微机原理课后答案综述.docx
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微机原理课后答案综述
习题二IA-32结构微处理器
主要内容：
主要介绍8086／8088CPU内部结构。
了解80X86CPU的特点。
（1.
2.18086CPU在内部结构上由哪几部分组成?
其功能是什么?
【答】8086的内部结构－成两部分:
总线接口部件BIU，负责控制存储器读写。
执行部件EU,EU从指令队列中取出指令并执行。
8086是16位微处理器，有16根数据线、20根地址线，内部寄存器、算术逻辑部件为16位。
2.28086的总线接口部件有那几部分组成?
【答】8086的总线接口部件主要由下面几部分组成：
4个段寄存器CS/DS/ES/SS,一个16位的指令指针寄存器IP,一个20位地址加法器,6字节的指令队列,内部暂存器以及输入输出电路组成.
2.38086的执行部件有什么功能?
由那几部分组成?
【答】8086的执行部件主要由下面几部分组成：
（1）四个16位通用寄存器AX、BX、CX、DX,四个16位专用寄存器,包括二个指针寄存器SP、BP,二个变址寄存器SI、DI,算术逻辑单元ALU,标志寄存器。
2.48086CPU状态标志和控制标志又何不同?
程序中是怎样利用这两类标志的?
8086的状态标志和控制标志分别有哪些?
【答】标志分两类：
状态标志（6位）,反映刚刚完成的操作结果情况，包括零标志ZF、符号标志SF、奇偶标志PF、进位标志CF、辅助进位标志AF、溢出标志OF。
控制标志（3位），在某些指令操作中起控制作用,包括单步运行标志TF、方向标志DF与中断允许标志IF。
利用状态标志可以掌握当前程序操作的结果，例如了解是否产生进位，是否溢出等。
2.58086/8088和传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同?
这样的设计思想有什么优点?
8086CPU执行转移指令时，指令队列寄存器内容如何变化？
【答】传统的计算机一般按照取指令、指令译码/执行指令的步骤工作。
在8086/8088中,指令的提取与执行分别由总线接口部件BIU与执行部件EU完成,8086/8088可以在取指令同时又可以执行指令,这种并行工作方式有力的提高了CPU的工作效率。
2.6将两数相加，即01001100加01100101，CF、PF、AF、ZF、SF、OF各为何值？
【答】01001100+01100101=10110001
CF=0，PF=1，AF=1，ZF=0，SF=1，OF=1
2.7存储器的逻辑地址由哪几部分组成？
存储器的物理地址是怎样形成的？
一个具有20位地址线的CPU，其最大物理地址为多少？
【答】存储器的逻辑地址由段地址与段内偏移地址组成。
存储器的物理地址：
将16位段地址左移4位后加上16位段内偏移地址，形成20位物理地址。
一个具有20位地址线的CPU，其最大物理地址为
=1MB。
2.8现有6个字节的数据分别为11H，22H，33H，44H，55H，66H，已知它们在存储器中的物理地址为400A5H～400AAH．若当前（DS）=4002H，请说明它们的偏移地址值。
如果要从存储器中读出这些数据，需要访问几次存储器，各读出哪些数据？
【答】由于：
物理地址=400A5H=段地址*16+偏移地址=40020H+偏移地址
偏移地址=400A5+40020=85H
从奇地址400A5H中读出：
11H；从偶地址400A6H读出一个字：
22H，33H；从偶地址400A8H读出一个字：
44H，55H；从偶地址400AAH中读出：
66H。
共读4次。
2.9已知当前数据段中存有如下图所示的数据，现要求将最后两个字节改成ODH，OAH，请说明需给出的段基值和偏移地址值，并说明其写入过程。
【答】数据段段地址=150AH，偏移地址=0004H。
CPU的总线接口部件根据数据段寄存器的内容150AH，左移4位，在加上偏移地址0004H，形成20位物理地址150A4H，由总线接口送出，选中物理存储单元150A4H、150A5H，数据0DH通过数据总线送入150A4H，数据0AH通过数据总线送入150A4H。
2.10在8088/8086中，逻辑地址FFFF∶0001,00A2∶37F和B800∶173F的物理地址分别是多少？
2.11在8088/8086中，从物理地址388H开始顺序存放下列三个双字节的数据，651AH,D761H和007BH，请问物理地址388H,389H,38AH,38BH,38CH和38DH6个单元中分别是什么数据？
【答】物理地址388H~38DH单元中的数据如下表：
地址
388H
389H
38AH
38BH
38CH
38DH
数据
1AH
65H
61H
D7H
7BH
00H
2.128086CPU的形成三大总线时，为什么要对部分地址线进行锁存？
用什么信号控制锁存？
【答】为了确保CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作，要求地址和数据同时出现在地址总线和数据总线上。
而在8086CPU中AD0~AD15总线是地址/数据复用的，因此需在总线周期的前一部分传送出地址信息，并存于锁存器中，而用后一部分周期传送数据。
8086CPU中是通过CPU送出的ALE高电平信号来控制锁存的。
2.13段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=4000H,此时,指令的物理地址为多少?
指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?
【答】此时，指令的物理地址为16000H；这一物理地址的CS值和IP值不是唯一的，例如：
CS=1000H，IP=6000H。
2.1480386最重要的技术特点是什么?
【答】
（1）速度大大提高：
时钟达12MHZ/16MHZ，
（2）寻址空间大大扩展：
4GB物理空间，64TB（64GGB）虚拟空间，（3）除了保持80286的实地址方式和保护方式外，增加了虚拟8086方式。
（4）80386设置了转换检测缓冲器，大大加快了存储器访问速度。
2.1580386的内部有哪些部件？
【答】80386功能部件包括总线接口部件BIU、指令预取部件IPU、指令译码部件IDU、指令执行部件EU、存储器管理部件MMU：
即分页部件PU与分段部件SU。
2.1680386CPU有几种工作方式？
【答】80386的实地址方式、80386的虚拟保护方式与虚拟8086方式。
2.17简述80386CPU的实地址方式特点。
【答】80386上电或复位时,处于实地址方式，主要为80386进行初始化工作。
特点：
（1）实地址方式采用类似8086体系结构，寻址机构、存储器管理与中断处理机构与8086一样。
（2）操作数默认长度为16位，但允许访问80386的32位寄存器组，在使用时指令中要加上前缀以表示越权存取。
（3）存储器寻址空间最大1M字节。
（4）实地址方式下，存储器中保留两个固定区域，一个为初始化程序区：
FFFF0~FFFFFH，另一个为中断向量区00000~003FFH。
（5）80386具有4个特权级，实地址方式下，程序在最高级（0级）上执行。
2.18简述80386的虚拟保护方式特点。
【答】80386的存储器的虚拟保护方式：
80386上电或复位后,先进入实地址方式完成初始化，然后转到保护方式。
在保护方式，虚存空间可达4GB×16K=64MMB=64GB。
程序员借助于存储管理部件（MMU）功能将磁盘等存储设备映射到内存，使逻辑地址大大超过实际物理地址空间。
在保护方式，可以使用80386的4级保护功能，为多任务操作系统提供支持。
2.19虚拟8086方式有什么特色？
为什么要设置这种方式？
【答】
（1）可以执行8086的应用程序。
（2）段寄存器的用法和实地址方式时一样，即段寄存器内容左移4位加上偏移量为线性地址。
（3）存储器寻址空间为一兆字节，但可以使用分页方式，将一兆字节分为256个页面，每页4K字节。
在80386多任务系统中，可以使其中一个或几个任务使用虚拟8086方式。
此时，一个任务使用的全部页面可以定位于某个物理地址空间，另一个任务的页面可以定位于其他区域，即每个虚拟8086方式下的任务可以转换到物理存储器的不同位置。
（4）虚拟8086方式中，程序在最低特权级（3级）上运行，因此，80386指令系统中的一些特权指令不能使用。
虚拟8086方式是80386中很重要的设计特点，可以使大量的8086软件有效的与80386保护方式下的软件并发运行。
2.2080386有哪两种模拟8086的方式？
【答】80386有两种模拟8086的方式，一种是实地址方式，一种是虚拟8086方式。
80386上电或复位时,处于实地址方式。
在保护方式下，可以通过软件切换到虚拟8086方式，运行8086程序。
2.2180386采用几种描述符表?
这些表的设置带来什么优点?
【答】80386共设计三中描述符表即：
全局描述符表，局部描述符表，中断描述符表。
采用描述符表带来如下三方面的优点：
1．可以大大扩展存储空间；2．可以实现虚拟存储；3．可以实现多任务隔离。
2.2280386在3种工作方式下,"段"的长度有什么差别?
实地址方式，段的大小固定64K字节。
保护方式，段的大小是可以选择的，从1字节到4千兆字节。
虚拟8086方式，对程序员来说，段长度固定为64K。
2.23Intel86系列CPU是从哪一种芯片开始采用RISC技术的?
你能说说RISC技术最重要的特点和优点吗?
【答】80486是首次采用RISC技术的。
80486把80386和浮点运算协处理器80387及8KB的超高速缓存器集中到一个芯片中，且支持二级Cache。
80486能在一个时钟周期执行一条指令。
2.2480486和80386相比,有什么技术特点?
【答】
（1）80486是首次采用RISC技术的；
（2）采用片内高速缓存和片内浮点运算协处理器；（3）80486采用一种突发式总线方式实现CPU和内存的高速数据交换；（4）80386可以模拟多个8086来实现多任务功能。
2.25Pentium有哪些技术特点?
你认为在Pentium基础上主要应从哪几个方面可再作改进?
【答】①采用超标量双流水线结构，每个流水线包含5个步级。
②内部采用2个彼此独立的8KB数据高速缓存，这两个高速缓存可以同时被访问。
③Pentium内部数据总线为32位，但是cpu和内存进行数据交换的外部数据总线为64位,使一个总线周期的数据传输量提高一倍。
④采用36位地址总线，扩展了寻址空间。
⑤对mov、push、dec、inc等常用指令不用微程序而用硬件实现；⑥采用分支预测技术提高流水线效能。
⑥采用分支预测技术提高流水线效能。
⑦浮点运算执行过程分为8个流水步级。
pentium也存在一些缺点,如功耗大，达15w，浮点运算功能仍低于一些RISC处理器。
2.26选择题
（1）80386共有（）个引脚信号，采用（）封装。
A．128，PGAB．132，LCCC．132，PGAD．128，LCC
【答】C
（2）80386内部可以分为（）个部件。
A．8B．6C．4D．2
【答】B
（3）80386有（）条地址信号线和（）条数据信号线
A．32，32B．32，24C．24，32D．20，32
【答】A
（4）外部CLK2的频率是80386内部时钟信号频率的（）倍.
A．5B．4C．3D．2
【答】D
（5）80386的HLDA信号是对（）的应答信号
A．HOLDB．BUSRQC．INTRD．DMARQ
【答】A
（6）80386的流水线方式请求信号是（）。
A．ND#B．NC＃C．NB＃D．NA＃
【答】D
（7）80386的执行部件可分为（）子部件。
A．控制部件B．数据部件
C．保护测试部件D.A和B
E.B和CF.A.B和C
【答】F
（8）80386在保护模式下工作时，可以有（）个特权级
A．5B．4C．3D．2
【答】B
习题三8086指令系统
主要内容：
8086指令系统。
主要介绍8086的基本数据类型、寻址方式和指令系统，重点掌握8086指令系统的寻址方式、堆栈操作指令、算术运算指令及其对标志位的影响，串操作指令，控制传送指令。
3.1下面这些指令哪些是正确的？
哪些是错误的？
如是错误的，请说明原因。
XCHGCS，AX（）
MOV[BX]，[1000]（）
PUSHCS（）
POPCS（）
INBX，DX（）
3.2单选题：
（1）执行下面指令序列后，结果是（）。
MOVAL，82H
CBW
A、AX=0FF82HB、AX=8082HC、AX=0082HD、AX=0F82H
【答】A
（2）与MOVBX，OFFSETVAR指令完全等效的指令是（）。
A、MOVBX,VARB、LDSBX,VAR
C、LESBX,VARD、LEABX,VAR
【答】D
（3）编写分支程序，在进行条件判断前，可用指令构成条件，其中不能形成条件的指令有
（）。
A、CMPB、SUBC、ANDD、MOV
【答】D
（4）下面指令执行后，改变AL寄存器内容的指令是（）。
A、TESTAL，02HB、ORAL，AL
C、CMPAL，BD、ANDAL，BL
【答】D
（5）设DH=10H，执行NEGDH指令后，正确的结果是（）。
A、DH=10HCF=1B、DH=0F0HCF=0
C、DH=10HCF=0D、DH=0F0HCF=1
【答】D
（6）设DS=8225H，DI=3942H，指令NEGBYTEPTR[DI]操作数的物理地址是（）。
A、85B92HB、86192HC、BB690HD、12169H
【答】A
（7）检查BUF的内容是否为正偶数，如是正偶数，则0TAL。
下面程序段正确的是（）。
A、MOVAL，BUF
JSK1
SHRAL，1
JNCK1
MOVAL，0
K1：
……
B、MOVAL，BUF
ANDAL，11
JNZK2
MOVAL，0
K2：
……
C、MOVAL，BUF
TESTAL，81H
JNZK3
MOVAL，0
K3：
……
D、MOVAL，BUF
JNPK4
TESTAL，80H
JNZK4
MOVAL，0
K4：
……
【答】C
（8）下列指令中，执行速度最快的是（）。
A、MOVAX，100B、MOVAX，[BX]
C、MOVAX，BXD、MOVAX，[BX+BP]
【答】C
3.3已知（DS）=091DH，（SS）=IE4AH，（AX）=1234H，（BX）=0024H，（CX）=5678H，
（BP）=0024H，（SI）=0012H，（DI）=0032H，［09226］=00F6H，［09228］=1E40H，
［lE4F6］=091DH，试求单独执行下列指令后的结果？
（l）MOVCL，20H[BX][SI]；
【答】由于源操作数有效地址EA=20H+0024H+0012H=0056H,
其物理地址PA=DS*16+EA=091DH*16+56H=09226H,因此（CL）=F6H
（2）MOV[BP][DI]，CX；
【答】由于目的操作数有效地址EA=0024H＋0032H=0056H,
目的操作数物理地址PA=SS*16+EA=1E4A0H+0056H=1E4F6H,因此[1E4F6]=5678H
（3）LEABX，20H［BX］[SI]
MOVAX，2[BX]
【答】第一条指令：
源操作数物理地址PA＝091D0H+（20+0024H+0012H）=09226H,因此（BX）=0056H
第二条指令：
源操作数物理地址PA＝091D0H+（2+0056）=09928H,因此（AX）=1E40H
（4）LDSSI，[BX][DI]
MOV[SI]，BX
【答】第一条指令:
源操作数物理地址PA=091D0H+（0024H+0032H）=09226H
因此（SI）=00F6H,（DS）=1E40H
第一条指令：
目的操作数物理地址PA＝1E400H+00F6H=1E4F6H
因此1E4F6H单元的内容为0024H,即[1E4F6H]=0024H
（5）XCHGCX，32H[BX]
XCHG20[BX][SI]，AX
【答】同理可得：
（CX）=00F6H（AX）=00F6H，[09226H]=1234H
3.48086CPU执行如下指令后
MOVAL，01100100B
SUBAL，58H;（AL）=0CH,AF=1,CF=0
DAS;（AL）=06,AF=1,CF=0
【答】首先用TD调试验证上面的结果；自己定义两个数据，重新验证，写出结果。
3.5设（IP）=3D8FH，（CS）=4050H，（SP）=0F17CH，当执行CALL2000：
0094H后，试求出IP、CS、SP、［SP］、［SP＋1］［SP＋2］和［SP＋3］的内容？
【答】（IP）=0094H,（CS）=2000H,（SP）=F178H
[SP]=8FH,[SP+1]=3DH,[SP+2]=50H,[SP＋3]=40H,[SP+3]=40H
3.6设（DS）=2000H，（BX）=1256H，（SI）=528FH，TABLE的偏移量=20A1H，［232F7H］=3280H，[264E5H]=2450H，执行下述指令
（1）JMPBX；IP=1256H
（2）JMPTABLE［BX］；IP=3280H
（3）JMP［BX］[SI]；IP=2450H
3.7分别用一条语句实现下述指明的功能
（1）栈顶内容弹出送字变量DI。
（POPDI）
（2）双字变量AYD存放的地址指针送ES和SI。
（LESSI，AYD）
（3）不允许中断即关中断。
（CLI）
（4）子程序返回调用程序。
（RET）
（5）AX的内容加1，要求不影响CF。
（INCAX）
（6）BX的内容加1，要求影响所有标志位。
（ADDBX,1）
（7）若操作结果为零转向标号GOON。
（JZGOON）
3.88086／8088用什么途径来更新CS和IP的值?
【答】执行CALL、JMP、INT指令，可以改变CS和IP中的值，即改变程序走向。
3.9字节扩展指令和字扩展指令用在什么场合？
举例说明。
【答】需要对带符号数字节扩展为字时，要预先执行CBW指令。
需要对带符号数字扩展为双字时，要预先执行CWD。
【答】例:
求-503/267=?
将商存1000H单元.
MOVAX,-503
MOVBX,267
CWD
IDIV
MOV[1000H],AX
HLT
3.10设DS=2100H，SS=5200H，BX=1400H，BP=6200H，说明下面两条指令所进行的具体操作：
MOVWORDPTR[BP],2000
MOVWORDPTR[BX],2000
3.11以下是格雷码的编码表
0——0000，1——0001，2——0011，3——0010，4——0110
5——0111，6——0101，7——0100，8——1100，9——1101
请用换码指令和其他指令设计一个程序段，实现格雷码往ASCII的转换。
【答】
格雷码
ASCII码
0000
30H
0001
31H
0010
33H
0011
32H
0100
37H
0101
36H
0110
34H
0111
35H
1000
0
1001
0
1010
0
1011
0
1100
38H
1101
39H
TABLESEGMENT
TAB_DADB30H,31H,33H,32H,37H,36H,34H,35H,0,0
DB0,0,38H,39H
GRADB05H
ASCII_DADB?
TABLEENDS
CODESEGMENT
ASSUMECS:
CODE,DS:
TABLE
START:
MOVAX,TABLE
MOVDS,AX
MOVBX,OFFSETTAB_DA
MOVAL，GRA
XLAT
MOVASCII_DA,AL
CODEENDS
ENDSTART
3.128086状态标志寄存器中，作为控制用的标志位有（3）个，其中，不可用指令操作的是（DF、IF、TF）
3.13设当前的SP=1000H，执行PUSHF指令后，SP=（0FFEH），若改为执行INT20H指令后，则SP=（0FFAH）。
【答】执行PUSHF指令后，SP=（0FFEH）。
执行INT20H指令后，则SP=（0FFAH）。
3.14设当前SS=2010H，SP=FE00H，BX=3457H，计算当前栈顶的地址为多少？
当执行PUSHBX指令后，栈顶地址和栈顶2个字节的内容分别是什么？
【答】当前栈顶指针（SP）=2FF00H，物理地址＝20100H+FE00H=2FF00H
当执行PUSHBX指令后，栈顶指针（SP）=FE00-2=FDFEH，栈顶物理地址＝2FDFEH，栈顶2个字节的内容分别57H,34H。
3.15HLT指令用在什么场合？
如CPU在执行HLT指令时遇到硬件中断并返回后，以下应执行哪条指令？
【答】HLT用在使CPU处于暂停状态而等待硬件中断的场合。
在执行HLT指令遇到硬件中断并返回后将执行HLT后面的一条指令。
3.16为什么用増量指令或减量指令设计程序时，在这类指令后面不用进位标志作为判断依据？
【答】増量指令或减量指令不影响进位标志CF。
3.17用普通运算指令执行BCD码运算时，为什么要进行十进制调整？
具体讲,在进行BCD码的加、减、乘、除运算时，程序段的什么位置必须加上十进制调整指令？
【答】在BCD码中，采用4位二进制数对一个十进制数的编码，只允许0－9这10个数字出现，但CPU运算结果一般会超过此范围，因此要进行十进制调整。
进行加、减法或乘法运算时，调整指令必须紧跟在算术指令后面，在进行除法运算时，调整指令放在除法指令之前。
3.18中断指令执行时，堆栈的内容有什么变化？
中断处理子程序的人口地址是怎样得到的？
【答】中断指令执行时，堆栈内容变化如下：
标志寄存器被推入堆栈，且SP减2，然后CPU将主程序的下一条指令地址即断点地址推入堆栈,即段值CS推入堆栈且SP减2，偏移量推入堆栈，且SP减2。
中断处理子程序的
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