微机原理答案南京理工大学.docx

目录CH01 微型计算机概述.1CH02 80868088 指令系统.错误！未定义书签。错误！未定义书签。CH03 汇编语言程序设计.错误！未定义书签。错误！未定义书签。CH04 存储系统.错误！未定义书签。错误！未定义书签。CH05 定时及计数.错误！未定义书签。错误！未定义书签。CH06 输入输出控制.错误！未定义书签。错误！未定义书签。CH01 微型计算机概述微型计算机概述1 微型计算机由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？微型计算机由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？解答：微机系统微型计算机系统软件外围设备：打印机、键盘、CRT、磁盘控制器等微处理器CPU系统总线：AB、CB、DB功能：为 CPU 和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道存储器：只读存储器ROM 、随机存储器RAM功能：用来存储信息输入/输出I/O接口：串/并行接口等功能：使外部设备和微型机相连算术逻辑部件(ALU累加器、存放器控制器操作系统OS系统实用程序：汇编、编译、编辑、调试程序等注：CPU 的功能可以进展算术和逻辑运算；可保存少量数据；能对指令进展译码并执行规定的动作；能和存储器、外设交换数据；提供整修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示。 2 8086/8088 CPU 由哪两局部组成？它们的主要功能各是什么？是如何协调工作的？由哪两局部组成？它们的主要功能各是什么？是如何协调工作的？解答：微处理器CPU: 总线接口部件(BIU ：负责及存储器、I/O 端口传送数据执行部件EU ：负责指令的执行协调工作过程：总线接口部件和执行部件并不是同步工作的，它们按以下流水线技术原那么来协调管理： 每当 8086 的指令队列中有两个空字节，或者 8088 的指令队列中有一个空字节时，总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。 每当执行部件准备执行一条指令时，它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令的代码，然后用几个时钟周期去执行指令。在执行指令的过程中，如果必须访问存储器或者输入/输出设备，那么，执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期，完成访问内存或者输入/输出端口的操作；如果此时总线接口部件正好处于空闲状态，那么，会立即响应执行部件的总线请求。但有时会遇到这样的情况，执行部件请求总线接口部件访问总线时，总线接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中，此时总线接口部件将首先完成这个取指令的操作，然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。 当指令队列已满，而且执行部件又没有总线访问请求时，总线接口部件便进入空闲状态。 在执行转移指令、调用指令和返回指令时，由于程序执行的顺序发生了改变，不再是顺序执行下面一条指令，这时，指令队列中已经按顺序装入的字节就没用了。遇到这种情况，指令队列中的原有内容将被自动消除，总线接口部件会按转移位置往指令队列装入另一个程序段中的指令。3 8086/8088 CPU 中有哪些存放器？各有什么用途？标志存放器中有哪些存放器？各有什么用途？标志存放器 F 有哪些标志位？各在有哪些标志位？各在什么情况下置位？什么情况下置位？解答：存放器功能数据存放器AX 字乘法，字除法，字 I/OBX 查表转换CX 串操作，循环次数DX 字节相乘，字节相除，间接 I/O变址存放器SI 源变址存放器，用于指令的变址寻址DI 目的变址存放器，用于指令的变址寻址指针存放器SP 堆栈指针存放器，及 SS 一起来确定堆栈在内存中的位置BP 基数指针存放器，用于存放基地址，以使 8086/8088 寻址更加灵活控制存放器IP 控制 CPU 的指令执行顺序PSW 用来存放 8086/8088CPU 在工作过程中的状态段存放器 CS 控制程序区DS 控制数据区SS 控制堆栈区ES 控制数据区标志存放器 F 的标志位：控制标志： DF、IF、TF；状态标志：SF、ZF、AF、PF、CF、OF。标志存放器 F 的各标志位置位情况：CF：进位标志位。做加法时出现进位或做减法时出现借位，该标志位置 1；否那么清 0。PF：奇偶标志位。当结果的低 8 位中 l 的个数为偶数时，该标志位置 1；否那么清 0。AF：半进位标志位。在加法时，当位 3 需向位 4 进位，或在减法时位 3 需向位 4 借位时，该标志位就置 1；否那么清 0。该标志位通常用于对 BCD 算术运算结果的调整。ZF：零标志位。运算结果各位都为 0 时，该标志位置 1，否那么清 0。SF：符号标志位。当运算结果的最高位为 1 时，该标志位置 1，否那么清 0。TF：陷阱标志位(单步标志位)。当该位置 1 时，将使 8086/8088 进入单步指令工作方式。在每条指令开场执行以前，CPU 总是先测试 TF 位是否为 1，如果为 1，那么在本指令执行后将产生陷阱中断，从而执行陷阱中断处理程序。该程序的首地址由内存的00004H00007H 4 个单元提供。该标志通常用于程序的调试。例如，在系统调试软件DEBUG 中的 T 命令，就是利用它来进展程序的单步跟踪的。IF：中断允许标志位。如果该位置 1，那么处理器可以响应可屏蔽中断，否那么就不能响应可屏蔽中断。DF：方向标志位。当该位置 1 时，串操作指令为自动减量指令，即从高地址到低地址处理字符串；否那么串操作指令为自动增量指令。OF：溢出标志位。在算术运算中，带符号的数的运算结果超出了 8 位或 16 位带符号数所能表达的范围时，即字节运算大于十 127 或小于128 时，字运算大于十 32767 或小于32768 时，该标志位置位。4.8086/8088 系统中存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系？表示的范围各为多少？系统中存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系？表示的范围各为多少？解答：逻辑地址：段地址：偏移地址物理地址：也称为绝对地址，由段基址和偏移量两局部构成。物理地址及系统中的存储空间是一一对应的。逻辑地址及物理地址两者之间的关系为：物理地址段地址16+偏移地址每个逻辑段的地址范围：0000：0000HFFFFH；0001：0000HFFFFH；FFFF：0000HFFFFH；共有 232 个地址，但其中有许多地址是重叠的表达出逻辑地址的优势，可根据需要方便地写出逻辑地址，又不影响其准确的物理地址，逻辑地址及物理地址的关系为多对一的关系。物理地址的地址范围：00000HFFFFFH。5 当前数据段位于存储器的当前数据段位于存储器的 A1000H 到到 B0FFFH 范围内，问范围内，问 DS=？解答：A1000HA100：0000 以 A100H 为段地址的 64K 物理地址的范围是：偏移地址为0000HFFFFH，即 A100：0000HA100：FFFFHA1000H0000HA1000H0FFFFHA1000HB0FFFH，DSA100H。6 某程序数据段中存有两个字数据某程序数据段中存有两个字数据 1234H 和和 5A6BH，假设，假设 DS=5AA0H，它们的偏移地，它们的偏移地址分别为址分别为 245AH 和和 3245H，试画出它们在存储器中的存放情况，试画出它们在存储器中的存放情况解答：存放情况如下图(左右两侧的写法均可)：5AA0： 0000H5AA0： 245AH5AA0： 245BH5AA0： 3245H5AA0： 3246H 34H12H6BH5AH5AA00H5CE5AH5CE5BH5DC45H5DC46H7 8086/8088CPU 有哪两种工作模式，它们各有什么特点？有哪两种工作模式，它们各有什么特点？解答：为了适应各种不同的应用场合，8086/8088CPU 芯片可工作在两种不同的工作模式下，即最小模式及最大模式。所谓最小模式，就是系统中只有一个 8086/8088 微处理器，在这种情况下，所有的总线控制信号，都是直接由这片 8086/8088CPU 产生的，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。该模式适用于规模较小的微机应用系统。最大模式是相对于最小模式而言的，最大模式用在中、大规模的微机应用系统中。在最大模式下，系统中至少包含两个微处理器，其中一个为主处理器，即 8086/8088CPU，其它的微处理器称之为协处理器，它们是协助主处理器工作的。8 假设假设 8086CPU 工作于最小模式，试指出当工作于最小模式，试指出当 CPU 完成将完成将 AH 的内容送到物理地址的内容送到物理地址为为91001H 的存储单元操作时，以下哪些信号应为低电平：的存储单元操作时，以下哪些信号应为低电平：M/ IO、RD 、WR 、BHE /S7、DT/ R 。假设。假设 CPU 完成的是将物理地址完成的是将物理地址 91000H 单元的内容送到单元的内容送到 AL 中，那么上述哪些中，那么上述哪些信号应为低电平。假设信号应为低电平。假设 CPU 为为 8088 呢？呢？解答：8086CPU存储器写(AH9100H0001H)时为低电平的信号：WR、BHE /S7 。存储器读(9100H0000HAL)时为低电平的信号：RD 、DT/ R 。8088CPU存储器写(AH9100H0001H)时为低电平的信号：WR、BHE /S7 、M/ IO。存储器读(9100H0000HAL)时为低电平的信号：M/ IO、RD 、DT/ R 。9 什么是指令周期？什么是总线周期？什么是时钟周期？它们之间的关系如何？什么是指令周期？什么是总线周期？什么是时钟周期？它们之间的关系如何？解答：指令周期-CPU 执行一条指令所需要的时间称为一个指令周期(Instruction Cycle)。总线周期-每当 CPU 要从存储器或 I/O 端口存取一个字节称为一次总线操作，相应于某个总线操作的时间即为一个总线周期(BUS Cycle)。时钟周期-时钟周期是 CPU 处理动作的最小时间单位，其值等于系统时钟频率的倒数，时钟周期又称为 T 状态。它们之间的关系：假设干个总线周期构成一个指令周期，一个根本的总线周期由 4 个 T 组成，我们分别称为 T1T4，在每个 T 状态下，CPU 完成不同的动作。10 8086/8088 CPU 有哪些根本操作？根本的读有哪些根本操作？根本的读/写总线周期各包含多少个时钟周期？写总线周期各包含多少个时钟周期？什么情况下需要插入什么情况下需要插入 Tw 周期？应插入多少个周期？应插入多少个 Tw 取决于什么因素？取决于什么因素？解答：8086/8088CPU 最小模式下的典型时序有：存储器读写；输入输出；中断响应；系统复位及总线占用操作。一个根本的 CPU 总线周期一般包含四个状态4321TTTT、，即四个时钟周期；在存储器和外设速度较慢时，要在3T之后插入 1 个或几个等待状态