微机原理答案教材.docx
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微机原理答案教材
1.微型计算机由哪些部件组成?
各部件的主要功能是什么?
解答:
微机系统微型计算机系统软件
外围设备:
打印机、键盘、CRT、磁盘控制器等
微处理器CPU)系统总线:
AB、CB、DB(功能:
为CPU和其他部件之间提供数据、地址和控制信息的传输通道)
存储器:
只读存储器(ROM)、随机存储器(RAM)(功能:
用来存储信息)
输入/输出(I/O)接口:
串/并行接口等(功能:
使外部设备和微型机相连)
算术逻辑部件(ALU)
累加器、寄存器
控制器
操作系统(OS)
系统实用程序:
汇编、编译、编辑、调试程序等
(注:
CPU的功能--①可以进行算术和逻辑运算;
②可保存少量数据;
③能对指令进行译码并执行规定的动作;
④能和存储器、外设交换数据;
⑤提供整修系统所需要的定时和控制;
⑥可以响应其他部件发来的中断请示。
)
2.8086/8088CPU由哪两部分组成?
它们的主要功能各是什么?
是如何协调工作的?
解答:
微处理器(CPU)
总线接口部件(BIU):
负责与存储器、I/O端口传送数据
执行部件(EU):
负责指令的执行
协调工作过程:
总线接口部件和执行部件并不是同步工作的,它们按以下流水线技术原则来协调管理:
①每当8086的指令队列中有两个空字节,或者8088的指令队列中有一个空字节时,
总线接口部件就会自动把指令取到指令队列中。
②每当执行部件准备执行一条指令时,它会从总线接口部件的指令队列前部取出指令
的代码,然后用几个时钟周期去执行指令。
在执行指令的过程中,如果必须访问存储器或者
输入/输出设备,那么,执行部件就会请求总线接口部件进入总线周期,完成访问内存或者
输入/输出端口的操作;如果此时总线接口部件正好处于空闲状态,那么,会立即响应执行
部件的总线请求。
但有时会遇到这样的情况,执行部件请求总线接口部件访问总线时,总线
接口部件正在将某个指令字节取到指令队列中,此时总线接口部件将首先完成这个取指令的
操作,然后再去响应执行部件发出的访问总线的请求。
③当指令队列已满,而且执行部件又没有总线访问请求时,总线接口部件便进入空闲
状态。
④在执行转移指令、调用指令和返回指令时,由于程序执行的顺序发生了改变,不再是顺序执行下面一条指令,这时,指令队列中已经按顺序装入的字节就没用了。
遇到这种情况,指令队列中的原有内容将被自动消除,总线接口部件会按转移位置往指令队列装入另一个程序段中的指令。
3.8086/8088CPU中有哪些寄存器?
各有什么用途?
标志寄存器F有哪些标志位?
各在什么情况下置位?
解答:
寄存器功能数据寄存器
AX字乘法,字除法,字I/OBX查表转换
CX串操作,循环次数
DX字节相乘,字节相除,间接I/O
变址寄存器
SI源变址寄存器,用于指令的变址寻址
DI目的变址寄存器,用于指令的变址寻址
指针寄存器
SP堆栈指针寄存器,与SS一起来确定堆栈在内存中的位置
BP基数指针寄存器,用于存放基地址,以使8086/8088寻址更加灵活
控制寄存器
IP控制CPU的指令执行顺序
PSW用来存放8086/8088CPU在工作过程中的状态
段寄存器CS控制程序区
DS控制数据区
SS控制堆栈区
ES控制数据区
标志寄存器F的标志位:
①控制标志:
OF、DF、IF、TF;②状态标志:
SF、ZF、AF、PF、CF。
标志寄存器F的各标志位置位情况:
·CF:
进位标志位。
做加法时出现进位或做减法时出现借位,该标志位置1;否则清0。
·PF:
奇偶标志位。
当结果的低8位中l的个数为偶数时,该标志位置1;否则清0。
·AF:
半进位标志位。
在加法时,当位3需向位4进位,或在减法时位3需向位4借位时,该标志位就置1;否则清0。
该标志位通常用于对BCD算术运算结果的调整。
·ZF:
零标志位。
运算结果各位都为0时,该标志位置1,否则清0。
·SF:
符号标志位。
当运算结果的最高位为1时,该标志位置1,否则清0。
·TF:
陷阱标志位(单步标志位)。
当该位置1时,将使8086/8088进入单步指令工作方式。
在每条指令开始执行以前,CPU总是先测试TF位是否为1,如果为1,则在本指令执行后将产生陷阱中断,从而执行陷阱中断处理程序。
该程序的首地址由内存的00004H~00007H4个单元提供。
该标志通常用于程序的调试。
例如,在系统调试软件DEBUG中的T命令,就是利用它来进行程序的单步跟踪的。
·IF:
中断允许标志位。
如果该位置1,则处理器可以响应可屏蔽中断,否则就不能响应可屏蔽中断。
·DF:
方向标志位。
当该位置1时,串操作指令为自动减量指令,即从高地址到低地址处理字符串;否则串操作指令为自动增量指令。
·OF:
溢出标志位。
在算术运算中,带符号的数的运算结果超出了8位或16位带符号数所能表达的范围时,即字节运算大于十127或小于-128时,字运算大于十32767或小于-32768时,该标志位置位。
4.8086/8088系统中存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系?
表示的范围各为多少?
解答:
逻辑地址:
段地址:
偏移地址
物理地址:
也称为绝对地址,由段基址和偏移量两部分构成。
物理地址与系统中的存储
空间是一一对应的。
逻辑地址与物理地址两者之间的关系为:
物理地址=段地址×16+偏移地址
每个逻辑段的地址范围:
0000:
0000H~FFFFH;0001:
0000H~FFFFH;…;FFFF:
0000H~FFFFH;共有232个地址,但其中有许多地址是重叠的(体现出逻辑地址的优势,
可根据需要方便地写出逻辑地址,又不影响其准确的物理地址,逻辑地址与物理地址的关系
为多对一的关系)。
物理地址的地址范围:
00000H~FFFFFH。
5.已知当前数据段位于存储器的A1000H到B0FFFH范围内,问DS=?
解答:
A1000H→A100:
0000以A100H为段地址的64K物理地址的范围是:
偏移地址为
0000H~FFFFH,即A100:
0000H~A100:
FFFFH→A1000H+0000H~A1000H+0FFFFH
=A1000H~B0FFFH,∴DS=A100H。
6.某程序数据段中存有两个字数据1234H和5A6BH,若已知DS=5AA0H,它们的偏移地
址分别为245AH和3245H,试画出它们在存储器中的存放情况
解答:
存放情况如图所示(左右两侧的写法均可):
5AA0:
0000H
5AA0:
245AH
5AA0:
245BH
5AA0:
3245H
5AA0:
3246H
······
···
34H
12H
6BH
5AH
5CE5AH
5CE5BH
5DC45H
5DC46H
···
···
···
7.8086/8088CPU有哪两种工作模式,它们各有什么特点?
解答:
为了适应各种不同的应用场合,8086/8088CPU芯片可工作在两种不同的工作模式下,即最小模式与最大模式。
所谓最小模式,就是系统中只有一个8086/8088微处理器,在这种情况下,所有的总
线控制信号,都是直接由这片8086/8088CPU产生的,系统中的总线控制逻辑电路被减到最
少。
该模式适用于规模较小的微机应用系统。
最大模式是相对于最小模式而言的,最大模式用在中、大规模的微机应用系统中。
在最
大模式下,系统中至少包含两个微处理器,其中一个为主处理器,即8086/8088CPU,其它
的微处理器称之为协处理器,它们是协助主处理器工作的。
8.若8086CPU工作于最小模式,试指出当CPU完成将AH的内容送到物理地址为91001H的存储单元操作时,以下哪些信号应为低电平:
M/IO、RD、WR、BHE/S7、DT/R。
若CPU完成的是将物理地址91000H单元的内容送到AL中,则上述哪些信号应为低电平。
若CPU为8088呢?
解答:
8086CPU
①存储器写(AH→9100H[0001H])时为低电平的信号:
WR、7/SBHE。
②存储器读(9100H[0000H]→AL)时为低电平的信号:
RD、R/DT。
8088CPU
①存储器写(AH→9100H[0001H])时为低电平的信号:
WR、)/SBHE(SS70、M/IO。
②存储器读(9100H[0000H]→AL)时为低电平的信号:
M/IO、RD、R/DT。
9.什么是指令周期?
什么是总线周期?
什么是时钟周期?
它们之间的关系如何?
解答:
指令周期----CPU执行一条指令所需要的时间称为一个指令周期(InstructionCycle)。
总线周期----每当CPU要从存储器或I/O端口存取一个字节称为一次总线操作,相应于某个总线操作的时间即为一个总线周期(BUSCycle)。
时钟周期----时钟周期是CPU处理动作的最小时间单位,其值等于系统时钟频率的倒数,时钟周期又称为T状态。
它们之间的关系:
若干个总线周期构成一个指令周期,一个基本的总线周期由4个T组成,我们分别称为T1~T4,在每个T状态下,CPU完成不同的动作。
10.8086/8088CPU有哪些基本操作?
基本的读/写总线周期各包含多少个时钟周期?
什么情况下需要插入Tw周期?
应插入多少个Tw取决于什么因素?
解答:
①8086/8088CPU最小模式下的典型时序有:
存储器读写;输入输出;中断响应;系统复位及总线占用操作。
②一个基本的CPU总线周期一般包含四个状态,即四个时钟周期;4321TTTT、、、
③在存储器和外设速度较慢时,要在之后插入1个或几个等待状态;3TwT
④应插入多少个取决于READY信号的状态,CPU没有在状态的一开始采样到READY信号为低电平,就会在和之间插入等待状态,直到采样到READY信号为高电平。
3T4TwT
11.试说明8086/8088工作在最大和最小模式下系统基本配置的差异。
8086/8088微机系统中为什么一定要有地址锁存器?
需要锁存哪些信息?
解答:
最大模式配置和最小模式置有一个主要的差别:
①就是在最大模式下,需要用外加电路来对CPU发出的控制信号进行变换和组合,以得到对存储器和I/O端口的读/写信号及对锁存器(8282)和对总线收发器(8286)等等的控制信号。
8288总线控制器就是完成上面这些功能的专用芯片。
②为多中断源的需要,常采用中断优先权控制电路(如Intel8259A)。
8086/8088系统一定要有地址锁存器――因为高四位地址和状态信号是从同一组引脚上分时送出的,低16位地址和数据是从同一组引脚上分时传输的,所以必须把地址信息锁存起来。
需要锁存的信息:
地址信号、7/SBHE和MIO/(8086为IOM/)信号进行锁存。
12.试简述8086/8088微机系统最小模式下从存器储读数据时的时序过程。
解答:
正常的存储器读总线操作占用4个时钟周期,通常将它们称为4个T状态即T1~
T4。
①T1状态,IO/M=0,指出要访问存储器。
送地址信号A19-0,地址锁存信号ALE有效,
用来控制8282锁存地址。
DT/R=0,控制8286/8287工作在接收状态(读)。
②T2状态,A19~A16送状态S6~S3,AD7~AD0浮空,准备接收数据。
同时,RD=0,表示要进行读操作,而DEN=0作为8286/8287的选通信号,允许进行数据传输。
③T3状态,从指定的存储单元将数据读出送AD7~AD0。
若存储器速度较慢,不能及时
读出数据的话,则通过READY引脚通知CPU,CPU在T3的前沿采样READY,如果
READY=0,则在T3结束后自动插入1个或几个等待状态TW,并在每个TW的前沿检
测READY,等到READY变高后,就自动脱离TW进入T4。
④T4状态,CPU采样数据线,获得数据。
RD、DEN等信号失效。
CH028086/8088指令系统
习题与思考题
1.假定DS=2000H,ES=2100H,SS=1500H,SI=00A0H,BX=0100H,BP=0010H,数据变量VAL的偏移地址为0050H,请指出下列指令源操作数是什么寻址方式?
源操作数在哪里?
如在存储器中请写出其物理地址是多少?
(1)MOVAX,0ABH
(2)MOVAX,[100H]
(3)MOVAX,VAL(4)MOVBX,[SI]
(5)MOVAL,VAL[BX](6)MOVCL,[BX][SI]
(7)MOVVAL[SI],BX(8)MOV[BP][SI],100
解答:
(1)MOVAX,0ABH
寻址方式:
立即寻址;源操作数在数据线上;物理地址:
无
(2)MOVAX,[100H]
寻址方式:
直接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:
DS*16+100H=2000H*16+100H=20100H
(3)MOVAX,VAL
寻址方式:
直接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:
DS*16+VAL=2000H*16+0050H=20050H
(4)MOVBX,[SI]
寻址方式:
寄存器间接寻址;源操作数在存储器中;物理地址:
DS*16+SI=
2000H*16+00A0H=200A0H
(5)MOVAL,VAL[BX]
寻址方式:
变址寻址;源操作数在存储器中;物理地址:
DS*16+VAL+BX=2000H*16+0050H+0100=20150H
(6)MOVCL,[BX][SI]
寻址方式:
基址加变址寻址;源操作数在存储器中;物理地址:
DS*16+BX+SI=
2000H*16+0100H+00A0H=201A0H
(7)MOVVAL[SI],BX
寻址方式:
寄存器寻址;源操作数在寄存器中;物理地址:
无
(8)MOV[BP][SI],100
寻址方式:
立即寻址;源操作数在;物理地址:
无
2.设有关寄存器及存储单元的内容如下:
DS=2000H,BX=0100H,AX=1200H,SI=0002H,
[20100H]=12H,[20101H]=34H,[20102H]=56H,[20103]=78H,[21200]=2AH,[21201H]=4CH,[21202H]=0B7H,[21203H]=65H。
试说明下列各条指令单独执行后相关寄存器或存储单元的内容。
(1)MOVAX,1800H
(2)MOVAX,BX
(3)MOVBX,[1200H](4)MOVDX,1100[BX]
(5)MOV[BX][SI],AL(6)MOVAX,1100[BX][SI]
解答:
题号指令执行结果
(1)MOVAX,1800HAX=1800H
(2)MOVAX,BXAX=0100H
(3)MOVBX,[1200H]BX=4C2AH
(4)MOVDX,1100[BX]DX=4C2AH
(5)MOV[BX][SI],AL[20102H]=00H
(6)MOVAX,1100[BX][SI]AX=65B7H
3.假定BX=0E3H,变量VALUE=79H,确定下列指令执行后的结果(操作数均为无符号数。
对3、6,写出相应标志位的状态)。
(1)ADDVALUE,BX
(2)ANDBX,VALUE
(3)CMPBX,VALUE(4)XORBX,0FFH
(5)DECBX(6)TESTBX,01H
解答:
题号指令执行结果
(1)ADDVALUE,BXBX=015CH
(2)ANDBX,VALUEBX=0061H
(3)CMPBX,VALUEBX=00E3H(CF=ZF=OF=SF=0,AF=PF=1)
(4)XORBX,0FFHBX=001CH
(5)DECBXBX=00E2H
(6)TESTBX,01HBX=00E3H(CF=ZF=OF=SF=AF=PF=0)
4.已知SS=0FFA0H,SP=00B0H,先执行两条把8057H和0F79H分别进栈的PUSH指令,再执行一条POP指令,试画出堆栈区和SP内容变化的过程示意图。
(标出存储单元的地址)
解答:
00ADH
00AEH
00AFH
0FFA0:
00B0H
···
FFAACH
FFAADH
FFAAEH
FFAAFH
FFAB0H
···
00ACH
X
FFAABH
00ADH
00AEH
00AFH
0FFA0:
00B0H
···
57H
80H
FFAACH
FFAADH
FFAAEH
FFAAFH
FFAB0H
···
00ACH
X
FFAABH
①初始状态;SP=00B0H②PUSHAX;
00ADH
00AEH
00AFH
0FFA0:
00B0H
···
79H
0FH
57H
80H
FFAACH
FFAADH
FFAAEH
AX=8057H)SP=00AEH(
FFAAFH
FFAB0H
···
00ACH
X
FFAABH
00ADH
00AEH
00AFH
0FFA0:
00B0H
···
57H
80H
FFAACH
FFAADH
FFAAEH
FFAAFH
FFAB0H
···
00ACH
X
FFAABH
③PUSHBX;(BX=0F79H)SP=00ACH④POPBX;SP=00AEH
堆栈段SS=0FFA0H堆栈段SS=0FFA0H
堆栈段SS=0FFA0H堆栈段SS=0FFA0H
5.已知程序段如下:
MOVAX,1234H
MOVCL,4
ROLAX,CL
DECAX
MOVCX,4
MULCX
试问:
(1)每条指令执行后,AX寄存器的内容是什么?
(2)每条指令执行后,CF,SF及ZF的值分别是什么?
(3)程序运行结束时,AX及DX寄存器的值为多少?
指令执行结果
AXCFSFZF
MOVAX,1234HAX=1234H×××MOVCL,4AX=1234H×××
ROLAX,CLAX=2341H100
DECAXAX=2340H100
MOVCX,4AX=2340H100
MULCXAX=8D00H,DX=0000H000
6.写出实现下列计算的指令序列。
(假定X、Y、Z、W、R都为字变量)
(1)Z=W+(Z+X)
(2)Z=W-(X+6)-(R+9)
(3)Z=(W*X)/(R+6)(4)Z=((W-X)/5*Y)*2
解答:
(1)Z=W+(Z+X)
题号指令题号指令
(1)Z=W+(Z+X)
(2)Z=W-(X+6)-(R+9)
MOVAX,ZMOVDX,R
MOVBX,XADDDX,9
MOVCX,WMOVBX,X
ADDBXADDBX,6
ADCCXMOVAX,W
MOVZ,AXSUBAX,BX
SUBAX,DX
MOVZ,AX
(3)Z=(W*X)/(R+6)(4)Z=((W-X)/5*Y)*2
MOVDX,0MOVAX,W
MOVAX,WMOVBX,X
MOVBX,XSUBAX,BX
MULBXMOVDX,0
PUSHAXMOVCL,5
MOVAX,RDIVCL
ADDAX,6MOVBX,Y
MOVCX,AXMULBX
POPAXMOVCL,2
DIVCXMULCL
MOVZ,AXMOVZ,AX
MOVZ+1,DXMOVZ+1,DX
7.假定DX=1100100110111001B,CL=3,CF=1,试确定下列各条指令单独执行后DX的值。
(1)SHRDX,1
(2)SHLDL,1
(3)SALDH,1(4)SARDX,CL
(5)RORDX,CL(6)ROLDL,CL
(7)RCRDL,1(8)RCLDX,CL
解答:
题号指令执行结果
(1)SHRDX,1DX=0110010011011100(64DCH)
(2)SHLDL,1DX=1100100101110010(C972H)
(3)SALDH,1DX=1001001010111001(92B9H)
(4)SARDX,CLDX=1111100100110111(F937H)
(5)RORDX,CLDX=0011100100110111(3937H)
(6)ROLDL,CLDX=1100100111001101(C9CDH)
(7)RCRDL,1DX=1100100111011100(C9DCH)
(8)RCLDX,CLDX=0100110111001011(4DCFH)
8.已知DX=1234H,AX=5678H,试分析下列程序执行后DX、AX的值各是什么?
该程序完成了什么功能?
MOVCL,4
SHLDX,CL
MOVBL,AH
SHLBL,CL
SHRBL,CL
ORDL,BL
解答:
DX=2345H,AX=6780H。
该程序完成的功能如图所示,将DX,AX拼装成双字后,
左移四位。
DX
DX
AX
1234
5678
DX
AX
2340
6780
23456780
AX
9.试分析下列程序段:
ADDAX,BX
JNCL2
SUBAX,BX
JNCL3
JMPSHORTL5
如果AX、BX的内容给定如下:
AXBX
(1)14C6H80DCH
(2)B568H54B7H
问该程序在上述情况下执行后,程序转向何处?
解答:
(1)AX=AX+BX=14C6H+80DCH=95A2H;CF=0;无进位,转移至L2;
(2)AX=AX+BX=B568H+54B7H=0A1FH;CF=1;有进位,继续执行;
AX=AX-BX=0A1FH+54B7H=B568H;CF=1;有借位,继续执行;
无条件转移至SHORTL5
10.编写一段程序,比较两个5字节的字符串OLDS和NEWS,如果OLDS字符串不同于NEWS字符串,则执行NEW_LESS,否则顺序执行。
解答:
编程如下,(说明:
左测程序为常规编法,两个字符串在一个数据段中;右测的程序
要求OLDS在数据段中,NEWS在附加段中,利用串操作的指令是可行的)
LEASI,OLDS;LEASI,OLDS
LEADI,NEWS;LEADI,NEWS
MOVCX,5;MOVCX,5
NEXT:
MOVAL,[SI];CLD
MOVBL,[DI];REPECMPSB
CMPAL,BL;JNZNEW_LESS
JNZNEW_LESS;……
INCSI;JMPEXIT
INCDI;NEW_LESS:
LOOPNEXT;……
……EXIT:
……
JMPEXIT
NEW_LESS:
……
EXIT:
……
11.若在