2022年微型计算机原理及应用课后答案侯晓霞 .pdf
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1、CH01微型计算机概述习题与思考题1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、寄存器控制器操作系统(OS )系统实用程序:汇编、编译、编辑、调试程序等(注: CPU 的功能可以进行算术和逻辑运算;可保存少量数
2、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。)28086/8088 CPU 由哪两部分组成?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 ):负责与存储器、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则来协调管理: 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
3、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。但有时会遇名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 1 页,共 44 页 - - - - - - - - - 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
4、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。38086/8088 CPU 中有哪些寄存器?各有什么用途?标志寄存器F 有哪些标志位?各在什么情况下置位?解答:寄存器功能数据寄存器AX 字乘法,字除法,字I/O B
5、X 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 变址寄存器SI 源变址寄存器,用于指令的变址寻址DI 目的变址寄存器,用于指令的变址寻址指针寄存器SP 堆栈指针寄存器,与SS一起来确定堆栈在内存中的位置BP 基数指针寄存器,用于存放基地址,以使8086/8088 寻址更加灵活控制寄存器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寄存器CS 控制程序区DS 控制数据区SS 控制堆栈区ES 控制数据区标志寄存器F 的标志位:控制标志:OF 、DF、IF、TF;状态标志:SF、ZF、AF 、PF、CF 。标志寄存器 F的各标
6、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;否则清 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;否则清 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;否则清 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,否则清 0。名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 2 页,共 44 页 -
7、 - - - - - - - - SF :符号标志位。当运算结果的最高位为1 时,该标志位置 1,否则清 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。在每条指令开始执行以前,CPU总是先测试TF 位是否为1,如果为1,则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,就是利用它来进行程序的单步跟踪的。IF:中断允许标志位。如果该位置1,则处理器可以响应可屏蔽中断,否则就不能响应可屏蔽中
8、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;否则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。48086/8088 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?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部分构成。物理地址与系统中的存储空间是一一对应的。逻辑地址与物理地址两者之间的关系为:物理地址段地址1
9、6+偏移地址每 个 逻 辑 段 的 地 址 范 围 : 0000 : 0000H FFFFH ; 0001 : 0000HFFFFH ; FFFF :0000H FFFFH ;共有 232个地址,但其中有许多地址是重叠的(体现出逻辑地址的优势,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,逻辑地址与物理地址的关系为多对一的关系)。物理地址的地址范围: 00000H FFFFFH 。5已知当前数据段位于存储器的A1000H到 B0FFFH 范围内,问 DS= ?解答:A1000H A100 :0000 以 A100H为段地址的 64K 物理地址的范围是:偏移地址为0000H FFFFH
10、 ,即 A100:0000H A100:FFFFH A1000H 0000H A1000H 0FFFFH A1000H B0FFFH ,DS A100H 。6某程序数据段中存有两个字数据1234H和 5A6BH ,若已知 DS=5AA0H,它们的偏移地址分别为 245AH和 3245H ,试画出它们在存储器中的存放情况解答:存放情况如图所示 (左右两侧的写法均可 ) :名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 3 页,共 44 页 - - - - - - - - - 5AA0:
11、0000H5AA0:245AH5AA0:245BH5AA0:3245H5AA0:3246H34H12H6BH5AH5AA00H5CE5AH5CE5BH5DC45H5DC46H78086/8088CPU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,即最小模式与最大模式。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
12、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若 8086CPU 工作于最小模式,试指出当CPU完成将 AH的内容送到物理地址为 91001H 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。若 CPU完成的是将物理地址91000H单元的内容送到AL中,则上述哪些信号应为低电平。若CPU 为 8088呢?(略)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?解 答: 指令 周 期 -CPU执
13、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:若干个总线周期构成一个指令周期,一个基本的总线周期由 4 个 T 组成,我们分别称为T1T4,在每个 T 状态下, CPU完成不同的动名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - -
14、- - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 4 页,共 44 页 - - - - - - - - - 作。108086/8088 CPU 有哪些基本操作?基本的读/ 写总线周期各包含多少个时钟周期?什么情况下需要插入Tw周期?应插入多少个Tw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。一个基本的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wT;应插入多少个wT取决于 READY 信号的状态, CPU没有在3T
15、状态的一开始采样到 READY 信号为低电平,就会在3T和4T 之间插入等待状态wT,直到采样到READY 信号为高电平。11试说明8086/8088 工作在最大和最小模式下系统基本配置的差异。8086/8088 微机系统中为什么一定要有地址锁存器?需要锁存哪些信息?(略,见书)12试简述8086/8088 微机系统最小模式下从存器储读数据时的时序过程。(略,见书)CH02 80868088 指令系统习题与思考题1假定DS=2000H ,ES=2100H ,SS=1500H ,SI=00A0H ,BX=0100H ,BP=0010H ,数据变量VAL 的偏移地址为0050H ,请指出下列指令源
16、操作数是什么寻址方式?源操作数在哪里?如在存储器中请写出其物理地址是多少?(1)MOV AX,0ABH (2)MOV AX ,100H (3)MOV AX ,VAL (4)MOV BX ,SI (5)MOV AL ,VALBX (6)MOV CL ,BXSI (7)MOV VALSI,BX (8)MOV BPSI,100 解答:(1)MOV AX ,0ABH 寻址方式:立即寻址;物理地址:无名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 5 页,共 44 页 - - - - - -
17、- - - (2)MOV AX ,100H 寻址方式:直接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:DS 16+100H2000H*16+100H 20100H (3)MOV AX ,VAL 寻址方式:直接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:DS 16+VAL2000H*16+0050H 20050H (4)MOV BX ,SI 寻址方式:寄存器间接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:DS 16+SI2000H*16+00A0H 200A0H (5)MOV AL ,VALBX 寻址 方式 :变 址寻 址; 源 操 作 数 在 存储 器 中 ; 物 理 地 址: DS16+VAL+BX 2000H*1
18、6+0050H+0100 20150H (6)MOV CL ,BXSI 寻址方式:基址加变址寻址;源操作数在存储器中;物理地址:DS 16+BX+SI 2000H*16+0100H+00A0H 201A0H (7)MOV VALSI,BX 寻址方式:寄存器寻址;源操作数在寄存器中;物理地址:无(8)MOV BPSI ,100 寻址方式:立即寻址;物理地址:无2设有关寄存器及存储单元的内容如下:DS=2000H ,BX=0100H ,AX=1200H ,SI=0002H ,20100H=12H,20101H=34H,20102H=56H,20103=78H,21200=2AH,21201H=4C
19、H,21202H=0B7H,21203H=65H。试说明下列各条指令单独执行后相关寄存器或存储单元的内容。(1)MOV AX ,1800H (2)MOV AX ,BX (3)MOV BX ,1200H (4)MOV DX,1100BX (5)MOV BXSI,AL (6)MOV 名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 6 页,共 44 页 - - - - - - - - - AX ,1100BXSI 解答:题号指令执行结果(1)MOV AX ,1800H AX 1800H (
20、2)MOV AX ,BX AX 0100H (3)MOV BX ,1200H BX 4C2AH (4)MOV DX ,1100BX DX 4C2AH (5)MOV BXSI,AL 20102H 00H (6)MOV AX,1100BXSI AX 65B7H 3假定 BX=0E3H ,变量 VALUE=79H,确定下列指令执行后的结果( 操作数均为无符号数。对 3、6,写出相应标志位的状态)。(1)ADD VALUE ,BX (2)AND BX ,VALUE (3)CMP BX ,VALUE (4)XOR BX ,0FFH (5)DEC BX (6)TEST BX ,01H 解答:题号指令执行结
21、果(1)ADD VALUE ,BX BX 015CH (2)AND BX ,VALUE BX 0061H (3)CMP BX ,VALUE BX 00E3H(CF=ZF=OF=SF=0,AF=PF=1) (4)XOR BX ,0FFH BX 001CH (5)DEC BX BX 00E2H (6)TEST BX ,01H BX 00E3H(CF=ZF=OF=SF=AF=PF=0) 4已知 SS=0FFA0H,SP=00B0H ,先执行两条把 8057H和 0F79H分别进栈的 PUSH指令,再执行一条POP指令,试画出堆栈区和SP 内容变化的过程示意图。(标出存储单元的地址)解答:名师资料总结
22、 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 7 页,共 44 页 - - - - - - - - - 00ADH00AEH00AFH0FFA0:00B0HFFAACHFFAADHFFAAEHFFAAFHFFAB0H00ACHXFFAABH00ADH00AEH00AFH0FFA0:00B0H57H80HFFAACHFFAADHFFAAEHFFAAFHFFAB0H00ACHXFFAABH初始状态;SP00B0HPUSHAX;(AX 8057H)SP00AEH00ADH00AEH00AFH0FFA
23、0:00B0H79H0FH57H80HFFAACHFFAADHFFAAEHFFAAFHFFAB0H00ACHXFFAABH00ADH00AEH00AFH0FFA0:00B0H57H80HFFAACHFFAADHFFAAEHFFAAFHFFAB0H00ACHXFFAABHPUSHBX;(BX0F79H)SP00ACHPOPBX;SP00AEH堆栈段 SS0FFA0H堆栈段 SS 0FFA0H堆栈段 SS0FFA0H堆栈段 SS 0FFA0H5已知程序段如下:MOV AX ,1234H MOV CL ,4 ROL AX ,CL DEC AX MOV CX ,4 MUL CX 试问:(1)每条指令执
24、行后,AX 寄存器的内容是什么?(2)每条指令执行后,CF ,SF及 ZF 的值分别是什么?( 3)程序运行结束时, AX及 DX寄存器的值为多少?名师资料总结 - - -精品资料欢迎下载 - - - - - - - - - - - - - - - - - - 名师精心整理 - - - - - - - 第 8 页,共 44 页 - - - - - - - - - 指令执行结果AX CF SF ZF MOV AX ,1234H AX 1234H MOV CL,4 AX 1234H ROL AX ,CL AX 2341H 1 0 0 DEC AX AX 2340H 1 0 0 MOV CX ,4
25、AX 2340H 1 0 0 MUL CX AX 8D00H ,DX=0000H 0 0 0 6写出实现下列计算的指令序列。 (假定 X、Y、Z、W 、R都为字变量)(1)Z=W+ (Z+X )(2)Z=W- (X+6)- (R+9 )(3)Z=(W*X )/ (R+6 )(4)Z=( (W-X )/5*Y )*2 解答: (1)Z=W+ (Z+X )题号指令题号指令(1)Z=W+ (Z+X )(2)Z=W- (X+6)- (R+9 )MOV AX ,Z MOV DX ,R MOV BX ,X ADD DX ,9 MOV CX ,W MOV BX ,X ADD BX ADD BX ,6 ADC
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