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1、微型计算机原理及应用答案微型计算机原理及应用课程辅导材料（习题解答）马义德 张在峰 徐光柱 袁敏 李柏年编兰州大学信息科学与工程学院第一章 微型计算机发展概述 1第二章 8 0 8 6 / 8 0 8 8 1 6 位 微 处 理器 . 2第三章 存储器技术 第四章 式 指令与寻址 10第五章汇编语言程序计 第六章输入输出处理法 第七章微型计算机综合应用与展 方设17方发41第一章 微型计算机的发展概述习题解答1从第一代计算机第四代计算机体系结构都是相同的，都是由运算器、控制器、存储器以 及输入输出组成的、这种体系结构称为什么体系结构？答：冯 诺依曼体系结构。2一个完整的计算机系统通常包括系统软

2、件和应用软件、硬件系统和软件系统、计算机及 其外部设备、系统硬件和系统软件这四种组合中的哪一种？答：硬件系统和软件系统。3通常我们所说的 32 位机，指的是这种计算机 CPU是什么样的？答：总线的数据宽度为 32 位。4若某台微型计算机的型号是 486/25 ，则其中 25 的含义是什么？答： 25 的含义是运算速度是 25MB/s。5操作系统是计算机发展到第几代出现的？ 答：操作系统是计算机发展到第三代期间出现的。6决定微机性能的主要是 CPU、总线、 I/O 接口电路的处理速度、 价格、 耗电量还是质量？ 答： CPU、总线和 I/O 接口电路的处理速度。7现代计算机之所以能自动地连续进行

3、数据处理，主要是它有什么功能？答：它有程序计数器和指令寄存器。8 微机的主要性能指标有哪些？答：主要有 CPU的处理速度，总线的数据宽度，内存数据宽度，带外设的能力等。9有些高级语言程序在计算机中执行时，采用的是解释方式。源程序由哪一种程序边翻译 边执行？答：解释程序。10在计算机中为什么要使用局部总线？什么是 PCI 总线？它和 AGP总线有什么区别？答：局部总线是在 ISA 总线和 CPU总线之间增加了一级总线，这样可将一些高速外设从 ISA总线上卸下来，而通过局部总线直接挂到 CPU总线上，使之与高速的 CPU相匹配。PCI 总线时钟为 33MHz，总线数据宽度为 32 位，并可扩展为

4、64 位，具有高速的数据通 道，是一种局部总线。AGP总线的时钟为 66MHz，传输速率也比 PCI 快，为 264 MB/s 。目前， AGP总线时钟发 展到 4X66MHZ。第二章 8086/8088 16 位微处理器习题解答 1试说明 8086/8088CPU 中有哪些寄存器？各有哪些用途？ 答：寄存器组有（ 1）数据寄存器，含 AX、 BX、CX、DX四个通用寄存器，用来暂时存放计算 过程中所遇到的操作数，结果和其它信息。 （2）指针及变址寄存器，含 SP、 BP、 SI、DI 四 个十六位寄存器， 它们可以像寄存器一样在运算过程中存放操作数只能以字为单位使用。 还 用来在段内寻址时提

5、供偏移地址。 （3）段寄存器，含 CS、 DS、SS、ES，用来专门存放段地 址。（ 4）控制寄存器，包括 IP 和 PSW两个 16 为寄存器。 IP 是指令指针寄存器，用来存放 代码段中的偏移地址。PSW为程序状态字寄存器，由条件码标志和控制标志构成。条件码标志用来纪录程序运行结 果的状态信息。包括 OF、SF、ZF、CF、AF、PF。控制标志位有三个寄存器 DF、IF 、TF组成。 2是说明 8086/8088CPU 中标志位寄存器中各标志位的意义？答： OF溢出标志，在运算过程中，如操作数超出了机器能表示的范围则置 1，否则置 0。SF符号标志，运算结果为负时置 1，否则置 0。ZF零

6、标志，运算结果为 0置1，否则置 0 。 CF进位标志，记录运算是最高有效位产生的进位。 AF辅助进位标志，记录第三位的进位情况。PF 奇偶标志位，用来为机器中传送信息时可能产生的出错情况提供检验条件，当结果操作 数中的 1 的个数为偶时置 1。DF方向标志位，在串处理指令中控制处理信息的方向。当 DF=1 时，每次操作后变址寄存器减量，这样就使串处理从高地址向低地址方向处理。 IF 中断标志，当 IF=1 时，允许中断， 否则间断中断。 TF陷阱标志，用于单步操作方式，当 TF为 1时，每条指令执行完后产生陷 阱，由系统控制计算机。当 TF为 0 时， CPU正常工作不产生陷阱。 3哪些操作

7、只能隐含使用某个段寄存器，而不能用其它段寄存器代替？哪些操作出隐含使 用某个段寄存器外，还可以使用其它段寄存器？ 答：计算程序的地址隐含使用 CS，正在执行的程序隐含使用 SS, 而数据的地址隐含使用 ES 和 DS。4 8086/8088 系列违纪在存储器中寻找存储单元时，逻辑地址由哪两个部分组成的？ 答：由段地址和偏移地址两部分构成。5设 IBM PC微机内存中某个单元的物理地址是 12345H，试完成下列不同的逻辑地址表示：（ 1） 1234H:_H（ 2） H:0345H答：（1）1234H:05H （2） 1200H:0345H6假设某程序执行过程中， （ SS）=0950H,（SP

8、）=64H, 试问该用户程序的堆栈底部物理地址是 多少？答： （SS）*10H+（SP）=09564H7设堆栈段寄存器 （SS）=0E4BH,程序中设堆栈长度为 200H 个字节。试计算出堆栈底部字单 元物理地址，堆栈指针 SP 初始值（即堆栈中没有数据时）和 SP初始值指向的物理地址。 答：物理地址为： 3E4B0H, SP 的初始值为 200H，指向的物理地址为： 3E6B1H.。 8设某用户程序（ SS） =0925H,SP=30H,（AX）=1234H, （ DX）=5678H,问堆栈的地址范围是多 少？如现有两条进展指令：PUSH AXPUSH DS试问两指令执行后， （SP） =?

9、答：寻址范围： 09250H09280H， SP减 4 为 2CH。98086CPU与 8088CPU 由哪些相同之处？又有哪些区别？ 答：他们内结构基本相同，不同之处仅在于 8088 有 8 条外部数据总线，因此为准 16 位。8088 有 16 条外部数据总线，两个 CPU的软件完全兼容，程序的编制也完全相同。10 8086CPU从功能上分为几部分？各部分由什么组成？各部分的功能是什么？答： 8086CPU从功能上分外两大部分，一是执行部件（ EU），二是总线接口部件（ BIU）。执行部件是由以下四部分组成： （ 1）4个通用寄存器 AX，BX，CX，DX。（2）4 个专用寄存器 BP，S

10、P，XI ，DI。（ 3）标志寄存器 FR。（4）算术逻辑部件 ALU。功能是负责执行所以的指令， 向总线接口部件（ BIU）提供指令执行的结果数据和地址，并对通用寄存器和标志寄存器进 行管理。总线接口部件（ BIU）由以下部件组成： （ 1）四个段寄存器，代码段寄存器，数据段寄存器， 附加段寄存器，堆栈段寄存器。 （2）指令指针寄存器。 （3）地址加法器。 （ 4）指令领队列。 功能： 执行外部总线周期， 负责存储器与 I/O 端口传送数据。 也就是负责 CPU与存储器和外 设之间的信息交换。12 8086 系统中的物理地址是如何的得到的？假如 CS=2000H， IP=2100H，其物理地

11、址是多少？答： 8086 系统的物理地址是将段地址乘 10H，加上偏移地址。2000H*10H+2100H=22100H （物理地址）13什么叫总线周期？一个总线周期包括多少时钟周期，什么情况下要插入 TW等待周期？插入多少个 TW取决于什么因素？答：CPU把总线接口部件 BIU 完成一次访问存储器或外设操作所需要的时间称为一个总 线周期，它包括了四个时钟周期。当访问存储器或外设时， 存储器或外设不能及时配合 CPU传输数据时， 存储器或外 设通过“ READY”信号在 T3 之前向 CPU发出一个“数据未准备好”信号， CPU会在 T3之前插 入一个或多个等待时间周期。当存储器或外设准备好数

12、据，通过“ READY”发“准备好”信号， CPU接受此信号后，会自动脱离 TW状态进入 T4状态。因此，插入多少个 TW由“ READY” 信号决定。14什么是最大模式？什么是最小模式？用什么方法将 8086/8088 置于最大模式和最小模 式？答：最小模式， 即系统中只有一个微处理器， 所有的总线控制信号都直接由 8086/8088 ， 因此，系统总线控制电路被减到最小。最大模式，即系统里包括两个或多个微处理器，主处理器就是 8086/8088 ，其它均 为协助主处理器工作的协处理器。它主要用于中等规模或大型的 8086/8088 系统中。将 8086/8088 的第 33 脚接地时，系统

13、处于最大模式，接 5V 时，为最小模式15什么是地址锁存器？ 8086/8088 系统中为什么要用地址锁存器？锁存的是什么信息？ 答：地址锁存器就是一个暂存器， 它根据控制信号的状态， 将总线上地址代码暂存起来。8086/8088 数据和地址总线采用分时复用操作方法，即用同一总线既传输数据又传输地址。 当微处理器与存储器交换信号时，首先由 CPU发出存储器地址，同时发出允许锁存信号 ALE 给锁存器，当锁存器接到该信号后将地址 / 数据总线上的地址锁存在总线上，随后才能传输 数据。168086/8088 系统中的 8286 是什么器件？起什么作用？答： 8286 为总线驱动器（收发器，双向数据

14、缓冲器） ，当一个系统中所含外设接口较多 时，用来增强数据总线的驱动能力。178086/8088 系统用的时钟发生器产生哪些信号？ 答：时钟发生器 8284A 产生恒定的时钟信号（ CLK），复位信号（ RESET），准备就绪信号 （READY）。188086/8088 的执行部件 EU 由多少个通用寄存器，多少个专用寄存器，几个标志寄存器 和什么组成？答：执行部件由以下几部分组成： 1、四个通用寄存器 AX BX CX DX ； 2、四个专用 寄存器， 即基数指针寄存器 BP，堆栈指针寄存器 SP，源变址寄存器 SI ，目的变址寄存器 DI； 3一个标志寄存器 FR；4 算术逻辑部件 ALU

15、。198086/8088 的指令队列长度分别为多少个字节？ 答： 8086的指针队列为 6个字节， 8088 的指针队列有 4个字节。208086 与 8088 的 16 位寄存器中，有多少个寄存器可拆分为 8 位寄存器使用。它们分别是什么？它们又被统称为什么？答：在 8086 与 8088 的 16 位寄存器中，有四个寄存器可拆分为八位寄存器使用，它们 分别是 AX，BX， CX，DX。统称为通用寄存器。21PU 从主存取出一条指令并执行该指令的时间称（ ），它通常用若干个（ ）来表示，而后者又包括若干个（ ）。1指令周期 机器周期 时钟周期 答： 1 2322计算机时钟脉冲的频率称为什么？

16、，其倒数又称为什么？ 答：计算机的时钟脉冲频率称为时钟频率，即主频。其倒数为时钟周期。22 计算机主频为 8MHz，每个机器周期平均含两个时钟周期， 每条指令平均有 2.5 个机器周 期，则该机器的平均指令执行速度为多少 MIPS？答：该机器执行一条指令所用时间为： 1/8*10 -6*2*2.5=5/8*10 -6t; 平均指令执行速度为：1/ （5/8）=1.6MIPS 。248086/8088 的存储器可以寻址 1MB的空间，在对 I/O 进行读写操作时， 20 位地址中只有 哪些位是有效的？这样， I/O 地址的寻址空间为多大？答：在对 I/O 进行读写操作时， 20 位地址中只有 A

17、0 A15 有效， I/O 地址的寻址空间为 216B。25指令队列的作用是什么？ 答：指令队列存放内存中取下的将被执行的下一条或下几条指令， 使 CPU执行完一条指令就可立即执行下一条，提高 CPU的效率。268086CPU 可访问的存储空间为 1MB，实际上分为奇数存储体和偶数存储体两部分，对奇 数存储体的选择信号是什么， 对偶数存储体的选择信号是什么， 对每个存储体单元的选择信号是什么？答：奇数存储体的选择信号为 BHE，偶数存储体的选择信号为 A0。对每个存储体内存储 单元的选择信号是 READY。278086 有两种工作方式，即最小模式和最大模式，它由什么信号决定？最小模式的特点 是

18、什么？最大模式的特点是什么？答： 8086的两种工作模式由 MN /MAX 信号决定。当接入 5V时，系统处于最小模式， 只有一个微处理器， 总线控制逻辑部件被减到最小。当接地时，系统处于最大模式，实现多 处理器控制系统，主要应用于大中型系统。28当 M /IO =0， RD =0， W R=1时， CPU完成的操作是什么？ 答： CPU完成一个对 I/O 设备端口的读操作。298088 与 8086 在软件上是否完全兼容？答： 8086/8088 内部都采用 16 位字进行操作及存储器寻址。因此两者软件完全兼容。第三章 存储器技术习题解答1半导体存储器从器件原理的角度可分为哪两种类型？ 答：

19、半导体存储器从器件原理角度分为 ROM和 RAM两种。2磁盘和磁带属于哪种类型的存储器？ 答：磁盘和磁带同属于外存储器。3半导体静态 RAM和半导体动态 RAM分别靠什么原理存储信息？答：静态 RAM：用一个触发器电路作为 1 个 Bit 的基本存储单元， 每个触发器能置位存储 1， 或复位存储 0。动态 RAM：每 Bit 只需一个管子和一个电容，存放的信息是 1 还是 0，决定于电容中是否储存电荷。4为保证动态 RAM中的内容不消失，需要进行哪一步操作？ 答：由于电容有漏放电现象， 为保证 RAM中的内容不消失， 必须另外设计一种电路， 定时（一 般为 2ms），使电容上泄放的电荷得到补充

20、，即进行内存刷新。5存储器片内的地址译码有哪两种方式？ 答：存储芯片内的地址译码有全地址译码和独立译码两种。6存储器是计算机系统的记忆设备，它主要用来存储哪些东西？ 答：存储器用来存储地址、数据和程序。7存储字长和存取周期分别指什么？ 答：存储字长是指存放在一个存储单元中的二进制代码个数。 存取周期是指存储器进行连续 读写操作所允许的最短时间间隔。8和外存相比，内存的特点有哪些？ 答：和外存相比，内存的特点是容量小、速度快、成本高。9某计算机主存容量为 2048KB，这里的 2048KB 表示多少个字节？ 答： 2048KB表示 2048*1024 个 Byte ，即 2（11）*2（10）=

21、2（ 21）个。10某计算机的主存为 3KB，则内存地址寄存器需多少位就足够了？ 答：主存为 3KB，则地址线有 12 条，所以内存地址寄存器需 12 位。11若 256KB的 SRAM具有 8 条数据线，则它具有多少条地址线 ?答：具有 18 条地址线。12计算机的内存可采用 ROM、 RAM、磁盘中的哪几种？ EPROM指的又是什么？ 主存和 CPU之间增加高速缓存的目的是什么？采用虚拟存储器的目的是什么？ 答：可采用 ROM和 RAM。 EPROM指可编程并可擦除的 ROM，兼有 ROM和 RAM的功能。由于主 存储器的存 / 取时间比 CPU慢一个数量级，从而严重影响了微型机的速度，而

22、 RAM线路的读写时间可与 CPU的处理速度处于同一个数量级， 因此在主存储器和 CPU之间增加高速缓冲存 储器 Cache，以提高机器的速度。虚拟存储器的容量比实际物理上主存储器的容量大，软件 可根据需要将所需的存储区域调入物理存储器，也可以提高处理速度。13某以 8088 为 CPU的微型计算机内存 RAM区为 00000H3FFFFH，若采用 6264、 62256、2164 或 21256 各需要多少片芯片 ?答：采用 6264(8k*8bit )需要 32 片；采用 6225(6 32k*8bit )需要 8片；采用 2164 (64k*1bit) 需要 32 片；采用 21256

23、(256k*1bit) 需要 8 片。14利 用全地址译码将 6264 芯片接在 8088 的系统总线上 ，其所占地址 范围 为 BE000HBFFFF，H 试画连接图。解答：采用全地址译码连接图如下：8088系统BUSD0.D7A01098A1A1215 试利用 6264 芯片，在 8088 系 统 总 线 上 实 现 00000H03FFFH的内存区 域，试画连接电路图。 解答：采用全地址译码。98765443252421232222726+5V 2620A0D0A1D1A2D2A3D3A4D4A5D5A6D6A7D7A8A9A10A11A12OE6264WECS2CS1111213161

24、71819图 3 14 电路图8088系统16 叙述 EPROM的编程过程，说明 EEPROM的编程过程。答： PROM的编程有两种方式，即BUSD0D7A0A1A12MEMRMEMWA19A18A17A16A15A14A132227262023+5VA0D0A1D1A2D2A3D3A4D4A5D5A6D6A7D7A8A9A10A11A12OEWE6264CS2CS176543252421图 3 14 电路图标准编程和灵巧编程两种方式。标准编程的过程为：使 Vcc 为+5v ， Vpp加上 +21v 。而后，加上要编程的单元地址，数据线加上要写入的数据，使 CE保持低电平， OE为高电平。当上

25、述信号稳定后， 在 PGM端加上 50 5ms的负脉冲。 这样就将一个字节的数据写到了相应的地 址单元中。 重复上述过程， 即可将要写入的数据逐一写入相应的存储单元中。 灵巧编程方式 要比标准方式快 5 倍左右。当加上 Vcc= 5v ， Vpp=21v 后，对一个写入地址，用 1ms编程 脉冲进行编程，接着进行校验，如不成功，再加 1 ms 编程脉冲。最多可进行 15 次，若 15次仍不能将数据正确写入，则认为芯片本身已损坏。若某一单元用 X 次 1 编程脉冲已正确 写入，校验到这种情况后，立即对该单元加入 4 倍 X 的编程覆盖脉冲，则认为该单元编程已完成。重复上述过程，将所有要写入的单元

26、编程。将数据写入 EEPROM有两种方式，即字节方式和自动页写入。在对 EEPROM编程时，可以在线操作。17 有 2 片 6116，现欲将它们接到 8088 系统中去，其地址范围为 40000H 到 40FFFH， 试画连接电路图。利用写入某数据并读出比较，若有错，则在 DL 中写入 01H；若每个单元 均对，则在 DL 写入 EEH，试编写此检测程序。解答：连接电路图见下一页。18 若用全地址译码将 EPROM 2764（128或 256） 接在首地址为 A0000H的内存区，试画出电 路图。解答：电路图如下：A 13A 14A 15MEMRAAA456AY0BY1CY274LS138Y3

27、Y4E1Y5E2Y6E3Y7123111213151619181716 RESETA0统 S -0 系统 USA -D88 B D 总线8信号987654837253652442132332A0D0A1D1A2D2A3D3D 0- D 7AM10EMR19 第 15 题中，若 8088 的时钟 频率为 5MHz，6264 芯片的读写时 间均 200 ns ，试粗 略估计该芯片能否直接使用。答： 8088 的时钟频率为 5MHZ，则 读写时间为 200ns，与 6264 芯片 的读写时间相同， 若该芯片直接使 用，容易出错。17 连接电路图如下：D 0- D 7A0A10MEMWMEMR2823

28、2022221927AA60DD06AAA671AA82DDD167D2AA83D3AAA934D4AA150D5AA161D6AA172D7VAc8c (+ 5V)GNCAE9OAE102764PWGMVGPP 6116E179 18 1019 11 131415A4 D4A5 D5图 318 电路图MEMWMEMRA0D0A1D1A2D2A3D3A4D4A5D5A6D6A7D7A8A9A10W876543212322199101113141516176116EA11A19212018A18A17A16A15A14A13A12AY0BY1CY2Y3Y4E1Y5E2Y6E3Y774LS138图 317 电路图1第四章 指令与寻址方式习题解答（）ANDAX，0FFH（）ANDBL，OFFH（）MOVDS，AX（）CMPSI，CX（）MOVDS：0FFH ， CL（）SUBBPSI ， AH（）ADCAX，0ABHBX（）OR DX，-35BXDI（）PUSHDS（）CMC目的操作数源操作数（1）寄存器直接寻址立即数寻址2）寄存器直接寻址直接寻址3）寄存器直接寻址寄存器直接寻址4）寄存器间接寻址寄存器直接寻址5）直接寻址寄存器直接寻址6）基址变址寻址寄存器直接寻址7）寄存器直接寻址寄存器相对寻址答