微机原理习题解答5.docx

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微机原理习题解答5

习题一

１．冯．诺依曼计算机由哪几个部分组成？

各部分的功能是什么？

答：

冯．诺依曼在1946年提出了“存储程序”的计算机设计方案，计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备几个部分组成。

输入设备用来向计算机输入程序和原始数据；输出设备用来输出计算机的处理结果及程序；存储器用来存放程序和数据；运算器是对数据进行运算的部件，其主要功能是对二进制数据进行算术运算（加、减、乘、除）和逻辑运算（与、或、非、移位），故又称为算术逻辑单元；控制器是整个计算机的控制中心，其功能是控制计算机各个部件自动协调工作。

２．计算机的发展经历了哪几个时代？

计算机有哪些方面的应用？

答：

第一代（1946年～1958年）：

电子管计算机；第二代（1959年～1964年）：

晶体管计算机；第三代（1965年～1970年）：

集成电路（IC）计算机；第四代（1971年以后）：

大规模/超大规模集成电路（LSIC/VLSIC）计算机。

计算机应用主要有：

1.科学计算；2.数据处理；3.实时控制；4.计算机辅助系统；5.人工智能；6.远程教育；7.电子商务等。

３．微型计算机系统主要由哪些部分组成？

各部分的主要功能是什么？

答：

微型计算机系统主要由:

微处理器、主存储器、输入/输出接口、输入/输出设备、系统总线等部分组成。

各部分的主要功能是：

1.微处理器：

它是微型计算机的核心部件，由运算器、控制器、寄存器等组成其主要功能是通过对指令的译码，产生微操作以控制计算机各个部件自动协调工作。

2.主存储器：

是微型计算机的重要组成部分之一，用于存储指令和数据。

3.输入/输出接口：

简称I/O接口，是微机与I/O设备进行信息传递的桥梁，即微机通过I/O接口与输入/输出设备进行信息交换。

4.输入/输出设备：

简称为I/O设备，人们通过I/O设备与微机进行信息交流。

5.系统总线（systembus）：

是用来连接微处理器与其他部件的一束信号线，通过系统总线架起了微处理器与其他部件之间进行信息传递的通道。

４．什么是微型计算机的系统总线？

简要说明微处理器三总线的作用。

答：

系统总线是用来连接微处理器与其他部件的一束信号线，根据所传递的信息不同，可以将系统总线分为：

地址总线（AB）,用于传送存储器或I/O接口的地址；数据总线（DB），用于微处理器与其他部件的信息传递；控制总线（CB），用于传送各类控制信号，使外设和其它的部件在微处理器的控制下完成控制操作。

５．解释下面术语的含义。

（1）微处理器、微型计算机、微型计算机系统

答：

微处理器：

它是微型计算机的核心部件，由运算器、控制器、寄存器等组成；

微型计算机：

体积小、重量轻，采用超大规模集成电路VLSIC，器件数量少，便于携带（笔记本），规模化生产、产量大、价格低廉、普及面大，结构配置灵活、可靠性高；

微型计算机系统：

由微型计算机构成的计算机系统。

（2）字节、字、字长

答：

字节：

是计算机中比较通用的基本单位，一个字节由8位二进制数位组成。

字：

是计算机内部处理数据的基本单位。

字长：

是是指机器一次所能处理的数据位数。

（3）主存、内存、高速缓冲存储器

答：

主存：

是微型计算机的重要组成部分之一，按读写性能可以分为随机存储器（简

RAM）和只读存储器（简称ROM）。

内存：

通常说内存容量，指的是随机存储器，并不包括只读存储器。

高速缓冲存储器：

在慢速的DRAM和快速CPU之间插入一速度较快、容量较小的SRAM，起到缓冲作用，使CPU可以以较快速度存取SRAM中的数据。

（4）RAM、ROM

答：

RAM：

随机存储器；ROM；只读存储器。

（5）硬件、软件

答：

硬件：

组成计算机的物理实体；软件：

操作计算机运行的程序。

习题二

１．数制转换

（1）12=（1100）B=（0C）H

（2）（0F89）H=（111110001001）B=（3977）D

（3）（67.75）D=（1000011.11）B=（43.C）H

（4）96.25=（1100000.01）B=（60.4）H

（5）10111011B=（187）D=（0BB）H

（6）（000110000010.0101）B=（386.3125）D=（182.5）H

２．写出下列二进制数的原码、反码和补码。

（1）+1111000B[X]原＝01111000[X]反＝01111000[X]补＝01111000

（2）-1000000B[X]原＝11000000[X]反＝10111111[X]补＝11000000

（3）-0000001B[X]原＝10000001[X]反＝11111110[X]补＝11111111

（4）-0101100B[X]原＝10101100[X]反＝11010011[X]补＝11010100

３．求下列数的补码（用一个字节表示），如果用一个字表示结果如何？

（1）-9[X]补＝11110111（字节）[X]补＝111111*********1（字）

（2）23[X]补＝00010111（字节）[X]补＝0000000000010111（字）

（3）-65[X]补＝10111111（字节）[X]补＝111111*********1（字）

（4）-128[X]补＝10000000（字节）[X]补＝1111111110000000（字）

４．已知[X]补，求X的真值。

（1）[X]补＝01111111BX＝＋127

（2）[X]补＝10000001BX＝－127

（3）[X]补＝10000000BX＝－128

（4）[X]补＝01111000BX＝＋120

５．试将二进制数10000100B和00001110B相加，试说明不管把这两个数看作是无符号数还是有符号数，结果都正确（看作有符号数时采用补码表示）。

答：

当作为无符号数相加时和为146，小于255结果正确，

当作为有符号数，正数和负数相加，结果不会溢出。

６．将有符号数10000100B和11100110B相加，判断结果是否溢出，为什么？

答：

用进位位法判别溢出：

CY＝1，CD＝0，OF＝CY⊕CD＝1，

产生溢出。

因为两负数相加，其和大于－128，超出了表示的范围。

７．数值型数据，在加减运算中为什么采用补码表示？

答：

对数值型数据，有正数也有负数，采用补码表示时，可以将符号和数值位一起进行编码，并可将减运算转化成加运算。

８．完成下列8421BCD码与其它数制/码制的转换。

（1）（10010011）BCD=（93）D=（01011101）B

（2）（10000010.0101）BCD=（82.5）D=（01010010.1）B

（3）（001101110110.0111）BCD=（376.7）D=（101111000.1011001）B

（4）（11010001）B=（001000001001）BCD

（5）（000110000010.0101）B=（001110000110.0011000100100101）BCD

（6）（58.5）D==（111010.1）B=（01011000.0101）BCD

９．计算下列BCD码的和，并按规则进行十进制调整。

（1）98＋87

（2）48＋68（3）59＋84（4）456＋989

答:

（1）98＋87＝185

个位相加和大于9，加6调整，

十位相加和产生进位，加60H调整

结果为：

185

答：

（2）48＋68＝116

个位相加产生进位加6调整

十位相加和大于9加60H调整

结果为：

116

答：

（3）59＋84＝143

个位相加和大于9，加6调整

十位相加和大于9，加60H调整

结果为：

143

答（4）：

456＋989＝1445

个位、十位、百位相加和均大于9

个位、十位、百位均加加6调整

结果为：

1445

10．A～Z、a～z、0～9的ASCII码分别是什么？

空格、回车、换行、$、?

、+、-的ASCII码是什么?

答：

ASCII码用16进制表示

A～Z的ASCII码为：

41H－5AH；

a～z的ASCII码为：

61H－7AH；

0～9的ASCII码为：

30H－39H；

空格的ASCII码为：

20H；

回车的ASCII码为：

0DH；

换行的ASCII码为：

0AH；

“$”的ASCII码为：

24H；

“？

”的ASCII码为：

3FH；

“＋”的ASCII码为：

2BH；

“－”的ASCII码为：

2DH。

11．什么是组合的BCD码?

什么是非组合的BCD码?

答：

组合的BCD码是用一个字节表示2位BCD码；

　　非组合的BCD码一个字节仅在低四位表示1位BCD码。

12．简述汉字的编码规则。

答：

GB2312国标字符集呈二维表，分成94行×94列，行号称为区号，列号称为位号。

每一个汉字或符号在码表中都有各自一个惟一的位置编码，该编码就是字符所在的区号（行号）及位号（列号）的二进制代码（7位区号在左、7位位号在右，共14位），也称为汉字的区位码。

因此，字符集中的任何一个图形、符号及汉字都用唯一的区位码表示。

为了不影响已经约定好的数据通信规程，将区位码的区号和位号都加32（即100000），变换成对应的国标码。

习题三

1．8086CPU由哪两部分组成？

他们的主要功能各是什么？

8086CPU与8088CPU的主要区别是什么？

答：

由指令部件EU和总线接口部件BIU组成。

EU功能：

EU只负责执行指令。

其中的算术逻辑单元（ALU）完成16位或8位的二进制运算，运算结果可通过内部总线送到通用寄存器组或BIU的内部寄存器中等待写入存储器。

16位暂存器用来暂存参加运算的操作数。

经ALU运算后的结果特征送入标志寄存器FR中保存；EU中的控制器负责从BIU的指令队列中取指令，并对指令进行译码，根据指令要求向EU内部各部件发出控制命令以完成各条指令的功能。

BIU功能：

总线接口单元BIU负责与存储器或I/O端口打交道，正常情况下，BIU通过地址加法器形成指令所在存储器中的物理地址后，启动存储器，从给定地址的存储器中取出指令代码送指令队列中等待执行，一旦指令队列中空出2个字节，BIU将自动进人读指令操作以填满指令队列。

只要收到EU送来的操作数地址，BIU将立即形成操作数的物理地址，完成读/写操作数或运算结果的功能。

答：

8086CPU与8088CPU的主要区别：

①8088BIU中指令队列长度仅有4个字节；

②8088BIU通过总线控制电路与外部交换数据的总线宽度是8位，总线控制电路与专用寄存器组之间的数据总线宽度也是8位，而EU内部总线仍是16位，所以把8088CPU称之为准16位微处理器。

2．8086内部的并行操作体现在哪里？

答：

EU执行指令时，不必访问存储器去取指令，而是直接从指令队列中取得指令代码，并分析执行它。

BIU通过地址加法器形成指令所在存储器中的物理地址后，启动存储器，从给定地址的存储器中取出指令代码送入指令队列中等待执行。

这两个过程是并行进行的。

3．8086CPU中有哪些寄存器？

各有什么用途？

答：

①通用寄存器组：

4个16位通用寄存器，AX、BX、CX、DX，称作通用数据寄存器。

可用来存放16位的数据或地址，另有隐含的专门用法；2个指针寄存器：

SP和BP。

它们均用来存放段内偏移地址；2个变址寄存器：

SI和DI。

这两个寄存器常用在字符串操作中，并分别用来存放源操作数的段内偏移量和目标操作数的段内偏移量。

②段寄存器组：

CS：

代码段寄存器，存放代码段的基地址，要执行的指令代码均存放在代码段中；

DS：

数据段寄存器，存放数据段的基地址，指令中所需操作数常存放于数据段中；

SS：

堆栈段寄存器，存放堆栈段的基地址，堆栈操作所需的数据存放于堆栈段中；

ES：

附加段寄存器，存放附加段的基地址，附加段也是用来存放存储器操作数的。

③标志寄存器FR：

表示运算的特征或控制CPU的操作。

④指令指针寄存器IP：

用来存放将要执行的下一条指令代码在代码段中的偏移地址，在程序运行过程中，BIU可修改IP中的内容，使它始终指向将要执行的下一条指令

4．标志寄存器FR中有哪些标志位？

它们的含义和作用是什么？

答：

标志寄存器FR

①进位标志位CF：

运算结果最高位若产生进位或借位，该标志置1，否则置0。

②奇偶标志位PF：

运算结果中1的个数为偶数，该标志置1，否则置0。

③辅助进位标志位AF：

加法/减运算中，若第3位有进/借位，AF＝1，否则AF＝1。

④零标志位ZF：

运算指令执行之后，若结果为0，则ZF＝1，否则ZF=0。

⑤符号标志位SF：

它和运算结果的最高位相同。

有符号运算时最高位表示符号，SF＝1为负，SF＝0为正。

⑥溢出标志OF：

若本次运算结果有溢出，则OF=1，否则OF=1。

⑦中断标志位IF：

该标志用于控制可屏蔽的硬件中断。

IF=0，可接受中断；IF=0中断被屏蔽，不能接受中断。

该标志可用指令置1或置0（复位）。

⑧方向标志位DF：

该标志位用于指定字符串处理指令的步进方向。

当DF=1时，字符串处理指令以递减方式由高地址向低地址方向进行；当DF=0时，字符串处理指令以递增方式，由低地址向高地址方向进行。

该标志可用指令置位或清零。

⑨单步标志位TF：

TF=1，表示控制CPU进人单步工作方式，此时，CPU每执行完一条指令就自动产生一次内部中断。

单步中断用于程序调试过程中。

5．为达到下述目的，各应判定哪个标志位并说明其状态。

（1）两数相减后比较大小；

答：

无符号数A－B，判CF。

A≥B时CF＝0；A≤B时CF＝1。

有符号数A－B，判SF和OF。

A≥B时SF⊕OF＝0；A＜B时：

SF⊕OF＝1。

（2）比较两数是否相等；

答：

判ZF。

当A＝B时，ZF＝1。

（3）两数运算后是正数还是负数？

答：

对有符号数，判SF。

当SF＝1时，结果为负数；当SF＝0时，结果为正数。

（4）两数相加后是否产生溢出？

答：

对有符号数，判OF。

当OF＝1时，结果产生溢出；当OF＝0，结果无溢出。

6．什么是逻辑地址？

它由哪两部分组成？

答：

在8086系统中，16位的地址称为逻辑地址。

包括了段内“偏移地址”和“段基址”。

7．8086系统的存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系？

答：

物理地址为20位，是由“段基址”和“偏移地址”组成，其关系为：

物理地址＝段基址×16＋偏移地址

8．“最小模式”和“最大模式”系统的主要区别是什么？

各有什么主要特点？

答：

最小模式是指单机系统，即系统中只有8086/8088一个微处理器。

在这种系统中，8086/8088CPU直接产生所有的总统控制信号。

最大模式系统中包含有两个或多个处理器，可构成多机系统，其中一个为主处理器8086/8088CPU。

其它处理器称为协处理器，它们是协助主处理器进行工作的。

在最大模式系统中，系统所需控制信号由总线控制器8288提供。

两种模式的最主要区别体现在8086CPU的部分管脚（24~31引脚）具有不同的功能。

9．8086系统中存储器为什么要分段？

各逻辑段之间的关系如何？

答：

8086／8088系统中，可寻址的存储器空间达1M字节，要对整个存储器空间寻址，需要20位长的地址码，而CPU内部可以提供地址的寄存器及算术逻辑运算单元都是16位，其寻址范围为64K字节（16位地址）。

因此在8086／8088系统中，把整个存储空间分成许多逻辑段，这些逻辑段容量不能超过64K字节。

对任何一个存储单元，只要能得到它所在段的首地址和段内的相对地址（16位），就可对它进行访问。

逻辑段的首地址可在整个存储空间内进行设置，各个逻辑段之间可以紧密相连，也可以相互重叠（完全重叠或部分重叠）。

10．在8086CPU中堆栈操作是字操作还是字节操作？

已知SS=1050H，SP=0006H，AX=1234。

若执行对AX的压栈操作后，则AX中的数据存放在何处？

SP为什么值？

答：

堆栈操作是字操作。

对AX压栈后，AX中的数据在10504H，10505H单元中，其中（10504H）＝34H，（10505H）＝12H，SP＝0004H。

11．已知当前数据段位于存储器的A1000H到B0FFFH范围内，DS段寄存器的内容是多少？

答：

DS＝A100H，为数据段的“段基址”。

12．若CS=234EH时，已知某一存储单元的物理地址为25432H。

问若CS的内容被指定成1A31H时，该存储单元的物理地址应为什么？

答：

因为存储单元的物理地址是唯一的，当CS内容改变后，并不影响该存储单元的物理地址，故仍为：

25432H。

13．在8086系统中为什么用地址锁存器？

答：

因8086CPU的引脚采用了分时复用的地址/数据和地址/状态总线，为保证形成稳定的系统地址总线，故需采用地址锁存器以产生系统地址总线。

14．8086CPU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等待周期？

应插入多少个TW，取决于什么因素？

什么情况下会出现空闲状态TI?

答：

读写总线周期最少各包含了四个时钟周期，如果配合工作的存储器或I/O端口由于本身速度或其它原因来不及在T3时钟周期送出所需信息，则插入TW。

否则不需插入等待周期TW。

在T3周期结束后可立即进入T4周期；

当检测到READY引脚为低电平，则在T3周期结后不进入T4周期，而应插入一个TW周期。

以后在每一个TW周期的上升沿都

要检测READY引脚电平，只有检则到

READY为高电平时，才在这个TW周期

后进入T4周期。

当BIU不访问存储器和外设时，总

线时序出现空闲状态TI

15.某程序数据段中存有两个数据字

1234H和5A6BH，若已知DS=5AA0H，它们

的偏移地址分别为245AH和3245H，试画

出它们在储存器中的存放情况。

答：

它们在储存器中的存放情况见图:

16．80286CPU的结构中比8086CPU增加的部分有哪些？

其主要用途是什么？

答：

8086CPU内部有BIU和EU两个独立部件并行工作，而80286CPU内部有4个部件BU（总线单元）、IU（指令单元）、EU（执行单元）和AU（地址单元）并行工作，提高了吞吐量，加快了处理速度。

其中IU是增加的部分，该单元取出BU的预取代码队列中的指令进行译码并放入已被译码的指令队列中，这就加快了指令的执行过程。

习题四

1．8086语言指令的寻址方式有哪几类？

用哪一种寻址方式的指令执行速度最快？

答：

数据操作数的寻址方式有七种，分别为：

立即寻址，寄存器寻址，直接寻址，寄存器间接寻址，寄存器相对基址变址和相对基址变址寻址。

其中寄存器寻址的指令执行速度最快。

2．若DS＝6000H，SS＝5000H，ES＝4000H，SI＝0100H，BX＝0300H，BP＝0400H，D＝1200H，数据段中变量名NUM的偏移地址为0050H，试指出下列源操作数的寻址方式和物理地址是多少？

（1）MOVAX，［64H］　答：

寻址方式为直接寻址；PA＝60064H　

（2）MOVAX，NUM答：

寻址方式为直接寻址；PA＝60005H

（3）MOVAX，［SI］答：

寻址方式为寄存器间接寻址；PA＝60100H

（4）MOVAX，［BX］答：

寻址方式为寄存器间接寻址；PA＝60300H

（5）MOVAX，［BP］答：

寻址方式为寄存器间接寻址；PA＝50400H

（6）MOVAL，［DI］答：

寻址方式为寄存器间接寻址；PA＝61200H

（7）MOVAL，［BX＋1110H］答：

寻址方式为寄存器相对寻址；PA＝61410H

（8）MOVAX，NUM［BX］答：

寻址方式为寄存器相对寻址；PA＝60305H

（9）MOVAX，［BX＋SI］答：

寻址方式为基址变址寻址；PA＝60400H

（10）MOVAX，NUM［BX］［DI］答：

寻址方式为相对基址变址寻址；PA=61505H

3．设BX＝637DH，SI＝2A9BH,位移量为C237H，试确定由这些寄存器和下列寻址方式产生的有效地址。

（1）直接寻址答：

有效地址为EA＝C237H

（2）用BX的寄存器间接寻址答：

有效地址为EA＝637DH

（3）用BX的相对寄存器间接寻址答：

有效地址为EA＝125B4H

（4）基址加变址寻址答：

有效地址为EA＝8E18H

（5）相对基址变址寻址答：

有效地址为EA＝1504FH

其中，（3）和（5）中产生进位，要把最高位1舍去。

4．指出下列指令是否正确，若不正确情说明原因。

（1）MOVDS,2010H；立即数不能传送到DS

（2）PUSHAL；栈操作，操作数类型必须为WORD类型

（3）MOVDX，[SP]；SP寄存器不能做间址寄存器

（4）INAL，0A00H；I/O指令的直接寻址，地址只能为8位

（5）XCHGCL，CH；正确

（6）SHRAX，3；移位超过一位时，应采用CL寄存器间址

（7）AAACX；非组合的BCD码加法调整AAA指令应为隐含操作数

（8）ADD[BP+DI]；加法指令ADD，缺少源操作数

（9）OUTDX，CL；I/O指令操作数只能用AX、AL提供，端口地址可以是8位的

直接地址或用DX间址

（10）CBWBH；符号扩展指令为隐含操作数

（11）ADD03ECH；加法指令应为双操作数指令，立即数不能做目的操作数

（12）MOVBX，[SI+DI]；源操作数形式错误，SI和DI不能同时做为间址寄存器

（13）MOVDI，[AX]；AX不能做为间址寄存器

（14）OUT258H，BX；I/O指令格式错误，见（9）题的解释

（15）SHLAX，3；移位指令，位移位数大于1时，应用CL来指明

（16）MOV64H，AL　　　；立即数不能做为目的操作数　

（17）ADDAL，6600H　　；源、目的操作数的类型不一致

（18）MOV［BX］，［SI］　　；传送指令中，两个操作数不能同时为存储器操作数

（19）XCHGAX，8800H　　　　；交换指令的操作数不能使用立即数

（20）MOVAX，［BX＋DX］；传送指令的源操作数，不能使用立即数

（21）LEABX，1000H

；有效地址传送指令的源操作数不能为立即数，必须是存储器操作数

（22）DIV0010H；正确

（23）LEADX，DI；同（21）题，源操作数不能为寄存器操作数

（24）MULAX，200H；乘法指令的目的操作数是隐含的，不能出现在指令中

（25）MOVAX，[BX+BP]

；传送指令中源操作数格式错，BX和BP不能同时为间址寄存器

（26）CMP[BX]，[SI]；比较指令的两个操作数不能同时为存储器操作数

（27）OUTDX，BX；I/O指令中，源操作数只能使用AL或AX寄存器

（28）ANDOFH，AL；“与”指令中，目的操作数不能使用立即数

（29）SAL[BX]，CX；移位指令，移位位移不能用CX寄存器指明

（30）JMPFAR[BX+SI]；转移指令中转移的目标地址表达方式错误

；如果是段内间接转移，应为：

JMPWORDPTR［BX+SI］

；如果是段间间接转