2022年微机原理习题答案 3.pdf
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1、微型计算机原理习题3(P117)参考答案(部分题号与教材有错位,请注意)为什么要研究8086/8088 微处理器及其系统这比直接研究32 位微处理器及其系统有何优缺点解:尽管 8086/8088 后续的 80286、80386、80486 以及 Pentium 系列 CPU结构和功能已发生很大变化, 但从基本概念与结构以及指令格式上来讲,他们仍然是经典的8086/8088CPU的延续与提升。8086 CPU有多少根数据线和地址线它能寻址多少内存地址单元和I/O 端口 8088CPU又有多少根数据线和地址线为什么要设计8088CPU解: 8086 CPU有 16 根数据线和20 根地址线,可寻址
2、1MB 存储单元和64KB 的 I/O 端口。8088 CPU 有 16 位内部数据线和8 条外部数据总线,20 根地址线。8088 CPU 是 8086 CPU的向下兼容版,这样设计主要为了与INTEL原有的 8 位外围接口芯片直接兼容。8086 CPU内部按功能可分为哪两大部分他们各自的主要功能是什么解: 从功能上讲, 8086 可分为两个部分,即总线接口单元(bus interface unit ,BIU)和执行单元( execution unit ,EU) 。总线接口单元(BIU)的功能是负责CPU与存储器或I/O 设备之间的数据传送。EU的功能只是负责执行指令;执行的指令从BIU的指
3、令队列缓冲器中取得,执行指令的结果或执行指令所需要的数据,都由 EU向 BIU 发出请求, 再由 BIU 经总线控制电路对存储器或外设存取。8086 CPU内部的总线接口单元BIU 由哪些功能部件组成他们的基本操作原理是什么解: BIU 内有 4 个 16 位的段地址寄存器CS 、DS、SS和 ES ,16 位指令指针IP,6 字节指令队列缓冲器, 20 位地址加法器和总线控制电路。基本操作原理是BIU要从内存取指令送到指令队列缓冲器;CPU执行指令时, 总线接口单元要配合执行单元从指定的内存单元或者外设端口中取数据,将数据传送给执行单元,或者把执行单元的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口
4、中。什么叫微处理器的并行操作方式为什么说8086 CPU 具有并行操作的功能在什么情况下8086的执行单元EU 才需要等待总线接口单元BIU 提取指令解: 并行操作,就是CPU执行完1 条指令后就可以立即执行下一条指令,而不需要像以往8位 CPU那样重复的进行先取指令和后执行的指令串行操作。16 位 CPU的这种并行操作的特点,提高了总线的信息传输效率和整个系统的执行速度。只有当遇到转移指令、调用指令或返回指令时,或者当某一条指令在执行过程中,需要频繁访问内存以至于总线接口单元没有空闲从内存将指令提取到指令队列中时,才需要等待总线接口单元BIU提取指令。逻辑地址和物理地址有什么区别为什么808
5、6 微处理器要引入“段加偏移”的技术思想段加偏移的基本含义又是什么试举例说明。解:逻辑地址由16 位段地址和16 位段内偏移量(又称有效地址)组成,程序中指令必须通过逻辑地址访问内存。物理地址是由20 条地址线信号指示的内存地址,在电路中必须使用这20条物理的地址信号线访问内存。物理地址=段地址 16+有效地址。参考教材:P54 第 311 行P56 “2。段寄存器”的第1 段P70 “3。3。5 段加偏移寻址机制允许重定位”名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共
6、 11 页 - - - - - - - - - 段加偏移的基本含义是:将段寄存器内容左移4 位后与16 位偏移地址相加。例:假设CS=FA00H ,IP=0300H,这是物理地址为0FA300H。在微处理器中设置指令队列缓冲器有什么作用8086 与 8088 CPU中的指令队列有何区别解:指令队列缓冲器在执行指令的同时,可以从内存中取下面一条或几条指令,取来的指令就依次暂放在指令队列中。区别: 8086 指令队列为6 个字节, 8088 为 4 字节; 8086 指令队列只要空出2 个,而 8088只要空出 1 个指令字节时,BIU 便自动执行取指操作,直到填满为止。8086 CPU的基址寄存
7、器BX和基址指针(或基址指针寄存器)BP有何区别基址指针BP和堆栈指针 SP在使用中有何区别解:基址寄存器BX在查表指令XLAT中存放表的起始地址,而基址指针BP用来存放堆栈地址。指针寄存器SP和 BP都用来指示存储位于当前堆栈段中的数据所在的地址,但SP和 BP在使用上有区别。入栈和出栈指令是由SP给出栈顶的偏移地址,故称为堆栈指针寄存器。而BP则是存放位于堆栈段中的一个数据区的基地址的偏移地址,故称为堆栈基址指针寄存器。段地址和段起始地址相同吗两者是什么关系8086 的段起始地址就是段基址吗它是怎样获得的解: 不同。为了使8086/8088 CPU能够寻址1MB 内存空间,在其内部设计了一
8、组16 位的段寄存器,用这些段寄存器的内容作为段地址,再由段寄存器左移4 位形成 20 位的段起始地址。8086 的段起始地址就是段基址。由段寄存器左移4 位形成 20 位的段基址。微处理器在实模式下操作时,段寄存器的用途是什么解: 为了使 8086/8088 CPU能够寻址1MB 内存空间,在其内部设计了一组16 位段寄存器,用这些段寄存器的内容作为段地址,再由段寄存器左移4 位形成 20 位的段起始地址,它们通常被称为段基址;这样,8086/8088 就有可能寻址1MB 存储空间并将其分为若干个逻辑段,提供在内存中的重定位功能。在实模式下,若段寄存器中装入如下数值,试写出每个段的起始地址和
9、结束地址。( 1)1000H (2)1234H (3)E000H (4)AB00H解: (1)起始地址:10000H 结束地址: 10000H+FFFFH=1FFFFH(2)起始地址: 12340H 结束地址: 12340H+FFFFH=2233FH(3)起始地址:E0000H 结束地址: E0000H+FFFFH=EFFFFH(4)起始地址:AB000H 结束地址: AB000H+FFFFH=BAFFFH微处理器在实模式下操作,对于下列CS :IP 组合,计算出要执行的下条指令的存储器地址。( 1)CS=1000H和 IP=2000H (2)CS=2400H和 IP=1A00( 3)CS=1
10、A00和 IP=B000H ( 4)CS=3456H和 IP=ABCDH解: (1)下条指令地址:10000H+2000H=12000H(2)下条指令地址:24000H+1A00H=25A00H(3)下条指令地址:1A000H+B000H=25000H(4)下条指令地址:34560H+ABCDH=3F12DH 8086 在使用什么指令时,用哪个存储器保存记数值解: 在使用无条件重复指令REP时, CX寄存器用来保存记数值;在使用循环控制指令LOOP时, CX寄存器用来保存记数值。IP 寄存器的用途是什么它提供的是什么信息解:简单地说, IP寄存器指示即将执行的下一条指令的段内偏移地址。一般情况
11、下,CPU每取一个指令字节,IP 就自动加1,从而保证程序的顺序运行。程序控制类指令改变IP值,从而改变程序的运行顺序。8086 的进位标志位有哪些运算指令来置位解: 当执行加法、减法、乘法指令、BCD调整指令、移位和循环指令都会影响进位标志,但使CF 置位的运算指令只有NEG指令( STC不算运算指令) 。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 11 页 - - - - - - - - - 如果带符号数FFH与 01H 相加,会产生溢出吗解: 0FFH+01H=
12、0H ,所以不会产生溢出。某个数包含有5 个 1,它具有什么奇偶性解:奇偶性为奇,标志PF=0 某个数为全0,它的零标志位为0 吗(题目不好)解:不为0,零标志 ZF=1用什么指令设置哪个标志位,就可以控制微处理器的INTR 引脚解: 用 STI和 CLI指令控制IF标志,就可以控制微处理器的INTR引脚。微处理器在什么情况下才执行总线周期一个基本的总线周期由几个状态组成在什么情况下需要插入等待状态解:为了从存储器中取得指令或者与一个存储单元或I/O 接口单元传送数据,需要它的总线接口单元执行一个总线周期。一个总线周期由T1、T2、T3和 T4这四个状态。由于外设或存储器的速度较慢,不能及时的
13、配合CPU传送数据。这时,外设或存储器就会通过“ READY ”的信号线在T3状态启动之前向CPU发一个“数据未准备好”信号,表示他们还来不及同CPU之间传送数据,于是,CPU会在 T3之后自动插入一个或多个附加的时钟周期TW,这个 TW就叫等待状态。什么叫做非规则字,微处理器对非规则字是怎样操作的解:对内存中存放的字数据,其低位字节在奇数地址开始存放,称为非规则存放,存放的字叫非规则字。 8086 对非规则字必须分两次访问。8086 对 1MB 的存储空间是如何按高位库和低位库来进行选择和访问的用什么控制信号来实现对两个库的选择解:8086 的 1MB 存储空间分为两个512KB的存储体,又
14、称存储库,分别叫高位库和低位库,低位库与数据总线D7D0相连,该库中每个单元的地址均为偶数地址,高位库与数据总线D15D8相连,该库中每个单元的地址均为奇数地址。用 A0对低位库和用BHE对高位库实现选择控制。堆栈的深度由哪个寄存器确定为什么说一个堆栈的深度最大为64kB 在执行一条入栈或出栈命令时,栈顶地址将如何变化解: 堆栈的深度由堆栈指针SP来确定。因为存储器中包括堆栈段在内的每一个逻辑段至多可包含64KB长的连续存储单元,所以一个堆栈的深度最大为64KB。执行 PUSH s指令时,先SP SP 2,再 SS :SPS执行 POP d 指令时,先dSS :SP,再 SP SP+28086
15、/8088CPU对 RESET 复位信号的复位脉冲宽度有何要求复位后内部寄存器的状态如何解: RESET 复位信号的复位脉冲宽度不得小于4 个时钟周期。复位后各个寄存器状态如下:CS=0FFFFH , DS=ES=SS=0,F=0,指令队列清空。ALE 信号起什么作用它在使用时能否被浮空DT/R 信号起什么作用它在什么情况下被浮置为高阻状态解: 它是 8086/8088 提供给地址锁存器8282/8283 的控制信号,高电平有效。ALE在使用时不能被浮空。在使用 8286/8287 作为数据总线收发器时,DT/R信号用来控制8286/8287 的数据传送方向。在 DMA 方式时,它被置为高阻状
16、态。8086/8088CPU的哪些引脚采用了时分复用技术哪些引脚具有两种功能解: 地址 /数据总线AD15AD0,地址 /状态总线A19/S6A16/S3,BHE/S7采用了分时复用技术。MN/MX 、DT/R、 M/IO、RQ/GT1、RQ/GT0具有两种功能。8086/8088CPU 的微机系统有哪两种工作方式它们由什么引脚来实现控制这两种工作方式的名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 11 页 - - - - - - - - - 主要特点和区别如何解: 8
17、086/8088 CPU微机系统有最大和最小两种工作方式。他们由MN/MX 引脚实现控制。MN/MX 接电源电压,系统工作于最小方式,即单处理机系统,适合于较小规模的应用。MN/MX 接地, 系统工作于最大方式,一般包含两个或多个微处理器,这样就要解决主处理器和协处理器之间的协调问题以及对总线的共享控制问题。最大方式和最小方式的主要区别是外加有 8288 总线控制器。当 8086/8088 按最大方式操作时,8288 总线控制器主要提供什么功能8086/8088 CPU在最大方式下工作时有哪些专用引脚它们的主要作用是什么解: 通过它对CPU发出的控制信号进行变换和组合,以得到对存储器和I/O
18、端口的读 /写信号和对锁存器器8282 及对总线收发器8286 的控制信号,使总线控制功能更加完善。在最大方式下使用的专用引脚有:(1)QS1、QS0指令队列状态信号输出这两个信号组合起来提供了本总线周期的前一个时钟周期中指令队列的状态,以便于外部对8086/8088 内部指令队列的动作跟踪。(2)LOCK 总线封锁信号输出当 LOCK为低电平时,系统中其他主部件就不能占有总线。(3)RQ/GT1、RQ/GT0总线请求信号输入/总线这两个信号端可供CPU以外的两个处理器用来发出使用总线的请求信号和接收CPU对总线请求信号的回答信号。(4)S0、S1、S2状态信号, 8288 根据这三个状态信号
19、和CLK时钟信号组合输出各种总线控制信号。为什么要研究指令格式8086/8088 微处理器有哪些基本的指令格式解: 指令格式是按指令系统的特定规范与要求精心设计的,了解指令格式,对完整的掌握一个成功设计的指令系统是十分必要的。基本指令格式有:无操作数指令、单操作数指令、双操作数指令在指令格式中, MOD 字段指定了什么信息它和R/M 字段确定的有效地址EA的计算方法共有多少种解:MOD 字段给定指令的寻址方式,即规定是存储器或寄存器的寻址类型,并确定在存储器寻址类型时是否有位移量。它和 R/M 字段确定的有效地址EA计算方法共有24 种说明某些机器语言指令中的D 位和 W 位是何作用解:D 表
20、示来自 /到寄存器的方向。D=1,表示由指令REG字段所确定的某寄存器为目标;D=0,则表示该寄存器为源。W 表示操作数为字或字节处理方式。W=1,表示为字; W=0,则为字节。假定指令是16 位模式指令,如果指令寄存器字段(REG )的信息为001,W 字段为 0,试问寻址时选择什么寄存器(题目自相矛盾)解:16 位模式与 W 字段为 0 相互矛盾!某机器语言16 位模式指令的R/M=001 ,MOD=00,试问该指令指定了哪种存储器寻址方式解: 指定了 BX+DI存储器寻址方式何谓寻址方式8086/8088 微处理器有哪几种主要的寻址方式解:寻址方式即寻找操作数的方式。主要的寻址方式有:固
21、定寻址、 立即数寻址、 寄存器寻址、存储器寻址、串操作指令寻址、I/O 端口寻址方式,其中存储器寻址又可分为:基址寻址、变址寻址、基址加变址。此外,程序控制指令还有直接、相对、寄存器间接、存储器间接等寻址方式。试写出寻址存储器操作时计算有效地址EA的通式。解: EA=基址值( BX/BP ) +变址值( SI/DI)+位移量 Disp(0/8/16 位)名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 11 页 - - - - - - - - - 指出 8086/8088
22、下列指令源操作数的寻址方式。(1) MOV AX, 1200H (2) MOV BX , 1200H(3) MOV BX ,SI (4) MOV BX,SI+1200H(5) MOV BX+SI , AL (6) ADD AX,BX+DI+20H(7) MUL BL (8) JMP BX (9) IN AL,DX (10)INC WORD PTRBP+50H 解: (1)立即数寻址(2)存储器直接寻址(3)变址寄存器间接寻址(4)寄存器变址间接寻址(5)基址加变址寄存器间接寻址(6)基址加变址间接寻址(7)寄存器寻址(8)寄存器寻址(9)端口间接寻址(10)寄存器基址加变址间接寻址指出 808
23、6/8088 下列指令中存储器操作数物理地址的计数表达式。(1)MOV AL,DI (2) MOV AX,BX+SI(3)MOV 8BX+DI,AL (4)ADD AL, ES : BX(5)SUB AX,2400H (6)ADC AX,BX+DI+1200H(7)MOV CX,BP+SI (8)INC BYTP PTRDI解: (1)PA=DS 16+DI (2)PA=DS 16+(BX+SI )(3)PA=DS 16+( BX+DI+8 )(4) PA=ES 16+BX (5)PA=DS 16+2400H (6)PA=DS 16+(BX+DI+1200H)(7)PA=SS 16+(BP+S
24、I )(8)PA=DS 16+DI 指出 8086/8088 下列指令的错误何在( 1)MOV SI,IP (2)MOV CS ,AX( 3)MOV BL,SI+2 (4)MOV 60H,AL( 5)PUSH 2400H ( 6) INC BX( 7)MUL60H (8) ADD 2400H ,2AH( 9)MOV BX,DI (10)MOV SI,AL解: (1)IP 不可与内部寄存器之间实现直接数据传送(2)代码段寄存器CS不可与内部寄存器之间实现直接数据传送(3)应是 SI+2指示的内存单元的字节内容(4)立即数60H 不可做目的操作数(5)PUSH的源操作数只能为寄存器操作数或内存操作
25、数(6)间接寻址存储器数据加1 指令要用TYPE PTR类型操作符来标识数据类型(7)MUL 指令的源操作数只能为寄存器操作数或内存操作数(8)要用 TYPE PTR类型操作符来标识数据类型(9)两者不能同为存储器操作数(10)AL为 8 位, SI为 16 位,数据类型不匹配MOV CS , AX指令会带来什么错误解: 这条指令不存在。如果有的话,将可以直接仅改变代码段的段基址而IP 值不变,程序运行顺序发生变化,变到那里去了很难控制。阅读下列程序段,指出每条指令执行以后有关寄存器的内容是什么MOV AX, 0ABCH ; AX= 0ABCHDEC AX ; AX= 0ABBHAND AX,
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