微机组成原理习题集带答案七Word文档格式.docx
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30、在CPU中跟踪指令后继地址的寄存器是PC。
31、EPROM是指光擦除可编程的只读存储器。
EPROM(ErasableProgrammableRead-OnlyMemory,可擦除可编程ROM)芯片可重复擦除和写入,解决了PROM芯片只能写入一次的弊端。
EPROM芯片有一个很明显的特征,在其正面的陶瓷封装上,开有一个玻璃窗口,透过该窗口,可以看到其内部的集成电路,紫外线透过该孔照射内部芯片就可以擦除其内的数据,完成芯片擦除的操作要用到EPROM擦除器。
EPROM内资料的写入要用专用的编程器,并且往芯片中写内容时必须要加一定的编程电压(VPP=12—24V,随不同的芯片型号而定)。
EPROM的型号是以27开头的,如27C020(8*256K)是一片2MBits容量的EPROM芯片。
EPROM芯片在写入资料后,还要以不透光的贴纸或胶布把窗口封住,以免受到周围的紫外线照射而使资料受损。
EPROM芯片在空白状态时(用紫外光线擦除后),内部的每一个存储单元的数据都为1(高电平)。
33、CPU主要包括控制器、运算器(不含主存)。
36、存储器是计算机系统的记忆设备,主要用于存放程序和数据。
37、在计算机中,普遍采用的字符编码是ASCⅡ码。
39、设变址寄存器为X,形式地址为D,(X)表示寄存器X的内容,这种寻址方式的有效地址为EA=(X)+D。
41、微程序存放在控制存储器。
CPU内部有一个控制存储器,里面存放着各种程序指令对应的微程序段.当CPU执行一句程序指令里,会从控制存储器里取一段与该程序指令对应的微程序解释执行,从而完成该程序语句的功能.
45、存储单元是指存放一个机器字的所有存储元。
46、下列有关运算器的描述中,既做算术运算,又做逻辑运算是正确的。
指令周期
指令周期是执行一条指令所需要的时间,一般由若干个机器周期组成,是从取指令、分析指令到执行完所需的全部时间。
CPU从内存取出一条指令并执行这条指令的时间总和。
指令不同,所需的机器周期数也不同。
对于一些简单的的单字节指令,在取指令周期中,指令取出到指令寄存器后,立即译码执行,不再需要其它的机器周期。
对于一些比较复杂的指令,例如转移指令、乘法指令,则需要两个或者两个以上的机器周期。
从指令的执行速度看,单字节和双字节指令一般为单机器周期和双机器周期,三字节指令都是双机器周期,只有乘、除指令占用4个机器周期。
因此在进行编程时,在完成相同工作的情况下,选用占用机器周期少的命令会提高程序的执行速率,尤其是在编写大型程序程序的时候,其效果更加明显!
47、寄存器间接寻址方式中,操作数处在主存单元。
50、指令周期是指CPU从主存取出一条指令加上执行这条指令的时间
55、在定点二进制运算器中,减法运算一般通过补码运算的二进制加法器来实现。
举例说明:
减法5-3相当于加法5+(-3)
被加数5的二进制代码为00000101
加数-3的二进制代码为10000011
-3的二进制反码为11111100
-3的二进制补码为11111101
即5-3相当于5+(-3)=00000101+11111101=00000010=2
其中最高位为0表示正数最高数为1表示负数,正数的补码为其本身,负数的补码为取反加1
由此可见减法相当于补码运算的二进制加法器
57、单地址指令中为了完成两个数的算术运算,除地址码指明的一个操作数外,另一个数常需采用隐含寻址方式。
58、用于对某个寄存器中操作数的寻址方式称为寄存器直接寻址。
59、运算器虽有许多部件组成,但核心部分是算术逻辑运算单元。
71、采用DMA方式传送数据时,每传送一个数据就要占用CPU一个存储周期的时间。
73、中断响应时,保存PC并更新PC的内容,主要是为了能进入中断处理程字并能正确返回原程序。
79、在计算机硬件系统中,在指令的操作数字段中所表示的内存地址被称为形式地址。
81、Cache是为提高存储系统的速度。
82、计算机中,执行部件根据控制部件的命令所作的不可再分的操作称为微命令。
83、对组合逻辑的控制器,指令不同的执行步骤是用节拍发生器给出的
85、指令的寻址方式有顺序和跳跃两种方式,采用跳跃寻址方式,可以实现程序的条件转移或无条件转移。
95、PROM是指可编程的只读存储器。
二、填空题
2、DMA方式中,周期窃取是指窃取一个存储周期。
3、计算机系统总线根据传送的信息不同,可分为地址总线,控制总线,数据总线。
5、指令格式通常由操作码字段和地址码字段组成。
6、动态半导体存储器的刷新一般有集中刷新、分散刷新、异步刷新三种方式,之所以要刷新是因为动态存储器依靠电容电荷存储信息,时间一长,电荷可能泄放。
10、主存和Cache的地址映射方法有很多,常用的有全相联映射、直接相联映射和组相联映射三种,其中灵活性最强的是全相联映射,成本最高的是全相联映射。
12、Cache中数据块常用的替换算法有先进先出(FIFO)和最近最少使用(LRU)两种。
13、按照总线仲裁电路的位置不同,可分为集中式仲裁和分布式仲裁。
14、寄存器直接寻址操作数在寄存器中;
寄存器间接寻址操作数在主存中。
17、RISC的中文含义是精简指令集计算机,CISC的中文含义是复杂指令系统计算机。
RISC(reducedinstructionsetcomputer,精简指令集计算机)
CISC(ComplexInstructionSetComputer,复杂指令系统计算机)
18、计算机软件一般分为两大类:
一类叫系统软件,另一类叫应用软件,操作系统属于系统软件类。
19、目前主流的CPU包括运算器、控制器和Cache.
20、主存储器容量通常以KB表示,其中K=2的10次方;
硬盘容量通常以GB表示,其中G=2的30次方。
21、存储器和CPU连接时,要完成地址线的连接;
数据线的连接和控制线的连接,方能正常工作。
23、常见的集中式总线控制方式有链式查询、计数器定时查询和独立请求三种,其中链式查询对电路故障最敏感。
25、存储器的技术指标有存储容量和存取时间。
27、一个定点数由符号位和数值域两部分组成。
29、运算器的两个主要功能是:
算术运算,逻辑运算。
30、完整的计算机系统包括硬件,软件;
在计算机中用二进制的理由是便于实现。
31、直接内存访问(DMA)方式中,DMA控制器从CPU完全接管对总线的控制,数据交换不经过CPU,而直接在内存和I/O设备之间进行。
32、外围设备主要可以分为输入设备和输出设备。
外围设备
计算机系统中除主机外的其他设备。
包括输入和输出设备、外存储器、模数转换器、数模转换器、外围处理机等。
是计算机与外界进行通信的工具。
—例如打印机、磁盘驱动器或键盘。
33、CPU能直接访问cache和主存,但不能直接访问磁盘和光盘。
35、为了解决多个主设备同时竞争总线控制权,必须具有总线仲裁部件部件。
36、在计算机系统中,多个系统部件之间信息传送的公共通路称为总线。
就其所传送信息的性质而言,在公共通路上传送的信息包括数据、地址、控制信息。
37、指令操作码字段表征指令的操作特性与功能,而地址码字段指示参与操作的操作数的地址。
38、CPU中,保存当前正在执行的指令的寄存器为指令寄存器IR,保存当前正在执行的指令的地址的寄存器为程序计数器PC,保存CPU访存地址的寄存器为内存地址寄存器MAR。
39、DMA技术的出现使得外围设备可以通过DMA控制器直接访问内存;
与此同时,CPU可以继续执行其它任务。
40、一个浮点数由尾数和阶码两部分组成。
微机组成原理练习试题带答案
第1章进制及码元
1、进制转换
129=81H=10000001B=201Q
298=12AH=100101010B=452Q
1000=3E8H=1111101000B=1750Q
5DH=1011101B=135Q=93D
3E8H=1111101000B=1750Q=1000D;
357Q=11101111B=0EFH=239D
2、进制计算
100101102FE3F7,-119FFF7,-3275947
3、数据表示范围:
一个字节的无符号数表示范围为0~255,有符号数补码表示范围为-l28—+127。
两个字节的无符号数表示范围为0~65535,有符号数补码表示范围为—32768~+32767。
N位二进制数的无符号数表示范围为0~(2N-1),有符号数(补码)表示范围为-2N-1~(2N-1-1).
4、35H代表的ASCII字符为'
5'
,代表十六进制数时等价的十进制值为53,代表压缩8421BCD码等价的十进制值为35,代表非压缩8421BCD码等价的十进制值为5。
5、FFH代表无符号数时等价的十进制值为255,代表补码有符号数时等价的十进制值为一1,代表反码有符号数时等价的十进制值为一0,代表原码有符号数时等价的十进制值为一l27。
6、—20的8位二进制补码为ECH,原码为94H,反码为EBH。
158的16位二进制补码为009EH,原码为009EH,反码为009EH。
7、英文字符一般在计算机内占用
(1)个字节,每个字节的最高位一定为0,全角英文字符在计算机内占用2个字节,一个汉字在计算机内占用2个字节,每个字节最高位为1。
8、设阶码用8位补码表示,尾数部分用16位补码表示,则—(1/32+1/128+1/512)的尾数部分及阶码分别为多少?
第2章微机硬件基础
1、请画出计算机系统硬件图。
2、8086/88CPU为什么要分为BIU和EU两大模块?
答:
为了使取指和分析、执行指令可并行处理,提高CPU的执行效率。
8086/88CPU有两大模块总线接口单元BIU和执行单元EU组成。
3、简述8086/88CPU的两大模块BIU和EU的主要功能及组成。
如下图所示:
4、简述8086/88CPU的14个寄存器的英文名、中文名及主要作用。
AX(Accumulator)(AH、AL)累加器,它是汇编编程中最常用的一个寄存器,主要用于乘除运算、BCD运算、换码、I/O操作、串操作、中断调用等。
BX(Base)(BH、BL)基址寄存器,主要用于存放地址、基址(默认相对于DS段)等。
CX(Counter)(CH、CL)计数器,主要用于循环计数、串操作计数、移位计数(CL)等。
DX(Data)(DH、DL)数据寄存器,主要用于l6位乘除、问接I/O、中断调用等。
BP(BasePointer)基址指针,主要用于存放地址、基址(默认相对于SS段)等。
SP(StackPointer)堆栈指针(栈顶指针),主要用于存放栈顶地址。
SI(SourceIndex)源变址寄存器,用于存放地址、变址、串操作源变址。
DI(DestinationIndex)目的变址寄存器,用于存放地址、变址、串操作目的变址。
CS(CodeSegment)代码段寄存器(代码段),用于存放正在或正待执行的程序段的起始地址的高l6位二进制数据,即程序段的段地址。
,
DS(DataSegment)数据段寄存器(数据段),用于存放正在或正待处理的一般数据段的起始地址的高l6位二进制数据,即一般数据段的段地址。
ES(ExtraSegment)附加数据段寄存器(附加段),用于存放正在或正待处理的附加数据段的起始地址的高l6位二进制数据,即附加数据段的段地址。
SS(StackSegment)堆栈数据段寄存器(堆栈段),用于存放正在或正待处理的堆栈数据段的起始地址的高l6位二进制数据,即堆栈数据段的段地址。
IP(Instructionpointer)指令指针,它的内容始终是下一条待执行指令的起始偏移地址,与CS一起形成下一条待执行指令的起始物理地址。
CS:
IP的作用是控制程序的执行流程。
IP一般会自动加l(逻辑加1、实际随指令长度变化)移向下一条指令实现顺序执行;
若通过指令修改CS或IP的值,则可实现程序的转移执行。
PSW(ProgramStatusword)程序状态字,它其中有三个控制标志(IF、DF、TF)和6个状态标志(SF、PF、ZF、OF、CF、AF)。
控制标志是用于控制CPU某方面操作的标志,状态标志是部分指令执行结果的标志。
5、请画出8086/88CPU的内部结构图。
6、请说明8086/88CPU的标志位的英文名、中文名及填充方法。
IF(InterruptEnableFlag)中断允许标志,用于控制CPU能否响应可屏蔽中断请求,IF=1能够响应,IF=0不能响应。
DF(DirectionFlag)方向标志,用于指示串操作时源串的源变址和目的串的目的变址变化方向,DF----1向减的方向变化,DF=0向加的方向变化。
TF(TrapFlag)陷阱标志(单步中断标志),TF=1程序执行当前指令后暂停,TF=0程序执行当前指令后不会暂停。
SF(SignFlag)符号标志,指令执行结果的最高二进制位是0还是l,为0,则SF=0,代表正数;
为l,则SF=1,代表负数。
我们一般是用十六进制数表示,则可以根据十六进制的最高位是落在O~7还是落在8~F之间,若落在0~7之间则SF=0.否则SF=1。
PF(ParityChECkFlag)奇偶校验标志,指令执行结果的低8位中1的个数是奇数个还是偶数个,若为奇数个则PF=0,若为偶数个则PF=1。
ZF(ZeroFlag)零标志,指令执行结果是不是为0,若为0则ZF=1,否则ZF=0。
OF(OverflowFlag)有符号数的溢出标志,指令执行结果是否超出有符号数的表示范围,若超过则0F=1,否则OF=0。
我们可以通过判断是否出现以下四种情况之一:
正加正得负,正减负得负,负加负得正,负减正得正。
若出现则0F=1.否则OF=0.
CF(CarryFlag)进位/借位标志无符号数的溢出标志),指令执行结果的最高位是否有向更高位进位或借位,若有则CF=1,同时也代表无符号数溢出;
若无则CF=0,也代表无符号数未溢出。
AF(AuxiliaryCarryFlag)辅助进位/借位标志,低4位二进制是不是有向高位进位或借位,若有则AF=1,否则AF=0,其主要用于BCD修正运算。
7、内存分段组织的优缺点是什么?
优点如下:
(1)8086/8088CPU中的寄存器只有16位,如果采用它们直接寻址,则寻址能力势必限制在64KB范围内,而采用分段组织可以较好地实现扩展CPU的寻址能力。
每段的大小可达64KB,不同段的组合则可寻址更大的范围。
(2)使程序与数据相对独立,不同存取方式的数据也相对独立。
程序:
存放于代码段CS中
堆栈方式:
存放于堆栈段SS中
数据:
随机方式:
存放于数据段DS及附加段ES中
(3)便于程序和数据的动态装配,从一个地方挪到另外一个地方只要更改一下段寄存器的值即可,段内偏移可以不用改变。
缺点:
内存地址采用分段组织增加地址计算的复杂度,降低了CPU的执行效率。
8、1MB内存最多可以有(64K)个不同的段地址,若不允许重叠的话最多可有(16)个不同的段地址。
不同的段间(可以)重叠。
9、设DS=26FCH,BX=108H,SI=9A8H,试求出使DS:
BX与ES:
Sl指向同一物理地址的ES值。
即DS:
BX=ES:
SI
DS:
BX=DS×
l6+BX=26FCH×
16+108H=270C8H
ES:
SI=ES×
16+SI=ES×
16+9A8H
ES=(270C8H一9A8H)÷
l6=2672H
10、接口、端口以及端口地址之间的对应关系如何?
一个计算机系统内有很多接口,一个接口内一般有多个端口,一个端口可以有多个端口地址与其对应(这叫重叠地址),一个端口地址可以对应多个端口(但需要继续区分才能访问,如读写顺序、读写信号、数据位、索引区分)。
所以通过端口传输信息首先需要区分端口,区分端口可通过端口地址不同来区分。
11、访问端口有哪些方法?
(1)用I/O指令实现信息传输;
(2)通过BIOS中断调用实现信息传输;
(3)通过DOS中断调用实现信息传输。
12、请根据图2.3说明ADDAX,BX指令的取指及执行过程。
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13、8086/88的20位物理地址是怎样形成的?
当CS=2000H,IP=0100H,下一条待执行指令的物理地址等于多少?
20位物理地址由段地址左移4位加偏移地址形成,下一条待执行指令等于CS*10H+IP得到20100H。
14、已知当前数据段位于存储器的B1000H到BF0FFH范围内,请指出DS段寄存器的取值范围。
DS段寄存器的取值范围:
AF10H~B100H
第3章寻址方式及指令系统
1、指令是CPU可以理解并执行的操作命令,指令由操作码和操作数两部分组成,指令有两个级别,即机器级和汇编级。
2、请画出程序执行流程示意图。
3、指令主要有哪些分类方式及其主要类别是什么?
指令分类有不同的方式。
按操作数的个数将指令分为零地址指令(无操作数)、一地址指令(只有一个操作数)、二地址指令(有两个操作数)、多地址指令(多于两个操作数);
按指令级别分为机器指令和汇编指令:
按是否转移分为转移指令和顺序指令;
按功能分为七大类:
传送类、算术运算类、位操作类、I/O类、串操作类、CPU控制类、转移类;
按指令长度(即指令占用的字节数)分为l字节指令、2字节指令等,8086/8088指令长度是不同的,叫变字长,不同的指令有不同的指令长度,从1~6字节均有;
按指令执行期间取操作数是否需要与总线打交道分为内部指令(不需)和外部指令(需要),类似功能的指令内部指令比外部指令执行速度快,所以在编程时尽量采用内部指令即多用寄存器优化程序。
4、操作数的寻址方式有哪些?
并举例说明其主要特点。
操作数寻址方式主要有立即寻址方式、寄存器寻地址、存储器寻址方式、端口寻址方式4类。
(1)立即寻址方式:
操作对象是这个操作数本身,MOVAL,5
(2)寄存器寻地址:
操作对象是寄存器中的内容MOVAX,BX
(3)存储器寻址方式:
操作对象是内存地址所对应的存储单元中的内容,MOVAX[2000H]
(4)端口寻址方式:
操作数是指明端口的地址、端口地址所对应的端口中的内容是操作对象INAX,46直接寻址。
5、内存寻址中段寄存器与段内偏移地址对应关系如何?
6、设CS=1000H,DS=2000H,ES=3000H,SS=4000H,IP=100H,SP=200H,BX=300H,BP=400H,SI=500H,则①下一条待执行指令的物理地址为多少?
②当前栈顶的物理地址为多少?
③[BX]代表的存储单元的物理地址为多少?
④[BP]代表的存储单元的物理地址为多少?
⑤ES:
[BX+SI]代表的存储单元的物理地址为多少?
①下一条待执行指令的物理地址=CS×
16+IP=1000H×
16+IOOH=10100H。
②当前栈顶的物理地址=SS×
16+SP=4000H×
16+200H=40200H。
③[BX]代表的存储单元物理地址=DS×
16+BX=2000HXl6+300H=20300H。
④[BP]代表的存储单元物理地址=SSXl6+BP=4000H×
16+400H-----40400H。
[BX+SI]代表的存储单元物理地址=ES×
16+BX+SI=3000H×
16+300H+500H=30800H
7、试根据以下要求,分别写出相应的汇编语言指令。
(1)以寄存器BX和DI作为基址变址寻址方式把存储器中的一个字送到DX寄存器。
答:
MOVDX,[BX+DI]
(2)以寄存器BX和偏移量VALUE作为寄存器相对寻址方式把存储器中的一个字和AX相加,把结果送回到那个字单元。
ADDVALUE[BX],AX
(3)将1字节的立即数0B6H与以SI作为寄存器间接寻址方式的字节单元相比较。
CMPBYTEPTR[SI],0B6H
(4)将BH的高4位与低4位互换。
MOVCL,4
RORBH,CL;
或者ROLBH,CL
(5)测试BX的第3、7、9、12、13位是否同时为0。
TESTBX,3288H;
0011001010001000B
(6)将存放了0~9数值的DL寄存器中的内容转化为相应的‘0’~‘9’的字符。
ADDDL,30H;
或者ORDL,30H
(7)将存放了‘A’~‘F’字符的AL寄存器中的内容转化为相应的数值。
SUBAL,37H
8、写出清除AX寄存器的多种方法并比较(要求单指令实现)。
(1)ANDAX,0;
可以对AX清零,还可以清除进
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