微机原理作业及答案.docx

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微机原理作业及答案

第一章作业答案

1.微型计算机系统有哪三个层次,简述其内涵及其联系与区别。

答：

微型计算机系统->微型计算机->微处理器

微型计算机是以微处理器为核心，配上由大规模集成电路制作的只读存储器（ROM）、读写存储器（RAM）、输入／输出接口电路及系统总线（计算机中连接各部件的一组公共通讯线）等所组成的计算机。

微型计算机系统是以微型计算机为中心，配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件（软件分为系统软件和应用软件两大类）构成的。

微处理器是由一个大规模集成电路芯片构成的微机中的核心芯片，内含控制器、运算器和寄存器等。

2.试述冯诺依曼计算机体系结构和冯诺依曼存储程序工作原理。

答：

冯诺依曼机的体系结构

●数据和程序以二进制代码的形式表示

●数据和程序存放在存储器中，存放位置由地址指定，地址码也是二进制形式

●计算机在程序控制下自动执行，具体来说，即控制器根据存放在存储器中的指令序列（即程序）工作，并由一个程序计数器（PC）控制指令的执行。

冯诺依曼存储程序工作原理：

把程序存储在计算机内，使计算机能像快速存取数据一样地快速存取组成程序的指令。

为实现控制器自动连续地执行程序，必须

●先把程序和数据送到存储器中保存；

●然后给出程序中第一条指令的地址；

●控制器依据存储程序中的指令顺序周而复始地取指令、译码、执行，直到完成全部指令操作为止，即控制器通过指令流的串行顺序驱动实现程序控制。

3.将二进制数11011.011转换成十进制、八进制和十六进制数。

答：

27.375D，33.3O，1B.6H

4.将十进制数240.75转换成二进制数、八进制和十六进制数

答：

11110000.11B，360.6O，F0.CH

5.设计算机字长为8位，求机器数0E3H分别为原码、反码、补码、无符号数、压缩BCD码时对应的真值。

答：

原码：

227，反码：

-28，补码：

-29，无符号数：

227压缩BCD码：

无

5

（1）.设计算机字长为8位，求机器数40H分别为原码、反码、补码、无符号数、压缩BCD码时对应的真值。

答：

原码：

64，反码：

64，补码：

65，无符号数：

64压缩BCD码：

01100100

6.已知X=87,Y=-56,用补码完成下列运算，并讨论结果是否溢出　①X+Y　②X-Y

010101110101011101010111

+11001000+00111000-11001000

100011111（31D不溢出）10001111（-120D溢出）10001111

7.设计算机字长为8位，写出十进制数+1，-1，-126，-127的原码、反码和补码

原码：

00000001B，10000001B，11111110B，11111111B

反码：

00000001B，11111110B，10000001B，10000000B

补码：

00000001B，11111111B，10000010B，10000001B

8.常用的三态门和D触发器在计算机总线中有什么作用？

缓冲输出与非缓冲输出比较，谁的驱动能力强？

答：

三态门具有高阻状态，可以增加总线的带载能力；D触发器在计算机中常作锁存器用来锁存地址信息或状态信息。

缓冲输出的驱动能力强。

9.总线通常采用那些复用技术？

答：

分时复用和分频复用。

第二章作业答案

1．8086是多少位的微处理器？

为什么？

答：

8086是16位的微处理器，其内部数据通路为16位，对外的数据总线也是16位。

2．EU与BIU各自的功能是什么？

如何协同工作？

答：

EU是执行部件，主要的功能是执行指令。

BIU是总线接口部件，与片外存储器及I/O接口电路传输数据。

EU经过BIU进行片外操作数的访问，BIU为EU提供将要执行的指令。

EU与BIU可分别独立工作，当EU不需BIU提供服务时，BIU可进行填充指令队列的操作。

3．8086对存储器的管理为什么采用分段的办法？

答：

8086是一个16位的结构，采用分段管理办法可形成超过16位的存储器物理地址，扩大对存储器的寻址范围（1MB，20位地址）。

若不用分段方法，16位地址只能寻址64KB空间。

4．在8086中，逻辑地址、偏移地址、物理地址分别指的是什么？

具体说明。

答：

逻辑地址是在程序中对存储器地址的一种表示方法，由段地址和段内偏移地址两部分组成，如1234H：

0088H。

偏移地址是指段内某个存储单元相对该段首地址的差值，是一个16位的二进制代码。

物理地址是8086芯片引线送出的20位地址码，用来指出一个特定的存储单元。

5．给定一个存放数据的内存单元的偏移地址是20C0H，（DS）=0C00EH，求出该内存单元的物理地址。

答：

物理地址：

320F8H。

6．8086被复位以后，有关寄存器的状态是什么？

微处理器从何处开始执行程序？

答：

标志寄存器、IP、DS、SS、ES和指令队列置0，CS置全1。

处理器从FFFFOH存储单元取指令并开始执行。

7．8086基本总线周期是如何组成的？

各状态中完成什么基本操作？

答：

基本总线周期由4个时钟（CLK）周期组成，按时间顺序定义为T1、T2、T3、T4。

在T1期间8086发出访问目的地的地址信号和地址锁存选通信号ALE；T2期间发出读写命令信号RD#、WR#及其它相关信号；T3期间完成数据的访问；T4结束该总线周期。

8．结合8086最小模式下总线操作时序图，说明ALE、M/IO#、DT/R#、RD#、READY信号的功能。

答：

ALE为外部地址锁存器的选通脉冲，在T1期间输出；M/IO#确定总线操作的对象是存储器还是I/O接口电路，在T1输出；DT/R#为数据总线缓冲器的方向控制信号，在T1输出；RD#为读命令信号；在T2输出；READY信号为存储器或I/O接口"准备好"信号，在T3期间给出，否则8086要在T3与T4间插入Tw等待状态。

9．在基于8086的微计算机系统中，存储器是如何组织的？

是如何与处理器总线连接的？

BHE#信号起什么作用？

答：

8086为16位处理器，可访问1M字节的存储器空间；1M字节的存储器分为两个512K字节的存储体，命名为偶字节体和奇字节体；偶体的数据线连接D7~D0，"体选"信号接地址线A0；奇体的数据线连接D15~D8，"体选"信号接BHE#信号；BHE#信号有效时允许访问奇体中的高字节存储单元，实现8086的低字节访问、高字节访问及字访问。

第三章作业答案

3.1简要分析8086的指令格式由哪些部分组成，什么是操作码？

什么是操作数？

寻址和寻址方式的含义是什么？

8086指令系统有哪些寻址方式？

【解答】8086的指令格式由操作码和操作数字段组成。

操作码：

要完成的操作。

操作数：

参与操作的对象。

寻址：

寻找操作数或操作数地址的过程。

寻址方式：

指令中给出的找到操作数或操作数地址采用的方式。

8086指令系统的寻址方式主要有立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址和I/O端口寻址。

其中，存储器寻址可进一步分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址；I/O端口指令IN和OUT使用的端口寻址方式有直接寻址和间接寻址。

3.2设（DS）=2000H，（ES）=2100H，（SS）=1500H，（SI）=00A0H，（BX）=0100H，（BP）=0010H，数据变量VAL的偏移地址为0050H，请指出下列指令的源操作数字段是什么寻址方式？

它的物理地址是多少？

（1）MOVAX，21H

（2）MOVAX，BX（3）MOVAX，[1000H]

（4）MOVAX，VAL（5）MOVAX，[BX]（6）MOVAX，ES：

[BX]

（7）MOVAX，[BP]（8）MOVAX，[SI]（9）MOVAX，[BX+10]

（10）MOVAX，VAL[BX]（11）MOVAX，[BX][SI]（12）MOVAX，VAL[BX][SI]

【解答】

（1）MOVAX，21H立即寻址，源操作数直接放在指令中

（2）MOVAX，BX寄存器寻址，源操作数放在寄存器BX中

（3）MOVAX，[1000H]

直接寻址，EA=1000H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋1000H=21000H

（4）MOVAX，VAL

直接寻址，EA=[VAL]=0050H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋0050H=20050H

（5）MOVAX，[BX]

寄存器间接寻址，EA=（BX）=0100H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋0100H=20100H

（6）MOVAX，ES：

[BX]

寄存器间接寻址，EA=（BX）=0100H，PA=（ES）×10H＋EA=2100H×10H＋0100H=21100H

（7）MOVAX，[BP]

寄存器间接寻址，EA=（BP）=0010H，PA=（SS）×10H＋EA=1500H×10H＋0010H=15010H

（8）MOVAX，[SI]

寄存器间接寻址，EA=（SI）=00A0H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋00A0H=200A0H

（9）MOVAX，[BX+10]

相对寄存器寻址，EA=（BX）＋10D=0100H＋000AH=010AH，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋010AH=2010AH

（10）MOVAX，VAL[BX]

相对寄存器寻址，EA=（BX）＋[VAL]=0100H＋0050H=0150H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋0150H=20150H

（11）MOVAX，[BX][SI]

基址变址寻址，EA=（BX）＋（SI）=0100H＋00A0H=01A0H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋01A0H=201A0H

（12）MOVAX，VAL[BX][SI]

相对基址变址寻址，EA=（BX）＋（SI）＋[VAL]=0100H＋00A0H＋0050H=01F0H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋01F0H=201F0H

3.3给定寄存器及存储单元的内容为：

（DS）=2000H，（BX）=0100H，（SI）=0002H，（20100）=32H，（20101）=51H，（20102）=26H，（20103）=83H，（21200）=1AH，（21201）=B6H，（21202）=D1H，（21203）=29H。

试说明下列各条指令执行完后，AX寄存器中保存的内容是什么。

（1）MOVAX，1200H

（2）MOVAX，BX（3）MOVAX，[1200H]

（4）MOVAX，[BX]（5）MOVAX，1100H[BX]（6）MOVAX，[BX][SI]

【解答】

（1）MOVAX，1200H；执行后，（AX）=1200H

（2）MOVAX，BX；执行后，（AX）=（BX）=0100H

（3）MOVAX，[1200H]

直接寻址，EA=[VAL]=1200H，PA=（DS）×10H＋EA=2000H×10H＋1200H=21200H，执行后，（AX）=B61AH

（4）MOVAX，[BX]

EA