微型计算机原理与接口技术冯博琴第三版课后答案.docx
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微型计算机原理与接口技术冯博琴第三版课后答案
1.1计算机中常用的计数制有哪些？
二进制、八进制.十进制（BCD）、[•六进制.
1.2什么是机器码？
什么是真值？
解：
把符号数值化的数码称为机器数或机器码，原来的数值叫做机器数的真值。
1.3完成下列数制的转换。
⑴I0100110B=（）D=«）H
（2〉O・11B=（）D
（3）253.25=（）B=（）H
（4）1011011.IO1B=（）H=（）BCD
«：
（1）166,八6H
（2）0.75
（3>nilll0L01B,FD.4H
<4）5B.AH,（10010001.011000100101）BCD
1.48位利16位二进制数的原码、补码和反码可表示的数的范围分别是多少？
原码（-127〜+127）、（一32767〜+32767）
补码（一128〜+127》、（一32768〜+32767）
反码（一127〜+127）、（一32767〜+32767）
15写出下列真值对应的原码和补码的形式。
（1}X=-lU0011B
⑵X=-71D
⑶X=+100100113
M:
（1）原码：
111100H补码f10001101
（2）塚码：
11000111补码：
1011100]
<3）原码：
Q10C1001补玛！
01001001
1.6写出符号数10U0101B的反码和补码。
M：
11001010,11001011
1.7已知X和Y的真值，求［X十Y］的补码.
<1）X=-111O111BY=+1011010B
（2）X=56DY=—21D
解：
（1>11100011
<2）ooiooon
1.8已知X--］101001R,Y=-1010110B.用补码求X-Y的值。
解；11101101
1.9销写出下列字符的ASCH码・
4A3=!
解，34H,41H,33H,3DH,21H
1.10若给字符4和9的ASCII码加商校验，应是多少？
34H.B9H
1.11上題中若加偶枝验•结果如何？
KiB1H.39H
112计算下列表达式"
（1）（4EH4-10U0101B）X（0.0101）BCD=（）D
（2）4EH-（24/08H+'B'/2）=〔）B
解：
⑴129.5D
（2）101010B
弟1X.基砒知识
章微型计算机基础
2.1简述微塑计算机的谀件系统结构。
说明各部件的主要功能.
解：
微型计算机的硬件系统主要勺括以下几个部分：
中央处理器…包括捽制器、运算签、寄存器组.主要功能是敖行指令并根努指令发出相应的控制信号，以使各黴机各部件祐调工作。
此外还完成务种算术逻辑运算功屢"
仔储器一包括RAMROM。
主要功能品存放当BE运行的程序和数驾。
I/O接口——布外祁设备与主机之间实现数拥信息.控制信息和状态信息的缓存、变换、传迖以及信号电半、速度的匹配等功能。
外部设备…■•主要实现人机交如（信息的辙人输出儿
总线把傲机中各部件连接在一起的公共信息传输通道。
2.2简述存储程序计算机的工作原理.
解：
把要运行的桩序和数据顶先送到存储器中保存•开始工作时给出程序的笫一条指令的地纸•然后捽制濟税克存储器中的梧令顺序周而复始地取岀指令、分析律令、执行指令•直到按照悝序的控制流程执行完全部所需执行的描令为止。
2.3徴型卄算机采用总线结构的优点有哪些？
«：
采用总线給珂的优点在于设计简单、灵活炷好、易于扩展、便于故障检测和维修.更易于标准化，使得部件制造成本夫幅度降低。
2・4央型的徴机中右哪几种总线？
它们各口传送什么类粗的信息？
如数捋总线「於一传输数据信息；也址总线A—传输存储琳地址和I/O地址；控制总线CB——传辅控制仿息和状态佔息。
2.5系统软件与应用软件的区别是什么？
解：
系统软件主要用于微机软硬件资源的管理、调度，桧制任务的运行，实现人机接□等＜应用软件主要用于解决各种具体的实际应用问题（•如办公软件.信息管理系统、游戏软件等）。
2"簡述CPU快行程序的过程c
解：
当程序的第一条描令所住的地址送人穆序计数签后，CPU就进人取指阶段准备取第一条指令。
在瑕拒阶段・CPU从内存中读出指令，并把指令迭至崔令寄存器］R暂存。
在取抬阶段结束后，机器就迸人执行阶段，这时•由指少译码器对吿令译码■再经控制器发出艳应的竝制佶号■•柠制各部件行扭令所规定的貝体操作。
当一条指令执行完毕以后，就转人了下*■条描令的取指阶段・以上步骤周而复始地循环，宜到遇到停机指令・
2.7说明8086的EU和BIU的主要功能。
在执行程序过秽中它们是如何相互配合工作的？
解：
执行单元卜工负责执行抬令。
EU在丄作时不断地从指令队列取出抬令代吗•对其泽码肓产生完成指令所需耍的控制信息，数据在八LU中进行运算，运算结果的特征保留在标志寄存器FTAGS中*总线接M单元RIU负盍CPU与存储器、I/O接匚之间的佶息传送。
BJU取出的抬令被送人指令队列供EU执行J1U取出的数抵被送人相关寄存器中以便做进一步的处理。
当FU从指令队列中取走指令•韦令队列出现空宁节时.HIU就自动执行一次取猪令周期•从内存中取出后纟丈的指令代码放入队列中。
当EI；需要数据时,BIU根据EU给出的帥如，从借定的内存单元或外设中取出数据供EU使用。
卄运算结束时，BIU梅运算结杲送人抬定的内存单元或寄存器。
当捲令队列空时，EU就等待•肖到有指令为止。
若B1U王花取为令，EU发出诉问总线的谭求，则必须等BIU臥指令完毕启,该请求才能得到响应。
一般悄况下，程序顺宇执行•当週到跳转指令时・BIU就便描令队列复位，从联地址取出指令，并立即传缔EU去执行，
折令队列的存在使3086/8088的EU和BIU并行工作，从而减少了CPU为取指令而等待皓时间，提高了CPU的利用率，加快了整机的运行速度。
另外也降低了对存储器存取速度的要求。
2.8在执行指令期间，EU能直接访问存储器吗？
为什么？
解：
町以。
因为EU和BIU可以幷行工作，EU需要的指令可以从指令队列中获得，这是BIU>先从存储器中取出并放人指令队列的。
在EU执行指令的同时川IU可以访问疗储器取卞一条指令或1&令蜕行时需要的数据_
2.98086与8088CPU的主要区别有哪些少
解：
主爱区别有以下*儿点：
①80H6的外部数夯总线有16位,<8088的外部数据总线只有8位。
2）80M的指令从列深度为6个字节，而8088的掛令队列深度为4个字节.
③因为8086的外部数溜总线冇16位.故8086毎亍总线周期可以存取两个字节。
而81IH8的外部数据总线因为只有8位，所以每个总线周期只能存取1个字节。
①个別引脚信号的含义稍有不同。
2.1（）80X8CPUT作在最小模式下,
（】）当CPU访问存储器时，要利用哪些信号？
（2）半CFU讲行】“）操作时，聖利用哪些信号？
（3〉半H（H,D有效并得到响应时IPU的哪些信炒宜高阻？
解：
（]）要利用信号线包狂WR$t、RD兴JO/M^、ALE以及AIXJ〜AD7、AS〜AI9°
（2）同⑴。
（3）所冇三态输出的地址信号、数据信号和控制信号均置为高阻态.
2.11总线周期中.什么悄况下熨儒人Tw等待周藏？
插入Tw周期的个数，取决于
第2章澈聖计算机凰砒S
什么因素？
解；在每个总线周期的丁3的开始处若ready为低电平，则CPU在1、3后插人一个等待周期T一在Tw的开始时刻，CPU还翌检杳READY状态,若仍为低电平•则再桶人一个Tw・此过程一直进行列某个g开始时，READY已经变为高电平，这时A—个时钟周期才转人T-
可以看出•桶人IV周期的个数取决干READY电平维持的时问.
2.12若8088丄作在单CPU方式卜•，在教材第91贞的表中填人不同操作时各控制信号的状态。
解：
结果如表1・2・1所示。
筷作
1O/M
DT/R
DEN
-
RD
WR
伐存储器
0
0
0
0
1
写存储器
0
1
0
1
0
读"O按口
1
0
0
0
1
写“。
接口
1
1
0
1
0
213在8086/8088CPU中，标志寄存器包含哪些标志位？
各位为0（为】）分别表示什么含义？
解：
标志寄存器包含以下标志位；
CF进位标志位。
若算术运算肘最高位有进（借）位则CF-1,否则CF=0.
PF奇偶标志位.当运算的结冥低8位中“1”的个数为偶数时PF-1,为奇数时PF—0,
AFK助逬位位.在如（减）法操作中，b3向b4有进位（借位）时・AF=1,否则AF=OW
ZF零标志位.当运算结果为零时ZF-1,否则ZF=0°
SF符号标志位.当运算結果的最高位为1时SF=1・否则SF=0°
OF溢岀标志位。
当算术运算的給果溢出时・CF=1•俗则OF=0。
TF跟踪标也位。
TF-1时•使CPU处于单步执行扭令的工作方式。
FF屮断允许标志位。
IF=!
使CPU可以响应可屏蔽中斯请求。
IF=（）时则禁止响应中断・
DF方向标志位。
DF-1使串操作按滅地址方式进行°DF=0使串操作按增地址方式进行.
2.148086/8088CPU中，有哪些通用寄存器和专用寄存器？
说明它们的作用。
解：
通用寄存無包含以下8个奇存器：
AX.BXAX和DX寄存器一般用于存放参当运算的数据或运算的结果"除此之外：
AX：
主要存放算术逻辑运算中的操作数，以及存放I/O操作的数据。
BX,存放访问内存时的基地址。
CXS在術茹和甲操作描令中用作计数黠。
澈型计算机原遑与接口扶术趣解艮实骏折导
DX：
巾奇存器间接寻址的I/O指令中存放I/O地址。
在做双字长乘除法运算时,DX与AX合总来存放一个双字长数。
SP；存放栈顶偏移地址，
BP：
存敵访问内存时的皐地址。
SP和BP也町以存放数据•但它们的默认段寄存器都是SS。
SI：
总衽变址寻址方式中作为源地址指针。
D】：
常在变址寻址方式中作为目标地址抬针。
专用寄存器包括4个段寄存器和两个控制寄存祥：
CS：
代码段奇存器•用于存放代仞段的段基地址。
DS：
数据段寄存器，用于存放数据段的段基地册"
SSt堆栈段寄存器.用于存放堆栈段的趺基世址.
ES,附加数据段奇存器，网于存放附加段的段基湘址。
IP：
指令宿针寄冇器•用于“放下一条要执行指令的保侈地址。
rr>AGS：
标志寄存器，用于存放运算结果的特征"
2.158086/8C88系统中，存储器为什么娶分段。
一个段最大为多少字节？
最小为名少字节？
解:
分段的主要目的是便于存储器的管理，使得可以用16位寄冇器来寻址29位的内存空间。
一个段最大为64KB,最小为16R。
2.16在8086/8088CPU中•物理地址和逻辑地址是指什么？
已知逻辑地址为1F00.38A0H,如何计算出瓦对应的物理地址？
解，捞理地址是CPU存取存储器所用的地址。
逻辑地址是段和偏移形式的地址，即汇编语言稈序中使用的存储器地址。
若已知逻執地址为】FOO,38AOH,则对应的物理地址-1FOOX16-38AO-228AOH.
2.17已知存储器物理她址为78A9OH,计算它所对应的逻辑地址.此结果惟一吗？
解：
物理地址可以对应于不同的逻辑地址。
78AOOH对应的逻辑地址可以是7090H:
8AOOH,78OOH：
0A00H,78A0H-0000H等。
结果不是惟—的。
2.18没当前数据段位于存储崔的A8OOOH-B7FFFH,DS段寄存器的内容应是什么？
解：
丙为A8000I1到B7FFFH之间的地址范围大小为64KB,未超过一个段的最大范围。
故要访问此地址蒂囘的数据■数据段的赴始地址｛即段百地址〉应为A8000H,则DS段寄存器为八8OOH.
2.19若CS=8000H.WJ当前代码段町寻址的存储空间的范關是多少？
解：
（CS）=8000H时■当前代码段可寻址的存储空简范围为80000H〜8FFFFH・
2.208086/8088CPU在竄小模式下构成i|•算机系统至少应包括哪几个基本部分（SS件）？
解；H至少应包括：
8088CPU.8284时钟发生器.8282锁存器（3片〉和8286双向总线骊动器.
2.21总线传偷需要解决哪几个主硬问题？
第2卓漱熨计算机豪础-
解：
总线传输需要解决以下几方面的问题：
总线传罐同步.使信息发送部件与信息接收祁件在观定的时刻交换数错。
总线忡裁控制。
避免多个部件同时发送信息到总线而产生冲矣。
出错处理。
阴止数据传送过程中可能产生的错误.
总线驭动。
提供驱动总线所需的电压和电流.
2.22在教材第59贞的图2・28中•若设备接口0邦设备接口1同时申请总线，哪一个没备接口将嚴先获得总线控制权？
为什么？
解：
设备接口（）先获得总线控制权.因为设备接口0将截获总线回答佶号使BG不会传送到设备扌妄门1«
2.23在南北桥结构的80x86系统中・P（：
1总线是通过什么电路与CPU总线梅连的。
ISA总线呢”
解：
PCI总线通过北桥芯片与CPU总线相连.ISA总线则通过南桥芯片与PCI总线相连。
2.24B0386CPIJ包含哪些寄存器？
笹冇什么主要用途？
解：
«0386共有7类34个寄存器。
它们分別足通用寄存器、指令抬针和标志寄存器、Bt瓮存器、系统地址寄冇器、拎制寄存器、词试和测试襦存器。
（1＞通用寄存器（8个）.
EAX,EBX,ECX,EDX,ESI,EDI,EBPESP.毎个32位奇存雒的低16位可单独使用，同时AX、BX、CX.DX^存器的高、低8位也口J分别当作8付寄冇器使用.它们与8088/8086中相应的16位通用奇存器作用相同。
＜2）指令指针和标志寄在器。
指令指针EIP是一个32位寄存器，存放下一条要执行的指令的偏移地址.标志寄存器EFLAGS也是一个32位寄存器•存放描令的执行状态和一些控制位。
（3）段奇存器（6个儿
CS,DS,SS,ES,FS和GS.在实方式厂它们存放内存段的段地址°在保护方式下，它们被称为段选择符。
其中存放的是某一个段的选择符。
当选择符装人段寄存器时，80386中的醱件会口动用段寄存器中的值作为索引从段拮述符表中取岀一个8个字节的描述符，装入到与该段奇存器相应的64位描述符寄存器中。
（4）控制寄存器（4个儿
CRO,CR1XR2和CR3.它们的作冃足保存全局性的机器状态。
（5＞系统地址寄存器（4个）.
GDTR、TDTR、LI）TR和TR。
它们用来有储駆作系统需耍的保护倍息和地址转换表信息、宦义目前正在执行任务的环境、地址空刚和中断向量空间。
＜6＞调试寄存器（8个）。
DRO-DR7。
它们为调试提仪硕件支持.
（7）测3：
寄存器（8个）。
TR0〜TR7・其中TR0〜TR5由5wl公同保留•用户只能访问TRG、TR7。
它们用干拎制对TLH中的RAM和CAM相连存储髏的测试“TRG是测试腔制寄存器，TR1
淞餐.计算机療理与绥I□技术題解&实驶指导是测试状态奇存黠•保存测试结果的状态"
2.25什么是实地址模式？
什么是保护模式？
它们的持点是什么？
解：
实地址模式是与8086/8088容的存储骨理模式。
当80386加电或复何后，就进人实地址工作模式。
物理地址形成与8088/8086一样，足将段寄存器内容左移4位与有效偏移地址相加而得到，寻址空问为⑸Th
保护地才模式又称为虎拟地址存储管理方式。
恋保护模式下，80386提供了存储管理利硕件辅助的保护机构•还增加了支持多任务操作糸统的特别优化的指令。
保护模式采用多级地址映射的方法•把逻辑地址映射到物理存储空间中。
这个逻辑地址空间也祢为虚拟地址牢间，80386的逻辑地址空间提供2"的寻址能力.物厘存储空间由内存和外存构咸•它们在80386保护地址模弍和操作系统的支持卞为用户提供了均匀一致的物理存储能力。
衽堞护模式下，用段腎疗器的内容作为诜邸符（段描注符表的索引）•选择徜的高13位为偏移毘,CPU的GDTR中的内容作为基地址，从段描述省表中取出相应的段描述符（包括就位段基地址、段界限和询问权等儿该描述符被疗入推述符寄存耦中°推述符中的段基地址（32位）勺指令给岀的32位偏移地址相加得到线性地址，再通过分页机构进行变换，最后饵到物理地址。
2.2680386以上的CFU中，选择符中3个域的名字分别叫什么？
大小各是多少位？
各有什么作用？
解：
称为INDEX,T1和RPLJ7DEX有13位（bM5〜bi⑶，它表示了橢述符在描述符表中的位置.T1有1位，它用于指示INDEX指向全局描述符喪GDT还是局部描述符表LOT.RPL有2位,它定义了当前地址访问请求的恃权级别。
2-2780386访问存储器有哪两种方式？
各提供多大的地址空间？
解：
实模式和保护模式.实模式可提（ft1MB（2?
O）的寻址空间。
保护模式可提供4GB（2和的线性地址空间利64TB（2“＞的虚拟存储器地址空间.
2.28如果GDT寄存器值为OOISQOOOODEFH,.^人IQTR的进择符为00-10H.试问装入缓存LDT牯述龟的起始地址是多少？
僧：
根据（GDTR）=0013000000FFH•得到全局描述符表的基地址为0013COOOH,再根据LDTR选择符内容为0040H（000000000100OOOOB）♦得到索引值为000000000IOOOB,即0008H・因为每个描述符为8个字节，故所装人的俺述符在GDT中的偏移地址为（OOO8H-l）X8=OO38Hfc所以装入缓存的【QT描述符的起始地址为00130038Hc
2.29如果允许分页•那么K0386.80486和Penuoni的地址空间可映射到多少页？
页有多大？
解：
页的大小为4KBc允许分页时.32位的线性地址分为3亍部分，高10付用来査找庚口录•页H录中的目录项描明了需宴使用哪一个页表•中间10位用来査找对应的贞表•贡表中的页地址指明了所需页的基地址。
最低12位是页内偏樓量。
由此可知，全部頁目录和壬部页表共可映射2l0X210*1048576貝。
2.30页转换产生的线性地址的三部分各是什么？
解：
页目录索引、页表索引和页内偏移.
2・31个描述符中有几个宇节？
试说明其中每一个域名及大小.
第2童激型计算机星础
解「吊个洒述符有64位（8个字节）。
其中：
段基地址32位，段界限20位，控制位12位。
2・32诜择符022416H装人「数据段寄存器•该值捲向局部描述符农屮从地址00100220H开始的段描述符.如果该描述符的内祥为：
（00100220H）««10H,<0010022111）=22H
（00100222H）=OOH.（00100223H）=10H
（00100224H）=1CH,（00100225H）=80H
（00100226H）=01H,（00100227H）=01H
則段基址和啓異限各为多少？
解：
把题冃给出的内容按描述符格式叫写为图卜2・1所示的彩式.
31D
00910090
0000（KiOO
00UM10
0001（1000
1OCQOMG1
00000001
1000aoocJ
0901H00
—:
1
6432
图1-2-1
根锯段描:
述符的构成可知■段基地址为0000000100011100000100000030OOOOB（见图b2-l中斜黑体字部分八写成1G进制数为011C1000H.段界限为00C1001009100001OOOOB（见图1-2-1中黑体宇部分），写成16进制数为12210H・
2.33Pentium4的基本程序执行环境包含了哪些老存器？
解：
参见教材第90页缶2-52,此处略•
一淞餐.计算机竦理与按口拭术趣解从实驸托导
3.1什么叫寻址方式？
808G/8088CPU共有哪几种寻址方式？
解，寻址方式主要是抬获得操作数所在地址的方決.8086/8088CPU貝有：
立即寻址、直接寻址、寄存器了址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址一变址寻址、基址一变址一相对訊址以及隐含寻址等8种寻址方式。
3.2设（DS）=6000H,（ES）=2000H.（SS>=1500H,（SI>=OOAOH?
（BX〉=C1800H,（BP〉=?
20C・H,数据变最VAR为0050Ha
请分别掛出下列各条指令源操作数的寻址方式？
它的物理地址足多少？
（1）MOVAX,BX
（2）MOVDLt«0H
（3）MOVAX,VAR（4）MOVAX,VARIBX][SI]
<5）MOVAL/B^（6）MOVDEES：
[BX]
（7）MOVDX,[BF]（8）MOVBX,20II[BXj
〈1）寄存器專址。
因源操作数是寄存器，故寄存器EX就足摆作数的地址，
（2）立即寻址.操作数80H存放于代码段中指令码MOV之后°
（3）立即寻址.
（4）基址一变址-相对寻址。
操作数的物理地址=（DS）X16+（SI）+（BX）+VAR
二60000H+OOAOH+0800H+OOSOH=608FOH
（5）立即寻址.
<6>崙存器间接寻址。
燥作数的物理地址=（ES）X16+（BX）
=20000H-1-080011三20800H
<7）寄存器间接寻址。
操作数的物理地址=（SS）x16+（BP）
=15000H+1200H=16200H
（8）寄存器相对寻址.
操作数的物理地址=（DS）X16+（BX〉+2OI1
=60000H+0800H+20H=60820H
3.3假没（DS>=212八H,（CS）=02OOH・（IP）=1200H,CBX）=0500H，立移量DATA^40H,（2i7AGH）=2300H,（217ROH）=0400H,（217E2H）=9000H
试确定下列转移指令的转移地址。
⑴JMP23OQH
<2）JMPWORDPTR[BX]
（3）JMPDWORDPTR[BX4-DA1A]
解：
转移指令分为段内转移利段间转移，根驾其寻址方式的不屁，乂有段内的吉接转移和间接转移・以及段间的直接转移和间接转移地址。
对宜接转移•其转移地址为当前?
8令的偏移地址（即IP的内客）加上付移量或由措令中直接得出；对间怨转移，转移地址等于指令中寄存器的内容或由奇存器内容所招向的存储单元的内容。
C1）段内宜接转移"其移的物理地-=02000II十12JOH+2300H=05500H
（2）段内间接转移。
转移的物理地址=（CS）X16+|BX]
=（CS>X16+（217AOH>
=02000H+2300H=04300H
<3）段间间接转移•
转移的物理地址-[BX4-DATA]
-C217E2H）X16+（217E0H）
=90000H+0100H=90400H
3.4试说明摺令MOV}3X,5[RX]与指令LEABX・5[BX]的区别"
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