《微机原理作业参考答案》由会员分享,可在线阅读,更多相关《微机原理作业参考答案(12页珍藏版)》请在金锄头文库上搜索。
1、第一次1. 微型计算机系统有哪三个层次,简述其内涵及其联系与区别略2. 试述冯诺依曼存储程序工作原理略3. 将二进制数11011.011转换成十进制数,八进制数和十六进制数11011.011(B)=27.375(D)=33.3(O)=1B.6(H)4. 将十进制数240.75转换成二进制数、八进制数和十六进制数240.75(D)=11110000.11(B)=360.6(O)=F0.C(H)5. 设计算机字长为8位,求机器数93 (H)分别为原码、反码、补码、无符号数、压缩BCD码时对应的真值93(H)=1001 0011(B)93(H)为原码时,X=-001 0011(B)=-19(D)93
2、(H)为反码时,X原=1110 1100(B),X=-110 1100=-108(D)93(H)为补码时,X原=1110 1101(B),X=-1 1101=-109(D)93(H)为无符号数时,X= 93(H)=147(D)93(H)为压缩 BCD 码时,X= 93(D)6. 已知X=87,Y=-56,用补码完成下列运算,并讨论结果是否溢出X+Y X-YX补=0101 0111(B),Y补=1100 1000(B),-Y补=0011 1000(B)X+Y补=X补+Y补=0001 1111(B),有进位,无溢出X+Y=31(D),结果正确X-Y补=X补+-Y补=1000 1111,无进位,有溢
3、出X-Y=-113(D),结果错误(正确结果应为 X-Y=143(D))7. 求-83.75 的单精度浮点机器数-83.75(D)=-101 0011.11(B)=-1.01001111(26采用单精度浮点数表示,符号位=1偏置阶码=6(D)+127(D)=10000101(B)尾数=01001111000000000000000(-83.75(D)的单精度浮点机器数=1100 0010 1010 0111 1000 0000 0000 0000(B)=C2A78000(H)第二次1. 什么是计算机体系结构?计算机体系结构包括两层含义。狭义的定义为计算机体系结构是程序员所看到的系统的一些属性:
4、概念性的结构和功能上的表现,这些属性既不同于数据流和控制的组织,也不同于逻辑设计和物理实现。这是从程序员,特别是汇编语言程序员的角度所看到的计算机系统的属性。广义地看,计算机体系结构是连接硬件和软件的一门学科,它研究的内容不但涉及计算机硬件,也涉及计算机软件。2. 简述Pentium微处理器的基本结构略3. Pentium微处理器的整数流水线是怎样工作的?Pentium 微处理器包含两条整数流水线:U 流水线和 V 流水线。Pentium 微处理器整数指令的执行要经过流水线中的五个操作步骤:PF(预取):处理器从代码 cache 中预取指令D1(译码阶段 1):处理器对指令译码确定操作码和寻址
5、信息。在这个阶段还进行指令的成对性检查和分支预测D2(译码阶段 2):产生访问存储器的地址EX(执行):处理器或者访问数据 cache,或者利用 ALU、筒型移位器或其他功能单元计算结果WB(写回):利用指令运行结果更新寄存器和标志寄存器4. 分支转移预测功能的意义是什么,试举例说明略5. 实模式下Pentium微处理器的堆栈操作是怎样进行的,试举例说明略6. 字ABCD (H)存放在地址为0A002 (H)的存储单元中,如何存放,是对准字还是非对准字? 0 0A002 能够被 2 整除,所以是对准字7. 在实模式下,物理地址是如何形成的?计算下列逻辑地址对应的物理地址:1000:123401
6、00:ABCD1000:1234物理地址为 11234H0100:ABCD物理地址为 0BBCDH第三次教材 P. 69-70 习题 4.1-4.3习题 4.1(1)MOV AL, FIRSTXCHG AL, SECONDMOV FIRST, ALMOV AL, FIRST+1XCHG AL, SECOND+1MOV FIRST+1, AL或MOV AX, WORD PTR FIRSTXCHG AX, WORD PTR SECONDMOV WORD PTR FIRST, AX(2)PUSH WORD PTR FIRSTPUSH WORD PTR SECONDPOP WORD PTR FIRST
7、POP WORD PTR SECOND堆栈变化示意图略习题 4.2数据段中 TABLE 在内存中的存放形式为:9EH, 00H, 02H, 01H, 66H, 01H故程序执行后,AX=6601H习题 4.3数据段中XX DW ?DIVIDEND DD 1193182DIVISOR DW 433代码段中MOV AX, WORD PTR DIVIDENDMOV DX, WORD PTR DIVIDEND+2DIV DIVISORMOV XX, AX第四次教材 P. 69-70 习题 4.4-4.8 中任选 3 题习题 4.4MOV CL, 4SHL AH, CLMOV BL, 0FHAND AL
8、, BLOR AH, AL习题 4.5MOV CX, 8MOV BL, 0L1:SHL AL, 1RCR BL ,1LOOP L1MOV AL, BL习题 4.6(1)MOV BX, OFFSET BUFMOV SI, OFFSET PLUSMOV DI, OFFSET MINUSMOV CX, 50L1:MOV AL, BXCMP AL ,0JG JPLUSJL JMINUSJMP JLOOPJPLUS:MOV SI, ALINC SIJMP JLOOPJMINUS:MOV DI, ALINC DIJLOOP:INC BXLOOP L1(2)MOV BX, OFFSET BUFMOV SI,
9、 OFFSET NOT0MOV CX, 50L1:MOV AL, BXCMP AL ,0JZ JLOOPMOV SI, ALINC SIJLOOP:INC BXLOOP L1(3)本程序片段将求得的绝对值送数据段 ABS 开始的单元中MOV BX, OFFSET BUFMOV SI, OFFSET ABSMOV CX, 50L1:MOV AL, BXCMP AL ,0JGE JLOOPNEG ALJLOOP:MOV SI, ALINC SIINC BXLOOP L1(3)MOV EAX, DWORD PTR BUFCMP EAX ,0JGE JNOTNEGNEG EAXJNOTNEG: 习题
10、4.7AL=17H习题 4.8MOV AX, 1234HMOV DS, AXMOV SI, 0005HMOV AX, 2345HMOV ES, AXMOV DI, 0006HMOV CX, 400H ;1K 字节CLDREP MOVSB第五次1. 判断下面描述符所描述的段的性质0126000000101000101 0İ 1İ0İ 00100000000000İ 0İ 0İ 0İ 0001111111P=1,段在内存中S=1,为段描述符DPL=1,段的特权级为 1A=0,段尚未被访问E=0,为数据段ED=0,段向上扩展W=1,可写G=0,段长以字节为单位D=1,为 32位指令方式AVL=1,程
11、序可用段基址为000A0000H,段界限为003FFH 。2. 如果 (GDTR)=0021000001FFH,那么GDT的起始地址和终止地址是什么?表长多少?表中能存放多少个描述符?GDT的起始地址为:00210000H;终止地址为:002101FFH;表长:01FFH+1=512 ;表中能存放512/8=64 个描述符。3. 试述Pentium处理器的分页机制。如果允许分页,那么Pentium微处理器的地址空间可以分成多少页?分页机制略。整个存储器有一个页目录,它最多有1024个页目录项,每个页目录项可含有1024个页面项,因此Pentium微处理器的地址空间可以分成10241024=1M
12、个页。4. 若将线性地址00200000H送给分页机制,那么将访问哪个页目录项,哪个页表项?线性地址的格式为 00200000H=0000 0000 0010 0000 0000 0000 0000 0000B;所以,将访问第0个页目录项,第512个页表项。5. TLB的作用是什么?TLB(转换后援缓冲器)为一个Cache,其中保存了32个最近使用的页转换地址。若再次访问同样的存储区域,则不必再访问页目录和页表,可以加快程序的运行。关于 TLB 的作用,再补充一些说明:实现分页机制,处理器需通过页目录和页表将线性地址转换成物理地址,这样在进行地址转换时,处理器要两次访问内存,从而降低处理器的性
13、能。为解决这一问题,Pentium处理器内部采用称为 TLB(Translation Lookaside Buffer,转换后援缓冲器)的高速缓存将最近进行的线性-物理地址转换保存起来。存放在 TLB 中的信息包含两个字段,一个是标记(Tag)字段,用来保存线性地址的1231 位,另一个是页表数据字段,包含物理地址和 R/W、U/S 等信息。当分页部件把线性地址转换成物理地址时,首先用线性地址的 1231 位对 TLB 的标记字段进行检索,如果检索成功(命中) ,那么就使用存放在 TLB 的页表数据字段中的物理地址进行地址转换。如果未命中,那么处理器必须通过内存中的页目录和页表进行地址转换,同
14、时将相应的转换信息保存在 TLB 中。当 TLB 装满时,采用 LRU(最近最少使用)算法进行置换。TLB 的结构如下图:0 0 B_第六次1.试述Pentium采用的数据和地址校验方法DP7DP0为数据奇偶校验信号,PCHK#为奇偶校验状态信号。Pentium为每个数据字节加入校验码,在写总线周期中,为D0D63 上每一字节产生一位偶校验码,通过DP7DP0输出。在读总线周期中, D0D63及DP7DP0上的数据按字节进行对应的偶校验,如出现错误,PCHK#信号将逻辑0送至外部电路。PEN#为校验允许信号,用于确定发生校验错误时是否进行异常处理,如PEN#为低电平,则Pentium自动执行异
15、常处理。AP为地址校验信号,APCHK#为地址奇偶校验状态信号。Pentium可以对地址信号进行校验,只要地址在A3A31信号线上输出,就会产生偶校验位在AP引脚上输出,如果在查询周期在地址总线上检测到错误,APCHK#信号置为逻辑0。2. 从硬件的观点,实模式下的Pentium微机的存储器是如何组织的,保护模式下呢?在保护模式下,Pentium处理器可以直接寻址高达4GB的物理存储器。存储器的硬件空间被组织成64位的单元,每个64位的单元有8个可独立寻址的字节,这8个字节有连续的存储器地址,如下图所示。在保护模式下,通过地址线A31A3 和字节选通信号BE7#BE0#访问存储器,由地址线A31A3选择64位的存储单元,由字节选通信号 BE7#BE0#选择相应的字节。数据的传送通过数据线D63D0 进行。在实模式下只有低17位地址线A19A3 有效。使用地址线A19A3 和字节选通信号BE7#BE0#访问存储单元,因此实模式下物理地址空间是1MB。A20M#为地址第20位屏蔽信号,完成屏蔽地址线第20位的功能。若A20M#为0,则在访问内部高速缓存或外部存储器时地址线第20位被屏蔽。实模式时须置起A20M#,保护模式下该信号未定义。3. 若总线周期指示信息M/IO# 、D/C# 、W/R#、CACHE#、KEN# 为 0 1 1 1 x,总线周期的类型是