微机原理与接口习题答案.pdf
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1、第1章1.1 I A-3 2 结构微处理器直至P 4,有哪几种?解 8 0 3 8 6、8 0 4 8 6、P e n t i u m、P e n t i u m P r o、P e n t i u m I R P e n t i u m H R P e n t i u m 4 1.2 8 0 3 8 6 与 8 0 8 6 在功能上有哪些主要区别?解从8 0 8 6 到8 0 3 8 6,处理器的功能有了质的飞跃。体现在:1 .从1 6 位寄存器发展为3 2 位寄存器2 .地址寄存器也发展为3 2 位。可寻址的地址范围达到4 G 字节,有了巨大的扩展。3 .增加了保护方式。使处理器有了两种工
2、作方式:实地址方式和保护虚地址方式。实地址方式用于与8 0 8 6 兼容;保护方式才是3 2 位处理器能真正发挥其完整功能的工作方式。4 .引入了多任务、任务切换的概念。5 .引入了四级特权机制,引入了调用门、陷入门、中断门,使程序能在不同特权之间切换。6 .引入了存储管理单元(MMU),使采用8 0 3 8 6 的操作系统能方便地实现请页(每页为4 K字节)虚拟存储器管理。7 .增加了新指令(主要是保护方式的指令)1.3 从功能上,8 0 4 8 6 与 8 0 3 8 6 有哪些主要区别?解8 0 4 8 6 从功能上来说是8 0 3 8 6 +8 0 3 8 7 +片上缓存。1.4 奔腾
3、相对于8 0 4 8 6 在功能上有什么扩展?解奔腾增加了第二条流水线,实现每个时钟执行两条指令;片上的一级缓存容量加倍;寄存器仍是3 2 位,但内部数据通路是1 2 8 和 2 5 6 位以加速内部数据传送,且猝发的外部数据总线己经增加至64位;增加了高级的可编程中断控制器(A d v a n c e d P r o g r a m m a b l eI n t e r r u p t C o n t r o l l e r (A P I C)以支持多奔腾处理器系统。1.5 P 口以上处理器基于什么结构?解P I I 是基于P 6 系列处理器又增加了 M M X 技术。1.6 微处理器、微型
4、计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同?解 把 C P U (运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微处理器。微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了微型计算机。微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。1.7 C P U 在内部结构上由哪几部分组成?CP U 应具备哪些主要功能?解C P U 主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按程序的规定自动运行。1.8 微型计算机采用总线结构有什么优点
5、?解 采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。而且总线可以标准化。易于兼容和工业化生产。1.9 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么,要靠什么来区分地址和数据?解数器总线是双向的(数据既可能读也可能写),而地址总线是单向的。8 0 8 6 为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为地址总线。它们主要靠信号的时序来区分。通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读/写数据的单元),过一段时间再读或写数据。1.1 0 控制总线传输的信号大致有哪几种?解主要是区分读/写存储器还是外部设备、读还是写以及外界输
6、入的R EA DY 和 I N T 等信号L11在以下六个题中所用的模型机的指令系统如表1 所示:表 1 模型机指令系统指令种类助记符机器码功 能数据传送L D A,n3 E nn-*AL D H,n2 6 nn HL D A,H7 CH-AL D H,A6 7A-*HL D A,(n)3 A n以n为地址,把该单元的内容送A,BP (n)-AL D(n),A3 2 n把 A的内容送至以n 为地址的单元,A-(n)L D A,(H)7 E以H的内容为地址,把该单元的内容送A,(H)-AL D(H),A7 7把 A的内容送至以H的内容为地址的单元,A f(H)加法A DD A,nC6 nA+n-
7、*AA DD A,H8 4A+H-AA DD A,(H)8 6A 与以H为地址的单元的内容相加,A+(H)-A减法S U B nD 6 nA -n-*AS U B H9 4A -H f AS U B(H)9 6A -(H)-A逻辑与A N D AA 7A A A-AA N D HA 4A A H-A逻辑或O R AB7A V A-*AO R HB4A V H-A异 或X O R AA FA A f AX O R HA CA H-A增 量I N C A3 CA+l.f AI N C H2 4H+i H减 量DEC A3 DA T-ADEC H2 5J P nC3 nn-P CJ P Z,nCA
8、nZ=l,n-P CJ P N Z,nC 2 nZ=0,l P C无条件J P C,nDA nCy=l,n P C转移J P N C,nD2 nCy=0,n-P CJ P M,nF A nS=l,n-P CJ P P,nF 2 nS=0,LP C停机指令H A L T7 6停机在给定的模型机中,若有以下程序,分析在程序运行后累加器A中的位为多大。着此程序放 在 以10H为起始地址的存储区内,画出此程序在内存中的存储图。LDA,20HADDA,15HLDA,30HADDA,36HADDA,1FHHALT 解 程序在存储器中存放示意图如图1-1所示:地址内容指令10H3ELD A,20H11H20
9、12HC6ADD A,15H13H1514H3ELD A,30H15113016HC6ADD A,36H17H3618HC6A D D A JFH19HIF1AH76HALT图1-1题1.11中程序在存储器中存放示意图。这段程序运行完后累加器A中的值为A=30H+36H+1FH=85H。1.1 2要求同题1.6,程序如下:LDA,50HSUB30HLDA,10HADDA,36HSUB1FHHALT分析程序运行后累加器中的值是多少,并且画出该程序在内存中的存储图。解程序在存储器中存放示意图如图1-2所示:图1-2题1.12中的程序在存储器中的存放示意图地址内容指令10H3ELD A,50H11H
10、5012HD6ADD A,30H13H3014H3ELD AJOH15H1016HC6ADD A,36H17H3618HD6ADD A,1FH19HIF1AH76HALT这段程序运行完后累加器A 中的值为A=1()H+36H-1FH=27H。1.1 3 在给定的模型机中,写出用累加的办法实现15X15的程序。解HALTLDA,0LDH,15LOOP:ADDA,15DECHJPNZ,LOOP1.1 4 在给定的模型机中,写出用累加的办法实现20X20的程序。解 模型机的寄存器是8 位,其最大能表示的值为256。而 20X20=400超出了模型机中能表示的最大值。故此题在模型机中无法做。需要用80
11、86中的寄存器对才能实现。1.1 5 在模型机中,用重复相减的办法实现除法的程序如下:L DA,(M 2);M 2 为放除数的存储单元L DH,AXO RAL O O P:L D(M 3),A;M 3 为放商的存储单元L DA,(M l);M l 为放被除数(或余数)的存储单元S UBHJ PC,D O N EL D(M l),AL DA,(M 3)I N CAJ PL O O PD O N E:M A L T若此程序放在以20H开始的存储区,画出它的存储图。解 程序在存储器中的存储图如图1-3所示。地址内容指令20H3ALD A,(M2)21HM222H67LD H,A23HAFXOR A2
12、4H32LD(M3),A25HM326H3ALD A,(Ml)27HMl28H94SUB H29HDAJP C,DONE2AH322BH76LD(Ml),A2CHMl2DH3ALD A,(M3)2EHM32FH3CINC A图1-3题I.15中的程序在存储器中存放的示意图30HC3JP LOOP31H2432H76HALT1.1 6在模型机中,把二进制数转换为BCD码的程序流程图如图卜4所示。图1-4题1.16程序流程图编写出该程序。解LDH,0:计数值H清零LDA,(Binary);把待转换的二进制数一AS1:SUBA,64H;待转换的二进制数-100JPM,S2;结果 0,转S2INCH;
13、计数值加1JPSIS2:ADDA,64H;恢复剩余的二进制数LD(Binary),A:保存剩余的二进制数LD(BCD3),H;保存百位BCD码LDH,0;计数值H清零LDA,(Binary);剩余的二进制数一AS3:SUBA,0AH;剩余的二进制数-10JPM,S4;结果 0,转S4INCH;计数值加1JPS3S4:ADDA,0AH;恢复剩余的二进制数LD(BCD1),A;保存个位BCD码LDHALT(BCD2),H:保存十位BCD码第2章2.1 8086的基本程序执行寄存器是由哪些寄存器组成?解基本程序执行寄存器由以下寄存器组成:(1)通用寄存器。这八个寄存器能用于存放操作数和指针。(2)段
14、寄存器。这些寄存器最多能保持四个段选择子。(3)FLAGS(程序状态和控制)寄存器。FLAGS寄存器报告正在抵行的程序的状态并允许有限地(应用程序级)控制处理器。(4)1P(指令指针)寄存器。1 P寄存器包合下一条要挑行的指令的16-位指针。2.2 8086的存储器是如何组织的?地址如何形成?解8086有20条地址引线,它的直接寻址能力为2*20=1M字节。所以,在一个8086组成的系统中,可以有多达1M字节的存储器。这1M字节逻辑上可以组织成 个线性矩阵。地址从00000H到FFFFFH。但是,在8086内部的AIU能进行1 6位运算,有关地址的寄存器如SP、I P,以及BP、SL DI等也
15、都是16位的,因而8086对地址的运算也只能是16位。这就是说,对于8 0 8 6 来说,各种寻址方式,寻找操作数的范围最多只能是6 4 K 字节。所以,整个1 M 字节存储器以6 4 K 为范围分为若干段。在寻址一个具体物理单元时,必须要由一个基地址再加上由各种寻址方式确定的的1 6 位偏移量来形成实际的2 0 位物理地址。段基地址就是由8 0 8 8 中的段寄存器,中的1 6 位数自动左移4 位,然后与1 6 位偏移量相加,形成2()位物理地址。2.3 通用寄存器起什么作用?解通用寄存器主要用于:(1)逻辑和算术操作的操作数(2)用于地址计算的操作数(3)内存指针2.4 指令地址如何形成?
16、解由段寄存器C S 确定的段基地址与由指令指针确定的偏移量相加形成指令地址。2.5 如何形成指令中的各种条件码?解指令中的条件码,即标志寄存器中的状态标志。它们主要由算术和逻辑运算指令设置或清除。指令系统中也有设置或清除进位标志的指令。2.6 8 0 8 6 的总线接口部件有哪些功能?请逐一说明。解总线接口单元(BI U)负责与存储器接口;执行单元(E U)执行各种操作。B I U 主要由段寄存器、指令指针、加法器(形成2 0 位地址)、预取的指令流队列等组成。2.7 8 0 8 6 的总线接口部件由哪儿部分组成?解8 0 8 6 中的总线接口单元(BI U)负责C P U 与存储器之间的信息
17、传送。具体地说,BI U 既负责从内存的指定部分取出指令,送至指令队列中排队(8 0 8 6 的指令队列有6 个字节,而 8 0 8 8 的指令队列只有4个字节);也负责传送执行指令时所需的操作数。执行单元(E U)负责执行指令规定的操作。2.8 段寄存器C S=1 2 0 0 H,指令指针寄存器I P=F F 0 0 H,此时,指令的物理地址为多少?解指令的物理地址=1 2 0 0 0 H +F F 0 0 H =2 1 F 0 0 H2.9 8 0 8 6 的执行部件有什么功能?由哪几部分组成?解8 0 8 6 的执行部件负责指令的执行。它主要由算术逻辑单元和标志寄存器及通用寄存器等部分组
18、成。2.10状态标志和控制标志有何不同?程序中是怎样利用这两类标志的?8 0 8 6 的状态标志和控制标志分别有哪些?解状态标志反映算术和逻辑运算的结果,主要用作于各种条件。控制标态实现一些控制作用。E F L A G S 寄存器有六个状态标志,它们是:(1)进位标志 C(C a r r y F l a g)当结果的最高位(字节操作时的D 7 或字操作时的D 1 5、双字操作的D 3 1)产生一个进位或借位,则 C=l,否则为0。这个标志主要用于多字节数的加、减法运算。移位和循环指令也能够把存储器或寄存器中的最高位(左移时)或最低位(右移时)放人标志C中。(2)辅助进位标志 A (A u x
19、i l i a r y C a r r y F l a g)在字节操作时,则由低半字节(一个字节的低4 位)向高半字节有进位或借位,则 A=l,否则为0。这个标志用于十进制算术运算指令中。(3)溢出标志 0(0 v e r fl ow F l a g)在算术运算中,带符号数的运算结果超出了 8位、1 6 位 或 3 2 位带符号数能表达的范围,即在字节运算时十 1 2 7 或一 1 2 8,在字运算时+3 2 7 6 7 或一 3 2 7 6 8,在双字运算时+2*3 1-1 或 -2*3 1 此标志置位,否则复位。一个任选的溢出中断指令,在溢出情况下能产生中断。(4)符号标志 S.(S i
20、g n F l a g)它的值与运算结果的最高位相同。即结果的最高位(字操作时为D 1 5)为 1,则 S=l;否则,S=0 o由于在I A-3 2 结构微处理器中,符号数是用补码表示的,所以S表示了结果的符号,0=正,1 =负。(5)奇偶标志 P(P a ri t y F l a g)若操作结果中“1”的个数为偶数,则 P=l,否则P=0。这个标志可用于检查在数据传送过程中是否发生错误。(6)零标志 Z (Z e ro f L a g)若运算的结果为0,则 Z=l,否则Z=0个控制标志,即方向标志 D(D i re c t i o n F l a g)若用指令置D=l,则引起串操作指令为自动
21、减量指令,也就是从高地址到低地址或是“从右到左”来处理串;若使D=0,则串操作指令就为自动增量指令。S TD 和 C L D 指令分别地设置和清除D F 标志。第3章3.1 分别指出下列指令中的源操作数和目的操作数的寻址方式。(l)M O V S I,3 00(2)M O V C X,D A TA D I(3)A D D A X,B X S I(4)A ND A X,C X(5)M O V B P ,A X(6)P US HF 解源操作数为立即寻址,目的操作数为寄存器寻址。源操作数为变址寄存器加位移量寻址,目的操作数为寄存器寻址。源操作数为基址加变址寻址,目的操作数为寄存器寻址。(4)源操作数
22、和目的操作数都为寄存器寻址。源操作数为寄存器寻址,目的操作数为寄存器间接寻址。(6)为堆栈操作。3 .2 试述指令 M O V A X,2 000H 和 M O V A X,D S:2 00011 的区别。解 前一条指令是立即寻址,即把立即数2 000H传送至寄存器A X。后一条指令是直接寻址,是把数据(D S)段中的地址为2 000H单元的内容传送至寄存器A X。3 .3写出以下指令中内存操作数的所在地址。(l)M O V A L,B X+10(2)M O V B P 十 10,A X(3)INC B Y TE P TR S I+5(4)M O V D L,ES:B X 十 S I(5)M
23、O V B X,B P 十 D I 十 2 解(1)数据段中由B X+10单元(2)堆栈段B P +10单元(3)数据段S I+5 字节单元(4)附加段(ES 段)B X +S I单元(5)堆栈段B P +D I+2 单元。3.4 判断下列指令书写是否正确:(l)M O V A L,B X(2)M O V A L,C L(3)INC B X(4)M O V 5,A L(5)M O V B X ,S I(6)M O V B L,F 5 H(7)M O V D X,2 000H(8)P O P C S(9)P US H C S 解(1)不正确,A L 与 B X 数据宽度不同(2)正确(3)不明确
24、是增量字节还是字(4)不正确,立即数不能作为目的操作数(5)不明确要传送的是字节还是字(应是 S I 而不表 S 1)(6)正确。但十六进制数F 5 H应写为O F 5 H(7)正确(8)不正确,C S 不能作为P O P 指令的操作数(9)不正确,C S 不能作为P US H指令的操作数3.5 设堆栈指针S P 的初值为1000H,A X=2 000H,B X=3 000H,试问:(1)执行指令P US H A X 后 S P=?(2)再执行 P US H B X 及 P O P A X 后 S P=?、A X=?、B X=?解 S P=0F F EH(2)S P=0F F EH、A X=3
25、 000H、B X=3 000H3.6 要想完成把 3 000H 送 2 000H 中,用指令:M O V 2 000H,3 000H是否正确?如果不正确,应用什么方法?解 不 正 确。正确的方法是:M O V A L,3 000HM O V 2 000H,A L3.7 假如想从2 00中减去A L 中的内容,用 S UB 2 00,A L 是否正确?如果不正确,应用什么方法?解 不 正 确。正确的方法是:MOV BL,200SUB BL,AL3.8用两种方法写出从80H端口读入信息的指令。再用两种方法写出从4011 口输出10011的指令。解(1)IN AL,8011(2)MOV DX,80
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