李华贵 微机原理与接口技术课后习题参考答案.docx
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李华贵微机原理与接口技术课后习题参考答案
《微机原理与接口技术》李华贵主编
课后习题参考答案
第1章（1.6习题）
1．简述名词的概念：
微处理器、微型计算机、微型计算机系统。
答：
（1）微处理器：
微处理器（Microprocessor）简称µP或MP，或CPU。
CPU是采用大规模和超大规模集成电路技术将算术逻辑部件ALU（ArithmeticLogicUnit）、控制部件CU（ControlUnit）和寄存器组R（Registers）等三个基本部分以及内部总线集成在一块半导体芯片上构成的电子器件。
（2）微型计算机：
微型计算机（Microcomputer）是指以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的存储器、输入/输出接口电路及系统总线等所组成的计算机，简称微机。
（3）微型计算机系统：
微型计算机系统由硬件与软件两大部分组成，分别称为硬件（Hardware）系统与软件（Software）系统。
其中，硬件（Hardware）系统由CPU、内存储器、各类I/O接口、相应的I/O设备以及连接各部件的地址总线、数据总线、控制总线等组成。
软件（Software）系统：
计算机软件（Software）是指为运行、维护、管理、应用计算机所编制的程序及程序运行所需要的数据文档资料的总和。
一般把软件划分为系统软件和应用软件。
其中系统软件为计算机使用提供最基本的功能，但是并不针对某一特定应用领域。
而应用软件则恰好相反，不同的应用软件根据用户和所服务的领域提供不同的功能。
2．简述名词的概念：
指令寄存器、地址寄存器、标志寄存器。
答：
（1）指令寄存器：
指令寄存器（InstructionRegister，IR）用来保存计算机当前正在执行或即将执行的指令。
当一条指令被执行时，首先，CPU从内存取出指令的操作码，并存入IR中，以便指令译码器进行译码分析。
（2）地址寄存器：
地址寄存器（AddressRegister，AR）被动地接受IP传送给它的地址值（二进制地址），AR的作用是保持IP送来的地址，并且以并行方式连接输出到CPU的地址引脚上，以便CPU访问指定的内存单元。
（3）标志寄存器：
标志寄存器（Flags，F）是CPU中不可缺少的程序状态寄存器，因此，也称程序状态字寄存器（PSW），所谓状态是指算术或逻辑运算后，结果的状态以二进制的0或1在标志寄存器中标识出来，例如，运算结果有进位，则进位标志位CF=1，否则为0。
3．何谓IA-32处理器？
答：
Intel公司推出了32位结构的80386微处理器后，确定了80386芯片的指令集结构（InstructionSetArchitecture）为以后开发80X86系列处理器的标准，称其为Intel32位结构（IntelArchitecture-32，IA-32），后来的80486、Pentium等微处理器统称为IA-32处理器，或称32位80X86处理器。
4．什么叫总线？
总线包括哪三种？
答：
所谓总线，它将多个功能部件连接起来，并提供传送信息的公共通道，能为多个功能部件分时共享，CPU通过总线连接存储器和I/O接口等，构成了微型计算机。
这里指的总线（BUS）包括地址总线、数据总线和控制总线三种。
5．地址总线的作用是什么？
答：
地址总线（AddressBus，AB），通常是CPU用来发出地址信息的，用于对存储器和I/O接口进行寻址。
6．什么叫溢出？
判断溢出的方法是什么？
答：
（1）溢出通常指计算机运算的结果超出了计算机所能允许的范围。
本章所讲的溢出是指用补码实现加/减运算后，若参与操作的两数在定义域内，但运算结果超出了字长范围内补码所能允许表示的值，所计算出的结果产生了错误，称之为溢出。
（2）加/减运算判断溢出的方法：
如果把加/减法运算都变成补码相加，则两个正数相加可能产生正的溢出，两个负数相加可能会产生负的溢出，正负两数相加不会产生溢出。
具体实现的方法是：
两个操作数运算后，用最高位和次高位产生的进位位异或，异或结果为1，则表示有溢出，结果为0，表示无溢出。
例如：
两个8位数运算后，溢出标志
OF=C6⊕C7
7．假设四种CPU主存地址分别为16根、20根、24根以及32根，试问每种CPU可寻址内存多少字节？
解：
每种CPU可寻址内存分别是：
216=64KB、220=1MB、224=16MB、232=4GB。
8．在一般指令格式中，由哪两部分组成？
答：
由操作码和操作数组成。
9．设字长为16位，将下列十进制数转换成二进制数、十六进制数以及BCD数。
①65②129③257④513
解：
①65=01000000B=41H=（01100101）BCD
②129=10000001B=81H=（000100101001）BCD
③257=100000001B=101H=（001001010111）BCD
④513=1000000001B=201H=（010100010011）BCD
10．设字长为8位，写出x、y的原码、反码和补码，并且用补码计算x+y，问是否有溢出？
①x=-78y=35②x=-64y=-66
解：
①x=-78y=35
[X]原=11001110，[X]反=10110001，[X]补=10110010
[Y]原=00100011，[Y]反=00100011，[Y]补=00100011
[X]补+[Y]补=10110010+00100011=11010101，无溢出。
②x=-64y=-66
[X]原=11000000，[X]反=10111111，[X]补=11000000
[Y]原=11000010，[Y]反=10111101，[Y]补=10111110
[X]补+[Y]补=11000000+10111110=01111110，有溢出。
11．试用8位二进制写出以下数、字母以及控制命令的ASCⅡ码，还要写出它们各自的奇校验、偶校验、标记校验及空格校验的ASCⅡ码。
①B②8③CR④NUL
解：
各自对应的奇校验、偶校验、标记校验及空格校验的ASCⅡ码如表1所示。
表1数、字母以及控制命令的ASCⅡ码
数、字母以及控制命令
奇校验
偶校验
标记校验
空格校验
B
11000010
01000010
11000010
01000010
8
00111000
10111000
10111000
00111000
CR
00001101
10001101
10001101
00001101
NUL
10000000
00000000
10000000
00000000
12．设两个BCD数X=10001001，Y=01110101，试用列竖式的方法计算X+Y，注意要做加6修正运算。
解：
10001001
01110101
11111110结果不正确
110个位加6修正
100000100结果还不正确
+110十位加6修正
101100100结果正确
13．若规格化32位浮点数N的二进制存储格式为41360000H，求其对应的十进制数值。
解：
41360000H=01000001001101100000000000000000B
N=（-1）S×（1.M）×2E-127=（-1）0×（1.011011）×2130-127
=1.011011×23=1011.011=11.375D
14．微机中的存储器是如何编址的？
答：
在微机中，存储器均按字节（一字节由8位二进制信息组成）编址，即每个字节有一个二进制的地址编码。
给每个存储单元分配的一个固定地址，称为单元地址。
15．微型计算机的硬件系统由那些部件组成？
答：
微型计算机的硬件系统主要由运算器、控制器、存储器、输入设备及输出设备五大部分组成。
16．计算机的主要性能指标有哪些？
答：
字长、CPU的主频、主存储器的容量及外存储器的容量等。
第2章（2.5习题）
1．微型计算机可以工作在哪三种工作模式下？
答：
微处理器可以工作在：
实地址模式、保护模式及虚拟8086模式共三种。
2．如何从实模式转变到保护模式？
答：
通过对CPU中的控制寄存器CR0中的b0位置1，即保护允许位PE置1，于是系统进入保护模式。
这是由操作系统程序来实现的。
3．实模式有哪些特征？
答：
实地址模式（Real-AddressMode）也称实模式，简单地说，是指80286以上的微处理器所采用的8086的工作模式。
在实模式下，采用类似8086CPU的体系结构，其寻址机制，尤其是存储器寻址，以及中断处理机制均和8086相同。
在实模式下，关键是CPU寻址空间只有1MB（00000H～FFFFFH），也是采用分段管理存储器的方式，将存储器分成四种类型的段，每段存储空间最大为64KB。
将1MB的存储空间保留两个区域：
一个是中断向量表区（00000～003FFH），这是1KB的存储空间，用于存放256个中断服务程序的入口地址（中断向量），每个中断向量占4字节。
4．16位微处理器有哪些通用寄存器？
答：
AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP和BP。
5．16位微处理器有哪4个段寄存器？
每个段寄存器的作用是什么？
答：
4个段寄存器分别是代码段寄存器CS、数据段寄存器DS、附加段寄存器ES及堆栈段寄存器SS。
（1）代码段寄存器CS是一个随机存取存储区，用来保存微处理器使用的程序代码。
在8086系统中，代码段寄存器CS定义了代码段的起始地址。
代码段的最大存储空间为64KB。
（2）数据段寄存器DS也是一个随机存取存储区，用来保存程序执行过程中所使用的数据及存放程序运行后的结果。
数据段寄存器DS定义了数据段的起始地址，其最大存储空间也是64KB。
（3）附加段寄存器ES是为某些串操作指令存放操作数而附加的一个数据段。
与数据段类似，附加段寄存器ES定义了附加段的起始地址，其最大存储空间也为64KB。
（4）堆栈段寄存器SS是一个特殊的随机存取存储区，用来临时保存程序执行过程中有关寄存器的内容、程序的地址信息及传递参数等。
堆栈段寄存器SS与堆栈指针SP共同确定堆栈段内的存取地址。
其最大存储空间为64KB。
6．如何理解32位微处理器的通用寄存器与16位的通用寄存器兼容？
答：
虽然32位微处理器将8086原来的8个16位通用寄存器AX、BX、CX、DX、SI、DI、BP、SP均扩展成（Extended）32位的寄存器，即EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、EBP、ESP。
但是，它保留了原来的8个16位寄存器和8个8位的寄存器，仍然可以使用它们编程，当然，所编写的程序仍然可以在32位机上运行。
既可以用32位寄存器编程，还可以用16位及8位寄存器编程，这就实现了寄存器的兼容。
7．什么叫段基地址？
什么叫偏移地址？
答：
编程人员在编程时，只能涉及到逻辑地址，而不能涉及到实际地址。
逻辑地址在实模式下，它由段基地址与段内偏移地址组成，习惯上写为“段基地址：
偏移地址”，实模式下，段基地址与段内偏移地址都是16位，段基地址是段起始地址的高16位，说明每个段在主存中的起始位置，段内偏移地址也称“偏移量”，是所要访问存储单元距离起始地址之间的字节距离。
在32位段的情况下，偏移量是32位。
8．段寄存器与32位偏移地址寄存器的固定搭配如何？
答：
固定搭配如表2所示。
表2段寄存器与32位偏移地址寄存器的固定搭配
段寄存器
偏移地址寄存器
物理地址的用途
CS
EIP
指令地址
DS
EAX、EBX、ECX、EDX、ESI、EDI、8位、16位或32位二进制数
数据段内地址
SS
ESP、EBP
堆栈段内地址
ES
只有串操作时默认EDI
附加数据段内地址（目地址）
FS
无固定搭配寄存器
一般数据地址
GS
无固定搭配寄存器
一般数据地址
9．8086CPU由哪两部分组成？
它们的主要功能各是什么？
答：
8086CPU内部结构从功能上看，它由两大部件组成，分为总线接口部件BIU（BusInterfaceUnit）和执行部件EU（ExecutionUnit）。
（1）总线接口部件BIU的主要功能：
它是8086CPU与外部存储器和I/O端口的接口，提供了16位双向数据总线和20位地址总线，负责CPU与存储器及I/O端口之间的数据传送操作（包括物理地址的形成）。
（2）执行部件EU主要功能：
从BIU中的指令队列获取指令，对指令进行译码分析并执行，执行指令所需要的操作数和运算结果的存储，是由EU向BIU传递偏移地址，BIU只要收到EU送来的偏移地址，于是将送来的偏移地址与相应的段地址组成20位的物理地址，根据现行的20位物理地址，通过执行存储器的读/写总线周期来完成读/写操作，或者是通过执行I/O端口的读/写总线周期来完成读/写I/O端口的操作。
10．8086CPU中的标志寄存器FLAGS有哪些状态标志位？
在什么情况下置位？
答：
状态标志有6位：
CF、PF、AF、ZF、SF和OF。
①CF（CarryFlag），进位标志位。
本次运算中最高位有进位或借位时，CF=1。
②PF（ParityFlag），奇偶校验标志位。
本次运算结果的低8位中1的个数为偶数时，PF=1。
③AF（AuxiliaryCarryFlag），辅助进位标志位。
本次运算结果低4位向高4位有进位或借位时，AF=1。
④ZF（ZeroFlag），零标志位。
若运算结果为0时，ZF=1。
⑤SF（SignFlag），符号标志位。
当运算结果的最高位为1，则SF=1。
⑥OF（OverflowFlag），溢出标志位。
当运算结果有溢出时，OF=1。
11．什么是逻辑地址？
什么是物理地址？
如何将逻辑地址转换为物理地址？
答：
从8088/8086开始，CPU内部就有了对存储器的分段机制，每个存储单元可以看成两种地址：
逻辑地址与物理地址。
（1）逻辑地址
逻辑地址是编程时所使用的地址，在实模式下，它由段基地址与段内偏移地址组成，习惯上写为“段基地址：
偏移地址”。
（2）物理地址
物理地址又称为实际地址，它是信息在内存中存放的实际地址，是CPU访问存储器时实际发出的地址信息。
（3）在实地址方式下，由CPU中的总线接口单元将段基地址左移4位后与16位的偏移地址相加，生成20位的物理地址。
可以访问1MB的存储空间。
12．设X=35H，Y=76H，进行X+Y和X-Y运算后，标志寄存器FLAGS的状态标志位各是什么？
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。
13．什么叫存储器地址交叉？
微机的存储器为什么要用存储器地址交叉技术？
答：
（1）在一个物理存储芯片内部所有存储单元的地址编号都不是连续的，而在相邻存储芯片之间的物理地址是相连接的，例如，16位的微处理器8086/80286把内存地址分为偶地址的字节数据、奇地址的字节数据，因此，分为偶字库和奇字库，即在一个物理存储芯片内所有存储单元的地址编号都是奇地址，另一物理存储芯片内所有存储单元的地址编号都是偶地址，这就称为地址交叉。
（2）偶地址存储体与数据总线的低8位（D7～D0）相连，奇地址存储体与数据总线高8位（D15～D8）相连，可以由偶地址有效选中偶字库（例A0=0），由奇地址有效选中奇字库（例（
=0）。
原因是：
便于CPU可以只访问偶地址一个字节，也可以只访问奇地址一个字节，还可以访问一个字（2字节）。
在CPU的外部数据总线为32位的情况下，CPU不仅可能只访问一个字节、一个字，还可能访问一个双字，因此，把内存分成4个存储体，实现存储器地址的4体交叉。
14．请将实模式下逻辑地址转变成物理地址。
（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=0045H×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
15．在8086系统中，CPU执行访问存储器指令时，
=0，说明当前CPU要访问哪一个存储体？
答：
当
=0时，CPU要访问奇地址的存储体。
第3章（3.12习题）
3.1按照16位微处理器的寻址方式看，分别指出下列指令中源操作数和目的操作数的寻址方式。
解：
（1）movax,0;源操作数:
立即寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（2）mov[si],ax;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
变址寻址
（3）mov2[di],bx;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
相对变址寻址
（4）mov2[bx+si],dx;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
相对基址（加）变址寻址
（5）movax,[1000h];源操作数:
直接寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（6）movdx,[bx][si];源操作数:
基址（加）变址寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（7）movax,[bx];源操作数:
基址寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（8）movdx,[bp+8];源操作数:
相对基址寻址，目的操作数:
寄存器寻址
3.2按照32位微处理器的寻址方式看，分别指出下列指令中源操作数和目的操作数的寻址方式。
解：
（1）moveax,01h;源操作数:
立即寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（2）mov[esi],ax;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
基址寻址
（3）mov[esi*2],bx;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
比例变址寻址
（4）mov[ebx+esi],dx;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
基址加比例变址寻址
（5）moveax,[1000h];源操作数:
直接寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（6）movdx,[ebx+esi*8];源操作数:
基址加比例变址寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（7）movedx,eax;源操作数:
寄存器寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（8）movdx,[ebp*2+8];源操作数:
比例变址加位移寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（9）movdx,[ebx+8];源操作数:
基址加位移寻址，目的操作数:
寄存器寻址
（10）movax,[ebx+esi*2+78h];源操作数:
基址加比例变址加位移寻址，目的操作数:
寄存器寻址
3.3指出下列指令的错误原因
解：
（1）inc[si];目的操作数类型不明确
（2）moveax,bx;源操作数和目的操作数类型不匹配
（3）mov2,ax;立即数不能作目的操作数
（4）mov[ebx],[edi];源操作数和目的操作数不能同时为存储器操作数
（5）movax,[bx+bp];基址变址寻址方式不能同时为基址寄存器
（6）movax,[si+di];基址变址寻址方式不能同时为变址寄存器
（7）movah,300;300超出了ah可以容纳的数据范围
（8）movcs,1000h;cs不能由程序员赋值,它由系统自动赋值
（9）pushal;push要求操作数为16位或32位
（10）shlax,8;当移位次数超过1时,先将移位次数送cl,再移位
（11）movax,bx+di;基址变址寻址方式缺少一对方扩号
（12）movip,bx;ip不能由程序员赋值,它由系统自动赋值
（13）moves,ds;源操作数和目的操作数不能同时为段寄存器
（14）mov[sp],ax;入栈只能用push指令实现
3.4比较下列两条指令，指出他们的区别。
解：
moveax,[si];从内存读数据送eax
mov[si],eax;把eax的值写入到内存
3.5假设（EAX）=12345678H，写出下面每条指令单独执行后，（EAX）=?
解：
（1）andeax,0000ffffh;（eax）=00005678h
（2）testeax,1;（eax）=12345678h
（3）xoreax,eax;（eax）=0
（4）subeax,eax;（eax）=0
（5）addeax,1;（eax）=12345679h
（6）oreax,1;（eax）=12345679h
（7）cmpeax,0000ffffh;（eax）=12345678h
（8）inceax;（eax）=12345679h
（9）deceax;（eax）=12345677h
（10）subeax,8;（eax）=12345670h
3.6假定（AX）=1234H，（BX）=00FFH，回答每条指令单独执行后，（AX）=？
（BX）=？
解：
（1）andax,bx;（ax）=0034h（bx）=00ffh
（2）testax,bx;（ax）=1234h（bx）=00ffh
（3）xorax,bx;（ax）=12cbh（bx）=00ffh
（4）xchgax,bx;（ax）=00ffh（bx）=1234h
（5）addax,bx;（ax）=1333h（bx）=00ffh
（6）subbx,ax;（ax）=1234h（bx）=0eecbh
（7）orbx,ax;（ax）=1234h（bx）=12ffh
（8）cmpax,bx;（ax）=1234h（bx）=00ffh
3.7假设（EAX）=11223344H，（EBX）=11225566H，写出下面程序段每条指令执行后（EAX）=？
（EBX）=？
解：
addeax,ebx;（eax）=224488aaH，（ebx）=11225566H
addeax,00000088h;（eax）=22448932H，（ebx）=11225566H
subeax,ebx;（eax）=112233ccH，（ebx）=11225566H
incebx;（eax）=112233ccH，（ebx）=11225567H
andebx,0000ffffh;（eax）=112233ccH，（ebx）=00005567H
3.8已知（DS）=1000H，（BX）=0100H，（SI）=0004H，存储单元[10100H]～[10107H]依次存放11H22H33H44H55H66H77H88H，[10004H]～[10007H]依次存放2AH2BH2CH2DH，说明下列每条指令单独执行后AX中的内容。
解：
（1）MOVAX,[0100H]；（AX）=2211H
（2
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