微机原理与接口技术第二版 清华大学出版社.docx

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微机原理与接口技术第二版清华大学出版社

习题1

1.什么是汇编语言，汇编程序，和机器语言？

答：

机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。

汇编语言是面向及其的程序设计语言。

在汇编语言中，用助记符代替操作码，用地址符号或标号代替地址码。

这种用符号代替机器语言的二进制码，就把机器语言编程了汇编语言。

使用汇编语言编写的程序，机器不能直接识别，要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言，这种起翻译作用的程序叫汇编程序。

2.微型计算机系统有哪些特点？

具有这些特点的根本原因是什么？

答：

微型计算机的特点：

功能强，可靠性高，价格低廉，适应性强、系统设计灵活，周期短、见效快，体积小、重量轻、耗电省，维护方便。

这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件，建立在微细加工工艺基础之上。

3.微型计算机系统由哪些功能部件组成？

试说明“存储程序控制”的概念。

答：

微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。

“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点：

①计算机（指硬件）应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。

②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。

③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中，然后再启动计算机工作，使计算机在不需要人工干预的情况下，自动、高速的从存储器中取出指令加以执行，这就是存储程序的基本含义。

④五大部件以运算器为中心进行组织。

4.请说明微型计算机系统的工作过程。

答：

微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程，也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起，逐步取出指令、分析指令，并根据指令规定的操作类型和操作对象，执行指令规定的相关操作。

如此重复，周而复始，直至执行完程序的所有指令，从而实现程序的基本功能。

5.试说明微处理器字长的意义。

答：

微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。

它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数，反映了一台计算机的计算精度，直接影响着机器的硬件规模和造价。

计算机的字长越大，其性能越优越。

在完成同样精度的运算时，字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。

6.微机系统中采用的总线结构有几种类型？

各有什么特点？

答：

微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。

7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。

（4.75）10=（0100.11）2=（4.6）8=（4.C）16

（2.25）10=（10.01）2=（2.2）8=（2.8）16

（1.875）10=（1.111）2=（1.7）8=（1.E）16

8.将下列二进制数转换成十进制数。

（1011.011）2=（11.375）10

（1101.01011）2=（13.58）10

（111.001）2=（7.2）10

9.将下列十进制数转换成8421BCD码。

2006=（0010000000000110）BCD

123.456=（000100100011.010001010110）BCD

10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。

[+127]补=01111111

[-1]补=11111111

[-128]补=10000000

[+1]补=00000001

11.求下列带符号十进制数的16位基2码补码。

[+655]补=0000001010001111

[-1]补=111111*********1

[-3212]补=111100*********0

[+100]补=0000000001100100

习题2

1.8086CPU在内部结构上由哪几部分组成？

各部分的功能是什么？

答：

8086CPU内部由两大独立功能部件构成，分别是执行部件和总线接口部件。

执行部件负责进行所有指令的解释和执行，同时管理有关的寄存器。

总线接口部件是CPU在存储器和I/O设备之间的接口部件，负责对全部引脚的操作。

2.简述8086CPU的寄存器组织。

答：

8086CPU内部共有14个16位寄存器，按用途可分为数据寄存器，段寄存器，地址指针与变址寄存器和控制寄存器。

数据寄存器包括累加器，基址寄存器，计数器，和数据寄存器。

段寄存器用来存放各分段的逻辑段基值，并指示当前正在使用的4个逻辑段。

地址指针与变址寄存器一般用来存放主存地址的段内偏移地址，用于参与地址运算。

控制寄存器包括指令寄存器和标识寄存器。

3.试述8086CPU标志寄存器各位的含义与作用。

答：

标志寄存器是16位的寄存器，但实际上8086只用到9位，其中的6位是状态标识位，3位是控制标识位。

状态标志位分别是CF，PF，AF，ZF，SF，和OF；控制标志位包括DF，IF，TF。

CF：

进位标志位。

算数运算指令执行后，若运算结果的最高位产生进位或借位，则CF=1，否则CF=0。

PF：

奇偶标志位。

反应计算结果中1的个数是偶数还是奇数。

若运算结果的低8位中含有偶数个1，则PF=1；否则PF=0.

AF：

辅助进位标志。

算数运算指令执行后，若运算结果的低4位向高4位产生进位或借位，则AF=1；否则AF=0.

ZF：

零标志位。

若指令运算结果为0，则ZF=1；否则ZF=0。

SF：

符号标志位。

它与运算结果最高位相同。

OF：

溢出标志位。

当补码运算有溢出时，OF=1；否则OF=0。

DF：

方向标志位。

用于串操作指令，指令字符串处理时的方向。

IF：

中断允许标志位。

用来控制8086是否允许接收外部中断请求。

TF：

单步标志位。

它是为调试程序而设定的陷阱控制位。

4.8086CPU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识的？

8086的状态标志和控制标识分别有哪些？

答：

状态标志位反应了当前运算和操作结果的状态条件，可作为程序控制转移与否的依据。

它们分别是CF，PF，AF，ZF，SF，和OF。

控制标志位用来控制CPU的操作，由指令进行置位和复位，控制标志位包括DF，IF，TF。

5.将10011100和11100101相加后，标识寄存器中CF,PF,AF,ZF,SF,OF各为何值？

答：

CF=1，PF=1，AF=1，ZF=0，SF=1，OF=0

6.什么是存储器的物理地址和逻辑地址？

在8086系统中，如何由逻辑地址计算物理地址？

答：

逻辑地址是思维性的表示，由段地址和偏移地址联合表示的地址类型叫逻辑地址。

物理地址是真实存在的唯一地址，指的是存储器中各个单元的单元号。

在8086系统中，物理地址=段地址×10H＋偏移地址

7.段寄存器CS=1200H，指令指针寄存器IP=4000H，此时，指令的物理地址为多少？

指向这一地址的CS指和IP值是唯一的吗？

答：

此指令的物理地址=1200H×10H＋4000H=16000H并且指向这一物理地址的CS值和IP值并不是唯一的。

8.在8086系统中，逻辑地址FFFF：

0001，00A2：

37F和B800：

173F的物理地址分别是多少？

答：

逻辑地址

FFFF：

0001

00A2：

3TF

B800：

173F

物理地址

FFFF1H

00D9FH

B973FH

9.在8086系统中，从物理地址388H开始顺序存放下列3个双字节的数据651AH，D761H和007BH，请问物理地址388H，389H，38AH，38BH，38CH和38DH6个单元中分别是什么数据？

答：

（388H）=1AH，（389H）=65H，（38AH）=61H，（38BH）=DTH，（38CH）=7BH，（38DH）=00H

10.8086微处理器有哪几种工作模式？

各有什么特点？

答：

8086微处理器有最大和最小工作模式。

在最小模式下：

8086CPU直接产生全部总线控制信号（DT/R，DEN，ALE，M/IO）和命令输出信号（RD，WR，INTA）并提出请求访问总线的逻辑信号HOLD，HLDA。

在最大工作模式下，必须配置8288总线控制器，并且根据8086提供的状态信号S2，S1，S0，输出读写控制命令，可以提供灵活多变的系统配置，以实现最佳的系统性能。

11.简述8086引脚信号中M/IO，DT/R，RD，WR，ALE，DEN和BHE的作用。

答：

M/IO：

输出信号，高电平时，表示CPU与存储器之间数据传输；低电平时，表示CPU与I/O设备之间数据传输。

DT/R：

控制其数据传输方向的信号。

DT/R=1时，进行数据发送；DT/R=0时，进行数据接收。

RD：

CPU的读信号，RD=0时，表示8086为存储口或I/O端口读操作。

WR：

CPU的写信号，WR=0时，表示8086为存储口或I/O端口写操作。

ALE：

地址存锁信号，在T1能时刻有效。

DEN：

数据选通信号，当DEN有效时，表示允许传输。

BHE：

数据总线允许信号，与A0组合使用，表示是否访问奇地址字节。

12.简述8086读总线周期和写总线周期和引脚上的信号动尖态变化过程。

8086的读周期时序和写周期时序的区别有哪些？

答：

在8086读周期内，有关总线信号的变化如下：

①M/

：

在整个读周期保持有效，当进行存储器读操作时，M/

为高电平；当进行I/O端口读操作时，M/

为低电平。

②A19/S6～A16/S3：

在T1期间，输出CPU要读取的存储单元或I/O端口的地址高4位。

T2～T4期间输出状态信息S6-S3。

③

/S7：

在T1期间，输出BHE有效信号（

为低电平），表示高8位数据总线上的信息可以使用，

信号通常作为奇地址存储体的体选信号（偶地址存储体的体选信号是最低地址位A0）。

T2—T4期间输出高电平。

④ADl5～AD0：

在T1期间，输出CPU要读取的存储单元或I/O端口的地址A15～A0。

T2期间为高阻态，T3～T4期间，存储单元或I/O端口将数据送上数据总线。

CPU从ADl5～AD0上接收数据。

⑤ALE：

在T1期间地址锁存有效信号，为一正脉冲，系统中的地址锁存器正是利用该脉冲的下降沿来锁存A19/S6～A16/S3，ADl5～AD0中的20位地址信息以及

。

⑥

：

T2期间输出低电平送到被选中的存储器或I/O接口，注意，只有被地址信号选中的存储单元或I/O端口，才会被RD信号从中读出数据（数据送上数据总线ADl5～AD0）。

⑦DT/

：

在整个总线周期内保持低电平，表示本总线周期为读周期，在接有数据总线收发器的系统中，用来控制数据传输方向。

⑧

：

在T2～T3期间输出有效低电平，表示数据有效，在接有数据总线收发器的系统中，用来实现数据的选通。

总线写操作的时序与读操作时序相似，其不同处在于：

①ADl5～AD0：

在T2～T4期间送上欲输出的的数据，而无高阻态。

②

：

从T2～T4，

引脚输出有效低电平，该信号送到所有的存储器和I/O接口。

注意，只有被地址信号选中的存储单元或I/O端口才会被

信号写入数据。

③DT/

：

在整个总线周期内保持高电平，表示本总线周期为写周期，在接有数据总线收发器的系统中，用来控制数据传输方向。

习题3

1.假定（DS）=2000H，（ES）=2100H，（SS）=1500H，（SI）=00A0H，（BX）=0100H，（BP）=0010H，数据变量VAL的偏移地址为0050H，请指出下列指令原操作数是什么寻址方式，其物理地址是多少？

（1）MOVAX,0ABH

（2）MOVAX,[100H]

（3）MOVAX,VAL（4）MOVBX,[SI]

（5）MOVAL,VAL[BX]（6）MOVCL,[BX][SI]

（7）MOVVAL[SI],BX（8）MOV[BP][SI],100

答：

（1）立即数寻址，无物理地址

（2）直接寻址，物理地址=2000H×10H+100H=20100H

（3）直接寻址，物理地址=2000H×10H+0050H=20050H

（4）寄存器间接寻址，物理地址=2000H×10H+00A0=200A0H

（5）相对寄存器寻址，物理地址=2000H×10H+（0050+0100H）=20150H

（6）基址加变寻址，物理地址=2000H×10H+（0100H+00A0H）=201A0H

（7）寄存器寻址，无物理地址

（8）立即数寻址，无物理地址

2.已知（SS）=0FFA0H，（SP）=00B0H，先执行两条把8057H和0F79H分别进栈的PUSH指令，再执行一条POP指令，试画出堆栈区和SP内容变化的过程示意图。

答：

“8057H”进栈，则SP自动从00B0H指向00B2H，“0F79H”进栈，则SP自动从00B2H指向00B4H；执行一条POP指令，“0F79H”被弹出栈，SP从00B4H指向00B2H。

图略。

3.设有关寄存器及存储单元的内容如下：

（DS）=2000H,（BX）=0100H,（AX）=1200H,（SI）=0002H,（20100H）=12H,（20101H）=34H,（20102H）=56H,（20103H）=78H,（21200H）=2AH,（21201H）=4CH,（21202H）=0B7H,（21203H）=65H.

试说明下列各条指令单独执行后相关寄存器或存储单元的内容。

（1）MOVAX,1800H

（2）MOVAX,BX

（3）MOVBX,[1200H]（4）MOVDX,1100[BX]

（5）MOV[BX][SI],AL（6）MOVAX,1100[BX][SI]

答：

（1）（AX）=1800H

（2）（AX）=0100H（3）（BX）=4C2AH

（4）（DX）=4C2AH（5）（20102H）=00H（6）（AX）=65B7H

4.写出实现下列计算的指令序列。

（1）Z=W+（X+Z）

（2）Z=W-（X+6）-（R+9）

答：

（1）MOVAX,Z

ADDAX,X

ADDAX,W

MOVZ,AX

（2）MOVAX,W

ADDX,6

SUBAX,X

ADDR,9

SUBAX,R

MOVZ,AX

5.若在数据段中从字节变量TABLE相应的单元开始存放了0~15的平方值，试写出包含XLAT指令的指令序列查找N（0~15）中的某个平方数。

答：

LEABX,TABLE

MOVAL,CL

XLAT

6.写出实现下列计算的指令序列。

（1）Z=（W*X）/（R+6）

（2）Z=（（W-X）/5*Y）*2

答：

（1）MOVAX,W

IMULX

ADDR,6

IDIVR

MOVZ,AX

（2）MOVAX,W

SUBAX,X

MOVBL,5

IDIVBL

CBW

IMULY

MOVBX,2

IMULBX

MOVZ,AX

7.假定（DX）=1100100110111001B,CL=3，CF=1,试确定下列各条指令单独执行后DX的值。

（1）SHRDX,1

（2）SHLDL,1（3）SALDH,1（4）SARDX,CL

（5）RORDX,CL（6）ROLDL,CL（7）RCRDL,1（8）RCLDX,CL

答：

（1）（DX）=0110010011011100B

（2）（DX）=1100100101110010B

（3）（DX）=1001001010111001B（4）（DX）=1111100100110111B

（5）（DX）=0011100100110111B（6）（DX）=0100110111001110B

（7）（DX）=1110010011011100B（8）（DX）=1001001101110011B

8.已知程序段如下：

MOVAX,1234H

MOVCL,4

ROLAX,CL

DECAX

MOVCX,4

MULCX

INT20H

试问：

（1）每条指令执行后，AX寄存器的内容是什么？

（2）每条指令执行后，CF，SF及ZF的值分别是什么？

（3）程序运行结束后，AX及DX寄存器的值为多少？

答：

MOVAX,1234H（AX）=1234H,CF=0，SF=0，ZF=0

MOVCL,4

ROLAX,CL（AX）=2341H,CF=1，SF=0，ZF=0

DECAX（AX）=2340H,CF=1，SF=0，ZF=0

MOVCX,4

MULLCX（AX）=8D00H,CF=0，SF=1，ZF=0

INT20H

结束后，（DX）=0000H,（AX）=8000H

9.试分析下列程序段：

ADDAX,BX

JNCL2

SUBAX,BX

JNCL3

JMPSHORTL5

如果AX，BX的内容给定如下：

AXBX

（1）14C6H80DCH

（2）B568H54B7H

问该程序在上述情况下执行后，程序转向何处。

答：

（1）转到L2处

（2）转到L3处

习题4

1．下列语句在存储器中分别为变量分配多少字节空间？

并画出存储空间的分配图。

VAR1DB10，2

VAR2DW5DUP（？

），0

VAR3DB‘HOWAREYOU？

’，3DUP（1，2）

VAR4DD-1，1，0

答：

字节空间：

VAR1：

2；

VAR2：

12；

VAR3：

13；

VAR4：

8。

存储空间的分配图：

2．假定VAR1和VAR2为字变量，LAB为标号，试指出下列指令的错误之处。

（1）ADDVAR1，VAR2

（2）SUBAL，VAR1

（3）JMPLAB[CX]（4）JNZVAR1

（5）MOV[1000H]，100（6）SHLAL，4

答：

（1）在算术运算指令中，两个操作数不能同时为存储器寻址方式

（2）AL为字节，VAR1为字变量，字长不相等；

（3）错误1：

寄存器相对寻址方式，只能使用基址或变址寄存器，不能使用CX寄存器。

错误2：

汇编格式错误，无法判段是段内转移还是段间转移。

（4）转向地址应为标号，不能是变量；

（5）目的操作数的类型不确定；

（6）SHL指令中，当所移位数超过1时，必须用CL取代所移位数。

3．对于下面的符号定义，指出下列指令的错误。

A1DB？

A2DB10

K1EQU1024

（1）MOVK1，AX

（2）MOVA1，AX

（3）CMPA1，A2（4）K1EQU2048

答：

（1）K1为常量，不能用MOV指令赋值；

（2）A1为字节，AX为字变量，类型不一致；

（3）A1和A2同为存储器寻址方式，不符合语法规则；

（4）K1重新赋值前，必须用PURGE释放。

4．数据定义语句如下所示:

FIRSTDB90H，5FH，6EH，69H

SECONDDB5DUP（?

）

THIRDDB5DUP（?

）

FORTHDB4DUP（?

）

自FIRST单元开始存放的是一个四字节的十六进制数（低位字节在前）,要求:

编一段程序将这个数左移两位后存放到自SECOND开始的单元,右移两位后存放到自THIRD开始的单元,求补后放到FORTH开始的单元。

（注意保留移出部分）

答：

DATASEGMENT

FIRSTDB90H，5FH，6EH，69H

SECONDDB5DUP（?

）

THIRDDB5DUP（?

）

FORTHDB4DUP（?

）

DATAENDS

CODESEGMENT

ASSUMECS：

CODE，DS：

DATA

START：

MOVAX，DATA

MOVDS，AX

LEASI，FIRST

LEADI，SECOND

MOVCX，2

CLC

；左移2位

MOVAX，WORDPTR[SI]；AX=5F90H为低十六位数据

INCSI

INCSI

MOVDX，WORDPTR[SI]；DX=696EH为高十六位数据

PUSHDX；保存原有的高十六位数据

PUSHAX；保存原有的低十六位数据

ROLDX，CL

；将高位数据不带进位循环左移两位，即高2位数据在DL的低2位

ANDDL，03H；让DL中仅保存移出的高2位数据

MOV[DI+4]，DL；将移出的高2位数据放入SECOND中的最高单元中

ROLAX，CL

；将低位数据不带进位循环左移两位，即AX的高2位在AL的低2位

ANDAL，03H；让AL中仅保存移出的AX高2位数据

MOVBL，AL；将AL中的数据放入BL中保存

POPAX；弹出原有的低十六位数据

POPDX；弹出原有的高十六位数据

SHLDX，CL；将高位数据算术逻辑左移2位

SHLAX，CL；将低位数据算术逻辑左移2位

ORDL，BL；将AX中移出的高2位数据放入DX的低2位

MOVWORDPTR[DI]，AX

MOVWORDPTR[DI+2]，DX

；右移2位

LEASI，FIRST

LEADI，THIRD

MOVCX，2

CLC

MOVAX，WORDPTR[SI]；AX=5F90H为低十六位数据

INCSI

INCSI

MOVDX，WORDPTR[SI]；DX=696EH为高十六位数据

PUSHDX；保存原有的高十六位数据

PUSHAX；保存原有的低十六位数据

RORAX，CL；将低位数据不带进位循环右移两位，即低2位数据在AH的高2位

ANDAH，0C0H；让AH中仅保存移出的低2位数据

PUSHCX

MOVCX，6

SHRAH，CL

POPCX

MOV[DI]，AH；将移出的低2位数据放入THIRD中的最低单元中

RORDX，CL

；将低位数据不带进位循环左移两位，即AX的高2位在AL的低2位

ANDDH，0C0H；让DH中仅保存移出的DX低2位数据

MOVBL，DH；将DH中的数据放入BL中保存

POPAX；弹出原有的低十六位数据

POPDX；弹出原有的高十六位数据

SHRDX，CL；将高位数据算术逻辑左移2位

SHRAX，CL；将低位数据算术逻辑左移2位

ORAH，BL；将DX中移出的低2位数据放入AX的高2位

MOVWORDPTR[DI+1]，AX

MOVWORDPTR[DI+3]，DX

；