微机原理及应用习题与答案

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1、微机原理及应用习题与答案微机原理及应用习题与答案 第 1 章 绪论 1. 计算机分那几类？各有什么特点？ 答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理 系统， 存储容量大，事物处理能力强，可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处 理能力，提供一定用户规模的信息服务，作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室 或家庭的桌面或可移动的计算系统， 体积小、 价格低、 具有工业化标准体系结构， 兼容性好。 2. 简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。 答：微处理器是微计算机系统的核心硬件部件，对系统的性能起决定性的影响。微计算 机包括微处理器、存储器

2、、I/O 接口电路及系统总线。微计算机系统是在微计算机的基础上 配上相应的外部设备和各种软件，形成一个完整的、独立的信息处理系统。 3. 80X86 微处理器有几代？各代的名称是什么？ 答：从体系结构上可分为 3 代：8080/8085：8 位机、 8086/8088/80286：16 位机。 80386/80486：32 位机。 第 2 章 微处理器 80X86 结构 18086 是多少位的微处理器？为什么？ 答：8086 是 16 位的微处理器，其内部数据通路为 16 位，对外的数据总线也是 16 位。 2EU 与 BIU 各自的功能是什么？如何协同工作？ 答：EU 是执行部件，主要的功能

3、是执行指令。BIU 是总线接口部件，与片外存储器及 I/O 接口电路传输数据。EU 经过 BIU 进行片外操作数的访问，BIU 为 EU 提供将要执行的指 令。EU 与 BIU 可分别独立工作，当 EU 不需 BIU 提供服务时，BIU 可进行填充指令队列的操 作。 38086/8088 与其前一代微处理器 8085 相比，内部操作有什么改进？ 答：8085 为 8 位机，在执行指令过程中,取指令与执行执令都是串行的。8086/8088 由 于内部有 EU 和 BIU 两个功能部件，可重叠操作，提高了处理器的性能。 48086/8088 微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？ 答：执

4、行部件有 8 个 16 位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。AX、BX、CX、 DX 一般作为通用数据寄存器。SP 为堆栈指针存器，BP、DI、SI 在间接寻址时作为地址寄存 器或变址寄存器。总线接口部件设有段寄存器 CS、DS、SS、ES 和指令指针寄存器 IP。段寄存器存放段地址，与偏移地址共同形成存储器的物理地址。IP 的内容为下一条将要执行指 令的偏移地址，与 CS 共同形成下一条指令的物理地址。 58086 对存储器的管理为什么采用分段的办法？ 答：8086 是一个 16 位的结构，采用分段管理办法可形成超过 16 位的存储器物理地址， 扩大对存储器的寻址范围

5、(1MB，20 位地址)。若不用分段方法，16 位地址只能寻址 64KB 空间。 6在 8086 中，逻辑地址、偏移地址、物理地址分别指的是什么？具体说明。 答： 逻辑地址是在程序中对存储器地址的一种表示方法， 由段地址和段内偏移地址两部 分组成，如 1234H：0088H。偏移地址是指段内某个存储单元相对该段首地址的差值，是一 个 16 位的二进制代码。物理地址是 8086 芯片引线送出的 20 位地址码，用来指出一个特定 的存储单元。 7给定一个存放数据的内存单元的偏移地址是 20C0H，（DS）=0C00EH，求出该内存单 元的物理地址。 答：物理地址：320F8H。 88086/808

6、8 为什么采用地址/数据引线复用技术？ 答： 考虑到芯片成本， 8086/8088 采用 40 条引线的封装结构。 40 条引线引出 8086/8088 的所有信号是不够用的，采用地址/数据线复用引线方法可以解决这一矛盾，从逻辑角度， 地址与数据信号不会同时出现，二者可以分时复用同一组引线。 98086 与 8088 的主要区别是什么？ 答：8086 有 16 条数据信号引线，8088 只有 8 条；8086 片内指令预取缓冲器深度为 6 字节，8088 只有 4 字节。 10怎样确定 8086 的最大或最小工作模式？最大、最小模式产生控制信号的方法有何 不同？ 答：引线 MN/MX#的逻辑状

7、态决定 8086 的工作模式，MN/MX#引线接高电平，8086 被设定 为最小模式，MN/MX#引线接低电平，8086 被设定为最大模式。 最小模式下的控制信号由相关引线直接提供；最大模式下控制信号由 8288 专用芯片译 码后提供，8288 的输入为 8086 的 S2#S0#三条状态信号引线提供。 11 8086 被复位以后，有关寄存器的状态是什么？微处理器从何处开始执行程序？ 答：标志寄存器、IP、DS、SS、ES 和指令队列置 0，CS 置全 1。处理器从 FFFFOH 存储 单元取指令并开始执行。 12 8086 基本总线周期是如何组成的？各状态中完成什么基本操作？ 答：基本总线周

8、期由 4 个时钟(CLK)周期组成，按时间顺序定义为 T1、T2、T3、T4。在 T1 期间 8086 发出访问目的地的地址信号和地址锁存选通信号 ALE； T2 期间发出读写命令信 号 RD#、WR#及其它相关信号；T3 期间完成数据的访问；T4 结束该总线周期。 13 结合 8086 最小模式下总线操作时序图，说明 ALE、M/IO#、DT/R#、RD#、READY 信号的功能。 答：ALE 为外部地址锁存器的选通脉冲，在 T1 期间输出；M/IO#确定总线操作的对象是 存储器还是 I/O 接口电路，在 T1 输出；DT/R#为数据总线缓冲器的方向控制信号，在 T1 输 出；RD#为读命令

9、信号；在 T2 输出；READY 信号为存储器或 I/O 接口“准备好“信号，在 T3 期间给出，否则 8086 要在 T3 与 T4 间插入 Tw 等待状态。 14 8086 中断分哪两类？8086 可处理多少种中断？ 答：8086 中断可分为硬件中断和软件中断两类。8086 可处理 256 种类型的中断。 15 8086 可屏蔽中断请求输入线是什么？“可屏蔽“的涵义是什么？ 答：可屏蔽中断请求输入线为 INTR；“可屏蔽“是指该中断请求可经软件清除标志寄存 器中 IF 位而被禁止。 16 8086 的中断向量表如何组成？作用是什么？ 答：把内存 0 段中 03FFH 区域作为中断向量表的专

10、用存储区。该区域存放 256 种中断 的处理程序的入口地址， 每个入口地址占用 4 个存储单元， 分别存放入口的段地址与偏移地 址。 178086 如何响应一个可屏蔽中断请求？简述响应过程。 答：当 8086 收到 INTR 的高电平信号时，在当前指令执行完且 IF=1 的条件下，8086 在 两个总线周期中分别发出 INTA#有效信号；在第二个 INTA#期间，8086 收到中断源发来的一 字节中断类型码；8086 完成保护现场的操作，CS、IP 内容进入堆栈，请除 IF、TF；8086 将类型码乘 4 后得到中断向量表的入口地址， 从此地址开始读取 4 字节的中断处理程序的入 口地址，80

11、86 从此地址开始执行程序，完成了 INTR 中断请求的响应过程。 18什么是总线请求？8086 在最小工作模式下，有关总线请求的信号引脚是什么？ 答： 系统中若存在多个可控制总线的主模块时， 其中之一若要使用总线进行数据传输时， 需向系统请求总线的控制权，这就是一个总线请求的过程。8086 在最小工作模式下有关总 线请求的信号引脚是 HOLD 与 HLDA。 19简述在最小工作模式下，8086 如何响应一个总线请求？ 答：外部总线主控模块经 HOLD 引线向 8086 发出总线请求信号；8086 在每个时钟周期 的上升沿采样 HOLD 引线；若发现 HOLD=1 则在当前总线周期结束时(T4

12、 结束)发出总线请求 的响应信号 HLDA；8086 使地址、数据及控制总线进入高阻状态，让出总线控制权，完成响 应过程。 20在基于 8086 的微计算机系统中，存储器是如何组织的？是如何与处理器总线连接 的？ BHE#信号起什么作用？ 答： 8086 为 16 位处理器， 可访问 1M 字节的存储器空间； 1M 字节的存储器分为两个 512K 字节的存储体，命名为偶字节体和奇字节体；偶体的数据线连接 D7D0，“体选“信号接地址 线 A0；奇体的数据线连接 D15D8，“体选“信号接 BHE#信号；BHE#信号有效时允许访问奇体 中的高字节存储单元，实现 8086 的低字节访问、高字节访问

13、及字访问。 21“80386 是一个 32 位微处理器“，这句话的涵义主要指的是什么？ 答：指片内寄存器和主要功能部件均为 32 位，片内数据通路为 32 位。 2280X86 系列微处理器采取与先前的微处理器兼容的技术路线，有什么好处？有什么 不足？ 答：好处是先前开发的软件可以在新处理器组成的系统中运行，保护了软件投资。缺点 是处理器的结构发展受到兼容的约束， 为了保持兼容性增加了硅资源的开销， 增加了结构的 复杂性。 2380386 内部结构由哪几部分组成？简述各部分的作用。 答：80386 内部结构由执行部件(EU)、存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三部 分组成。EU

14、包括指令预取部件、指令译码部件、控制部件、运算部件及保护检测部件，主 要功能是执行指令。存储器管理部件包括分段部件、分页部件，实现对存储器的分段分页式 的管理，将逻辑地址转换成物理地址。总线接口部件作用是进行片外访问：对存储器及 I/O 接口的访问、预取指令；另外的作用是进行总线及中断请求的控制 2480386 有几种存储器管理模式？都是什么？ 答：80386 有三种存储器管理模式，分别是实地址方式、保护方式和虚拟 8086 方式 25在不同的存储器管理模式下，80386 的段寄存器的作用是什么？ 答：在实地址方式下，段寄存器与 8086 相同，存放段基地址。在保护方式下，每个段 寄存器还有一

15、个对应的64位段描述符寄存器， 段寄存器作为选择器存放选择符。 在虚拟8086 方式下，段寄存器的作用与 8086 相同。 26试说明虚拟存储器的涵义，它与物理存储器有什么区别？80386 虚拟地址空间有多 大？ 答：虚拟存储器是程序员面对的一个巨大的、可寻址的存储空间，这个空间是内存与外 存联合形成的，在操作系统的管理下，程序可象访问内存一样去访问外存而获得所需数据。 物理存储器是指机器实际拥有的内存储器，不包括外存。80386 的虚拟地址空间为 64TB 大。 27试说明描述符的分类及各描述符的作用。 答：描述符分为三类：存储器段描述符、系统段描述符、门描述符。存储器段描述符由 8 字节组

16、成，它用来说明一个段中保存信息的情况。32 位段基地址和 20 位段界限值定位了 该段在存储空间中的位置， 其它有关位决定访问权限及段的长度单位。 系统段描述符与存储 器段描述符大多数字节段相同， 有关访问权及属性字节段有些不同。 门描述符用来改变程序 的特权级别、切换任务的执行以及指出中断服务程序的入口。 28描述符表的作用是什么？有几类描述符表？ 答： 描述符表顺序存放一系列描述符， 描述符表定义了在 80386 系统中被使用的全部存 储器段。有 3 类描述符表，即全局描述符表、局部描述符表及中断描述符表。 2980386 的分段部件是如何将逻辑地址变为线性地址的？ 答： 分段部件根据段选择符从全局描述符表或局部描述符表中取出对应的段描述符。 把 段描述符 32 位段基地址与逻辑地址中的 32 位偏移量相加就形成了线性地址。 3080386 中如何把线性地址变为物理地址？ 答