微机原理与接口技术课后答案黄玉清版.docx
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1、习题一 概 述主要内容:计算机系统的组成和各局部的作用,微型计算机组成,微处理器的构造;计算机中的信息表示; 微机系统的构造特点。 简述微型计算机的组成。【答】微型计算机是由微处理器, 存储器, 输入/输出接口电路和系统总线构成的裸机系统。1.2 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】将运算器及限制器集成在一起,称为微处理器。微处理器是微处理器的核心。微型计算机是由微处理器, 存储器, 输入/输出接口电路和系统总线构成的裸机系统。微型计算机系统是以微型计算机为主机,配上系统软件和外设之后而构成的计算机系统。三者之间是有很大不同的,微处理器是微型计算机的一个组成局部,而
2、微型计算机又是微型计算机系统的一个组成局部。 1.3 CPU在内部构造上由哪几局部组成CPU应具备什么功能【答】CPU在内部构造上由算术逻辑部件ALU;累加器和通用存放器组;程序计数指令指针, 指令存放器和译码器;时序和限制部件几局部组成。不同CPU的性能指标一般不一样,但一般CPU应具有以下功能: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;供应整个系统所须要的定时和限制;可以响应其它部件发来的中断请求。1.4 累加器和其他通用存放器相比有何不同【答】累加器是比拟特殊的通用存放器。它在某些指令执行前,可以保存一源操作数,还在执行后又用来
3、保存运算结果,另外它一般也用来完成输入/输出指令。而通用存放器那么一般只用来保存参加运算的数据, 运算的中间的结果以及用来保存地址。1.5 从传输的信息类型而言,总线分为哪几种类型?微型计算机接受总线构造有什么优点【答】1分为地址总线,数据总线及限制总线三类,又称三总线。2微型计算机的三总线构造是一个独特的构造。接受总线构造,系统中各功能部件之间的相互关系,变成了各功能部件面对总线的单一关系。一个部件只要符合总线标准,就可以连接到接受这种总线标准的系统中,使系统功能得到扩展。 1.6 限制总线传输的信号大致有哪几类【答】限制总线用来传输限制信号,其中包括CPU输出到存储器和输入/输出接口电路的
4、限制信号,如读信号, 写信号和中断响应信号等;还包括其它部件输入到CPU的信号,比方,时钟信号, 中断请求和准备就绪信号。1.7数据总线和地址总线在构造上有什么不同之处假如一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用局部总线,那么要靠什么来区分地址和数据【答】从构造上看数据总线是双向的,而地址总线从构造上看却是单向的。假如一个系统的数据总线和地址总线合用一套总线或者合用局部总线,一般可利用时钟,在总线上接受分时复用技术来区分地址和数据,例如可在总线周期的假设干个时钟周期,约定某周期传输地址, 在另一周期传输数据。1.8 将以下十进制数转换成8421BCD码:1049 =0001 0000 0100
5、 1001 902=1001 0000 0010851.37=1001 0101 0001 . 0011 0111 0.6259=0000. 0110 0010 0101 1001 1.9 将以下各组数用八位的补码相加:(+75)+(-6)+75补=0100 1011 -6 补=1111 1010+75补+ -6 补=1000 0110+1000 0110=0100 0101习题二 8086微处理器答案主要内容:主要介绍80868088CPU内部构造。了解80X86CPU的特点。(1.2.1 8086 CPU在内部构造上由哪几局部组成其功能是什么 【答】8086的内部构造分成两局部。总线接口部
6、件BIU,负责限制存储器及I/O端口的信息读写,包括指令获得及排队, 操作数存取等。执行部件EU负责从指令队列中取出指令,完成指令译码及指令的执行行。2.2 8086的总线接口部件有那几局部组成 其功能是什么【答】8086的总线接口部件主要由下面几局部组成:4个段存放器CS/DS/ES/SS,用于保存各段地址; 一个16位的指令指针存放器IP,用于保存当前指令的偏移地址; 一个20位地址加法器,用于形成20位物理地址;指令流字节队列,用于保存指令;存储器接口,用于内总线及外总线的连接。2.3 8086的执行单元部件由那几局部组成有什么功能【答】8086的执行单元部件主要由下面几局部组成:限制器
7、, 算数逻辑单元, 标记存放器, 通用存放器组。1限制器,从指令流依次取指令, 进展指令译码,完成指令的执行等。2算数逻辑单元ALU,依据限制器完成8/16位二进制算数及逻辑运算。3标记存放器,运用9位,标记分两类。其中状态标记6位,存放算数逻辑单元ALU运算结果特征;限制标记3位,限制8086的3种特定操作。4通用存放器组,用于暂存数据或指针的存放器阵列。2.4 8086内部有哪些通用存放器?【答】四个16位数据存放器AX, BX, CX, DX,二个指针存放器SP, BP, 二个变址存放器SI, DI。这些存放器运用上一般没有限制,但对某些特定指令操作,必需运用指定存放器,可参考后面指令系
8、统章节。2.5 8086内部有哪些段存放器?各有什么用途?【答】四个16位段存放器:CS, DS, SS, ES,分别保存代码段, 数据段, 堆栈段及扩展段的段地址。2.6 8086CPU状态标记和限制标记又何不同程序中是怎样利用这两类标记的 8086的状态标记和限制标记分别有哪些 【答】1标记分两类:状态标记6位,反映刚刚完成的操作结果状况。限制标记3位,在8086特定指令操作中起限制作用。2利用状态标记可以驾驭当前程序操作的结果,例如了解是否产生进位,是否溢出等。例如利用限制标记可以限制程序的单步调试。3状态标记包括:包括零标记ZF, 符号标记SF, 奇偶标记PF, 进位标记CF, 帮助进
9、位标记AF, 溢出标记OF。限制标记包括:单步运行标记TF, 方向标记DF及中断允许标记IF。2.7 8086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同这样的设计思想有什么优点 8086CPU执行转移指令时,指令队列存放器内容如何变更?【答】1传统的计算机一般依据取指令, 指令译码及执行指令的串行步骤工作。2在8086CPU中,指令的提取及执行分别由总线接口部件BIU及执行部件EU完成,两个单元重叠并行工作,这种机制称为流水线,这种工作方式有力的提高了CPU的工作效率。38086CPU执行转移指令时,首先清空当前指令队列存放器,然后从新地址取指令重新填满指令队列。2.8 8086CP
10、U的形成三大总线时,为什么要对局部地址线进展锁存?用什么信号限制锁存?【答】 为了确保CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作,要求地址和数据同时出现在地址总线和数据总线上。而在8086CPU中AD0AD15总线是地址/数据复用的,因此需在总线周期的前一局部传送出地址信息,并存于锁存器中,而用后一局部周期传送数据。8086CPU中是通过CPU送出的ALE高电平信号来限制锁存的。2.9 将两数相加,即0100 1100加 0110 0101,CF, PF, AF, ZF, SF, OF各为何值?【答】0100 1100+0110 0101=10110001 CF=0,PF=1,AF=1,ZF=
11、0,SF=1,OF=12.10 存储器的逻辑地址由哪几局部组成?存储器的物理地址是怎样形成的?一个具有32位地址线的CPU,其最大物理地址为多少?【答】存储器的逻辑地址由段地址及段内偏移地址组成。存储器的物理地址:将16位段地址左移4位后,加上16位段内偏移地址,形成20位物理地址。一个具有32位地址线的CPU,其最大物理地址为=4*1024*1024*1024B=4GB。2.11 存储器物理地址400A5H400AAH单元现有6个字节的数据分别为11H,22H,33H,44H,55H,66H,假设当前(DS)= 4002H,请说明它们的偏移地址值。假如要从存储器中读出这些数据,须要访问几次存
12、储器,各读出哪些数据?【答】由于:物理地址=400A5H=段地址*16+偏移地址=40020H+偏移地址偏移地址=400A5-40020=85H 假设以最少访问次数而言,可以如下操作:从奇地址400A5H中读出一个字节11H;从偶地址开场400A6H, 400A7两个单元读出一个字3322H;从偶地址400A8H, 400A9H两个单元读出一个字5544H;从偶地址400AAH中读出一个字节66H。最少读4次。2.12 在 8086中,逻辑地址FFFFH0001H, 00A2H37F0H和B800H173FH的物理地址分别是多少?【答】(1)FFFFH*16+0001H=FFFF0H+0001
13、H=FFFF1H (2)00A20+37F0=4210H (3)B8000+173F=B973FH2.13 在 8088/8086中,从物理地址12388H开场依次存放以下三个双字节的数据,651AH, D761H和007BH,请问物理地址12388H1238DH6个单元中分别是什么数据?【答】物理地址12388H1238DH单元中的数据如下表:地址12388H12389H1238AH1238BH1238CH1238DH数据1AH65H61HD7H7BH00H2.14 8086/8088 CPU 有40条引脚,请按功能对它们进展分类? 【答】 地址总线:AD0AD15,A16A19; 数据总线
14、:AD0AD15;限制总线: ALE, , , , , , , HOLD, HLDA, INTR, , READY, RESET.2.15 80868088 CPU的地址总线有多少位?其寻址范围是多少?【答】8086/8088CPU的地址总线均为20位,8086/8088CPU的寻址范围为=1MB.2.16 8086/8088 有两种工作方式,它们是通过什么方法来实现?在最大方式下其限制信号怎样产生? 【答】引脚接至电源(+5V),那么8086CPU处在最小组态模式; 引脚接地,那么8086CPU处在最大组态模式。在最大模式下,须要用外加电路来对CPU发出的限制信号进展变换和组合,以得到对存储
15、器和I/O端口的读/写信号和对锁存器8282及对总线收发器8286的限制信号。2.17 8086 CPU工作在最小模式单CPU和最大模式多CPU主要特点是什么?有何区分?【答】最小模式接+5V,构成小规模的应用系统,只有8086一个微处理器,全部的总线限制信号均为8086产生,系统中的总线限制逻辑电路,削减到最小; 不需总线限制器8288;适用于单一处理机系统。 最大模式接地,用于大型(中型)8086/8088系统中,系统总是包含有两个或多个微处理器,其中一个主处理器就是8086或8088。其它的处理器称协处理器,扶植主处理器工作,须要总线限制器来变换和组合限制信号, 需总线限制器8288;
16、适用于多处理机系统。2.18 8086/8088 I/O 的读/写周期时序及存储器读/写周期的主要差异是什么?【答】在8086存储器周期中,限制信号始终为高电平;而在I/O周期中,始终为低电平。2.19 CPU启动时,有那些特征如何找寻8086/8088系统的启动程序【答】在8088/8086系统中,CPU启动后,处理器的标记存放器, 指令指针存放器IP, 段存放器DS, SS, ES和指令队列都被清零,但是代码段存放器CS被设置为FFFFH。因为IP=0000,而CS=FFFFH,所以,8088/8086将从地址FFFF0H开场执行指令。通常,在支配内存区域时,将高地址区作为只读存储区,而且
17、在FFFF0H单元开场的几个单元中放入一条无条件转移指令,转到一个特定的程序中,这个程序往往实现系统初始化, 引导监控程序或者引导操作系统等功能,这样的程序叫做引导和装配程序。2.20 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】8086/8088接受时间分隔技术及地址锁存技术,通过地址锁存允许信号ALE锁存CPU送出的地址,有效解决地址线和数据线的复用问题。2.21 8086系统在最小模式时应当怎样配置请画出这种配置并标出主要信号的连接关系.【答】8086在最小模式下的典型配置。 一片8284A,作这时钟发生器。3片8282或74LL373,用来作
18、为地址锁存器。2片8286/8287作为总线收发器。2.22 8086构成系统分为哪两个存储体?它们如何及地址, 数据总线连接?【答】8086构成系统分为偶地址存储体和奇地址存储体。偶地址存储体:连接D7D0,A0=0时选通;奇地址存储体:连接D15D8, =0,A0=1时选通。见教材图2.11。2.23 信号和A0信号是怎样的组合解决存储器和外设端口的读/写操作的这种组合确定了 8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应当用什么信号区分怎样区分【答】信号和A0的组合以及操作如下表。操 作引 腿00从偶地址开场读/写一个字10从偶地址单元或端口读/写一个字节01从奇地址单元或端口读/写一个字
19、节0110从奇地址开场读/写一个字 2.24 8086 CPU读写总线周期各包含多少个时钟周期?什么状况下须要插入 TW 等待周期? 应插入多少个Tw,取决于什么因素?什么状况下会出现空闲状态Ti ?【答】8086CPU读/写总线周期包含4个时钟周期。 当CPU及慢速的存储器或外设I/O端口交换信息,系统中就要用一个电路来产生READY信号,并传递给CPU的READY引脚。CPU在状态的下降沿对READY信号进展采样。假如无效,那么,就会在之后插入等待状态。插入的个数取决于CPU接收到高电平READY信号的时间。CPU在不执行总线周期时,总线接口部件就不和总线打交道,此时,进入总线空闲周期。自
20、测试: 1.选择题:(1某微机具有16M字节的内存空间,其 CPU的地址总线应有E条。 A26 B28 C20 D22 E24 2 80868088 CPU要求加到 RESET引脚上的复位正脉冲信号,其宽度至少要( 4 ) 个时钟周期才能有效复位,假如是上电复位那么要求正脉冲的宽度不少于 50 us 。 A4,50 B5,60 C4,70 D5,80 3当RESET信号进入高电平状态时,将使80868088 CPU的 D 存放器初始化FFFFH。 ASS BDS CES DCS 4 80868088 CPU及慢速的存储器或I O接口之间,为了使传送速度能匹配,要在C状态之间插入假设干等待周期T
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