是将 I/O 端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在 1MB 的存储器空间中，看作
12、存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。该方式主要优点是不需要专门的 I/O 指令，对 I/O 端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成 I/O 地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的 I/O 指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。2.11 8086 的最大工作模式和最小各种模式的主要区别是什么？如何进行控制？【解答】两种模式的主要区别是：8086 工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，且系
13、统所有的控制信号全部由 8086 CPU 提供；在最大模式时，系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统，控制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。8086CPU 工作在哪种模式下通过 CPU 的第 33 条引脚 MN/来控制：MN/=1，系统就处于MXMX最小工作模式；MN/=0，系统处于最大工作模式。MX2.16 什么是总线周期？8086CPU 的读/写总线周期各包含多少个时钟周期？什么情况下需要插入等待周期 TW，什么情况下会出现空闲状态 TI？【解答】8086CPU 经外部总线对存储器或 I/O 端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的时间，称为总线周期。8086CPU 的
14、读/写总线周期通常包括 T1、T2、T3、T4状态 4 个时钟周期。在高速的 CPU 与慢速的存储器或 I/O 接口交换信息时，为了防止丢失数据，会由存储器或外设通过 READY 信号线，在总线周期的 T3和 T4之间插入 1 个或多个必要的等待状态 TW，用来进行必要的时间补偿。在 BIU 不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态 TI。习题 3 3.1 简要分析 8086 的指令格式由哪些部分组成，什么是操作码？什么是操作数？寻址和寻址方式的含义是什么？8086 指令系统有哪些寻址方式？【解答】8086 的指令格式由操作码和操作数字段组成。操作码：要完成的操作。3操作数：参与操作的对
15、象。寻址：寻找操作数或操作数地址的过程。寻址方式：指令中给出的找到操作数或操作数地址采用的方式。8086 指令系统的寻址方式主要有立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址和 I/O 端口寻址。其中，存储器寻址可进一步分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址；I/O 端口指令 IN 和 OUT 使用的端口寻址方式有直接寻址和间接寻址。3.9 执行下列指令后，AX 寄存器中的内容是什么？ TABLE DB 10，20，30，40，50 ENTRY DW 3 MOV BX，OFFSET TABLE ADD BX，ENTRY MOV AX，BX AX= 【解答】AX= 3
16、228H 3.10 下面是将内存一字节数据高 4 位和低 4 位互换并放回原位置的程序，找出错误并改正。 DATA SEGMENT DD1 DB 23H DATA ENDS CODE SEGMENT ASSUME CS：CODE，DS：DATA START： MOV AX，DATA MOV DS，AX LEA SI，OFFSET DD1 MOV AL，SI MOV CL，4 RCR AL，CL MOV SI，AL MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDSEND START【解答】程序第 8 行错误：LEA SI，OFFSET DD1，应去掉 OFFSET；程序第 10 行错误：RCR AL，CL，应使用 ROR 或 ROL，改为 ROR AL，CL3.11 已知用寄存器 BX 作地址指针，自 BUF 所指的内存单元开始连续存放着 3
