微型计算机技术及应用第四版习题部分答案

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1、微型计算机技术及应用第四版部分习题答案第一章 微型计算机概述1.1微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同？答： 微处理器是微型计算机的核心，是微型计算机的一部分。它是集成在一块芯片上的CPU，由运算器和控制器组成。 微型计算机包括微处理器、存储器、I/O接口和系统总线，是微型计算机系统的主体。 微型计算机系统包括微型计算机、外设及系统软件三部分。1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成？CPU应具备哪些主要功能？答：1.CPU在内部结构上由以下几部分组成： 算术逻辑部件(ALU)； 累加器和通用寄存器组； 程序计数器(指令指针)、指令寄存器和译码器； 时序和控制部件。2.CPU

2、应具备以下主要功能： 可以进行算术和逻辑运算； 可保存少量数据； 能对指令进行译码并执行规定的动作； 能和存储器、外设交换数据； 提供整个系统所需要的定时和控制； 可以响应其他部件发来的中断请求。1.3累加器和其他通用寄存器相比，有何不同？答：许多指令的执行过程以累加器为中心；输入/输出指令一般也以累加器来完成。1.4微处理器的控制信号有哪两类？答：一类是通过对指令的译码，由CPU内部产生的。这些信号由CPU送到存储器、I/O接口电路和其他部件。另一类是微型机系统的其他部件送到CPU的。通常用来向CPU发出请求。如中断请求、总线请求等。1.5微型计算机采用总线结构有什么优点？答：首先是系统中各

3、功能部件之间的相互关系变为各个部件面向总线的单一关系。其次是一个部件只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总线标准的系统中，使系统功能得到扩充。1.6 16位微型机和32位微型机的内存容量最大时分别为多少？答:16位微型机内存容量为1MB，32位微型机的内存容量为4GB第二章 8086微处理器2.3段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少？指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗？答：1.该指令的物理地址=CS10H+IP=21F00H。2.指向这一物理地址的CS值和IP值不是唯一的。2.4 8086的执行部件有什么功能？由哪几部分组成？答：1.8

4、086的执行部件的功能是负责指令的执行。2.4个通用寄存器AX、BX、CX、DX；4个专用寄存器BP、SP、SI、DI；标志寄存器FLAGS和算术逻辑单元ALU。2.5状态标志和控制标志有何不同？程序中是怎样利用这两类标志的？8086的状态标志和控制标志分别有哪些？答：1.不同之处在于：状态标志由前面指令执行操作的结果对状态标志产生影响，即前面指令执行操作的结果决定状态标志的值。控制标志是人为设置的。2.利用状态标志可进行计算和判断等操作。利用控制标志可对某一种特定功能(如单步操作、可屏蔽中断、串操作指令运行的方向)起控制作用。3.8086的状态标志有：SF、ZF、PF、CF、AF和OF计6个

5、。8086的控制标志有：DF、IF、TF计3个。2.6总线周期的含义是什么？8086/8088的基本总线周期由几个时钟组成？如一个CPU的时钟频率为24MHz，那么，它的一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？如主频为15MHz呢？答：1.总线周期的含义是总线接口部件完成一个取指令或传送数据的完整操作所需的最少时钟周期数。2.8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。3.当主频为24MHz时，T=1/24MHz41.7ns，T总=4T167ns。4.当主频为15MHz时，T=1/15MHz66.7ns，T总=4T267ns。2.7 在总线周期的T1、T2、T3、T4状态，CPU分

6、别执行什么动作？什么情况下需要插入等待状态TW？TW在哪儿插入？怎样插入？答：1.在总线周期的T1、T2、T3、T4状态，CPU分别执行下列动作： T1状态：CPU往多路复用总线上发出地址信息，以指出要寻找的存储单元或外设端口的地址。 T2状态：CPU从总线上撤销地址，而使总线的低16位浮置成高阻状态，为传输数据做准备。总线的高4位(A19A16)用来输出本总线周期的状态信息。 T3状态：多路总线的高4位继续提供状态信息。低16位(8088为低8位)上出现由CPU写出的数据或者CPU从存储器或端口读入的数据。 T4状态：总线周期结束。2.当被写入数据或者被读取数据的外设或存储器不能及时地配合C

7、PU传送数据。这时，外设或存储器会通过“READY”信号线在T3状态启动之前向CPU发一个“数据未准备好的信号”，于是CPU会在T3之后插入一个或多个附加的时钟周期TW。3.TW插在T3状态之后，紧挨着T3状态。4.插入的TW状态时的总线上的信息情况和T3状态的信息情况一样。当CPU收到存储器或外设完成数据传送时发出的“准备好”信号时，会自动脱离TW状态而进入T4状态。2.8 CPU启动时，有哪些特征？如何寻找8086/8088系统的启动程序？答：1.CPU启动时，有以下特征： 内部寄存器等置为初值； 禁止中断(可屏蔽中断)； 从FFFF0H开始执行程序； 三态总线处于高阻状态。2.8086/

8、8088系统的启动程序从FFFF0H单元开始的无条件转移指令转入执行。2.9 8086和8088是怎样解决地址线和数据线的复用问题的？ALE信号何时处于有效电平？答：1.在总线周期的T1状态，复用总线用来输出要访问的存储器或I/O端口的地址给地址锁存器8282(3片)锁存；在其他状态为传送数据或作传送准备。地址锁存器8282在收到CPU发出的地址锁存允许信号ALE后，锁存地址。2.ALE信号在每个总线周期的T1状态为有效高电平。2.10 信号和A0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写的？这种组合决定了8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号来区分？怎样区分？答：1.

9、组合情况如下：A0操 作所用的数据引腿00从偶地址开始读/写一个字AD15AD010从偶地址单元或端口读/写一个字节AD7AD011从奇地址单元或端口读/写一个字节AD15AD801从奇地址开始读/写一个字(在第一个总线周期，将低8位数送AD15AD8， 在第二个总线周期，将高8位数送AD7AD0)AD15AD8AD7AD0012.用A0信号来区分偶地址体和奇地址体。3.当A0=0时选中偶地址体，A0=1时选中奇地址体。2.11RESET信号来到后，CPU的状态有哪些特点？答：复位信号来到后，CPU便结束当前操作，并对处理器标志寄存器FR、IP、DS、SS、ES、其他寄存器及指令队列清0，而将

10、CS设置为FFFFH。当复位信号变为低电平后，CPU从FFFF0H单元开始执行程序。2.12在中断响应过程中，8086往8259A发的两个信号分别起什么作用？答：第一个负脉冲通知外部设备的接口，它发出的中断请求已经得到允许；外设接口收到第二个负脉冲后，往数据总线上放中断类型码，从而CPU得到了有关此中断请求的详尽信息。2.13总线保持过程是怎样产生和结束的？画出时序图。答：1.当系统中CPU之外的另一个主模块要求占用总线时，通过HOLD引腿向CPU发一个高电平的请求信号。如果CPU此时允许让出总线，就在当前总线周期完成时，于T4状态从HLDA引腿发出一个应答信号，对刚才的HOLD请求做出响应。

11、同时，CPU使地址/数据总线和控制状态线处于浮空状态。总线请求部件收到HLDA信号后，就获得了总线控制权，在此后一段时间，HOLD和HLDA都保持高电平。在总线占有部件用完总线之后，会把HOLD信号变为低电平，表示现在放弃对总线的占有。8086/8088收到低电平的HOLD信号后，也将HLDA变为低电平，这样，CPU又获得了地址/数据总线和控制状态线的占有权。2.时序图为：采样高阻T4/TI采样三态引腿HLDAHOLDCLK2.15 T1状态下，数据/地址复用总线上是什么信息？用哪个信号将此信息锁存起来？数据信息是在什么时候给出的？用时序图表示出来。答：1.T1状态下，数据/地址复用总线上是地

12、址信息。2.用ALE信号的下降沿将此地址信息锁存在三片8282中。3.数据信息的给出时间分两种： 总线读周期时，数据信息在T3、TW、T4中间给出； 总线写周期时，数据信息在T2、T3、TW、T4中间给出。4.时序图如下：BHE/S7A19/S6A16/S3CLKAD15AD0AD15AD0ALE T1 T2 T3 TW T4 地址 状 态 输 出 地址 数 据 输 出 地址 数 据 输 入 BHE 输出2.16画出8086最小模式时的读周期时序。答：见书27页图2.11所示。2.17 8086最多可有多少个中断？按照产生中断的方法分为哪两大类？答：1.8086最多可有256个中断。2.按照产

13、生中断的方法分为硬件中断和软件中断两大类。2.18非屏蔽中断有什么特点？可屏蔽中断有什么特点？分别用在什么场合？答：1.非屏蔽中断的特点有：中断请求从NMI引腿进入，不受中断允许标志IF的影响。非屏蔽中断只有一个，其中断类型码为2。2.可屏蔽中断的特点有：中断请求从INTR引腿进入，只有在IF=1时CPU才响应该中断。可屏蔽中断有若干个，其中断类型码可以是5255。3.非屏蔽中断用来处理系统的重大故障，如掉电等。可屏蔽中断用在一般外部设备申请的中断中。2.19什么叫中断向量？它放在那里？对应于1CH的中断向量存放在哪里？如果1CH的中断处理子程序从5110H:2030H开始，则中断向量应怎样存

14、放？答：1.中断处理子程序的入口地址就是中断向量。2.中断向量放在0段的03FFH区域的中断向量表中。3.对应于类型号为1CH的中断向量应放在0007000073H的4个单元中。4.若1CH的中断向量为5110H:2030H，则中断向量的存放方法为：00070H存放30H，00071H存放20H (IP)；00072H存放10H，00073H存放51H (CS)。2.20从8086/8088的中断向量表中可以看到，如果一个用户想定义某个中断，应该选择在什么范围？答：应该选择在中断类型码为32(20H)255(FFH)范围。2.21非屏蔽中断处理程序的入口地址怎样寻找？答：CPU在响应NMI引腿的中断请求时，CPU并不需要从中断类型码计算中断向量的地址，而是直接从中断向量表中读取000080000BH这4个单元对应于中断类型2的中断向量就行了。CPU将00008H、00009H两个单元的内容装入IP，而将0000AH、0000BH两个单元的内容装入CS，于是就转入了对非屏蔽中断处理程序的执行。2.22叙述可屏蔽中断的响应过程，一个可屏蔽中断或者非屏蔽中断响应后，堆栈顶部四个单元中为什么内容？答：首先在CPU的INTR引腿上有可屏蔽中断请求输入，且IF=1。在当前指