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打印稿课后习题答案
〔习题1.1〕
〔解答〕CPU是英文CentralProcessingUnit的缩写,中文译为中央处理单元/中央处理器,微型机采用一块大模拟集成电路芯片构成CPU。
〔习题1.2〕什么是通用微处理器、单片机(微控制器)、DSP芯片、嵌入式系统?
〔解答〕
通用微处理器:
适合较广的应用领域的微处理器,例如装在PC机、笔记本电脑、工作站、服务器上的微处理器。
单片机:
是指通常用于控制领域的微处理器芯片,其内部除CPU外还集成了计算机的其他一些主要部件,只需配上少量的外部电路和设备,就可以构成具体的应用系统。
DSP芯片:
称数字信号处理器,也是一种微控制器,其更适合处理高速的数字信号,内部集成有高速乘法器,能够进行快速乘法和加法运算。
嵌入式系统:
利用微控制器、数字信号处理器或通用微处理器,结合具体应用构成的控制系统,其典型的特点是把计算机直接嵌入到应用系统之中。
〔习题1.3〕什么是摩尔定律?
它能永久成立吗?
〔解答〕
摩尔定律(Moore'sLaw)
集成电路上晶体管密度每年将翻倍
每隔18个月硅片密度(晶体管容量)将翻倍
每18个月,集成电路的性能将提高一倍,而其价格将降低一半
摩尔定律不会永远持续
今后,性能提高更多地得益于计算机系统结构的革新
现在,多核处理器使得摩尔定律延续
〔习题1.4〕冯·诺伊曼计算机的基本设计思想是什么?
〔解答〕
采用二进制形式表示数据和指令。
指令由操作码和地址码组成
将程序和数据存放在存储器中,计算机在工作时从存储器取出指令加以执行,自动完成计算任务。
这就是“存储程序”和“程序控制”(简称存储程序控制)的概念
指令的执行是顺序的,即一般按照指令在存储器中存放的顺序执行,程序分支由转移指令实现
计算机由存储器、运算器、控制器、输入设备和输出设备五大基本部件组成,并规定了5部分的基本功能
〔习题1.5〕说明微型计算机系统的硬件组成及各部分作用。
〔解答〕
CPU:
CPU也称处理器,是微机的核心。
它采用大规模集成电路芯片,芯片内集成了控制器、运算器和若干高速存储单元(即寄存器)。
处理器及其支持电路构成了微机系统的控制中心,对系统的各个部件进行统一的协调和控制。
存储器:
存储器是存放程序和数据的部件。
外部设备:
外部设备是指可与微机进行交互的输入(Input)设备和输出(Output)设备,也称I/O设备。
I/O设备通过I/O接口与主机连接。
总线:
互连各个部件的共用通道,主要含数据总线、地址总线和控制总线信号。
〔习题1.6〕什么是总线?
微机总线通常有哪3组信号?
各组信号的作用是什么?
〔解答〕
总线:
传递信息的共用通道,物理上是一组公用导线。
3组信号线:
数据总线、地址总线和控制总线。
(1)地址总线:
传输将要访问的主存单元或I/O端口的地址信息。
(2)数据总线:
传输读写操作的数据信息。
(3)控制总线:
协调系统中各部件的操作。
〔习题1.7〕简答如下概念:
(1)计算机字长、
(2)取指-译码-执行周期、(3)ROM-BIOS、(4)中断、(5)ISA总线
〔解答〕
(1)计算机字长:
处理器每个单位时间可以处理的二进制数据位数称计算机字长。
(2)取指-译码-执行周期:
指令的处理过程,即指处理器从主存储器读取指令(简称取指),翻译指令代码的功能(简称译码),然后执行指令所规定的操作(简称执行)的过程。
(3)ROM-BIOS:
ROM-BIOS是“基本输入输出系统”,操作系统通过对BIOS的调用驱动各硬件设备,用户也可以在应用程序中调用BIOS中的许多功能。
(4)中断:
中断是CPU正常执行程序的流程被某种原因打断、并暂时停止,转向执行事先安排好的一段处理程序,待该处理程序结束后仍返回被中断的指令继续执行的过程。
(5)ISA总线:
ISA总线是指IBMPC/AT机上使用的系统总线。
〔习题1.8〕
下列十六进制数表示无符号整数,请转换为十进制形式的真值:
(1)FFH
(2)0H(3)5EH(4)EFH
〔解答〕
(1)255
(2)0(3)94(4)239
〔习题1.9〕
将下列十进制数真值转换为压缩BCD码:
(1)12
(2)24(3)68(4)99
〔解答〕
(1)12H
(2)24H(3)68H(4)99H
〔习题1.10〕
将下列压缩BCD码转换为十进制数:
(1)10010001
(2)10001001(3)00110110(4)10010000
〔解答〕
(1)91
(2)89(3)36(4)90
〔习题1.11〕
将下列十进制数用8位二进制补码表示:
(1)0
(2)127(3)-127(4)-57
〔解答〕
(1)00000000B
(2)01111111B(3)10000001B(4)11000111B
〔习题1.12〕
数码0~9、大写字母A~Z、小写字母a~z对应的ASCII码分别是多少?
ASCII码0DH和0AH分别对应什么字符?
〔解答〕
数码0~9对应的ASCII码依次是30H~39H。
大写字母A~Z对应的ASCII码依次是:
41H~5AH。
小写字母a~z对应的ASCII码依次是:
61H~7AH。
ASCII码0DH和0AH分别对应的是回车和换行字符。
第2章微处理器指令系统
〔习题2.1〕
微处理器内部具有哪3个基本部分?
8088分为哪两大功能部件?
其各自的主要功能是什么?
这种结构与8位CPU相比为什么能提高其性能?
〔解答〕
(1)微处理器结构:
算术逻辑单元ALU、寄存器组和控制器;
(2)8088两大功能部件及主要功能:
①总线接口单元BIU:
管理8088与系统总线的接口负责CPU对接口和外设进行访问
②执行单元EU:
负责指令译码、执行和数据运算;
(3)8位CPU在指令译码前必须等待取指令操作的完成,8088中需要译码的指令已经取到了指令队列,不需要等待取指令。
而取指令是CPU最为频繁的操作,因此8088的结构和操作方式节省了大量等待时间,比8位CPU节省了时间,提高了性能。
〔习题2.2〕
说明8088的8个8位和8个16位通用寄存器各是什么?
〔解答〕
8个8位寄存器:
AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL;
8个16位寄存器:
累加器AX、基址寄存器BX、计数器CX、数据寄存器DX、源地址寄存
器SI、目的地址寄存器DI、基址指针BP、堆栈指针SP。
〔习题2.3〕
什么是标志?
状态标志和控制标志有什么区别?
画出标志寄存器FLAGS,说明各个标志的位置和含义。
〔解答〕
标志(Flag)用于反映指令执行结果或控制指令执行形式。
状态标志--用来记录程序运行结果的状态信息,许多指令的执行都将相应地设置它
CFZFSFPFOFAF
控制标志--可由程序根据需要用指令设置,用于控制处理器执行指令的方式
DFIFTF
进位标志CF(CarryFlag):
当运算结果的最高有效位有进位(加法)或借位(减法)时,进位标志置1,即CF=1;否则CF=0
零标志ZF(ZeroFlag):
若运算结果为0,则ZF=1;否则ZF=0
符号标志SF(SignFlag):
运算结果最高位为1,则SF=1;否则SF=0
奇偶标志PF(ParityFlag):
当运算结果最低字节中“1”的个数为零或偶数时,PF=1;否则PF=0
溢出标志OF(OverflowFlag):
若算术运算的结果有溢出,则OF=1;否则OF=0
辅助进位标志AF(AuxiliaryCarryFlag):
运算时D3位(低半字节)有进位或借位时,AF=1;否则AF=0
方向标志DF(DirectionFlag):
用于串操作指令中,控制地址的变化方向:
设置DF=0,存储器地址自动增加;
设置DF=1,存储器地址自动减少
中断允许标志IF(Interrupt-enableFlag):
控制可屏蔽中断是否可以被处理器响应:
设置IF=1,则允许中断;
设置IF=0,则禁止中断
陷阱标志TF(TrapFlag):
用于控制处理器进入单步操作方式:
设置TF=0,处理器正常工作;
设置TF=1,处理器单步执行指令
〔习题2.4〕
举例说明CF和OF标志的差异。
〔解答〕
例:
有运算:
3AH+7CH=0B6H
作为无符号数运算,没有进位,CF=0;
作为有符号数运算,结果超出范围,OF=1。
〔习题2.5〕
什么是8088中的逻辑地址和物理地址?
逻辑地址如何转换成物理地址?
1MB最多能分成多少个逻辑段?
请将如下逻辑地址用物理地址表达:
⑴FFFFH:
0⑵40H:
17H⑶2000H:
4500H⑷B821H:
4567H
〔解答〕
物理地址:
物理存储单元具有的一个唯一的20位编号
逻辑地址:
在8088内部和用户编程时,所采用的“段地址:
偏移地址”形式
将逻辑地址中的段地址左移二进制4位(对应16进制是一位,即乘以16),加上偏移地址就得到20位物理地址
1MB最多能分成1MB÷16B=220÷24=216个逻辑段,因为每隔16个字节单元就可以开始一个逻辑段
⑴FFFFH:
0=FFFF0H
⑵40H:
17H=00417H
⑶2000H:
4500H=24500H
⑷B821H:
4567H=BC777H
〔习题2.6〕
8088有哪4种逻辑段,各种逻辑段分别是什么用途?
〔解答〕
8088有4个16位段寄存器
CS指明代码段的起始地址
SS指明堆栈段的起始地址
DS指明数据段的起始地址
ES指明附加段的起始地址
每个段寄存器用来确定一个逻辑段的起始地址,每种逻辑段均有各自的用途
(1)代码段寄存器CS(CodeSegment):
代码段用来存放程序的指令序列
代码段寄存器CS存放代码段的段地址
指令指针寄存器IP指示下条指令的偏移地址
处理器利用CS:
IP取得下一条要执行的指令
(2)堆栈段寄存器SS(StackSegment)
堆栈段确定堆栈所在的主存区域
堆栈段寄存器SS存放堆栈段的段地址
堆栈指针寄存器SP指示堆栈栈顶的偏移地址
处理器利用SS:
SP操作堆栈顶的数据
(3)数据段寄存器DS(DataSegment)
数据段存放运行程序所用的数据
数据段寄存器DS存放数据段的段地址
各种主存寻址方式(有效地址EA)得到存储器中操作数的偏移地址
处理器利用DS:
EA存取数据段中的数据
(4)附加段寄存器ES(ExtraSegment)
附加段是附加的数据段,也保存数据:
附加段寄存器ES存放附加段的段地址
各种主存寻址方式(有效地址EA)得到存储器中操作数的偏移地址
处理器利用ES:
EA存取附加段中的数据
串操作指令将附加段作为其目的操作数的存放区域
如何分配各个逻辑段
程序的指令序列必须安排在代码段
程序使用的堆栈一定在堆栈段
程序中的数据默认是安排在数据段,也经常安排在附加段,尤其是串操作的目的区必须是附加段
数据的存放比较灵活,实际上可以存放在任何一种逻辑段中
〔习题2.7〕什么是有效地址EA?
8086的操作数如果在主存中,有哪些寻址方式可以存取它?
〔解答〕
(1)有效地址EA是一个16位无符号数,表示操作数所在单元到段首的距离即逻辑地址的偏移地址。
(2)操作数的寻址方式有三类:
立即数寻址方式
寄存器寻址方式
存储器寻址方式
操作数在主存中,其寻址方式即为存储器寻址方式,有如下5种寻址方式:
1、直接寻址方式
2、寄存器间接寻址方式
3、寄存器相对寻址方式
4、基址变址寻址方式
5、相对基址变址寻址方式
〔习题2.8〕
已知DS=2000H、BX=0100H、SI=0002H,存储单元[20100H]~[20103H]依次存放12H、34H、56H、78H,[21200H]~[21203H]依次存放2AH、4CH、B7H、65H,说明下列每条指令执行完后AX寄存器的内容,以及源操作数的寻址方式?
⑴movax,1200h
⑵movax,bx
⑶movax,[1200h]
⑷movax,[bx]
⑸movax,[bx+1100h]
⑹movax,[bx+si]
⑺movax,[bx][si+1100h]
〔解答〕
⑴movax,1200h;AX=1200H,立即数寻址
⑵movax,bx;AX=0100H,寄存器寻址
⑶movax,[1200h];AX=4C2AH,直接寻址
⑷movax,[bx];AX=3412H,寄存器间接寻址
⑸movax,[bx+1100h];AX=4C2AH,寄存器相对寻址
⑹movax,[bx+si];AX=7856H,基址变址寻址
⑺movax,[bx][si+1100h];AX=65B7H,相对基址变址寻址
〔习题2.9〕
说明下面各条指令的具体错误原因
⑴movcx,dl⑵movip,ax
⑶moves,1234h⑷moves,ds
⑸moval,300⑹mov[sp],ax
⑺movax,bx+di⑻mov20h,ah
〔解答〕
(1)cx为字寄存器,dl为字节寄存器,类型不匹配。
(2)mov指令的目的操作数只能是寄存器或者主存单元,ip是指针。
(3)不允许立即数到段寄存器的传送。
(4)不允许段寄存器之间的直接传送。
(5)数据溢出。
(6)sp不能用于寄存器间接寻址。
(7)格式不对。
应为:
movax,[bx+di]
(8)mov指令的目的操作数不能是立即数。
〔习题2.10〕
已知数字0~9对应的格雷码依次为:
18H、34H、05H、06H、09H、0AH、0CH、11H、12H、14H,它存在于以table为首地址(设为200H)的连续区域中。
请为如下程序段的每条指令加上注释,说明每条指令的功能和执行结果。
leabx,table
moval,8
xlat
〔解答〕
leabx,table;获取table的首地址,BX=200H
moval,8;传送欲转换的数字,AL=8
xlat;转换为格雷码,AL=12H
〔习题2.11〕
给出下列各条指令执行后AL值,以及CF、ZF、SF、OF和PF的状态:
moval,89h
addal,al
addal,9dh
cmpal,0bch
subal,al
decal
incal
〔解答〕
moval,89h;AL=89HCFZFSFOFPF
addal,al;AL=12H10011
addal,9dh;AL=0AFH00101
cmpal,0bch;AL=0AFH10101
subal,al;AL=00H01001
decal;AL=0FFH00101
incal;AL=00H01001
〔习题2.12〕
请分别用一条汇编语言指令完成如下功能:
⑴把BX寄存器和DX寄存器的内容相加,结果存入DX寄存器。
⑵用寄存器BX和SI的基址变址寻址方式把存储器的一个字节与AL寄存器的内容相加,并把结果送到AL中。
⑶用BX和位移量0B2H的寄存器相对寻址方式把存储器中的一个字和CX寄存器的内容相加,并把结果送回存储器中。
⑷用位移量为0520H的直接寻址方式把存储器中的一个字与数3412H相加,并把结果送回该存储单元中。
⑸把数0A0H与AL寄存器的内容相加,并把结果送回AL中
〔解答〕
⑴adddx,bx
⑵addal,byteptr[bx+si]
⑶addwordptr[bx+0b2h],cx
⑷addwordptr[0520h],3412h
⑸addal,0a0h
〔习题2.13〕
设有4个16位带符号数,分别装在X、Y、Z、V存储单元中,阅读如下程序段,得出它的运算公式,并说明运算结果存于何处。
movax,X
imulY
movcx,ax
moxbx,dx
movax,Z
cwd
addcx,ax
adcbx,dx
subcx,540
sbbbx,0
movax,V
cwd
subax,cx
sbbdx,bx
idivX
〔解答〕
(V-(X*Y+Z-540))/X
商存储在AX中,余数存储在DX中。
〔习题2.14〕
给出下列各条指令执行后的结果,以及状态标志CF、OF、SF、ZF、PF的状态。
movax,1470h
andax,ax
orax,ax
xorax,ax
notax
testax,0f0f0h
〔解答〕
movax,1470h;AX=1470HCFZFSFOFPF
andax,ax;AX=1470H00000
orax,ax;AX=1470H00000
xorax,ax;AX=0000H01001
notax;AX=FFFFH01001
testax,0f0f0h;AX=FFFFH00101
〔习题2.15〕
控制转移类指令中有哪三种寻址方式?
〔解答〕
相对寻址、直接寻址、间接寻址(还可以分成寄存器间接、存储器间接)
〔习题2.16〕
假设DS=2000H、BX=1256H、TABLE的偏移地址是20A1H,物理地址232F7H处存放3280H,试问执行下列段内间接寻址的转移指令后,转移的有效地址是什么?
⑴JMPBX
⑵JMPTABLE[BX]
〔解答〕
(1)1256H(BX=1256H)
(2)3280H(TABLE[BX]的物理地址为:
20000H+20A1H+1256H=232F7H,[232F7H]=3280H)
〔习题2.17〕
判断下列程序段跳转的条件
⑴xorax,1e1eh
jeequal
⑵testal,10000001b
jnzthere
⑶cmpcx,64h
jbthere
〔解答〕
⑴AX=1e1eh(异或后为0)
⑵AL的D0或D7至少有一位为1
⑶CX(无符号数)<64h
〔习题2.18〕
如下是一段软件延时程序,请问NOP指令执行了多少次?
xorcx,cx
delay:
nop
loopdelay
〔解答〕
216=65536次
〔习题2.19〕
有一个首地址为array的20个数组,说明下列程序段的功能。
movcx,20
movax,0
movsi,ax
sumlp:
addax,array[si]
addsi,2
loopsumlp
movtotal,ax
〔解答〕
功能:
累加20个字(未考虑进位(溢出)情况),和存入total单元中。
〔习题2.20〕
按照下列要求,编写相应的程序段:
⑴由string指示起始地址的主存单元中存放有一个字符串(长度大于6),把该字符串中的第1个和第6个字符(字节量)传送给DX寄存器。
⑵有两个32位数值,按“小端方式”存放在两个缓冲区buffer1和buffer2中,编写程序段完成DX.AX←buffer1-buffer2功能。
⑶编写一个程序段,在DX高4位全为0时,使AX=0;否则使AX=-1。
⑷把DX.AX中的双字右移4位
⑸有一个100个字节元素的数组,其首地址为array,将每个元素减1(不考虑溢出或借位)存于原处。
〔解答〕
(1)
movdl,byteptrstring[0]
movdh,byteptrstring[5]
(2)
movax,wordptrbuffer1
subax,wordptrbuffer2;先减低16位
movdx,wordptrbuffer1+2
sbbdx,wordptrbuffer2+2;后减高16位,需减低16位的借位
(3)
testdx,0f000h
jznext
movax,-1
jmpdone
next:
movax,0
done:
…
(4)
movcx,4
again:
shrdx,1;右移一位,移出的低位进入CF标志
rcrax,1;将CF移进AX高位,同时实现AX右移
loopagain;循环4次,实现4位右移
(5)
movcx,100
movbx,0
again:
subarray[bx],1
incbx
loopagain
〔习题2.21〕、〔习题2.22〕、〔习题2.23〕、〔习题2.24〕略
〔习题2.25〕
编写一个程序段:
先提示输入数字“InputNumber:
0~9”,然后在下一行显示输入的数字,结束;如果不是键入了0~9数字,就提示错误“Error!
”,继续等待输入数字。
〔解答〕
DATASEGMENT
inputstringdb'InputNumber:
0~9',13,10,'$'
errorstringdb'Error!
',13,10,'$'
DATAENDS
CODESEGMENT
ASSUMEDS:
DATA,CS:
CODE
START:
MOVAX,DATA
MOVDS,AX
MOVDX,OFFSETinputstring
MOVAH,09H
INT21H
INPUT:
MOVAH,07H;键盘输入字符到AL,无回显
INT21H
CMPAL,'0';小于0,转移,显示'Error!
'
JBERROR
CMPAL,'9';大于9,转移,显示'Error!
'
JAERROR
MOVDL,AL;0~9数字,回显/输出到屏幕
MOVAH,02H
INT21H
JMPEXIT
ERROR:
MOVDX,OFFSETerrorstring;输出'Error!
'
MOVAH,09H
INT21H
JMPINPUT
EXIT:
MOVAH,4CH
INT21H
CODEENDS
ENDSTART
第3章汇编语言程序设计
〔习题3.1〕
汇编语言有什么特点?
〔解答〕
汇编语言是一种以处理器指令系统为基础的低级程序设计语言,它采用助记符表达指令操作码,采用标识符号表示指令操作数
利用汇编语言编写程序的主要优点是可以直接、有效地控制计算机硬件,因而容易创建代码序列短小、运行快速的可执行程序
功能有限、编程繁琐、依赖处理器指令
〔习题3.2〕
编写汇编语言源程序时,一般的组成原则是什么?
〔解答〕