微机原理答案南京理工大学.docx

1、微机原理答案南京理工大学CH01 微型电脑概述1 微型电脑由哪些部件组成？各部件的主要功能是什么？ 解答： 微机系统微型电脑系统软件外围设备：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的功能可以进行算术和逻辑运算； 可保存少量数据； 能对指令进行译码并执行规定的

2、动作； 能和存储器、外设交换数据； 提供整修系统所需要的定时和控制； 可以响应其他部件发来的中断请示。 2 8086/8088 CPU 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： 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。 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

3、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。 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。 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

4、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 8086/8088 CPU 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/O BX 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

5、，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：控制标志： DF、IF、TF；状态标志：SF、ZF、AF、PF、CF、OF。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

6、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00004H00007H 4 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

7、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

8、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：0000：0000HFFFFH；0001：0000HFFFFH；FFFF： 0000HFFFFH；共有232个地址，但其中有许多地址是重叠的表达出逻辑地址的优势，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：00000HFFFFFH。5 已知当前数据段位于存储器的A1000H 到B0FFFH 范围内，问DS=？ 解答： A1000HA100：0000 以A100H 为段地址的64K 物理地址的范围是：偏

9、移地址为0000HFFFFH，即A100：0000HA100：FFFFHA1000H0000HA1000H0FFFFH A1000HB0FFFH，DSA100H。6 某程序数据段中存有两个字数据1234H 和5A6BH，假设已知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： 存放情况如下图(左右两侧的写法均可)： 5AA0： 0000H 5AA0： 245AH 5AA0： 245BH 5AA0： 3245H 5AA0： 3246H 34H 12H 6BH 5AH 5AA00H 5CE5AH 5CE5BH 5DC45H 5DC46H 7 80

10、86/8088CPU 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

11、理器工作的。8 假设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 。假设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。假设CPU 为8088 呢？ 解答：8086CPU 存储器写(AH9100H0001H)时为低电平的信号：WR、BHE /S7 。存储器读(9100H0000HAL)时为低电平的信号：RD 、DT/ R 。8088CPU 存储器写(AH9100H0001H)时为低电平的信号：WR、BHE /

12、S7 、M/ IO。存储器读(9100H0000HAL)时为低电平的信号：M/ IO、RD 、DT/ R 。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(Instruction Cycle)。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(BUS Cycle)。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：假设干个总线周期构成一个指令周期，一个基本的总线周期由

13、4 个T组成，我们分别称为T1T4，在每个T状态下，CPU完成不同的动作。10 8086/8088 CPU 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： 8086/8088CPU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。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；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；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READ

14、Y信号为高电平。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配置有一个主要的差异：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。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、BHE /S7 和IO/M 8086 为M/ IO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。 T1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。 T2状态，A19A16送状态S6 S3，AD7 AD0浮空，准备接收数据。同时，