2022年微机原理第2章习题答案 .pdf

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1、第 2 章 习题参考答案18086CPU 由哪两部分构成它们的主要功能是什么？答：8086CPU 由两部分组成： 指令执行部件 (EU，Execution Unit) 和总线接口部件(BIU ，Bus Interface Unit) 。指令执行部件（ EU）主要由算术逻辑运算单元(ALU) 、标志寄存器 FR、通用寄存器组和 EU 控制器等 4 个部件组成。其主要功能是执行指令。总线接口部件 (BIU) 主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4 个部件组成。其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或 I/O 端口读取操作数参

2、加EU 运算或存放运算结果等。28086CPU 预取指令队列有什么好处？8086CPU 内部的并行操作体现在哪里？答：8086CPU 的预取指令队列由6 个字节组成。按照 8086CPU 的设计要求，指令执行部件（ EU）在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。从速度上看，该指令队列是在CPU 内部， EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存中读取并送到指令队列。3. 8086CPU 中有哪些寄存器？各有什么用途？答：CPU 有 14个内部寄存器，

3、可分为3 大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。指令执行部件（EU）设有 8 个通用寄存器：AX：累加器，一般用来存放参加运算的数据和结果，在乘、除法运算、I/O 操作、 BCD 数运算中有不可替代的作用BX ：基址寄存器，除可作数据寄存器外，还可放内存的逻辑偏移地址精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 5 页CX ：计数寄存器，既可作数据寄存器，又可在串指令和移位指令中作

4、计数用DX ：DX 除可作通用数据寄存器外，还在乘、除法运算、带符号数的扩展指令中有特殊用途源变址寄存器SI：多用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在 DS 寄存器中，也可放数据目标变址寄存器DI ：多用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在 DS 寄存器中，也可放数据基址指针 BP：用于存放内存的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在SS寄存器中堆栈指针SP：用于存放栈顶的逻辑偏移地址，隐含的逻辑段地址在SS寄存器中控制寄存器包括指令指针寄存器IP 和标志寄存器 FLAG ： IP 用来指示当前指令在代码段的偏移位置。IP 始终存有相对于当前指令段起点偏移量的下一条指令， 即 IP

5、总是指向下一条待执行的指令， IP 中内容可由 BIU 自动修改；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式：表 标志寄存器 FLAG 中标志位的含义和作用标志位含义作用CF 进位标志CF=1，指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF 奇偶标志PF=1，结果低8 位含偶数个1；PF=0，表示结果低8位含奇数个 1 AF 辅助进位标志AF=1，运算结果的低4 位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF 零标志ZF=1，运算结果为零； ZF=0，则运算结果不为零SF 符号标志SF=1，运算结果为负数； SF=0，则结果为正数OF 溢出标志OF=1

6、，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF 陷阱标志TF=1，8086CPU 处于单步工作方式； TF=0，8086CPU正常执行程序IF 中断允许标志IF=1，允许 CPU 接受外部从 INTR 引脚上发来的可屏蔽中断请求信号； IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF 方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理为了实现寻址 1MB 存储器空间， 8086CPU 将 1MB 的存储空间分成若干个逻辑段进行管理， 4 个 16 位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。CPU 规定 4 个段寄存器存放当前可寻址的段基

7、址：代码段寄存器CS ：存放程序代码段起始地址的高16 位精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 5 页数据段寄存器DS：存放数据段起始地址的高16 位堆栈段寄存器SS：存放堆栈段起始地址的高16 位扩展段寄存器ES：存放扩展数据段起始地址的高16 位5简述 8086 系统中物理地址的形成过程。8086 系统中的物理地址最多有多少个？逻辑地址呢？答：8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。 8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。采用分段结构的存储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址

8、两部分构成，都是16 位二进制数。通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法是 16 位的段基址左移 4 位(相当于在段基址最低位后添4 个“0”)，然后与偏移地址相加获得物理地址。由于 8086CPU 的地址线是 20 根，所以可寻址的存储空间为1M 字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成，都是无符号的 16位二进制数。程序设计时采用逻辑地址，也是1MB 。68086系统中的存储器为什么要采用分段结构？有什么好处？答：8086CPU中的寄存器都是 16位的， 16位的地址只能访问64KB 的内存。 8086系统中的物理地址是由

9、20 根地址总线形成的，要做到对20 位地址空间进行访问，就需要两部分地址。采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是：满足对8086 系统的1MB 存储空间的访问，同时在大部分指令中只要提供16 位的偏移地址即可。8. 8086 工作在最小模式和最大模式系统中的主要区别是什么？和有什么主要特点？【解答】两种模式的主要区别是：8086 工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，且系统所有的控制信号全部由 8086 CPU 提供；在最大模式时，系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统，控制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。8086CPU 工作在哪种模式下通过CPU 的第 33

10、条引脚 MN/MX来控制：MN/MX=1，系统就处于最小工作模式；MN/MX=0，系统处于最大工作模式。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 5 页9在某系统中已知当前 SS=2360H，SP=0800H，那么该堆栈段在存储器中的物理地址范围是什么？若往堆栈中存入20 个字节数据，那么 SP的内容为什么值？答：SS 10H+SP=23600H+0800H=23E00H 堆栈段在存储器中的物理地址范围是：23600H23E00H 若往堆栈中存入 20 个字节数据那么 SP 的内容为： 0800H-14H=07ECH 。20的十六

11、进制为 14H。10已知当前数据段位于存储器的B4000H 到 C3FFFH 范围内，则段寄存器 DS 的内容为多少？答：段寄存器 DS 的内容为 B400H。118086 系统中为什么一定要有地址锁存器？需要锁存哪些信息？答：由于 8086CPU 受芯片封装的限制，只有40 个管脚，所以地址线和数据线只能采用复用的方式共同使用某些管脚。对存储器进行访问时，在读取数据或写入数据时，存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器，而由于8086CPU 地址线和数据线是复用的，就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能。这就需要在CPU 提供地址信息时，将地址锁存起来，以保证下一个时刻当这

12、些复用的管脚起着数据线的功能时，存储器有正确的地址信息。要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE 等信号。12. 8086 读/写总线周期各包括最少几个时钟周期？什么情况下需要插入等待周期 TW ？插入多少个 TW 取决于什么因素？答：8086CPU 经外部总线对存储器或I/O 端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的时间，称为总线周期。8086CPU 的读/写总线周期通常包括T1、T2、T3、T4 状态 4 个时钟周期。在高速的 CPU 与慢速的存储器或I/O 接口交换信息时，为了防止丢失数据，会由存储器或外设通过READY 信号线，在总线周期的T3 和 T4 之间插入 1 个或多个必要的

13、等待状态TW ，用来进行必要的时间补偿。在 BIU 不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态TI 。显然，插入的等待周期 TW 的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 5 页13若已知当前 （DS）=7F06H，在偏移地址为 0075H 开始的存储器中连续存放6 个字节的数据，分别为11H，22H，33H，44H，55H和 66H。请指出这些数据在存储器中的物理地址，如果要从存储器中读出这些数据，需要设备访问几次存储器？各读出哪些数据？答：物理地址 7F06FH 10H+0075H

14、=7F0D5H ，故从 7F0D5H 起 6 个地址为数据在存储器中的地址。最少要访问四次，第一次11。第二次 3322。第三次 5544。第四次 66。14. 某程序在当前数据段中存有两个数据字0ABCDH 和 1234H它们对应的物理地址分别为3FF85H 和 40AFEH 。若已知当前（ DS）=3FB0H ，请说明这两个数据的偏移地址，并用图说明它们在存储器中的存放格式。答：3FF85H 偏移地址为： 3FF85H -（DS）*10H=3FF85H-3FB00H=0485H 40AFEH 偏移地址为： 40AFEH - （DS）*10H=40AFE H-3FB00H=0FFEH 3FB0H：0000H3FB0H：0485H0CDH 3FB0H：0486H0ABH 3FB0H：0FFEH34H 3FB0H：0FFFH12H 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 5 页