微機原理與接口技術(第三版)-彭虎周佩玲傅忠謙-電子工業(yè)出版社-課后習題答案

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百度ID：嘿面獸 第二章 8086體系結構與80x86CPU 1．8086CPU由哪兩部分構成？它們的主要功能是什么？ 答：8086CPU由兩部分組成：指令執(zhí)行部件(EU，Execution Unit)和總線接口部件(BIU，Bus Interface Unit)。指令執(zhí)行部件（EU）主要由算術邏輯運算單元(ALU)、標志寄存器FR、通用寄存器組和EU控制器等4個部件組成，其主要功能是執(zhí)行指令。總線接口部件(BIU)主要由地址加法器、專用寄存器組、指令隊列和總線控制電路等4個部件組成，其主要功能是形成訪問存儲器的物理地址、訪問存儲器并取指令暫存到指令隊列中等待執(zhí)行，訪問存儲器或I／O端口讀取操作數(shù)參加EU運算或存放運算結果等。 2．8086CPU預取指令隊列有什么好處？8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在哪里？答：8086CPU的預取指令隊列由6個字節(jié)組成，按照8086CPU的設計要求，指令執(zhí)行部件（EU）在執(zhí)行指令時，不是直接通過訪問存儲器取指令，而是從指令隊列中取得指令代碼，并分析執(zhí)行它。從速度上看，該指令隊列是在CPU內(nèi)部，EU從指令隊列中獲得指令的速度會遠遠超過直接從內(nèi)存中讀取指令。8086CPU內(nèi)部的并行操作體現(xiàn)在指令執(zhí)行的同時，待執(zhí)行的指令也同時從內(nèi)存中讀取，并送到指令隊列。 5．簡述8086系統(tǒng)中物理地址的形成過程。8086系統(tǒng)中的物理地址最多有多少個？邏輯地址呢？答：8086系統(tǒng)中的物理地址是由20根地址總線形成的。8086系統(tǒng)采用分段并附以地址偏移量辦法形成20位的物理地址。采用分段結構的存儲器中，任何一個邏輯地址都由段基址和偏移地址兩部分構成，都是16位二進制數(shù)。通過一個20位的地址加法器將這兩個地址相加形成物理地址。具體做法是16位的段基址左移4位(相當于在段基址最低位后添4個“0”)，然后與偏移地址相加獲得物理地址。由于8086CPU的地址線是20根，所以可尋址的存儲空間為1M字節(jié)，即8086系統(tǒng)的物理地址空間是1MB。邏輯地址由段基址和偏移地址兩部分構成，都是無符號的16位二進制數(shù)，程序設計時采用邏輯地址，也是1MB。 6．8086系統(tǒng)中的存儲器為什么要采用分段結構？有什么好處？ 答：8086CPU中的寄存器都是16位的，16位的地址只能訪問64KB的內(nèi)存。086系統(tǒng)中的物理地址是由20根地址總線形成的，要做到對20位地址空間進行訪問，就需要兩部分地址 采用段基址和偏移地址方式組成物理地址的優(yōu)點是：滿足對8086系統(tǒng)的1MB存儲空間的訪問，同時在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。 9．在某系統(tǒng)中，已知當前（SS）＝2360H，（SP）＝0800H，那么該堆棧段在存儲器中的物理地址范圍是什么？若往堆棧中存入20個字節(jié)數(shù)據(jù)，那么SP的內(nèi)容為什么值？答：（SS）10H＋（SP）＝23600H＋0800H＝23E00H，堆棧段在存儲器中的物理地址范圍是23600H～23E00H。若往堆棧中存入20個字節(jié)數(shù)據(jù)，那么SP的內(nèi)容為0800H－14H＝07ECH。（20的十六進制為14H）。 10．已知當前數(shù)據(jù)段位于存儲器的B4000H到C3FFFH范圍內(nèi)，則段寄存器DS的內(nèi)容為多少？答：段寄存器DS的內(nèi)容為B4000H。 11．8086系統(tǒng)中為什么一定要有地址鎖存器？需要鎖存哪些信息？ 答：由于8086CPU受芯片封裝的限制，只有40個管腳，所以地址線和數(shù)據(jù)線只能采用復用的方式共同使用某些管腳。對存儲器進行訪問時，在讀取數(shù)據(jù)或?qū)懭霐?shù)據(jù)時，存儲器芯片要求在這個過程中地址信息必須穩(wěn)定提供給存儲器，而由于8086CPU地址線和數(shù)據(jù)線是復用的，就不可能在同一時刻具有地址和數(shù)據(jù)的兩種功能。這就需要在CPU提供地址信息時，將地址鎖存起來，以保證下一個時刻當這些復用的管腳起著數(shù)據(jù)線的功能時，存儲器有正確的地址信息。要鎖存的信息包括這些復用管腳的地址和BHE等信號。 12．8086讀/寫總線周期各包括最少幾個時鐘周期？什么情況下需要插入等待周期TW？插入多少個TW取決于什么因素？答：8086讀/寫總線周期各包括最少四個時鐘周期。在系統(tǒng)中增加等待周期TW的一般情況是：當CPU提供了地址后，由于外設或存儲器的讀出或?qū)懭霑r間較慢，不能與CPU的速度匹配，就需要插入等待周期TW，等待CPU能從外設或存儲器將數(shù)據(jù)正確地讀出或?qū)懭霝橹?。顯然，插入的等待周期TW的個數(shù)取決于外設或存儲器的取出或?qū)懭霑r間。 13．若已知當前（DS）=7F06H，在偏移地址為0075H開始的存儲器中連續(xù)存放6個字節(jié)的數(shù)據(jù)，分別為11H，22H，33H，44H，55H和66H，請指出這些數(shù)據(jù)在存儲器中的物理地址，如果要從存儲器中讀出這些數(shù)據(jù)，需要設備部幾次存儲器？各讀出哪些數(shù)據(jù)？ 答：物理地址：７F０６H１０H＋００７５H＝７F０DSH，故從7F0DSH起６個地址數(shù)據(jù)在存儲器中的地址。最少要訪問四次：第一次：１１。第二次：３３，２２。第三次：５５，４４。第四次：６６。 １４：某程序在當前數(shù)據(jù)段中存有兩個數(shù)據(jù)字０ABCDH和1234H，它們對應的物理地址分別為3FF85H和40AFEH，若已知當前（DS）=3FB0H，請說明這兩個數(shù)據(jù)的偏移地址，并用圖說明它們在存儲器中的存放格式。 答：偏移地址為：0485H和0FFEH。 第三章8086的指令系統(tǒng) 1：MOV AX,[SI] 寄存器尋址 寄存器間接尋址 2：MOV DI,100寄存器尋址 立即尋址 3：MOV [BX],AL 寄存器間接 寄存器 4：MOV [BX][SI],CX 基址+變址 寄存器 5：ADD DX,106H[SI]變址 寄存器 6：PUSH AX 寄存器 7：ADD DS:[BP],AX 8:OR AX,DX 寄存器 2：設寄存器DS=2000H，SS=1500H，ES=3200H，SI＝０A０H，BX＝１００H，BP＝１０H，數(shù)據(jù)段中變量VAL的偏移地址為50H，試指出下列各條指令中源操作數(shù)的尋址方式是什么？對于存儲器操作數(shù)，其物理地址是多少？ （1） MOV AX,[100H]直接尋址：20100H （2） MOV CX,ES:[BX] 寄存器尋址 （3） MOV DX,[BX][SI]基址+變址：200F0h （4） MOV AX,VAL[SI]變址尋址：200F0h （5） MOV BX,1234[BX]基址尋址：205D2H （6） MOV AX,[BP]寄存器尋址：15010H 3．答案 (3)OUT 3EBH,AX 改 (4)MUL AL,CL 改MUL CL MOV DX,3EBH 6)ROL DX,5改MOV CL,5 OUT DX,AX ROL DX,CL (5)MUL AX,25改 (8)POP FR 改POPF MOV BX,25 (9)MOV 234H,BX改MOV BX,234H (10)INC [SI]改INC BYTE PTR [SI] (11)ADD [BX],456H改ADD WORD PTR [BX],456H (12)INT O錯 (13)DIV AX ,BX改DIV BX (14)DEC [BP]改DEC WORD PTR [BP] (15)XLAT BX 錯 (16)ADD CX+1改ADD CX,1或INC CX (17)DAA AX 改DAA 4：帶符號數(shù)-86所表示的二進制：10101010B 執(zhí)行MOV DL,2AH 和SHR DL,1兩條指令后：DL=00010101 CF=0 可將AX寄存器中D0,D5,D8和D11位求反，其余位不變的指令：XOR AX,0921H 某存儲單元物理地址為3B4FH，其段地址和偏移地址可選：3B40H和00FEH 兩個8位二進制數(shù)00110101及10110110做“異或”操作后，寄存器FR的下面3個狀態(tài)標志分別是：PF=0 SF=1 ZF=0 寄存器寫指令時，如MOV [SI],AX,則CPU的外部管腳狀態(tài)：WR=0 RD=1 M\IO=1 5:已知，DS=2000H BX=100H SI=02H 從物理地址20100H單元開始，依次存放數(shù)據(jù)12H 34H 56H 78H ,而從物理地址21200h單元開始，依次存放數(shù)據(jù)2AH,4CH.8BH,98H.試說明下列各條指令單獨執(zhí)行后AX寄存器的內(nèi)容。 （1）MOV AX,3600H 3600H （2）MOV AX,[1200H] 4C2AH （3）MOV AX,BX 0100H （4）MOV AX,[BX] 3412H （5）MOV AX,1100H[BX] 4C2AH （6）MOV AX,[BX][SI] 7856H 6.設堆棧指針SP的初值為2400H,(AX)=4000H,(BX)=3600H.問： （1）執(zhí)行指令“PUSH AX”后，SP=? 23FEH (2)再執(zhí)行“PUSH AX”和”POP AX”后，(SP)=?(AX)=?(BX)=? SP=23FEH AX=3600H BX=3600H 7. (1)MOV DX,2000H MOV BX,1000H XHGH BX,DX BX=2000H,DX=1000H (2)MOV AX,1234H PUSH AX POP BX AX=1234H,BX=1234H (3)LEA DX,[2000H] MOV BX,DX BX=2000H (4)MOV AL,08 ADD AL,08 AAA AX=0106 (5)MOV AL,48H ADD AL,39H DAA (AL)=87H (6)AND AL,AL MOV AL,80 ADC AL,AL (AL)=0A0H (7)MOV DX,OFFFH NEG DX (DX)=0001H (8)MOV BL,OB8H ROR BL,1 BL=5CH,CF=0 (9)SUB AX,AX AND DX,DX DX=0 (10)MOV CL,3 MOV AH,42H SHR AH,XL AH=08H,CF0 (11)MOV AX,34EBH MOV CL,5FH DIV CL CF=8FH (12)MOV AL,08H MOV BL,09 MUL BL AAM AX=0702H (13)MOV BL,9 MOV AX,0702H ADD DIV BL, AX=0008H (14)MOV AL98H CBW BX=0FF98H (15)MOV AH,2 MOV DL,`W` INT 21H 結果=執(zhí)行DOS的2號功能調(diào)用，在屏幕上顯示字母W 第五章 存儲器原理與接口 1．按存儲器在計算機中的作用，存儲器可分為哪向類？簡述其特點。 答：存儲器分：主存儲器（內(nèi)存），輔助存儲器（外存），高壓緩沖存儲器。主存儲器用來存放活動的程序和數(shù)據(jù)，其速度高，容量較少、每位價格高。 輔助存儲器用于存放當前不活躍的程序和數(shù)據(jù)，其速度慢、容量大、每位價格低。緩沖存儲器在兩個不同工作速度的部件之間起緩沖作用。 2．什么是RAM和ROM？ RAM和ROM各有什么特點？ 答：RAM是隨機存儲器，指計算機可以隨機地、個別地對各個存儲單元進行訪問，訪問所需時間基本固定，與存儲單元的地址無關。ROM是只讀存儲器，對其內(nèi)容只能讀，不能寫入。與RAM相比，其信息具有非易失性，即掉電后，ROM中的信息仍會保留。 3．什么是多層次存儲結構？它有什么作用？ 答：存儲器的性能是計算機性能的最主要指標之一，其目標是大容量、高速度和低成本，因此應該在系統(tǒng)結構的設計上揚長避短，采用多層存儲結構構成一個較為合理的存儲系統(tǒng)。多層存儲結構是一個金字塔的結構，距塔尖（即CPU）越近速度越快，容量越小，單位價格也較貴；反之速度較慢，容量較大，單位價格也較便宜。其作用是獲得最佳性價比。 5．主存儲器的主要技術指標有哪些？答：主存儲器的主要技術指標有主存容量、存儲器存取時間、存儲周期和可靠性。 7．若用1K1位的RAM芯片組成16K8位的存儲器，需要多少片芯片？在CPU的地址線中有多少位參與片內(nèi)尋址？多少位用做芯片組選擇信號？ 答：要128片。A1～A9共10位參與片內(nèi)尋址，其余可用于片選信號。 8．在8086系統(tǒng)中，若要從存儲器奇地址體中讀1個字節(jié)數(shù)據(jù)，列出存儲器有關的控制信號和它們的有效邏輯電平信號。答：RD=0 WD=1 CS=0 MIO=1 BHE=0 第六章微型計算機的輸入輸出 1．CPU與外部設備通信為什么使用接口？ 答：存儲器與CPU交換信息時，它們在數(shù)據(jù)格式、存取速度等方面基本上是匹配的，，也就是說，CPU要從存儲器讀入指令、數(shù)據(jù)或向存儲器寫入新的結果和數(shù)據(jù)，只要一條存儲器訪問就可以完成；在硬件連接方面，只需芯片與芯片之間的管腳直接連接。但CPU要與外部設備通信至少有兩方面的困難：第一，CPU的運行速度要比外設的處理速度高得多，通常簡單地用一條輸入輸出的指令是無法完成CPU與外設之間的信息交換的；第二，外設的數(shù)據(jù)線和控制線也不可能與CPU直接連接。 CPU與外設通信具有如下特點：需要接口作為CPU與外設通信的橋梁。需要有數(shù)據(jù)傳送之前的“聯(lián)絡”。要傳遞的信息有三方面內(nèi)容：狀態(tài)、數(shù)據(jù)和控制信息。CPU與外設通信必須借助于必要的電路來實現(xiàn)，這樣的電路稱為接口或I/O接口。 １．什么是接口？為什么需要接口？接口有哪些作用？ 答：而介于主機和外設之間用于完成某些控制功能、速度匹配、信號轉(zhuǎn)換的一種緩沖電路稱為I/O接口電路，簡稱I/O接口(Interface)。 I/O接口在CPU與外設之間建立一個緩沖區(qū)，解決CPU與外設之間在數(shù)據(jù)形式、數(shù)據(jù)的傳遞方式以及傳遞速率上存在很大差異的矛盾。 接口作用主要包括信號暫存、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換、傳送路徑的切換控制和狀態(tài)信號的交換、通訊控制、設備動作、定時控制、中斷管理及錯誤檢測等功能。 .答：CPU和外設之間的信息交換存在以下一些問題：速度不匹配；信號電平不匹配；信號格式不匹配；時序不匹配。 I/O接口電路是專門為解決CPU與外設之間的不匹配、不能協(xié)調(diào)工作而設置的，處于總線和外設之間，一般應具有以下基本功能：⑴設置數(shù)據(jù)緩沖以解決兩者速度差異所帶來的不協(xié)調(diào)問題；⑵設置信號電平轉(zhuǎn)換電路，如可采用MC1488、MC1489、MAX232、MZX233芯片來實現(xiàn)電平轉(zhuǎn)換。⑶設置信息轉(zhuǎn)換邏輯，如模擬量必須經(jīng) A/D變換成數(shù)字量后，才能送到計算機去處理，而計算機送出的數(shù)字信號也必須經(jīng)D/A變成模擬信號后，才能驅(qū)動某些外設工作。 ⑷設置時序控制電路；⑸提供地址譯碼電路。 2.I/O接口有什么用途？ 1）進行地址譯碼或設備選擇，以便使CPU能與某一指令的外部設備通信。 2）狀態(tài)信息的應答，以協(xié)調(diào)數(shù)據(jù)傳送之前的準備工作。 3）進行中斷管理，提供中斷信號。 4）進行數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換，如正負邏輯的轉(zhuǎn)換、串行與并行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換等。 5）進行電平轉(zhuǎn)換，如TTL電平與MOS電平間的轉(zhuǎn)換。 6）協(xié)調(diào)速度，如采用鎖存、緩沖、驅(qū)動等。 7）時序控制，提供實時時鐘信號。 3.I/O端口有哪兩種尋址方式？各有何優(yōu)缼點？ 答：存儲器的映像I/O尋址 和?。桑嫌诚竦模桑蠈ぶ? 存儲器映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點 n 優(yōu)點：由于I/O和存儲器在地址上沒有區(qū)別，在程序設計時可以使用豐富的指令對端口進行操作，甚至包括對端口數(shù)據(jù)的運算。 n 缺點： I/O端口需要占用部分處理器的地址空間。 u 由于存儲器和I/O端口地址在形式上沒有區(qū)別，相對增加了程序設計和閱讀的難度。 I/O映射的I/O尋址方式優(yōu)缺點 優(yōu)點：程序閱讀方便，使用IN或OUT指令就一定是對外設的通信； u 由于I/O端口有自己的地址，使系統(tǒng)存儲器地址范圍擴大，適合大系統(tǒng)使用。缺點：指令少，編程相對靈活性減少； u 硬件上需要I/O端口的譯碼芯片，增加了硬件開支 5.微機系統(tǒng)的輸入輸出指什么？輸入輸出有什么不同？ 常用的打印機有：擊打式、噴墨式和激光打印機。 輸入與輸出的不同 輸入是指從被控設備到計算機的物理信號的傳輸和變換通道，其主要實現(xiàn)被控設備和計算機之間原始參數(shù)和信號的變換。 輸出是指從計算機到被控設備的控制信號和參數(shù)的傳輸通道，其與輸入一樣都有模擬與數(shù)字之分，都是用以實現(xiàn)數(shù)據(jù)采集現(xiàn)場與計算機的連接 6.輸入輸出有哪幾種方式？各有何優(yōu)缼點？ 答：兩種方式：程序控制方式和直接存儲器存取方式（DMA方式） 優(yōu)缼點：程序控制方式：速度慢，但程序簡單。 DMA：速度快，但程序復雜。 7.在輸入輸出的電路中，為什么常常要用鎖存器和緩沖器？ 因為I/O速度非?？?，利用鎖存器和緩存器解決同步問題 9．8086CPU在執(zhí)行輸入輸出指令時，CPU有哪些控制管腳的作用，什么樣的電平有效？答：RD WD CS MI0 BHE 除了BHE高電平有效，其它均低電平有效。 10.8086CPU分配的端口地址有何限制？為什么？ 8086CPU與外設交換數(shù)據(jù)可按字節(jié)進行。當按字節(jié)進行時，偶地址端品的字節(jié)數(shù)據(jù)由低8位數(shù)據(jù)線D7~D0位傳輸，奇地址端口的字節(jié)數(shù)據(jù)由高8位數(shù)據(jù)線D15~D8傳輸。當用戶在安排外設的端口地址時，如果外設是以8位方式與CPU連接，就只能將其數(shù)據(jù)線與CPU的低8位連接，或者只能與CPU的高8位方式連接。這樣，同一臺外設的所有寄存器端口地址都只能是偶地址或者奇地址，所以設備的端口地址往往是不連續(xù)的。 例：設計一ROM擴展電路，容量為32K字，地址從00000H開始。EPROM芯片取27256 解： a、確定芯片個數(shù) 32K16=64K 8 64 K 8/(32 K8)=2(片) 例: 設計一RAM擴展電路，容量為32K字，地址從10000H開始。芯片采用62256 解： n a、計算所需要的芯片個數(shù) 32K16=64K 8 64 K 8/(32 K8)=2(片) 10 / 10