整理《微型计算机原理与接口技术》周荷琴吴秀清第三版课后习题答案.docx
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整理《微型计算机原理与接口技术》周荷琴吴秀清第三版课后习题答案
1.什么是冯·诺依曼机?
答:
冯·诺依曼于1945年提出了存储程序的概念和二进制原理,利用这种概念和原
理设计的电子计算机系统统称为冯·诺依曼机。
它包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个组成部分。
早期的冯·诺依曼机结构上以运算器和控制器为中心,随着计算机体系结构的发展,
现在已演化为以存储器为中心的结构。
2.微处理器,微型计算机,微型计算机系统有什么联系与区别?
答:
微处理器是微型计算机系统的核心,也称为CPU(中央处理器)。
主要完成:
①从存储
器中取指令,指令译码;②简单的算术逻辑运算;③在处理器和存储器或者I/O之间传送数
据;④程序流向控制等。
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。
三者关系如下图:
3.微处理器有哪些主要部件组成?
其功能是什么?
答:
微处理器是一个中央处理器,由算术逻辑部件ALU、累加器和寄存器组、指令指针寄
存器IP、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。
算术逻辑部件ALU主要完成算术运算及逻辑运算。
累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器,用来存放参加运算的数据、
中间结果或地址。
指令指针寄存器IP存放要执行的下一条指令的偏移地址,顺序执行指令时,每取一条
指令增加相应计数。
段寄存器存放存储单元的段地址,与偏移地址组成20位物理地址用来对存储器寻址。
标志寄存器flags存放算术与逻辑运算结果的状态。
时序和控制逻辑部件负责对整机的控制:
包括从存储器中取指令,对指令进行译码和
分析,发出相应的控制信号和时序,将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件,使CPU
内部及外部协调工作。
内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。
(3)1238D=2326Q=4D6H(4)92D=134Q=5CH
12.将下列十进制数转换为8位有符号二进制数。
(1)+32
(2)-12(3)+100(4)-9
答:
(1)[+32]原=[+32]反=[+32]补=00100000B
(2)[-12]原=10001100B[-12]反=11110011B
(3)[+100]原=[+100]反=[+100]补=01100100B
(4)[-92]原=11011100B[-92]反=10100011B
13.将下列十进制数转换为压缩和非压缩格式的BCD码。
(1)102
(2)44(3)301(4)1000
答:
(1)[102]压缩BCD=0000000100000010B
[102]非压缩BCD=00000001000000000
(2)[44]压缩BCD=01000100B
[44]非压缩BCD=000001000
(3)[301]压缩BCD=0000001100000001B
[301]非压缩BCD=00000011000000000
(4)[1000]压缩BCD=0001000000000000B
[1000]非压缩BCD=00000001000000000
14.将下列二进制数转换为有符号十进制数。
(1)10000000B
(2)00110011B(3)
答:
(1)看作原码时真值为-0,看作反码时真值为-127,看作补码时真值为-128
(2)+51
(3)看作
(4)看作原码时真值为-9,看作反码时真值为-118,看作补码时真值为-119
第二章
1.8086CPU内部由哪两部分组成?
它们的主要功能是什么?
答:
8086CPU内部由执行单元EU和总线接口单元BIU组成。
主要功能为:
执行单元EU负责执行指令。
它由算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器组、
16位标志寄存器(FLAGS)、EU控制电路等组成。
EU在工作时直接从指令流队列中取指令
代码,对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。
数据在ALU中进行运算,运算结果
的特征保留在标志寄存器FLAGS中。
总线接口单元BIU负责CPU与存储器和I/O接口之间的信息传送。
它由段寄存
器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器以及总线控制逻辑组成。
2.8086CPU中有哪些寄存器?
各有什么用途?
答:
8086CPU内部包含4组16位寄存器,分别是通用寄存器组、指针和变址寄存器、段寄
存器、指令指针和标志位寄存器。
(1)通用寄存器组包含4个16位通用寄存器AX、BX、CX、DX,用以存放普通
数据或地址,也有其特殊用途。
如AX(AL)用于输入输出指令、乘除法指令,BX在间接
寻址中作基址寄存器,CX在串操作和循环指令中作计数器,DX用于乘除法指令等。
(2)指针和变址寄存器BP、SP、SI和DI,在间接寻址中用于存放基址和偏移地址。
(3)段寄存器CS、DS、SS、ES存放代码段、数据段、堆栈段和附加段的段地址。
(4)指令指针寄存器IP用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。
(5)标志寄存器Flags用来存放运算结果的特征。
3.8086CPU和8088CPU的主要区别是什么?
答:
8088CPU的内部结构及外部引脚功能与8086CPU大部分相同,二者的主要不同之处如
下:
(1)8088指令队列长度是4个字节,8086是6个字节。
(2)8088的BIU内数据总线宽度是8位,而EU内数据总线宽度是16位,这样对16
位数的存储器读/写操作需要两个读/写周期才能完成。
8086的BIU和EU内数据总线宽度都
是16位。
(3)8088外部数据总线只有8条AD7~AD0,即内部是16位,对外是8位,故8088
也称为准16位机。
(4)8088中,用IO/M信号代替M/IO信号。
(5)8088中,只能进行8位数据传输,BHE不再需要,改为SS0,与DT/R和IO/M
一起决定最小模式中的总线周期操作。
4.简要解释下列名词的意义:
CPU,存储器,堆栈,IP,SP,BP,段寄存器,状态标志,
控制标志,物理地址,逻辑地址,机器语言,汇编语言,指令,内部总线,系统总线。
答:
CPU:
中央处理器,是整个计算机系统的控制中心,主要功能是进行算术和逻辑运算,
以及发出各种控制信号以协调整个系统正常工作。
存储器:
是计算机系统中的记忆元件,用于存储指令和数据。
堆栈:
在存储器中开辟的一个区域,用来存放需要暂时保存的数据。
其操作特点是先
进后出。
IP:
指令指针寄存器,用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。
SP:
堆栈指针寄存器,用于指向当前栈顶单元。
BP:
基址指针,间接寻址中用于存放基址,隐含段地址为SS。
段寄存器:
用于存放逻辑段的段地址。
状态标志:
SF、ZF、OF、AF、PF和CF,反映运算结果的状态特征。
控制标志:
IF、DF和TF,对可屏蔽中断、字符串操作指针变换方向和单步运行起控制
作用。
物理地址:
指存储器中存储单元的实际地址编码,是一种绝对地址,是CPU访问存储
器的实际寻址地址,对于8086系统,地址范围为00000H~FFFFFH。
逻辑地址:
由段基址和偏移地址组成,均为无符号的16位二进制数,程序设计时采用
逻辑地址,可由逻辑地址变换为物理地址,物理地址=段基址×16+偏移地址。
机器语言:
直接用二进制代码指令表达的计算机语言,指令是用0和1组成的一串代
码,计算机可以直接识别,不需要进行任何翻译。
每台机器的指令,其格式和代码所代表的
含义都是硬性规定的,故称之为面向机器的语言,也称为机器语言,是第一代计算机语言。
汇编语言:
使用助记符表示的二进制代码指令语言,是一种符号化的机器语言,必须
经编译程序将汇编语言编译成机器语言,计算机才能识别。
指令:
能被计算机识别并执行的二进制代码,规定了计算机能完成的某一操作。
内部总线:
微处理器内部各个部件之间传送信息的通道。
系统总线:
微处理机机箱内的底板总线,用来连接构成微处理机的各个插件板,如ISA
总线、EISA总线、PCI总线等。
5.要完成下述运算或控制,用什么标志位判别?
其值是什么?
(1)比较两数是否相等
(2)两数运算后结果是正数还是负数
(3)两数相加后是否溢出(4)采用偶校验方式,判定是否要补1
(5)两数相减后比较大小(6)中断信号能否允许
答:
(1)ZF,两数相减,若ZF=1,则相等。
(2)SF,SF=1则为负,否则为正
(3)对有符号数:
OF,OF=1为溢出;对无符号数:
CF,CF=1为溢出
(4)PF,PF=1,不补1
(5)对有符号数:
无溢出时(OF=0),如ZF=1,则两数相等;如ZF=0且SF=0,则
被减数大;如ZF=0且SF=1,则减数大;有溢出时(OF=1),如SF=1,则被减数大;如
SF=0,则减数大;对无符号数:
如ZF=1,则两数相等;如CF=0,则被减数大;如CF=1,
则减数大
(6)IF,IF=1,允许中断
6.8086系统中存储器采用什么结构?
用什么信号来选中存储体?
答:
8086系统中,存储器采用分体结构,1MB的存储空间分成两个存储体:
偶地址存储体
和奇地址存储体,各为512KB。
使用A0和BHE来区分两个存储体。
当A0=0时,选中偶地址存储体,与数据总线低8
位相连,从低8位数据总线读/写一个字节。
当BHE=0时,选中奇地址存储体,与数据总线高8位相连,从高8位数据总线读/写
一个字节。
当A0=0,BHE=0时,同时选中两个存储体,读/写一个字。
9.段寄存器装入如下数据,写出每段的起始和结束地址。
(1)1000H
(2)1234H(3)2300H(4)E000H(5)AB00H
答:
(1)10000H~1FFFFH
(2)12340H~2233FH
(3)23000H~32FFFH
(4)E0000H~EFFFFH
(5)AB000H~BAFFFH
10.根据下列CS:
IP的组合,求出要执行的下一条指令的存储器地址。
(1)CS:
IP=1000H:
2000H
(2)CS:
IP=2000H:
1000H
(3)CS:
IP=1A00H:
B000H(4)CS:
IP=3456H:
AB09H
答:
(1)12000H
(2)21000H(3)25000H(4)3F069H
11.求下列寄存器组合所寻址的存储单元地址:
(1)DS=1000H,DI=2000H
(2)SS=2300H,BP=3200H
(3)DS=A000H,BX=1000H(4)SS=2900H,SP=3A00H
答:
(1)12000H
(2)26200H(3)A1000H(4)2CA00H
12.若当前SS=3500H,SP=0800H,说明堆栈段在存储器中的物理地址,若此时入栈10个
字节,SP内容是什么?
若再出栈6个字节,SP为什么值?
答:
物理地址:
35000H~35800H。
入栈10个字节后SP为7F6H。
再出栈6个字节后SP
为7FCH。
14.存储器中每段容量最多64K字节,若用debug调试程序中的r命令,在屏幕上有如下显
示:
C:
>debug
-r
AX=0000BX=0000CX=0079DX=0000SP=FFEEBP=0000SI=0000DI=0000
DS=10E4ES=10F4SS=21F0CS=31FFIP=0100NVUPDIPLNZNAPONC
(1)试画出此时存储器分段示意图
(2)写出状态标志OF、SF、ZF、CF的值
答:
(1)代码段首地址:
31FF0H当前指令地址:
320F0H
数据段首地址:
10E40H
堆栈段首地址:
21F00H堆栈段栈顶地址:
31EEEH
附加段首地址:
10F40H
(2)OF=SF=ZF=CF=0
15.说明8086系统中“最小模式”和“最大模式”两种工作方式的主要区别是什么?
答:
为了便于组成不同规模的系统,在8086芯片中设计了两种工作模式,即最小模式和最
大模式。
最小模式用于单机系统,系统中所需要的控制信号全部由8086直接提供;最大模式用
于多处理机系统,系统中所需要的控制信号由总线控制器8288提供。
16.8086系统中为什么要用地址锁存器?
8282地址锁存器与CPU如何连接?
答:
为了减少引脚的数量,8086CPU的地址引脚和数据引脚分时复用,为了保证在总线操
作周期中地址信号能有效而稳定的输出,必须使用地址锁存器。
由于8086有20条地址线,故需使用三片8282,其中OE接地,STB与CPU的ALE
相连,前两片8282的DI0~DI7分别与CPU的AD0~AD15相连,第三片8282的DI0~DI3分别
与CPU的AD16~AD19相连,DI4与CPU的BHE相连。
17.哪个标志位控制CPU的INTR引脚?
答:
IF,中断允许标志,IF=1时,允许可屏蔽中断,IF=0时,禁止可屏蔽中断。
18.什么叫总线周期?
在CPU读/写总线周期中,数据在哪个机器状态出现在数据总线上?
答:
CPU完成一次存储器访问或I/O端口操作所需要的时间称为一个总线周期,由几个T
状态组成。
在读/写总线周期中,数据在T2~T4状态出现在数据总线上。
20.8086CPU重新启动后,从何处开始执行指令?
答:
重新启动后,CS=FFFFH,IP=0000H,故从物理地址为FFFF0H的位置开始执行指令。
21.8086CPU的最小模式系统配置包括哪几部分?
答:
8086最小模式系统配置包括:
8086CPU,存储器,I/O接口芯片,1片8284时钟发生器,3片8282地址锁存器,2片
8286双向数据总线收发器。
第三章
1.分别说明下列指令的源操作数和目的操作数各采用什么寻址方式。
(1)MOVAX,2408H
(2)MOVCL,0FFH(3)MOVBX,[SI]
(4)MOV5[BX],BL(5)MOV[BP+100H],AX(6)MOV[BX+DI],’$’
(7)MOVDX,ES:
[BX+SI](8)MOVVAL[BP+DI],DX
(9)INAL,05H(10)MOVDS,AX
答:
(1)立即数,寄存器
(2)立即数,寄存器(3)寄存器间接,寄存器
(4)寄存器,寄存器相对(5)寄存器,寄存器相对(6)立即数,基址变址
(7)基址变址,寄存器(8)寄存器,相对基址变址
(9)直接端口寻址,寄存器(10)寄存器,寄存器
2.已知:
DS=1000H,BX=0200H,SI=02H,内存10200H~10205H单元的内容分别为10H,
2AH,3CH,46H,59H,6BH。
下列每条指令执行完后AX寄存器的内容各是什么?
(1)MOVAX,0200H
(2)MOVAX,[200H](3)MOVAX,BX
(4)MOVAX,3[BX](5)MOVAX,[BX+SI](6)MOVAX,2[BX+SI]
答:
(1)0200H
(2)2A10H(3)0200H
(4)5946H(5)463CH(6)6B59H
3.设DS=1000H,ES=2000H,SS=3500H,SI=00A0H,DI=0024H,BX=0100H,BP=0200H,
数据段中变量名为VAL的偏移地址值为0030H,试说明下列源操作数字段的寻址方式是什
么?
物理地址值是多少?
(1)MOVAX,[100H]
(2)MOVAX,VAL(3)MOVAX,[BX]
(4)MOVAX,ES:
[BX](5)MOVAX,[SI](6)MOVAX,[BX+10H]
(7)MOVAX,[BP](8)MOVAX,VAL[BP][SI]
(9)MOVAX,VAL[BX][DI](10)MOVAX,[BP][DI]
答:
(1)直接,10100H
(2)直接,10030H(3)寄存器间接,10100H
(4)寄存器间接,20100H(5)寄存器间接,100A0H(6)寄存器相对,10110H
(7)寄存器间接,35200H(8)相对基址变址,352D0H
(9)相对基址变址,10154H(10)基址变址,35224H
4.写出下列指令的机器码
(1)MOVAL,CL
(2)MOVDX,CX(3)MOV[BX+100H],3150H
答:
(1)1000101011000001B
(2)1000101111010001B
(3)110001111000011100000000000000010101000000110001B
5.已知程序的数据段为:
DATASEGMENT
ADB‘$’,10H
BDB‘COMPUTER’
CDW1234H,0FFH
DDB5DUP(?
)
EDD1200459AH
DATAENDS
求下列程序段执行后的结果是什么。
MOVAL,A
MOVDX,C
XCHGDL,A
MOVBX,OFFSETB
MOVCX,3[BX]
LEABX,D
LDSSI,E
LESDI,E
答:
MOVAL,AAL=24H
MOVDX,CDX=1234H
XCHGDL,ADL=24H,A=34H
MOVBX,OFFSETBBX=2
MOVCX,3[BX]CX=5550H
LEABX,DBX=000EH
LDSSI,EDS=1200H,SI=459AH
LESDI,EES=1200H,DI=459AH
6.指出下列指令中哪些是错误的,错在什么地方。
(1)MOVDL,AX
(2)MOV8650H,AX(3)MOVDS,0200H
(4)MOV[BX],[1200H](5)MOVIP,0FFH(6)MOV[BX+SI+3],IP
(7)MOVAX,[BX][BP](8)MOVAL,ES:
[BP](9)MOVDL,[SI][DI]
(10)MOVAX,OFFSET0A20H(11)MOVAL,OFFSETTABLE
(12)XCHGAL,50H(13)INBL,05H(14)OUTAL,0FFEH
答:
(1)长度不匹配
(2)立即数不能做目的操作数
(3)段寄存器不能用立即数赋值(4)两个内存单元不能直接传送数据
(5)IP不能用指令直接修改(6)指令中不能出现IP
(7)BX/BP应与SI/DI搭配(8)正确
(9)SI/DI应与BX/BP搭配(10)OFFSET后应跟内存单元
(11)偏移地址为16位,AL长度不够(12)立即数不能用于XCHG
(13)IN必须用AL/AX(14)操作数顺序反向;地址应为8位
9.下列指令完成什么功能?
(1)ADDAL,DH
(2)ADCBX,CX(3)SUBAX,2710H
(4)DECBX(5)NEGCX(6)INCBL
(7)MULBX(8)DIVCL
答:
(1)AL+DH→AL
(2)BX+CX+CF→BX(3)AX-2710H→AX
(4)BX-1→BX(5)0-CX→CX(6)BL+1→BL
(7)AX*BX→DX,AX(8)AX/CL商→AL,余数→AH
14.在下列程序段括号中分别填入以下指令
(1)LOOPNEXT
(2)LOOPENEXT(3)LOOPNENEXT
试说明在这三种情况下,程序段执行完后,AX,BX,CX,DX的内容分别是什么。
START:
MOVAX,01H
MOVBX,02H
MOVDX,03H
MOVCX,04H
NEXT:
INCAX
ADDBX,AX
SHRDX,1
()
答:
(1)AX=05HBX=10HCX=0DX=0
(2)AX=02HBX=04HCX=03HDX=01H
(3)AX=03HBX=07HCX=02HDX=0
16.中断向量表的作用是什么?
它放在内存的什么区域内?
中断向量表中的什么地址用于
类型3的中断?
答:
中断向量表用来存放中断服务程序的入口地址。
8086的256类中断的入口地址要占用
1K字节,位于内存00000H~003FFH的区域内。
中断向量表中0000CH~0000FH用于类型
3的中断。
17.设类型2的中断服务程序的起始地址为0485:
0016H,它在中断向量表中如何存放?
答:
物理地址内容
00008H16H
00009H00H
0000AH85H
0000BH04H
18.若中断向量表中地址为0040H中存放240BH,0042H单元里存放的是D169H,试问:
(1)这些单元对应的中断类型是什么?
(2)该中断服务程序的起始地址是什么?
答:
(1)10H
(2)D169H:
240BH
19.简要说明8086响应类型0~4中断的条件是什么?
答:
类型0:
除法错中断
执行除法指令时,若除数为0或所得商超过寄存器能容纳的范围,则自动产生类型0
中断。
类型1:
单步中断
若CPU的单步标志TF=1,则每执行完一条指令后,自动产生类型1中断。
类型2:
不可屏蔽中断NMI
当8086的NMI引脚上接收到由低变高的电平变化时,将自动产生类型2中断。
类型3:
断点中断
若在程序中某位置设置断点,当程序执行到该断点时,则产生类型3中断。
类型4:
溢出中断
若溢出标志OF=1,则可由溢出中断指令INTO产生类型4中断。
第四章
1.下列变量各占多少字节?
A1DW23H,5876H
A2DB3DUP(?
),0AH,0DH,‘$’
A3DD5DUP(1234H,567890H)
A4DB4DUP(3DUP(1,2,’ABC’))
答:
A1占4个字节
A2占6个字节
A3占40个字节
A4占60个字节
2.下列指令完成什么功能?
MOVAX,00FFHAND1122H+3344H
MOVAL,15GE1111B
MOVAX,00FFHLE255+6/5
ANDAL,50MOD4
ORAX,0F00FHAND1234OR00FFH
答:
(1)将0066H传送给AX
(2)将0FFH传送给AL
(3)将0FFFFH传送给AX
(4)ANDAL,02H
(5)ORAX,00FFH
3.有符号定义语句如下:
BUFDB3,4,5,’123’
ABUFDB0
LEQUABUF-BUF
求L的值为多少?
答:
L=6
4.假设程序中的数据定义如下:
PARDW?
PNAMEDB16DUP(?
)
COUNTDD?
PLENTHE
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