微機(jī)第三版教材習(xí)題參考答案馬維華.doc

第二章作業(yè)2-2簡(jiǎn)述微處理器的工作方式、各工作方式的含義和區(qū)別是什么?它們之間是如何切換的？答：1.五種工作方式：實(shí)地址方式、保護(hù)虛地址方式、虛擬86方式、系統(tǒng)管理方式以及IA-32E方式。2.含義：(1)實(shí)地址方式是指處理器工作在8086/8088編程環(huán)境下的工作方式，其最大地址空間為1MB。(2)保護(hù)地址方式，又稱(chēng)保護(hù)虛地址方式，簡(jiǎn)稱(chēng)保護(hù)方式，是真正發(fā)揮處理器潛能的一種工作方式。所謂保護(hù)是指在執(zhí)行多任務(wù)操作時(shí)，對(duì)不同任務(wù)使用的不同存儲(chǔ)空間進(jìn)行完全隔離，保護(hù)每個(gè)任務(wù)順利執(zhí)行，能夠?qū)ぶ返牡刂房臻g為實(shí)際的物理地址空間即2m（m為處理器外部地址線(xiàn)的引腳條數(shù)）。(3)虛擬86方式是指一個(gè)多任務(wù)的環(huán)境，即模擬多個(gè)8086的工作方式。在這個(gè)方式之下，處理器被模擬成多個(gè)8086微處理器同時(shí)工作。(4) 系統(tǒng)管理方式（SMM）是為實(shí)現(xiàn)特定功能及系統(tǒng)安全提供的一種工作方式，SMM的功能主要包括電源管理以及為操作系統(tǒng)和正在運(yùn)行的程序提供安全性。SMM最顯著的應(yīng)用就是電源管理。以上四種方式是IA-32所有處理器所具有的工作方式。 (5)從后期的P4到以Core為核心的處理器開(kāi)始支持64位擴(kuò)展技術(shù)，引入了IA-32E工作方式。在這種方式下，處理器支持兩種模式即兼容的工作方式（兼容IA-32處理器的方式）和64位工作方式。在兼容模式下，允許在64位操作系統(tǒng)下運(yùn)行原來(lái)的16位和32位應(yīng)用程序，可使用前緣REX訪問(wèn)64位數(shù)據(jù)，最大支持的32位地址空間，而在64位方式下，采用EM64T技術(shù)，支持64位操作，同時(shí)支持36位的地址（從Pentium Pro開(kāi)始處理器的外部地址線(xiàn)就提供36條），支持64位線(xiàn)性地址，默認(rèn)的地址空間為64位，默認(rèn)的數(shù)據(jù)寬度為32位，指令允許32/64地址和32/64數(shù)據(jù)的混合使用，因此又把 Core為核心的處理器稱(chēng)為32/64處理器，與真正64位處理器有區(qū)別，可稱(chēng)之為具有64位功能的32位處理器。3.工作方式的相互轉(zhuǎn)換如下圖所示。以上工作方式中，系統(tǒng)管理方式需要用硬件切換即有/SMI引腳中斷方可以從原來(lái)的工作方式進(jìn)入系統(tǒng)管理方式，其它工作方式的切換均可用軟件控制來(lái)切換工作方式。2-3 IA-32E方式兼容模式和64位模式下，Cure X系列處理器能夠?qū)ぶ返奈锢淼刂房臻g分別有多大？ 答： 具有IA-32E工作方式處理器在兼容模式下，最大支持的32位地址空間即4GB，而在64位方式下，采用EM64T技術(shù)，支持64位操作，同時(shí)支持36位的物理地址即64GB，支持64位線(xiàn)性地址，默認(rèn)的地址空間為64位。2-10 Pentium處理器的和兩條指令流水線(xiàn)的功能是什么？主頻為100MHz的Pentium處理器，最快執(zhí)行兩條指令的時(shí)間為多少ns？答：（1）U流水線(xiàn)主要用于執(zhí)行復(fù)雜指令，而V流水線(xiàn)只能執(zhí)行簡(jiǎn)單指令。（2）最快執(zhí)行兩條指令的時(shí)間是一個(gè)時(shí)鐘周期，100MHz主頻其一個(gè)時(shí)鐘周期為1/100 (us)=10ns。2-11簡(jiǎn)述Pentium處理器的BTB的功能。答：BTB（分支目標(biāo)緩沖器）可對(duì)分支指令進(jìn)行預(yù)測(cè)，目的是提高流水線(xiàn)執(zhí)行效率。在Pentium微處理器中，使用了BTB預(yù)測(cè)分支指令，這樣可在分支指令進(jìn)入指令流水線(xiàn)之前預(yù)先安排指令的順序，而不致使指令流水線(xiàn)的執(zhí)行產(chǎn)生停滯或混亂。2-18 總結(jié)一下8086/8088到Core i7處理器外部地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)條數(shù)、通用寄存器的位數(shù)以及所處的工作方式。各自的位長(zhǎng)以及所能尋址的物理地址空間有多大？答：從8086到Corei的相關(guān)參數(shù)如下表所示表。處理器主要參數(shù)8086802868038680486PentiumP6（Pro,PII,PIII）Pentium 4Core 2 DuoCore i7Corei3/i5/ i7(二代到六代)通用寄存器位數(shù)1616323232323232/6432/6432/64外部數(shù)據(jù)線(xiàn)條數(shù)16163232646464646464外部地址線(xiàn)條數(shù)20243232323636363636物理地址空間1MB16MB4GB4GB4GB64GB64GB64GB64GB64GBI/O組織(端口個(gè))64K64K64K64K64K64K64K64K64K64K工作方式實(shí)方式實(shí)方式保護(hù)方式實(shí)方式保護(hù)V86實(shí)方式保護(hù)、V86實(shí)，保護(hù)、V86、系統(tǒng)管理實(shí)、保護(hù)、V86、系統(tǒng)管理實(shí)、保護(hù)、V86、系統(tǒng)管理實(shí)、保護(hù)、系統(tǒng)管理、IA-32E實(shí)、保護(hù)、系統(tǒng)管理、IA-32E實(shí)、保護(hù)、系統(tǒng)管理、IA-32E2-26 已經(jīng)從內(nèi)存1FF00000開(kāi)始存放12H, 34H, 56H, 78H, 90H, ABH, CDH, EFH, 11H, 22H, 33H, 44H, 55H, 66H, 77H, 88H，99H,00H,AAH,BBH,CCH,DDH,EEH,FFH，試說(shuō)明從1FF00000H開(kāi)始取一個(gè)雙四字的值，從1FF00008H開(kāi)始取雙字的值，以及從1F00010H開(kāi)始取四字和一個(gè)字的值。解：按照數(shù)據(jù)低字節(jié)存放在低地址的原則，在Intel處理器中，為了保持兼容性，仍然定義一個(gè)字為16位（盡管字長(zhǎng)已經(jīng)是32位或64位）從1FF00000H開(kāi)始的雙四字的值8877665544332211EFCDAB9078563412H從1FF00008H開(kāi)始的雙字的值44332211H從1FF00010H開(kāi)始的四字的值FFEEDDCCBBAA0099H從1FF00010H開(kāi)始的一個(gè)字的值0099H2-32 對(duì)于IA-32或Intel 64處理器采用16位運(yùn)算（用16位寄存器），求以下運(yùn)算結(jié)果及相應(yīng)各標(biāo)志位：(1) 5439H+4567H (2) 2345H+5219H (3) 54E3H-27A0H (4) 1A9FH+E561H解：（1）5439H+4567H=99A0H0101 0100 0011 1001+ 0100 0101 0110 01111001 1001 1010 0000AF=1,PF=1,ZF=0,CF=0,OF=1,SF=1(2)2345H+5219H=755EH0010 0011 0100 0101+ 0101 0010 0001 10010111 0101 0101 1110AF=0,PF=0,ZF=0,CF=0,OF=0,SF=0(3)法1直接相減54E3H-27A0H=2D43H0101 0100 1110 0011- 0010 0111 1010 00000010 1101 0100 0011AF=0,PF=0,ZF=0,CF=0,OF=0,SF=0法2變減為加54E3H-27A0H=54E3+D860H=2D43H0101 0100 1110 0011+ 1101 1000 0110 00001 0010 1101 0100 0011AF=0,PF=0,ZF=0,CF=1,OF=0,SF=0說(shuō)明：可見(jiàn)這兩種方法算出的結(jié)果是一樣的，但進(jìn)借位標(biāo)志完全不同。(4)1A9FH+E561=0000H0001 1010 1001 1111+ 1110 0101 0110 00011 0000 0000 0000 0000AF=1,PF=1,ZF=1,CF=1,OF=0,SF=02-37 內(nèi)存數(shù)據(jù)如表2.26所示，指出實(shí)地址方式下，執(zhí)行下列程序段后AX中的值。MOVAX,1100HMOVDS,AXMOV BX,200HMOV AX,BX+62H表2.26 題2-38,2-43和2-44表（內(nèi)存數(shù)據(jù)分布情況）地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)：00011267H 00H00011237H00H00001047H00H00001007H00H00011266H70H00011236H00H00001046H01H00001006H40H00011265H 00H00011235H11H00001045H1EH00001005HF3H00011264H01H00011234H47H00001044H13H00001004H01H00011263H 75H00011233H32H00001043H00H00001003H00H00011262H39H00011232H30H00001042H00H00001002H00H00011261H2AH00011231H31H00001041H1FH00001001H1FH00011260H00H00011230H36H00001040HFFH00001000HFFH解：從程序段知DS1100H，有效地址(偏移地址)200H62H262H，因此物理地址11000H262H11262H，11262H開(kāi)始的一個(gè)字為7539H，所以AX7539H2-38 IA-32處理器描述符中所含有的基地址為089C0000H，段界限為0003FH，求（1）G=0時(shí)該描述符所尋址段的地址范圍，該段如果要存漢字，能容納多少個(gè)？（2）G=1時(shí)，對(duì)于4K頁(yè)，描述的段的地址范圍。解：（1）G0,段以字節(jié)為單位，段大小段界13FH140H64,末地址段基址段大小1段基址+段界089C0000H3FH089C0000H0x89C0003F，可容納漢字64/2=32個(gè)；（2）G1時(shí)，段大小以頁(yè)為單位（4K頁(yè)），段大?。ǘ谓?）4K（3FH1）1000H40000H262144，末地址段基址段大小1089C0000H400001089C0000H3FFFFH089FFFFFH,可容納漢字262144/2=131072個(gè)。2-39 試定義IA-32處理器的兩個(gè)段描述符來(lái)描述一個(gè)存儲(chǔ)器段，均為一個(gè)可寫(xiě)、向上增長(zhǎng)的用戶(hù)訪問(wèn)的在物理存儲(chǔ)器中、未訪問(wèn)過(guò)的數(shù)據(jù)段，（1）地址范圍為03000000H03001FFFH，（2）01000000H027FFFFFH。 解：（1）定義段描述符就是確定段基址、段界和相關(guān)屬性段基址03000000H，段界末地址首地址1FFFH，段界FFFFFH1因此，G1,由于段大?。ǘ谓?）4K，因此段界段大小/4K-1=01800000H/4K-1=1800H-1=17FFH，其它屬性同上，則段描述符01C1F200000017FFH2-41 已知從00100000H開(kāi)始存放FFH，01H，00H，04H，10H，F(xiàn)2H，0AH，06H，F(xiàn)FH，03H，00H，00H，10H，F(xiàn)2H，40H，02H，從02100000H開(kāi)始存放35H，36H，31H，30H，30H，32H，39H，38H，3AH，DS=000BH，EBX=0000002H，GDTR=001000001FFFH，CR0=60000011H，CR3=00034000H，對(duì)于IA-32處理器，執(zhí)行指令MOV EAX，EBX時(shí)：（1） 求源操作數(shù)對(duì)應(yīng)的描述符表可存放描述符個(gè)數(shù)（2） 求源操作數(shù)對(duì)應(yīng)段描述符的值以及該描述符描述段的地址范圍（3） 求源操作數(shù)所對(duì)應(yīng)的物理地址（4） 求指令執(zhí)行后EAX中的內(nèi)容。（5） 從已知條件中還能得到什么信息？解：DS000BH0000 0000 0000 1011B， 對(duì)照選擇子的格式可知TI0,選中GDT表，RPL11為普通用戶(hù)使用，索引808H（1）GDT表可存放的描述符的個(gè)數(shù)由GDTR中的界決定，GDT表的界1FFFH，因此可存放的段描述符的個(gè)數(shù)（1FFFF+1）/8=400H=1K個(gè)；（2）先找出描述符存放的首地址GDT表首址（GDTR高32位）索引800100000H08H00100008H，以段描述符為0240F210000003FFH，段描述符描述的段的大小取決于段界和G，對(duì)照段描述符的格式可知G0,段界003FFH,段基址02100000H，因此段地址范圍為02100000H0210003FFH；（3）CR0600000011H，因此PE1,PG0,是分段而不分頁(yè)的保護(hù)方式，因此CR3多余，段內(nèi)偏移地址EBX的值00000002H，因此物理地址段基址段內(nèi)偏移地址02100000H00000002H02100002H；（4）021000002H開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)就是EAX的值32303031H；（5）由段描述符可知，G0,D1為32位數(shù)據(jù)，此外決定其它屬性的主要是訪問(wèn)權(quán)字節(jié)，訪問(wèn)權(quán)字節(jié)中為F2H11110010B，即P1表示數(shù)據(jù)在物理存儲(chǔ)器中，DPL11表示一般用戶(hù)程序訪問(wèn)的數(shù)據(jù)，S1表示段描述符，A0表示該段還沒(méi)有被訪問(wèn)過(guò)，TYPE001表示該段是向上增長(zhǎng)的可寫(xiě)的數(shù)據(jù)段。2-42已知內(nèi)存中的數(shù)據(jù)如表2.26所示，對(duì)于IA-32處理器，已知內(nèi)部相應(yīng)寄存器的值為：ESI=00001230H，DS=SS=ES=FS=GS=1003H。GDT表和LDT表的首地址均為0，CR40。CR3000011FFH，內(nèi)存數(shù)據(jù)如下所示。（1）當(dāng)CR0=70000010H時(shí)指令MOV EAX，ESI對(duì)應(yīng)源操作數(shù)的物理地址及指令執(zhí)行后EAX中的值。（2）當(dāng)CR0=70000011H時(shí) 求指令MOV EAX，ESI對(duì)應(yīng)源操作數(shù)的物理地址及指令執(zhí)行后EAX中的值。該段的最多能容納多少字節(jié)數(shù)據(jù)？根據(jù)訪問(wèn)權(quán)字節(jié)說(shuō)明該段是什么樣的段，是否存在存儲(chǔ)器中?地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)：00011267H 00H00011237H00H00001047H00H00001007H00H00011266H70H00011236H00H00001046H01H00001006H40H00011265H 00H00011235H11H00001045H1EH00001005HF3H00011264H01H00011234H47H00001044H13H00001004H01H00011263H 75H00011233H32H00001043H00H00001003H00H00011262H39H00011232H30H00001042H00H00001002H00H00011261H2AH00011231H31H00001041H1FH00001001H1FH00011260H00H00011230H36H00001040HFFH00001000HFFH解：CR40表示沒(méi)有頁(yè)的擴(kuò)展，默認(rèn)4KB頁(yè)大?。?）由CR070000010H可知，PE0,處于實(shí)地址方式，因此物理地址段地址16偏移地址10030H00001230H00011260H，由表可知執(zhí)行完MOV EAX,ESI之后，EAX的值75392A00H；（2）由CR070000011H知PE1且PG0為僅分段的保護(hù)方式，由DS1003H0001000000000011B，可知，TI0選擇的是GDT表，RPL11表示一般用戶(hù)訪問(wèn)，索引81000H段描述符存放的首地址GDT表首址索引800001000H，所以通過(guò)上表可知，段描述符0040F30100001FFFH，段基址00010000H，段界01FFFH，G0,段內(nèi)偏移量ESI00001230H,因此物理地址段基址偏移地址00010000H00001230H00011230H，由表可得執(zhí)行MOV EAX，ESI后，EAX的值就是從00011230H開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)，即EAX32303136H；由于G0時(shí)段大小段界101FFFH12000H8192字節(jié)，即可容納8192字節(jié)的數(shù)據(jù)訪問(wèn)權(quán)字節(jié)F3H11110011B，A1該已經(jīng)被訪問(wèn)過(guò)，同P1在物理存儲(chǔ)器中，是向上增長(zhǎng)的可寫(xiě)的數(shù)據(jù)段。（3）由CR0E0000011H知PE1且PG10為分段且頁(yè)的保護(hù)方式，由（2）得線(xiàn)性地址00011230H，由于CR40頁(yè)大小為4KB（不擴(kuò)展）00011230H0000 0000 0000 0001 0001 0010 0011 0000B，偏移地址230HCR3000011FFH，因此頁(yè)目錄基地址00001000H，頁(yè)目錄索引*40，因此目錄項(xiàng)地址00001000H，從表中找出頁(yè)目錄項(xiàng)為00001FFFH，因此頁(yè)表基址00001000H，頁(yè)表索引*411H*4=44H因此頁(yè)表項(xiàng)地址00001044H，頁(yè)表項(xiàng)00011E13H，頁(yè)基地址00011000H，物理地址頁(yè)基地址+頁(yè)內(nèi)偏移量00011000H+230H00011230H，EAX的值就是從00011230H開(kāi)始的4個(gè)字節(jié)，即EAX32303136H；2-43 已知內(nèi)存中的據(jù)如表2.26所示，IA-32處理器復(fù)位后，立即執(zhí)行以下指令，求出指令執(zhí)行完EAX中的值并說(shuō)明處理器的工作狀態(tài)。（注意自復(fù)位后處理器的狀態(tài)，參見(jiàn)2.3.1中圖2.22）。MOV EAX，CR0OR EAX，1MOV CR0,EAXMOV EAX，00011000HMOV CR3,EAXMOV EAX，CR0OR EAX，80000000HMOV CR0,EAXMOV EAX, 23401000H地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)地址數(shù)據(jù)：00011267H 00H00011237H00H00001007H00H00011266H70H00011236H00H00001006H40H00011265H 00H00011235H11H00001005HF4H00011264H01H00011234H47H00001004H01H00011263H 75H00011233H32H00001003H00H00011262H39H00011232H30H00001002H00H00011261H2AH00011231H30H00001001H1FH00011260H00H00011230H39H00001000HFFH解：由前三條指令可知CR0.0（PE）1轉(zhuǎn)入保護(hù)方式，CR300011000H，知頁(yè)目錄表基址00011000H，由第6,7,8條指令可知，CR0.31（PG）1，即處理器工作在分段和分頁(yè)的保護(hù)方式由于復(fù)位后除代碼段外，其它段基地址0因此段描述符所描述的段基地址也為0，因此線(xiàn)性地址段內(nèi)偏移地址=23401000H=0010001101 0000000001 0000 0000 0000B頁(yè)目錄索引4001000110100B4234H，頁(yè)表索引40000000001H400000004H頁(yè)目錄項(xiàng)基地址00011000H,因此頁(yè)目錄項(xiàng)的地址為頁(yè)目錄基地址頁(yè)目錄索引值400011000H234H00011234H，因此頁(yè)目錄項(xiàng)00001147H,頁(yè)表基地址00001000H,因此頁(yè)表項(xiàng)地址為頁(yè)表基地址頁(yè)表索引400001000H00000004H00001004H，頁(yè)表項(xiàng)00001147H，頁(yè)基地址00001000H，物理地址頁(yè)基地址頁(yè)內(nèi)偏移地址00001000H000011000H，因此EAX00001FFFH 第五章作業(yè)5-2簡(jiǎn)述半導(dǎo)體存儲(chǔ)器的分類(lèi)及主要性能指標(biāo)。答：（1）分類(lèi)(2)主要性能指標(biāo)：存儲(chǔ)容量、存取速度和帶寬（帶寬=存儲(chǔ)器總線(xiàn)頻率數(shù)據(jù)寬度/8 （單位：字節(jié)/S）5-3 說(shuō)明SRAM、DRAM、MROM、PROM、EPROM及FRAM的特點(diǎn)及簡(jiǎn)單工作原理。答：SRAM靠雙穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器的兩個(gè)穩(wěn)定狀態(tài)存儲(chǔ)信息的；DRAM靠極間電容的充放電來(lái)存儲(chǔ)信息的；MROM靠光刻技術(shù)確定是否保留MOS管決定信息的，跨接MOS管，信息為0,沒(méi)有跨接MOS管，信息為1；PROM是靠熔絲的通斷決定信息的，沒(méi)有熔斷，則信息為1,熔斷信息為1；EPROM是靠雪崩注入式場(chǎng)效應(yīng)管（FAMOS管）的浮置柵是否積累足夠的電荷來(lái)存儲(chǔ)信息的，有足夠的電荷積累，則記錄信息0,沒(méi)有足夠的電荷積累信息記錄；FRAM是靠鐵電電容來(lái)存儲(chǔ)信息的。5-4 已知一個(gè)SRAM芯片的容量為4M8，該芯片有一個(gè)片選信號(hào)引腳和一個(gè)讀/寫(xiě)控制引腳，問(wèn)該芯片至少有多少個(gè)引腳？解：SRAM的引腳的確定從地址線(xiàn)、數(shù)據(jù)線(xiàn)、控制線(xiàn)及電源線(xiàn)四方面考慮，地址線(xiàn)m決定字?jǐn)?shù)，2m=4M,因此m=22,容量4M8，所以n=8，片選一條，讀寫(xiě)控制一個(gè)，電源和地各一條，芯片共有引腳22811+234條。如果算出來(lái)為奇數(shù)，則加1變偶數(shù)，以便于對(duì)稱(chēng)，便于制作。5-6 50ns的512M8的DRAM芯片，其外部數(shù)據(jù)線(xiàn)和地址線(xiàn)為多少條？1秒鐘至少可存取多少次？如果系統(tǒng)接內(nèi)存的總線(xiàn)周期40ns的微機(jī)系統(tǒng)，在訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)要不要插入等待周期？如果處理器是Pentium,則需要插入多少ns的等待時(shí)間?解：（1）尋址的地址線(xiàn)log2(單元數(shù))=log2(512M)=log2(229)=29條，由于DRAM的外部地址線(xiàn)是內(nèi)部的一半，因此DRAM的外部地址線(xiàn)為15條,數(shù)據(jù)線(xiàn)8條，1s/50ns=109/50=20000000次，即每秒可存取2千萬(wàn)次，總線(xiàn)周期為40ns，因此比 50ns快，因此需要插入等待周期，才能正常訪問(wèn)50ns的存儲(chǔ)器。如果是Pentium處理器，是由于一個(gè)總線(xiàn)周期含2個(gè)狀態(tài)，因此一個(gè)狀態(tài)為20ns,因此等待一個(gè)狀態(tài)20ns后，訪問(wèn)時(shí)間為40ns+20ns60ns超過(guò)50ns即可訪問(wèn)。因此要插入20ns的等待時(shí)間。5-9 試計(jì)算外頻（內(nèi)存模塊的核心頻率）為200MHz時(shí)DDR、DDR2、DDR3、雙通道DDR4的帶寬。解：由于DDR、DDR2、DDR3、DDR4數(shù)據(jù)寬度為64位，200MHz下的速度如下：(1) DDR：200MHz264/81600MB/s(2) DDR2:200MHz464/8=3200MB/s(3) DDR3:200MHz864/86400MB/s (4)DDR4:雙通道200MHz8264/8=25600MB/S5-10已知RAM的容量為(1) 16K8 (2) 64K8 (3) 128K8 (4) 256K8如果RAM的起始地址為3450H，則各RAM對(duì)應(yīng)的末地址為多少？解：（1）16K8,單元數(shù)16K24210=3FFFH+1,所以末地址首地址大小13450H3FFFH744FH（2）64K216=FFFFH+1，末地址3450HFFFFH1344FH（3）128K2171FFFFH1,末地址3450H1FFFFH2344FH（4）256K2183FFFFH1,末地址3450H3FFFFH4344FH5-11如果一個(gè)應(yīng)用系統(tǒng)中ROM為8KB，最后一個(gè)單元地址為57FFH，RAM緊接著ROM后面編址，RAM為16KB，求該系統(tǒng)中存儲(chǔ)器的第一個(gè)地址和最后一個(gè)單元地址。解：ROM最后一個(gè)單元為57FFH，8K2131FFFH1,因此首地址末地址（大小1）57FFH1FFFH3800H，由于RAM緊跟ROM后面編址，因此RAM的首地址57FFH15800H，RAM大小16K2143FFFH1,所以RAM的最后地址就是系統(tǒng)存儲(chǔ)器的末地址（最后一個(gè)單元的地址）5800H3FFFH97FFH5-14用4K8的SRAM芯片構(gòu)成16K16的存儲(chǔ)器,要求起始地址為08000H,畫(huà)出聯(lián)接圖，選用8086。解：需要的芯片數(shù)：16K16/(4K8)428片。起始地址08000H,容量16K1632K832KB（微機(jī)是按字節(jié)編址的），因此32K2157FFFH1,末地址08000H7FFFH0FFFFH，需要增加的地址線(xiàn)3條，08000H0FFFFH可變的地址為A14A0，其中A14、A13為增加的地址線(xiàn)，分別接24譯碼器輸入端B和A，A11A0是芯片本身的地址線(xiàn)接系統(tǒng)地址總線(xiàn)的A12A1，不變的地址A19A16均為0,A151,A0與邏輯或后接存儲(chǔ)器的偶地址（低字節(jié)）存儲(chǔ)模塊的讀信號(hào)，A0與或后接存儲(chǔ)器的偶地址（低字節(jié)）存儲(chǔ)模塊的寫(xiě)信號(hào)，與邏輯或后接存儲(chǔ)器的奇地址（高字節(jié)）存儲(chǔ)模塊的讀信號(hào)，與或后接存儲(chǔ)器的奇地址（高字節(jié)）存儲(chǔ)模塊的寫(xiě)信號(hào)，即當(dāng)讀或?qū)懪嫉刂反鎯?chǔ)體時(shí)，A00，能對(duì)如1，3，5，7進(jìn)行讀寫(xiě)操作，當(dāng)讀或?qū)懫娴刂反鎯?chǔ)體時(shí)，0,能對(duì)2，4，6，8進(jìn)行讀操作，以保證對(duì)奇偶存儲(chǔ)體的訪問(wèn)，當(dāng)A00并且0時(shí)，可對(duì)一個(gè)字（16位）進(jìn)行訪問(wèn)，連接示意如圖所示。5-16寫(xiě)出圖5.43(a)所示的片選信號(hào)CS以及(b)中Y0Y7對(duì)應(yīng)的端口地址。(a) (b)圖5.43 題5-16圖解：(a)由CS0可知：A90,A80,A70,A61,A51,A41,A31,A21,A11,A01,地址0001111111B07FH；(b)由38譯碼器使能端有效即E31,E2E10知：A91,A80,A70,A61,A50,A41，A30Y0:A2A1A0=000，因此Y0的地址1001010000B250HY1:A2A1A0=001，因此Y1的地址1001010001B251HY2:A2A1A0=010，因此Y2的地址1001010010B252HY3:A2A1A0=011，因此Y3的地址1001010011B253HY4:A2A1A0=100，因此Y4的地址1001010100B254HY5:A2A1A0=101，因此Y5的地址1001010101B255HY6:A2A1A0=110，因此Y6的地址1001010110B256HY7:A2A1A0=111，因此Y7的地址1001010111B257H5-17 簡(jiǎn)述8088、8086、80386、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium4以及Core 2系統(tǒng)存儲(chǔ)器的組成形式。解：8088為8位存儲(chǔ)器組織，共一個(gè)8位存儲(chǔ)體，總?cè)萘孔畲?MB；8086和80286為16位存儲(chǔ)器組織，共2個(gè)8位存儲(chǔ)體，1個(gè)偶地址存儲(chǔ)體和1個(gè)奇地址存儲(chǔ)體，其中8086的每個(gè)存儲(chǔ)體最大512KB，共1MB，而80286每個(gè)8MB，共16MB；80386為32位存儲(chǔ)器組成，共4個(gè)8位存儲(chǔ)體，每個(gè)最大1MB，共4GB；PentiumCureX均為64位存儲(chǔ)器組織，共8個(gè)8位存儲(chǔ)體，Pentium每個(gè)存儲(chǔ)體最大512MB，共4GB，PentiumIICoreX每個(gè)最大8GB，共64GB。5-19 對(duì)于80386/80486設(shè)計(jì)一個(gè)32位存儲(chǔ)器模塊，使用EPROM芯片，地址范圍FFFF0000HFFFFFFFFH。解：80386/80486地址線(xiàn)32條，數(shù)據(jù)線(xiàn)32條，EPROM容量為FFFFFFFFHFFFF0000H110000H即64KB，64KB64K8（164）816K32，即可用4片16KB的EPROM 27128通過(guò)位擴(kuò)展構(gòu)成這一存儲(chǔ)器模塊。由地址關(guān)系知：不變的地址：A31A16全1,變化的就是64KB大小的存儲(chǔ)體，存儲(chǔ)器的組成如圖所示。5-20 采用SRAM 62512構(gòu)建的一個(gè)64位存儲(chǔ)器模塊如圖5.38所示。（1）試寫(xiě)出本存儲(chǔ)器模塊的地址范圍。（2）試編寫(xiě)一段程序，將1號(hào)62512的64KB的數(shù)據(jù)復(fù)制到7號(hào)62512中圖5.38 SRAM構(gòu)成的64位存儲(chǔ)器模塊答：（1）A31A190000000000001，A18A0全0到全1變化，因此地址范圍為：00080000H000FFFFFH（2）要注意一個(gè)62512中的64KB數(shù)據(jù)的地址是相差8，不是連續(xù)的，由64位存儲(chǔ)器組成所決定的，因此在寫(xiě)程序時(shí)修改地址指針時(shí)要特別注意。1號(hào)芯片的起始地址為：00080000H，7號(hào)芯片起始地址：00080006H，每增加一個(gè)數(shù)據(jù)單元，地址加8，程序片段如下： MOVCX，0；64K個(gè)字節(jié)單元數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器MOVAX，8000HMOV DS，AX；段地址為8000HMOV SI，0；源數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)偏移地址0，物理地址80000HMOV DI，6；目的數(shù)據(jù)偏移地址6，物理地址80006HLP：MOVAL，SIMOVDI，ALADD SI，8ADD DI，8LOOPLP或： 用32位偏移地址 MOVCX，0；64K個(gè)字節(jié)單元數(shù)據(jù)計(jì)數(shù)器MOVESI，00008000HMOV EDI，00008006HLP：MOVAL，ESIMOVEDI，ALADD ESI，8ADD EDI，8LOOPLP5-22 CMOS 的功能是什么？如何對(duì)其操作？寫(xiě)出將年月日時(shí)分秒的值讀出后存入1000H:2000H開(kāi)始的內(nèi)存區(qū)域的程序片段。解：CMOS主要包括實(shí)時(shí)鐘及CMOS RAM，因此其主要功能有產(chǎn)生實(shí)時(shí)鐘及保存設(shè)置和配置信息。對(duì)CMOS的操作分兩個(gè)步驟：（1）向70H寫(xiě)CMOS地址；（2）對(duì)71H讀或?qū)憯?shù)據(jù)第一種方法：由于年月日時(shí)分秒地址不連續(xù)或規(guī)律性不強(qiáng)，可以先在內(nèi)存緩沖區(qū)中定義時(shí)間單元，然后就可以構(gòu)建循環(huán)體。.DATEDateBuf DB 09H,08H,07H,04H,02H,00H;定義CMOS年、月、日、時(shí)、分、秒地址.CODEMOV AX,1000HMOV ES,AXMOV DI,2000HMOV AX,SEG DateBufMOV DS,AXMOV SI OFFSET DateBufMOV CX,6LP1：MOV AL,SI;日期時(shí)期單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV ES: DI,ALINC DIINC SILOOP LP1第二種方法一個(gè)一個(gè)寫(xiě)MOV AX,1000HMOV DS,AXMOV DI,2000HMOV AL,09H;年單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,ALINC DIMOV AL,08H;月單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,ALINC DIMOV AL,07H;日單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,ALINC DIMOV AL,4;時(shí)單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,ALINC DIMOV AL,2;分單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,ALINC DIMOV AL,0;秒單元OUT 70H,ALIN AL,71HMOV DI,AL第六章作業(yè)6-2簡(jiǎn)述微處理器與I/O設(shè)備之間的接口信息。答：接口信息：微處理器與外設(shè)之間交換的信息概括起來(lái)有數(shù)據(jù)信息、狀態(tài)信息和控制信息。微機(jī)中的數(shù)據(jù)信息通常有數(shù)字量、模擬量和開(kāi)關(guān)量三種基本形式。狀態(tài)信息是外部設(shè)備向微處理器提供外設(shè)當(dāng)前工作狀態(tài)的信息，微處理器接收到這些狀態(tài)就可以了解外設(shè)的情況，適時(shí)準(zhǔn)確地進(jìn)行有效的數(shù)據(jù)傳送。常見(jiàn)的外設(shè)狀態(tài)信息如輸入設(shè)備準(zhǔn)備好信號(hào)（READY）、輸出設(shè)備是否忙（BUSY）等等?？刂菩畔⑹俏⑻幚砥魍ㄟ^(guò)I/O接口向外部設(shè)備發(fā)送控制命令的信息?？刂泼钪饕糜贗/O設(shè)備的工作方式設(shè)置等。6-3簡(jiǎn)述I/O編址方式。答：I/O端口地址的編址有兩種基本方法：存儲(chǔ)器映射編址（統(tǒng)一編址）和I/O映射編址（獨(dú)立編址）。存儲(chǔ)器映射I/O編址就是I/O端口的地址與存儲(chǔ)器的地址統(tǒng)一混合編址，即把一個(gè)I/O口地址看作是一個(gè)存儲(chǔ)單元。I/O映射編址是指I/O端口與存儲(chǔ)器分開(kāi)獨(dú)立編址，即I/O端口和存儲(chǔ)器都有自己的一套地址空間，而且互不相干。這樣，I/O端口不占用內(nèi)存空間，但在這種編址方式下，必須采用專(zhuān)用的I/O指令（IN或OUT指令）才能訪問(wèn)I/O設(shè)備。從8086到Pentium，僅支持I/O映射的編址方法，而P6架構(gòu)及之后的處理器既支持I/O映射編址又支持存儲(chǔ)器映射編址，即除了用IN/OUT等專(zhuān)用I/O指令外，還可以用訪問(wèn)存儲(chǔ)器的指令訪問(wèn)被映射的I/O端口。6-4微機(jī)系統(tǒng)中的16位、32位以及64位I/O組織的特點(diǎn)是什么？各自由哪些信號(hào)線(xiàn)訪問(wèn)I/O端口？答：16位采用2個(gè)8位I/O體，32位采用4個(gè)8位I/O體，64位采用8個(gè)8位I/O體構(gòu)成完整的I/O系統(tǒng)。不管是哪一種形式，I/O端口地址范圍0000HFFFFH，處理器僅提供16條地址線(xiàn)來(lái)尋址I/O。主要信號(hào)線(xiàn)有：16位I/O組織的808680286：A15A0以及、和；32位的I/O組織80386Pentium：A15A2以及、和；64位的I/O組織Pentium ProCore ：A15A3以及、和。IN EAX,DX實(shí)際4個(gè)地址有效，OUT DX，RAX8個(gè)地址同時(shí)有效。6-8試采用8位緩沖器和8位鎖存器設(shè)計(jì)一個(gè)32位輸入和輸出接口，輸入和輸出接口的基地址均為8010H，畫(huà)出原理圖，并寫(xiě)出讀該32位輸入接口和寫(xiě)32位輸出接口的程序片段，假設(shè)讀入的32位數(shù)據(jù)存放在EBX中，待寫(xiě)的32位數(shù)據(jù)在ECX中。答：參照教材中32位輸入接口及32輸出接口設(shè)計(jì)實(shí)例，滿(mǎn)足本題要求的地址8010H的32位輸入輸出接口如圖所示。 程序片段如下：MOVDX，8010HINEAX，DXMOVEBX，EAXMOVEAX，ECXOUT DX，EAX6-11已經(jīng)波特率為2400bps，字符格式為7位數(shù)據(jù)，1位校驗(yàn)位，1位停止位，UART發(fā)送端的波形如圖6.61所示（下方為參考方波，說(shuō)明該數(shù)據(jù)是多少（用十六進(jìn)制表示），采用什么校驗(yàn)？ 圖6.61 題6-11圖解：由UART字符格式知，傳送數(shù)據(jù)是低位在前高位在后，據(jù)已經(jīng)條件知，1位起始位，7位數(shù)據(jù)，1位校驗(yàn)位，1位停止位，共10位為一幀，從圖中找出起始位（低電平）開(kāi)始的連續(xù)10位，圖從2.4KHz的一個(gè)脈沖對(duì)應(yīng)2400bps波特率的一個(gè)位，即從第3個(gè)脈沖開(kāi)始10位恰是傳送的一幀字符，去掉開(kāi)始的起始位，從第4個(gè)脈沖開(kāi)始取7位數(shù)據(jù)位，依次是D01,D11,D20,D31,D40,D51和D61,校驗(yàn)位0,停止位1,因此數(shù)據(jù)為D6D5D4D3D2D1D01101011B6BH，由于校驗(yàn)為0,因此傳送的字符中（含校驗(yàn)位）1的個(gè)數(shù)為5,奇數(shù)，因此為奇校驗(yàn)。6-13如果通過(guò)RS-232C進(jìn)行雙機(jī)通信，波特率為11520bps，字符格式為1位停止位，沒(méi)有校驗(yàn)，8位數(shù)據(jù)，通過(guò)示波器得到的波形如圖6.62所示，上圖是RS232C的連接器DB92腳（RXD）的波形，下面是為了比較方便輸入的頻率為11.52Kz的參考方波。指出波形對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)（用十六進(jìn)制表示）。圖6.62 題6-12圖解：分析方法同6-10，只是邏輯關(guān)系是相反的，9.6V對(duì)應(yīng)邏輯0,9.6V對(duì)應(yīng)邏輯1。第3個(gè)參考脈沖對(duì)應(yīng)起始位9.6V（邏輯0），數(shù)據(jù)位從第4個(gè)脈沖開(kāi)始的8位，依次為D01,D10,D20,D31,D40,D51,D60,D70,因此傳送的數(shù)據(jù)為00101001B=29H6-17假設(shè)8255的端口地址為60H-63H，試分別編寫(xiě)滿(mǎn)足條件的初始化程序：(1) 將A組和B組設(shè)置為方式0，端口A和B設(shè)成輸入端口，C上半口為輸入，下半口為輸出。(2) 將A口設(shè)為方式2，B口設(shè)為方式1輸出。(3) 將A口設(shè)為方式1輸出，B口為方式1輸出，PC4和PC5為輸出。解：（1）MOV AL，10011010BOUT 63H，AL（2）MOV AL，11000100BOUT 63H，AL（3）MOV AL，10100100BOUT 63H，AL6-18如圖6.63所示為以8086為核心采用8255擴(kuò)展I/O接口，A口接一輸入設(shè)備，B接輸出設(shè)備，PC5作為檢測(cè)輸入設(shè)備的準(zhǔn)備就緒信號(hào)READY，PC6作為輸出設(shè)備忙BUSY檢測(cè)端。（1）寫(xiě)出8255的初始化程序片段（2）寫(xiě)出讀取輸入設(shè)備數(shù)據(jù)并存入內(nèi)存ES:DI指示單元的子程序（讀時(shí)除了要判斷RAEDY外，還要使能）（3）寫(xiě)出從DS:SI指示的內(nèi)存單元取出數(shù)據(jù)寫(xiě)到輸出設(shè)備的子程序（寫(xiě)時(shí)除了要判斷BUSY外，還要產(chǎn)生鎖存脈沖CLK）（4）已知8255的PC7接一上拉電阻，其對(duì)地連接一細(xì)長(zhǎng)微型導(dǎo)線(xiàn)(A與B之間)，PC3通過(guò)驅(qū)動(dòng)接一蜂鳴器構(gòu)成一簡(jiǎn)易防盜報(bào)警系統(tǒng)，如果微型導(dǎo)線(xiàn)被碰斷，則蜂鳴器發(fā)出報(bào)警聲(蜂鳴器得電而響)直到導(dǎo)線(xiàn)被保安人為接上，報(bào)警的同時(shí)向輸出設(shè)備發(fā)送字符串“Grasp the burglar!”通知值班人員采取措施。寫(xiě)出有關(guān)程序。圖6.63 題6-18圖解：地址定義P8255CtrlEQU0FC56HP8255AEQU0FC50H P8255BEQU0FC52H P8255CEQU0FC54H (1) MOV AL,10001010B;A方式0輸出，C上半口輸入，B方式0輸入，C下半口輸出MOV DX,P8255Ctrl;控制口OUT DX,AL(2) MOV DX,P8255C;C口WAITL:IN AL,DX;ReadyTEST AL,00100000B;PC5JZ WAITL;未準(zhǔn)備好等待MOV DX，P8255CtrlMOVAL,00000000BOUT DX,AL;PC0=0(OE=0)MOV DX,P8255B;B口IN AL,DX;讀輸入設(shè)備數(shù)據(jù)MOV ES:DI,AL；寫(xiě)入指定內(nèi)存單元（3）MOV DX,P8255C;C口WAITP：IN AL，DXTEST AL，01000000B；PC6（BUSY）JNZ WAITPMOV DX，P8255CtrlMOVAL,00000011BOUT DX,AL;PC1=1(CLK=1)NOPNOPDEL ALOUT DX,AL;PC1=0(CLK=0)MOV AL，DSSIMOV DX，P8255A；A口OUT DX，AL； 數(shù)據(jù)輸出（4）MOV DX，P8255Ctrl；控制口MOV AL，00000010B；PC1CLK0，鎖存脈沖復(fù)位為0OUT DX，ALSTART:MOV DX,P8255C;C口IN AL,DXTEST AL,80H;判斷PC7JNZ BEEPMOV DX，P8255Ctrl MOV AL，00000110；PC3=0