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1、微机原理作业答案第一章1.2.什么是逻辑地址？什么是物理地址？它们各自如何表示？如何转换？程序中使用的存储器地址称为逻辑地址，由 16 位“段基址”和 16 位“偏移地址” （段内地址）组成。段基址表示一个段的起始地址的高 16 位。偏移地址表示段内的一个单元距离段开始位置的距离。访问存储器的实际地址称为物理地址，用 20 位二进制表示。将两个16 位二进制表示的逻辑地址错位相加，可以得到 20 位的物理地址：物理地址段基址16 + 偏移地址1.5. 按照传输方向和电气特性划分，CPU 引脚信号有几种类型？各适用于什么场合？CPU 引脚传输的信号按照传输方向划分，有以下几种类型：输出：信号从
2、CPU 向外部传送；输入：信号从外部送入 CPU；双向：信号有时从外部送入 CPU，有时从 CPU 向外部传送。双向信号主要用于数据信号的传输；输出信号用于传输地址信号和一些控制信号；输入信号主要用于传输外部的状态信号（例如 READY）和请求（中断、 DMA）信号。三态信号：除了高电平、低电平两种状态之外，CPU 内部还可以通过一个大的电阻阻断内外信号的传送，CPU 内部的状态与外部相互隔离，也称为“悬浮态” 。CPU 放弃总线控制权，允许其他设备使用总线时，将相关信号置为“悬浮态” 。1.9. 什么是时钟周期、总线周期、指令周期？它们的时间长短取决于哪些因素？时钟周期：CPU 连接的系统主
3、时钟 CLK 一个周期的时间。CLK 信号频率越高，时钟周期越短。总线周期：CPU 通过外部总线对存储器或 I/O 端口进行一次读/写操作的过程称为总线周期。8086CPU 总线周期一般由四个时钟周期组成，存储器/IO 设备（接口）速度不能满足 CPU 要求时，可以增加一个或多个时钟周期。指令周期： CPU 执行一条指令的时间（包括取指令和执行该指令所需的全部时间）称为指令周期。指令周期的时间主要取决于主时钟的频率和指令的复杂程度，它也受到存储器或 IO 设备接口工作速度的影响。10. 在一次最小模式总线读周期中，8086CPU 先后发出了哪些信号？各有什么用处？T1 状态： 指出 CPU 是
4、从内存（1）还是从 IO 端口（0）读取数据。随后 CPU 从地址/状态复用线（A19/S6A16/S3）和地址/数据复用线（AD15AD0）上发出读取存储器的 20 位地址，对 IO 端口访问时从 AD15AD0 上发出 16 位地址。为了锁存地址，CPU 在 T1 状态从 ALE 引脚输出一个正脉冲作为地址锁存信号。如果需要读取高 8 位数据线上的数据（奇地址/读取一个字） ， = 0。为了控制总线收发器 8286 数据传输方向， = 0。T2 状态： 读信号 开始变为低电平（有效） ， =0，用来开放总线收发器 8286。T3 状态: CPU 检测 READY 引脚信号。若 READY
5、为高电平（有效） ，表示存储器或1EH30412H430FH0CA0FH0EFH4302H02EHXYI/O 端口已经准备好数据，进入 T4 状态；若 READY 为低电平（无效） ，表示存储器或 I/O端口尚未准备好数据，插入一个或多个 TW 状态，直到 READY 变为高电平。T4 状态：在 T3（TW）和 T4 状态交界的下降沿处，CPU 对数据总线上的数据进行采样，完成读取数据的操作。第二章2.3. 已知一个 SRAM 芯片的容量为 8K8b，该芯片有一个片选信号引脚和一个读/写控制引脚，问该芯片至少有多少个引脚？地址线多少条？数据线多少条？根据存储芯片地址线数量计算公式，klog2
6、（1024*8）= log2（213）=13，即总计有13 根地址线。另有 8 根数据线、2 根电源线。所以该芯片至少有 25（=13+8+1+1+2）根引脚。第三章3.3. 用 8 位补码完成下列运算，用二进制“真值”的格式给出运算结果，并指出运算后 CF、OF、ZF、SF、PF 标志位的状态。（2）126-127解： （2）126-127126补=0111 1110， -127补=1000 0001，126-127补=1111 1111，126-127=-000 0001COZSP=100113.5 某数据段内有如下数据定义：X db 30, 30H, ABC, 2-3, ?, 11001
7、010Bdw 0FFH，-2, “CD”Y dd 20 dup（15, 3 dup（?）, 0）Z db 3 dup（?）W dw Z-X假设变量 X 的偏移地址为 20H。（1） 写出变量 X 各数据在内存中的具体位置和相关内存单元的值。（2） 写出变量 Y，Z 的偏移地址。（3） 写出变量 W 的值答：（1）变量 X 各数据在内存中的具体位置和相关内存单元的值如右图。变量 Y 的偏移地址为 002EH；变量 Z 的偏移地址为 002EH+4520=01BEH变量 W 的值等于变量 Z 和 X 偏移地址之差01BEH-0020H=019EH它等于变量 X、Y 所占用内存单元的字节数。3.9.
8、 下面两条指令的功能有什么区别？MOV AX, BXMOV AX, BX答：指令“MOV AX, BX”把 BX 寄存器的内容装入到 AX 中。指令“MOV AX, BX”把内存储器一个字的内容装入 AX 寄存器。该字的段基址在DS 中，偏移地址在 BX 中。3.13. 编写循环结构程序，进行下列计算，结果存入 RESULT 内存单元（1） 1+2+3+4+5+6+ +100解：（1） CODE SEGMENTASSUME CS: CODERESULT DW ?START:XOR AX, AXMOV CX, 100AGAIN: ADD AX, CXLOOP AGAINMOV RESULT, A
9、XMOV AX, 4C00HINT 21HCODE ENDSEND START另解：DATA SEGMENTRESULT DW ?DATA ENDS CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART:MOV AX,DATAMOV DS,AX MOV CX,100MOV BX,1MOV AX,0ONE: ADD AX,BXINC BXLOOP ONE MOV RESULT,AX MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDSEND START 3.15. 变量 X, Y, Z 均为一字节压缩 BCD 码表示的十进制数，写出指令序列，求它们的和（用 2
10、字节压缩 BCD 码表示） 。解：DATA SEGMENTX DB 45HY DB 67HZ DB 89HSUM DW ?DATA ENDS CODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AX MOV AH,0 MOV AL,X ADD AL,YDAA ADC AH,0 ADD AL,ZDAAADC AH,0 MOV SUM,AX MOV AX,4C00H INT 21H CODE ENDSEND START 第四章4.3. 指令“JMP DI”和“JMP WORD PTR DI”作用有什么不同？请说明。答：上述两条指令
11、都是段内近转移指令，但是偏移地址的来源不同。指令“JMP DI”执行时，新的偏移地址在 DI 寄存器内， “JMP WORD PTR DI”时，目的偏移地址在存储单元中，该存储单元的地址在 DS: DI 中。4.4. 已知（AX）= 836BH，X 分别取下列值，执行“CMP AX, X”后，标志位 ZF、CF、OF、SF 各是什么？（1）X=3000H答：上述指令执行后，标志位 ZF、CF 、OF 、SF 的状态分别是：（1） ZCOS=0010 4.5. 已知（AX）= 836BH，X 分别取下列值，执行“TEST AX, X”后，标志位 ZF、CF、OF、SF 各是什么？（1）X=000
12、1H答：上述指令执行后，标志位 ZF、CF 、OF 、SF 的状态分别是：（1） ZCOS=0000 4.8 编写指令序列，将 AX 和 BX 中较大的绝对值存入 AX，较小的绝对值存入BX。答： CMP AX, 0JGE SKIP1NEG AXSKIP1: CMP BX, 0JGE SKIP2NEG BXSKIP2: CMP AX, BXJGE SKIP3XCHG AX, BXSKIP3: MOV AX,4C00HINT 21H 4.9 编写指令序列，比较 AX、BX 中的数的绝对值，绝对值较大的数存入 AX，绝对值较小的数存入 BX。答：PUSH AXPUSH BXCMP AX, 0JGE
13、 SKIP1NEG AXSKIP1: CMP BX, 0JGE SKIP2NEG BXSKIP2: CMP AX, BXPOP BXPOP AXJGE SKIP3XCHG AX, BXSKIP3: MOV AX,4C00HINT 21H 第五章5.3 I/O 端口的编址有哪几种方法？各有什么利弊？80X86 系列 CPU 采用哪种方法？I/O 端口的编址有两种不同的方式。I/O 端口与内存统一编址：把内存的一部分地址分配给 I/O 端口，一个 8 位端口占用一个内存单元地址。已经用于 I/O 端口的地址，存储器不能再使用。I/O 端口与内存统一编址后，访问内存储器单元和 I/O 端口使用相同的
14、指令，这有助于降低CPU 电路的复杂性，并给使用者提供方便。但是，I/O 端口占用内存地址，相对减少了内存可用范围。而且，由于难以区分访问内存和 I/O 的指令，降低了程序的可读性和可维护性。I/O 端口与内存独立编址：这种编址方法中，内存储器和 I/O 端口各自有自己独立的地址空间。访问 I/O 端口需要专门的 I/O 指令。80x86 CPU 采用 I/O 端口独立编址方式。5.6 外部设备数据传送有哪几种控制方式？从外部设备的角度，比较不同方式对外部设备的响应速度。外部设备数据传送有以下四种控制方式。直接传送方式（也称为无条件传送方式、同步传送方式）：这种情况下，外部端口完全被动地等待
15、CPU 的访问，没有确定的响应速度，响应时间取决于 CPU 忙碌的程度以及程序对外部设备控制采取的策略。查询方式：如果 CPU 在某一时刻只对一个外设采用查询方式进行数据传输，CPU 的响应延迟约为 310 个指令周期。响应速度快于中断方式，慢于 DMA 方式。中断方式：CPU 的响应延迟平均为几十个指令周期，慢于查询方式，但是这种方式可以同时管理多个外部设备。DMA 方式：外部端口的传输请求由 DMA 控制器响应，由于 DMAC 是一个专用于传输控制的电路，任务单一，不发生 DMA 传输竞争时，响应延迟仅为 12 个 DMAC 使用的时钟周期，远快于中断方式和查询方式。第六章6.3 有哪几种确定中断优先级的方法？说明每一种方法各自的优劣之处。确定中断优先权有四种可选的方法。(1) 软件查询法：采用程序查询的方法确定中断服务的顺序。这种方法中断逻辑最简单（基本上不需要外部中断逻辑） ，优先级可以灵活设置，但中断响应所需时间最长。(2) 分类申请法：CPU 分设二个中断申请信号的输入引脚。这种方法需要 CPU 提供条件。(3) 链式优先权排队：菊花链法。这种方法需要的外部中断逻辑比较简单，容易实现，但是设备较多时信号延迟大，对设备故障敏感。(4) 可编程中断控制器: “向量 ”优先权排队专用电路。这种方法功能最全面，控制灵活
