微機(jī)原理與接口技術(shù)課后習(xí)題參考答案

1、微機(jī)原理與接口技術(shù) 李華貴 主編課后習(xí)題參考答案第1章 （1.6 習(xí) 題）1簡述名詞的概念：微處理器、微型計(jì)算機(jī)、微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。答：（1）微處理器：微處理器（microprocessor）簡稱µp或mp，或cpu。cpu是采用大規(guī)模和超大規(guī)模集成電路技術(shù)將算術(shù)邏輯部件alu（arithmetic logic unit）、控制部件cu（control unit）和寄存器組r（registers）等三個基本部分以及內(nèi)部總線集成在一塊半導(dǎo)體芯片上構(gòu)成的電子器件。（2）微型計(jì)算機(jī)：微型計(jì)算機(jī)（microcomputer）是指以微處理器為核心，配上由大規(guī)模集成電路制作的存儲器、輸入/輸出接口

2、電路及系統(tǒng)總線等所組成的計(jì)算機(jī)，簡稱微機(jī)。（3）微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)：微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)由硬件與軟件兩大部分組成，分別稱為硬件（hardware）系統(tǒng)與軟件（software）系統(tǒng)。其中，硬件（hardware）系統(tǒng)由cpu、內(nèi)存儲器、各類i/o接口、相應(yīng)的i/o設(shè)備以及連接各部件的地址總線、數(shù)據(jù)總線、控制總線等組成。軟件（software）系統(tǒng)：計(jì)算機(jī)軟件（software）是指為運(yùn)行、維護(hù)、管理、應(yīng)用計(jì)算機(jī)所編制的程序及程序運(yùn)行所需要的數(shù)據(jù)文檔資料的總和。一般把軟件劃分為系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。其中系統(tǒng)軟件為計(jì)算機(jī)使用提供最基本的功能，但是并不針對某一特定應(yīng)用領(lǐng)域。而應(yīng)用軟件則恰好相反，不同的應(yīng)用軟件根

3、據(jù)用戶和所服務(wù)的領(lǐng)域提供不同的功能。2簡述名詞的概念：指令寄存器、地址寄存器、標(biāo)志寄存器。答：（1）指令寄存器：指令寄存器（instruction register，ir）用來保存計(jì)算機(jī)當(dāng)前正在執(zhí)行或即將執(zhí)行的指令。當(dāng)一條指令被執(zhí)行時，首先，cpu從內(nèi)存取出指令的操作碼，并存入ir中，以便指令譯碼器進(jìn)行譯碼分析。（2）地址寄存器：地址寄存器(address register，ar)被動地接受ip傳送給它的地址值（二進(jìn)制地址），ar的作用是保持ip送來的地址，并且以并行方式連接輸出到cpu的地址引腳上，以便cpu訪問指定的內(nèi)存單元。（3）標(biāo)志寄存器：標(biāo)志寄存器(flags，f)是cpu中不可缺少

4、的程序狀態(tài)寄存器，因此，也稱程序狀態(tài)字寄存器（psw），所謂狀態(tài)是指算術(shù)或邏輯運(yùn)算后，結(jié)果的狀態(tài)以二進(jìn)制的0或1在標(biāo)志寄存器中標(biāo)識出來，例如，運(yùn)算結(jié)果有進(jìn)位，則進(jìn)位標(biāo)志位cf=1，否則為0。3何謂ia-32處理器？答：intel公司推出了32位結(jié)構(gòu)的80386微處理器后，確定了80386芯片的指令集結(jié)構(gòu)（instruction set architecture）為以后開發(fā)80x86系列處理器的標(biāo)準(zhǔn)，稱其為intel 32位結(jié)構(gòu)（intel architecture-32，ia-32），后來的80486、pentium等微處理器統(tǒng)稱為ia-32處理器，或稱32位80x86處理器。4什么叫總線？總

5、線包括哪三種？答： 所謂總線，它將多個功能部件連接起來，并提供傳送信息的公共通道，能為多個功能部件分時共享，cpu通過總線連接存儲器和i/o接口等，構(gòu)成了微型計(jì)算機(jī)。這里指的總線（bus）包括地址總線、數(shù)據(jù)總線和控制總線三種。5地址總線的作用是什么？答：地址總線（address bus，ab），通常是cpu用來發(fā)出地址信息的，用于對存儲器和i/o接口進(jìn)行尋址。6什么叫溢出？判斷溢出的方法是什么？答：（1）溢出通常指計(jì)算機(jī)運(yùn)算的結(jié)果超出了計(jì)算機(jī)所能允許的范圍。本章所講的溢出是指用補(bǔ)碼實(shí)現(xiàn)加/減運(yùn)算后，若參與操作的兩數(shù)在定義域內(nèi)，但運(yùn)算結(jié)果超出了字長范圍內(nèi)補(bǔ)碼所能允許表示的值，所計(jì)算出的結(jié)果產(chǎn)生了

6、錯誤，稱之為溢出。（2）加/減運(yùn)算判斷溢出的方法：如果把加/減法運(yùn)算都變成補(bǔ)碼相加，則兩個正數(shù)相加可能產(chǎn)生正的溢出，兩個負(fù)數(shù)相加可能會產(chǎn)生負(fù)的溢出，正負(fù)兩數(shù)相加不會產(chǎn)生溢出。具體實(shí)現(xiàn)的方法是：兩個操作數(shù)運(yùn)算后，用最高位和次高位產(chǎn)生的進(jìn)位位異或，異或結(jié)果為1，則表示有溢出，結(jié)果為0，表示無溢出。例如：兩個8位數(shù)運(yùn)算后，溢出標(biāo)志of=c6c77假設(shè)四種cpu主存地址分別為16根、20根、24根以及32根，試問每種cpu可尋址內(nèi)存多少字節(jié)？解：每種cpu可尋址內(nèi)存分別是：216=64kb、220=1mb、224=16mb、232=4gb。8在一般指令格式中，由哪兩部分組成？答：由操作碼和操作數(shù)組成。

7、9設(shè)字長為16位，將下列十進(jìn)制數(shù)轉(zhuǎn)換成二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)以及bcd數(shù)。 65 129 257 513解： 65=01000000b=41h=(0110 0101)bcd 129=10000001b=81h=(0001 0010 1001)bcd 257=100000001b=101h=(0010 0101 0111)bcd 513=1000000001b=201h=(0101 0001 0011)bcd10設(shè)字長為8位，寫出x、y的原碼、反碼和補(bǔ)碼，并且用補(bǔ)碼計(jì)算x+y，問是否有溢出？ x=-78 y=35 x=-64 y=-66解： x=-78 y=35x原=11001110， x反=10

8、110001， x補(bǔ)=10110010y原=00100011， y反=00100011， y補(bǔ)=00100011x補(bǔ)+y補(bǔ)=10110010+00100011=11010101， 無溢出。 x=-64 y=-66x原=11000000， x反=10111111， x補(bǔ)=11000000y原=11000010， y反=10111101， y補(bǔ)=10111110x補(bǔ)+y補(bǔ)=11000000+10111110=01111110， 有溢出。14微機(jī)中的存儲器是如何編址的？答：在微機(jī)中，存儲器均按字節(jié)（一字節(jié)由8位二進(jìn)制信息組成）編址，即每個字節(jié)有一個二進(jìn)制的地址編碼。給每個存儲單元分配的一個固定地址，

9、稱為單元地址。15微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)由那些部件組成？答：微型計(jì)算機(jī)的硬件系統(tǒng)主要由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備及輸出設(shè)備五大部分組成。16計(jì)算機(jī)的主要性能指標(biāo)有哪些？答：字長、cpu的主頻、主存儲器的容量及外存儲器的容量等。第2章 （2.5 習(xí) 題）1微型計(jì)算機(jī)可以工作在哪三種工作模式下？答：微處理器可以工作在：實(shí)地址模式、保護(hù)模式及虛擬8086模式共三種。416位微處理器有哪些通用寄存器？答：ax、bx、cx、dx、si、di、sp和bp。516位微處理器有哪4個段寄存器？每個段寄存器的作用是什么？答：4個段寄存器分別是代碼段寄存器cs、數(shù)據(jù)段寄存器ds、附加段寄存器es及堆棧段寄存器

10、ss。（1）代碼段寄存器cs是一個隨機(jī)存取存儲區(qū)，用來保存微處理器使用的程序代碼。在8086系統(tǒng)中，代碼段寄存器cs定義了代碼段的起始地址。代碼段的最大存儲空間為64kb。（2）數(shù)據(jù)段寄存器ds也是一個隨機(jī)存取存儲區(qū)，用來保存程序執(zhí)行過程中所使用的數(shù)據(jù)及存放程序運(yùn)行后的結(jié)果。數(shù)據(jù)段寄存器ds定義了數(shù)據(jù)段的起始地址，其最大存儲空間也是64kb。（3）附加段寄存器es是為某些串操作指令存放操作數(shù)而附加的一個數(shù)據(jù)段。與數(shù)據(jù)段類似，附加段寄存器es定義了附加段的起始地址，其最大存儲空間也為64kb。（4）堆棧段寄存器ss是一個特殊的隨機(jī)存取存儲區(qū)，用來臨時保存程序執(zhí)行過程中有關(guān)寄存器的內(nèi)容、程序的地址

11、信息及傳遞參數(shù)等。堆棧段寄存器ss與堆棧指針sp共同確定堆棧段內(nèi)的存取地址。其最大存儲空間為64kb。6如何理解32位微處理器的通用寄存器與16位的通用寄存器兼容？答：雖然32位微處理器將8086原來的8個16位通用寄存器ax、bx、cx、dx、si、di、bp、sp均擴(kuò)展成（extended）32位的寄存器，即eax、ebx、ecx、edx、esi、edi、ebp、esp。但是，它保留了原來的8個16位寄存器和8個8位的寄存器，仍然可以使用它們編程，當(dāng)然，所編寫的程序仍然可以在32位機(jī)上運(yùn)行。既可以用32位寄存器編程，還可以用16位及8位寄存器編程，這就實(shí)現(xiàn)了寄存器的兼容。7什么叫段基地址？

12、什么叫偏移地址？答：編程人員在編程時，只能涉及到邏輯地址，而不能涉及到實(shí)際地址。邏輯地址在實(shí)模式下，它由段基地址與段內(nèi)偏移地址組成，習(xí)慣上寫為“段基地址：偏移地址”，實(shí)模式下，段基地址與段內(nèi)偏移地址都是16位，段基地址是段起始地址的高16位，說明每個段在主存中的起始位置，段內(nèi)偏移地址也稱“偏移量”，是所要訪問存儲單元距離起始地址之間的字節(jié)距離。在32位段的情況下，偏移量是32位。98086 cpu由哪兩部分組成？它們的主要功能各是什么？答：8086 cpu內(nèi)部結(jié)構(gòu)從功能上看，它由兩大部件組成，分為總線接口部件biu（bus interface unit）和執(zhí)行部件eu（execution un

13、it）。（1）總線接口部件biu的主要功能：它是8086 cpu與外部存儲器和i/o端口的接口，提供了16位雙向數(shù)據(jù)總線和20位地址總線，負(fù)責(zé)cpu與存儲器及i/o端口之間的數(shù)據(jù)傳送操作（包括物理地址的形成）。（2）執(zhí)行部件eu主要功能：從biu中的指令隊(duì)列獲取指令，對指令進(jìn)行譯碼分析并執(zhí)行，執(zhí)行指令所需要的操作數(shù)和運(yùn)算結(jié)果的存儲，是由eu向biu傳遞偏移地址，biu只要收到eu送來的偏移地址，于是將送來的偏移地址與相應(yīng)的段地址組成20位的物理地址，根據(jù)現(xiàn)行的20位物理地址，通過執(zhí)行存儲器的讀/寫總線周期來完成讀/寫操作，或者是通過執(zhí)行i/o端口的讀/寫總線周期來完成讀/寫i/o端口的操作。

14、108086 cpu中的標(biāo)志寄存器flags有哪些狀態(tài)標(biāo)志位？在什么情況下置位？答：狀態(tài)標(biāo)志有6位：cf、pf、af、zf、sf和of。 cf（carry flag），進(jìn)位標(biāo)志位。本次運(yùn)算中最高位有進(jìn)位或借位時，cf=1。 pf（parity flag），奇偶校驗(yàn)標(biāo)志位。本次運(yùn)算結(jié)果的低8位中1的個數(shù)為偶數(shù)時，pf=1。 af（auxiliary carry flag），輔助進(jìn)位標(biāo)志位。本次運(yùn)算結(jié)果低4位向高4位有進(jìn)位或借位時，af=1。 zf（zero flag），零標(biāo)志位。若運(yùn)算結(jié)果為0時，zf=1。 sf（sign flag），符號標(biāo)志位。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果的最高位為1，則sf=1。 of（ov

15、erflow flag），溢出標(biāo)志位。當(dāng)運(yùn)算結(jié)果有溢出時，of=1。11什么是邏輯地址？什么是物理地址？如何將邏輯地址轉(zhuǎn)換為物理地址？答：從8088/8086開始，cpu內(nèi)部就有了對存儲器的分段機(jī)制，每個存儲單元可以看成兩種地址：邏輯地址與物理地址。（1）邏輯地址邏輯地址是編程時所使用的地址，在實(shí)模式下，它由段基地址與段內(nèi)偏移地址組成，習(xí)慣上寫為“段基地址：偏移地址”。（2）物理地址物理地址又稱為實(shí)際地址，它是信息在內(nèi)存中存放的實(shí)際地址，是cpu訪問存儲器時實(shí)際發(fā)出的地址信息。（3）在實(shí)地址方式下，由cpu中的總線接口單元將段基地址左移4位后與16位的偏移地址相加，生成20位的物理地址。可以訪

16、問1mb的存儲空間。12設(shè)x=35h，y=76h，進(jìn)行x+y和x-y運(yùn)算后，標(biāo)志寄存器flags的狀態(tài)標(biāo)志位各是什么？答：（1）x+y=35+76后，cf=0、af=0、sf=0、of=0、zf=0、pf=1。（2）x-y=35-76后，cf=1、af=1、sf=1、of=0、zf=0、pf=1。14請將實(shí)模式下邏輯地址轉(zhuǎn)變成物理地址。（1）ffffh：0000h （2）0045h：0018h （3）2000h：4600h （4）b821h：3456h解：（1）ffffh：0000h，物理地址= ffffh×16+0000h=ffff0h（2）0045h：0018h，物理地址= 00

17、45h×16+0018h=00468h（3）2000h：4600h，物理地址= 2000h×16+4600h=24600h（4）b821h：3456h，物理地址= b821h×16+3456h=bb666h第3章 （3.12 習(xí) 題）3.1 按照16位微處理器的尋址方式看，分別指出下列指令中源操作數(shù)和目的操作數(shù)的尋址方式。解：(1) mov ax,0;源操作數(shù):立即尋址，目的操作數(shù):寄存器尋址(2) mov si,ax;源操作數(shù):寄存器尋址，目的操作數(shù):變址尋址(3) mov 2di,bx;源操作數(shù):寄存器尋址，目的操作數(shù):相對變址尋址(4) mov 2bx+si

18、,dx;源操作數(shù):寄存器尋址，目的操作數(shù):相對基址（加）變址尋址(5) mov ax,1000h;源操作數(shù):直接尋址，目的操作數(shù):寄存器尋址(6) mov dx,bxsi;源操作數(shù):基址（加）變址尋址，目的操作數(shù):寄存器尋址(7) mov ax,bx;源操作數(shù):基址尋址，目的操作數(shù):寄存器尋址(8) mov dx,bp+8;源操作數(shù):相對基址尋址，目的操作數(shù):寄存器尋址3.3 指出下列指令的錯誤原因解：(1) inc si;目的操作數(shù)類型不明確(2) mov eax,bx;源操作數(shù)和目的操作數(shù)類型不匹配(3) mov 2,ax;立即數(shù)不能作目的操作數(shù)(4) mov ebx,edi;源操作數(shù)和目

19、的操作數(shù)不能同時為存儲器操作數(shù)(5) mov ax,bx+bp;基址變址尋址方式不能同時為基址寄存器(6) mov ax,si+di;基址變址尋址方式不能同時為變址寄存器(7) mov ah,300;300超出了ah可以容納的數(shù)據(jù)范圍(8) mov cs,1000h;cs不能由程序員賦值,它由系統(tǒng)自動賦值(9) push al;push要求操作數(shù)為16位或32位(10) shl ax,8;當(dāng)移位次數(shù)超過1時,先將移位次數(shù)送cl,再移位(11) mov ax,bx+di;基址變址尋址方式缺少一對方擴(kuò)號(12) mov ip,bx;ip不能由程序員賦值,它由系統(tǒng)自動賦值(13) mov es,ds

20、;源操作數(shù)和目的操作數(shù)不能同時為段寄存器(14) mov sp,ax;入棧只能用push指令實(shí)現(xiàn)3.6 假定(ax)=1234h，(bx)=00ffh，回答每條指令單獨(dú)執(zhí)行后，(ax)=？(bx)=？解：(1) and ax,bx;(ax)=0034h(bx)=00ffh(2) test ax,bx;(ax)=1234h(bx)=00ffh(3) xor ax,bx;(ax)=12cbh(bx)=00ffh(4) xchg ax,bx;(ax)=00ffh(bx)=1234h(5) add ax,bx;(ax)=1333h(bx)=00ffh(6) sub bx,ax;(ax)=1234h(b

21、x)=0eecbh(7) or bx,ax;(ax)=1234h(bx)=12ffh(8) cmp ax,bx;(ax)=1234h(bx)= 00ffh3.8 已知（ds）=1000h，（bx）=0100h，（si）=0004h，存儲單元10100h10107h依次存放11h 22h 33h 44h 55h 66h 77h 88h，10004h10007h 依次存放2ah 2bh 2ch 2dh，說明下列每條指令單獨(dú)執(zhí)行后ax中的內(nèi)容。解：（1）mov ax,0100h ；（ax）=2211h（2）mov ax,bx ；（ax）=2211h（3）mov ax,0004h ；（ax）=2b2a

22、h（4）mov ax,0102h ；（ax）=4433h（5）mov ax,si ；（ax）=2b2ah（6）mov ax,si+2 ；（ax）=2d2ch（7）mov ax,bx+si；（ax）=6655h（8）mov ax,bx+si+2；（ax）=8877h3.10 什么是堆棧？它的工作原理是什么？它的基本操作有哪兩個？答：堆棧是在內(nèi)存ram中開辟的一段空間，利用“先進(jìn)后出”或“后進(jìn)先出”的原則存取數(shù)據(jù)。如果把數(shù)據(jù)壓入堆棧，則堆棧指針的值是減少的，即所謂的向下生成堆棧。由ss:sp（16位）或ss:esp（32位）指向棧底（?？眨┗驐ｍ敚２豢眨┑刂贰Ｋ幕静僮饔袛?shù)據(jù)入棧指令push和

23、數(shù)據(jù)出棧指令pop。3.11 設(shè)ss=1000h，sp=0100h，指出下列每條指令執(zhí)行后，（ax）=？（bx）=？(sp)=?并且回答堆棧中的內(nèi)容如何？解：mov ax,2233h ；（ax）=2233h，（bx）不確定，(sp)=0100hpush ax；（ax）=2233h，（bx）不確定，(sp)=00fehmov bx,4455h；（ax）=2233h，（bx）=4455h，(sp)=00fehpush bx；（ax）=2233h，（bx）=4455h，(sp)=00fchpop ax；（ax）=4455h，（bx）=4455h，(sp)=00fehpop bx；（ax）=4455h

24、，（bx）=2233h，(sp)=0100h這段指令執(zhí)行后將ax和bx的值互換。3.14 16位存儲器尋址中，分為哪幾種尋址方式？答：（1）直接尋址（2）基址尋址（包括相對基址尋址）（3）變址尋址（包括相對變址尋址）（4）基址（加）變址尋址（5）相對基址（加）變址尋址3.16 對于立即尋址的指令，有8位、16位及32位的立即尋址的指令，各列舉2條指令（一條是傳送指令，另一條是加法指令）。解：8位立即尋址指令(1) mov ah,2(2) add al,316位立即尋址指令(1) mov ax,1234h(2) add dx,3456h第4章 （4.5 習(xí) 題） 6已知兩個字的定義如下，比較這兩

25、個字的大小，將較大的數(shù)存放到z單元，如果兩數(shù)相等，則把其中任意一數(shù)存入z單元。要求用簡化段格式編程：（1）按照無符號數(shù)比較與編程。（2）按照有符號數(shù)比較與編程。 x dw 1234h y dw 9678hz dw ?解:（1）按照無符號數(shù)比較與編程。.model small.386.data x dw 1234h y dw 9678h z dw ?.code .startup mov ax,x mov bx,y .if ax > bxmov z,ax .elsemov z,bx .endif .exitend（2）按照有符號數(shù)比較與編程。.model small.386.data x d

26、w 1234h y dw 9678h z dw ?.code .startup mov ax,x mov bx,y .if sword ptr ax > sword ptr bxmov z,ax .elsemov z,bx .endif .exitend7已知兩個字的定義如第6題，編程求x-y，結(jié)果存入z單元。要求用簡化段格式編程，并回答存入z單元的數(shù)是多少？解:.model small.386.data x dw 1234h y dw 9678h z dw ?.code .startup mov ax,x sub ax,y mov z,ax .exitend存入z單元的數(shù)是7bbch。

27、把指令sub ax,y改為sub sword ptr ax,y結(jié)果不變。9什么叫時鐘周期？指令周期？總線周期？答：（1）指令周期：執(zhí)行一條指令所需要的時間稱為指令周期（instruction cycle），它包括取指令、指令譯碼和執(zhí)行等操作，不同指令的指令周期是不相同的。 （2）總線周期：微處理器通過總線實(shí)現(xiàn)一次訪問存儲器或i/o接口操作所經(jīng)歷的時間稱為總線周期（bus cycle），總線周期可以分為讀存儲器、寫存儲器、讀i/o接口、寫i/o接口及取出指令等5種基本的總線周期。（3）時鐘周期：時鐘周期(clock cycle，clk)是指微處理器工作主頻脈沖的周期，早期8086的主頻5mhz，

28、則時鐘周期為200ns，現(xiàn)在微處理器的主頻一般都可以達(dá)到1000mhz，時鐘周期為1ns。第7章 （7.5 習(xí) 題）1半導(dǎo)體存儲器從存取方式上分，可分為哪兩類，每類又分為哪一些？答：分為ram與rom兩大類：（1）ramram按其工藝結(jié)構(gòu)分為雙極型與金屬氧化物半導(dǎo)體ram兩類。 雙極型ram mos型ramram按其工作方式分，有： sram（靜態(tài)ram） dram（動態(tài)ram）（2）rom主要分為如下四種：掩膜式rom、可編程只讀存儲器prom（programmble rom）、紫外線擦除的可編程只讀存儲器eprom（ersable prom）及電擦除可編程只讀存儲器eeprom（electrically eprom）。2什么叫半導(dǎo)體存儲器的存取周期？答：存取周期是指存儲器從接收到地址，到實(shí)現(xiàn)一次完整的讀