3683951205微型计算机原理复习资料

微性计算机原理习题解答习题11.1 冯诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？【解答】冯诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点：（1）用二进制数表示数据和指令；（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令；（3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统；（4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行；（5）以运算器为核心。1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点发展时代类别典型芯片及性能特点第一代（19711973年）4、8位低档微处理器Intel 4004集成2300多个晶体管，主频108KHz，寻址640Byte，指令系统简单；Intel 8008采用PMOS工艺，集成3500晶体管，基本指令48条，主频500KHz。 第二代（19741977年）8位中高档微处理器Intel 8080采用NMOS工艺，集成6000晶体管，主频2MHz，指令系统较完善，寻址能力增强，运算速度提高了一个数量级。第三代（19781984年）16位微处理器Intel 8086采用HMOS工艺，集成29000晶体管，主频5MHz/8MHz/10MHz ，寻址1MB。Intel 80286集成度达到13.4万晶体管，主频20MHz。第四代（19851992年）32位微处理器Intel 80386集成27.5万个晶体管，主频33MHz，4GB物理寻址。有分段存储和分页存储部件，可管理64TB虚拟存储空间。Intel 80486集成120万个晶体管，包含浮点运算部件和8KB的一级高速缓冲存储器Cache。第五代（19931999年）超级32位微处理器Intel Pentium、Pentium Pro、Pentium MMX、Pentium II、 Pentium III、Pentium 4微处理器等，采用新式处理器结构，数据加密、视频压缩和对等网络等方面性能有较大幅度提高。第六代（2000年以后）64位微处理器Merced由Intel公司与HP公司联手开发的Merced采用全新的IA-64结构设计，是一种采用长指令字、指令预测、分支消除、推理装入和其他一些先进技术的全新结构微处理器。1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。主要组成部件的功能和特点分析如下：（1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。（2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。（3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。（4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。（5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。（6）外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。（7）输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。（2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。1.6 什么是系统的主机板？由哪些部件组成？【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。1.7 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。（1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”；（2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。（3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。（4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。1.8 将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。（1）15.32 （2）325.16 （3）68.31 （4）214.126 【解答】：（1）15.32 = 1111.0101B = F.5H=00010101.00110010BCD。（2）325.16 = 10000101.0001B = 85.1H= 001100100101.00010110BCD。（3）68.31 = 1000100.0100B = 64.4H= 01101000.00110001BCD。（4）214.126 = 11010110.0010B = D6.2H= 001000010100.000100100110BCD。1.9 将下列二进制数分别转化为十进制数、八进制数和十六进制数。（1）10010101 （2）11001010 （3）10111.1101 （4）111001.0101【解答】（1） 11001010 = 202 = 312Q = CAH（2） 10111.1101 = 23.8125 = 27.64Q = 17.DH（3） 111001.0101 = 57.625 = 71.24Q = 39.5H1.10 将下列十六进制数分别转化为二进制数、十进制数。（1）FAH （2）12B8H （3）5A8.62H（4）2DF.2H【解答】（1） FAH = 11111010B = 250（2） 12B8H = 0001001010111000B = 4792（3） 5A8.62H = 010110101000.01100010B = 1448.3828125（4） 2DF.2H = 001011011111.0010B = 735.00781251.11 写出下列带符号十进制数的原码、反码、补码表示（采用8位二进制数）。（1）+38 （2）+82 （3）57 （4）115【解答】（1）X =+38，X补 = 00100110B（2）X =+82，X补 = 01010010B（3）X =57，X补 = 11000111B（4）X =115，X补 = 10001101B1.12 写出下列二进制数的补码表示。（1）+1010100 （2）+1101101 （3） 0110010 （4） 1001110【解答】（1）X = +1010100，X补 = 01010100B（2）X = +1101101，X补 = 01101101B（3）X = 0110010，X补 = 11001110B（4）X = 1001110，X补 = 10110010B1.13 已知下列补码求出其真值。（1）87H （2）3DH （3）0B62H （4）3CF2H【解答】（1） X补 =87H = 10000111B，符号位为1，X是负数，X原 =11111001B，X =-79H（2） X补 =3DH = 00111101B，符号位为0，X是正数，X = 3DH（3） X补 =0B62H =0000101101100010B，符号位为0，X是正数，X = +B62H（4） X补 =3CF2H = 0011110011110010B，符号位为0，X是正数，X =3CF2H1.14 按照字符所对应的ASCII码表示，查表写出下列字符的ASCII码。A 、g 、W、*、ESC、LF、CR 、%【解答】A的ASCII码为41H；G的ASCII码为47H；W的ASCII码为57H；*的ASCII码为2AH；ESC的ASCII码为1BH；LF的ASCII码为0AH；CR的ASCII码为DH；%的ASCII码为25H。1.15 把下列英文单词转换成ASCII编码的字符串。（1）How（2）Great （3）Water （4）Good 【解答】（1）How的ASCII码为486F77H；（2）Great的ASCII码为4772656174H；（3）Water的ASCII码为5761746572H；（4）Good的ASCII码为476F6F64H。习题22.1 8086CPU具有 20 条地址线，可直接寻址 1MB 容量的内存空间，在访问I/O端口时，使用地址线 16条 ，最多可寻址 64K 个I/O端口。 2.2 8086CPU的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。2.3 8086CPU中的指令队列的作用是 预取指令 ，其长度是 6 字节。2.4 8086CPU内部寄存器有哪几种？各自的特点和作用是什么？【解答】CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG：IP用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。2.5 8086的标志寄存器分为 6 个 状态 标志位和 3 个 控制 标志位，它们各自的含义和作用是什么？【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表2-1 标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用标志位含义作用CF进位标志CF=1，指令执行结果在最高位上产生一个进位或借位；CF=0，则无进位或借位产生PF奇偶标志PF=1，结果低8位含偶数个1；PF=0，表示结果低8位含奇数个1AF辅助进位标志AF=1，运算结果的低4位产生了一个进位或借位；AF=0，则无此进位或借位ZF零标志ZF=1，运算结果为零；ZF=0，则运算结果不为零SF符号标志SF=1，运算结果为负数；SF=0，则结果为正数OF溢出标志OF=1，带符号数在进行运算时产生了溢出；OF=0，则无溢出TF陷阱标志TF=1，8086CPU处于单步工作方式；TF=0，8086CPU正常执行程序IF中断允许标志IF=1，允许CPU接受外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号；IF=0，则禁止接受可屏蔽中断请求DF方向标志DF=1，字符串操作指令按递减的顺序对字符串进行处理；DF=0，字符串操作指令按递增的顺序进行处理2.6 已知堆栈段寄存器（SS）=2400H，堆栈指针（SP）=1200H，计算该堆栈栈顶的实际地址，并画出堆栈示意图。【解答】（SS）=2400H，（SP）=1200H图2-1 堆栈示意图SP堆栈段栈底；PA=（SS）10H（SP）= 2400H10H1200H = 25200H。2.7 8086的存储器采用 奇偶存储体 结构，数据在内存中的存放规定是 低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中，以低地址为字的地址，规则字是指 低字节地址为偶地址的字，非规则字是指 低字节的地址为奇地址的字。2.8 解释逻辑地址、偏移地址、有效地址、物理地址的含义，8086存储器的物理地址是如何形成的？怎样进行计算？【解答】逻辑地址：表示为段地址：偏移地址，书写程序时用到，一个存储单元可对应出多个逻辑地址；偏移地址：是某一存储单元距离所在逻辑段的开始地址的字节个数。有效地址：是指令中计算出的要访问的存储单元的偏移地址。物理地址：是CPU访问存储器时用到的20位地址，是存储单元的唯一的编号。物理地址计算公式：物理地址 = 段地址10H有效地址（或偏移地址）2.9 8086系统中的存储器分为几个逻辑段？各段之间的关系如何？每个段寄存器的作用是什么？【解答】8086CPU将1MB的存储空间分成逻辑段来进行管理：每个逻辑段最小为16B。所以最多可分成64K个段；每个逻辑段最大为64KB，最少可分成16个逻辑段。各段的起始位置由程序员指出，可以彼此分离，也可以首尾相连、重叠或部分重叠。4个16位的段寄存器用来存放每一个逻辑段的段起始地址：CS中为代码段的起始地址；DS中为数据段的起始地址；SS中为堆栈段的起始地址；ES中为附加段的起始地址。2.10 I/O端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么？【解答】I/O端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在1MB的存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。该方式主要优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。2.11 8086的最大工作模式和最小各种模式的主要区别是什么？如何进行控制？【解答】两种模式的主要区别是：8086工作在最小模式时，系统只有一个微处理器，且系统所有的控制信号全部由8086 CPU提供；在最大模式时，系统由多个微处理器/协处理器构成的多机系统，控制信号通过总线控制器产生，且系统资源由各处理器共享。8086CPU工作在哪种模式下通过CPU的第33条引脚MN/来控制：MN/=1，系统就处于最小工作模式；MN/=0，系统处于最大工作模式。2.12 在内存有一个由20个字节组成的数据区，其起始地址为1100H:0020H。计算出该数据区在内存的首末单元的实际地址。【解答】逻辑地址1100H:0020H对应的物理地址为PA=1100H10H0020H= 11020H，即该数据区在内存中的首单元的物理地址为11020H；因为存储空间中每个字节单元对应一个地址，所以20个字节对应20个地址，则该数据区在内存中的末单元的物理地址PA = 11020H20D = 11020H14H = 11034H。2.13 已知两个16位的字数据268AH和357EH，它们在8086存储器中的地址分别为00120H和00124H，试画出它们的存储示意图。【解答】存储示意图参见图2-2。8AH00120H50H00510H26H00121H65H00511H00122H6EH00512H00123H74H00513H7EH00124H69H00514H35H00125H75H00515H6DH00516H图2-2 数据的存储示意 图2-3 字符的存储示意2.14 找出字符串“Pentium”的ASCII码，将它们依次存入从00510H开始的字节单元中，画出它们存放的内存单元示意图。 【解答】存储示意图参见图2-3。2.15 在内存中保存有一个程序段，其位置为（CS）=33A0H，（IP）=0130H，当计算机执行该程序段指令时，分析实际启动的物理地址是多少。【解答】逻辑地址（CS）：（IP）= 33A0H：0130H，计算出对应物理地址PA= （CS）10H（IP）= 33A0H10H0130H = 33B30H2.16 什么是总线周期？8086CPU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等待周期TW，什么情况下会出现空闲状态TI？【解答】8086CPU经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息的输入或输出过程所需要的时间，称为总线周期。8086CPU的读/写总线周期通常包括T1、T2、T3、T4状态4个时钟周期。在高速的CPU与慢速的存储器或I/O接口交换信息时，为了防止丢失数据，会由存储器或外设通过READY信号线，在总线周期的T3和T4之间插入1个或多个必要的等待状态TW，用来进行必要的时间补偿。在BIU不执行任何操作的两个总线周期之间会出现空闲状态TI。习题33.1 简要分析8086的指令格式由哪些部分组成，什么是操作码？什么是操作数？寻址和寻址方式的含义是什么？8086指令系统有哪些寻址方式？【解答】8086的指令格式由操作码和操作数字段组成。操作码：要完成的操作。操作数：参与操作的对象。寻址：寻找操作数或操作数地址的过程。寻址方式：指令中给出的找到操作数或操作数地址采用的方式。8086指令系统的寻址方式主要有立即数寻址、寄存器寻址、存储器寻址和I/O端口寻址。其中，存储器寻址可进一步分为直接寻址、寄存器间接寻址、寄存器相对寻址、基址变址寻址、相对基址变址寻址；I/O端口指令IN和OUT使用的端口寻址方式有直接寻址和间接寻址。3.2 设(DS)=2000H，(ES)= 2100H，(SS)= 1500H，(SI)= 00A0H，(BX)= 0100H，(BP)= 0010H，数据变量VAL的偏移地址为0050H，请指出下列指令的源操作数字段是什么寻址方式？它的物理地址是多少？(1) MOV AX，21H (2) MOV AX，BX (3) MOV AX，1000H(4) MOV AX，VAL (5) MOV AX，BX (6) MOV AX，ES：BX(7) MOV AX，BP (8) MOV AX，SI (9) MOV AX，BX+10(10) MOV AX，VALBX (11) MOV AX，BXSI (12) MOV AX，VALBXSI【解答】(1) MOV AX，21H立即寻址，源操作数直接放在指令中(2) MOV AX，BX寄存器寻址，源操作数放在寄存器BX中(3) MOV AX，1000H直接寻址，EA = 1000H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H1000H = 21000H(4) MOV AX，VAL直接寻址，EA = VAL = 0050H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0050H = 20050H(5) MOV AX，BX寄存器间接寻址，EA =（BX）= 0100H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0100H = 20100H(6) MOV AX，ES：BX寄存器间接寻址，EA =（BX）= 0100H，PA =（ES）10HEA = 2100H10H0100H = 21100H(7) MOV AX，BP寄存器间接寻址，EA =（BP）= 0010H，PA =（SS）10HEA = 1500H10H0010H = 15010H(8) MOV AX，SI寄存器间接寻址，EA =（SI）= 00A0H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H00A0H = 200A0H(9) MOV AX，BX+10相对寄存器寻址，EA =（BX）10D = 0100H000AH= 010AH，PA =（DS）10HEA = 2000H10H010AH = 2010AH(10) MOV AX，VALBX相对寄存器寻址，EA =（BX）VAL= 0100H0050H= 0150H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0150H = 20150H(11) MOV AX，BXSI基址变址寻址，EA = （BX）（SI）= 0100H00A0H = 01A0H，PA = （DS）10HEA = 2000H10H01A0H = 201A0H(12) MOV AX，VALBXSI相对基址变址寻址，EA = （BX）（SI）VAL= 0100H00A0H0050H = 01F0H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H01F0H = 201F0H3.3 给定寄存器及存储单元的内容为：(DS) = 2000H，(BX) = 0100H，(SI) = 0002H，(20100) = 32H，(20101) = 51H，(20102) = 26H，(20103) = 83H，(21200) = 1AH，(21201) = B6H，(21202) = D1H，(21203) = 29H。试说明下列各条指令执行完后，AX寄存器中保存的内容是什么。(1) MOV AX，1200H (2) MOV AX，BX (3) MOV AX，1200H(4) MOV AX，BX (5) MOV AX，1100HBX (6) MOV AX，BXSI【解答】(1) MOV AX，1200H ；执行后，（AX）= 1200H(2) MOV AX，BX ；执行后，（AX）= （BX）= 0100H(3) MOV AX，1200H 直接寻址，EA = VAL = 1200H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H1200H = 21200H，执行后，（AX）= B61AH(4) MOV AX，BXEA = （BX）= 0100H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0100H = 20100H，执行后，（AX）= 5132H(5) MOV AX，1100HBXEA =（BX）1100H = 0100H1100H = 1200H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H1200H = 21200H，执行后，（AX）= B61AH(6) MOV AX，BXSIEA =（BX）（SI）= 0100H0002H = 0102H，PA =（DS）10HEA = 2000H10H0102H = 20102H，执行后，（AX）= 29D1H3.4 分析下列指令的正误，对于错误的指令要说明原因并加以改正。(1) MOV AH，BX (2) MOV BX，SI(3) MOV AX，SIDI (4) MOV MYDATBXSI，ES：AX(5) MOV BYTE PTRBX，1000 (6) MOV BX，OFFSET MAYDATSI (7) MOV CS，AX (8) MOV DS，BP【解答】(1) MOV AH，BX 错误，寄存器类型不匹配，可改为MOV AX，BX(2) MOV BX，SI错误，两个操作数不能都为存储单元，可改为MOV BX，SI或MOV BX，SI(3) MOV AX，SIDI错误，寻址方式中只能出现一个变址寄存器，可改为MOV AX，BXDI。(4) MOV MYDATBXSI，ES：AX错误，AX签不能有段跨越前缀，去掉ES:，改为MOV MYDATBXSI，AX(5) MOV BYTE PTRBX，1000错误，1000超出字节空间存储范围(6) MOV BX，OFFSET MAYDATSI ；正确(7) MOV CS，AX错误，MOV指令CS不能做目的操作数，可改为MOV DS，AX(8) MOV DS，BP ；正确注：本题错误改正部分有的答案并不唯一，可参考原题题意改成合法形式。3.5 设VAR1、VAR2为字变量，LAB为标号，分析下列指令的错误之处并加以改正。(1) ADD VAR1，VAR2 (2) MOV AL，VAR2(3) SUB AL，VAR1 (4) JMP LABSI(5) JNZ VAR1 (6) JMP NEAR LAB【解答】(1) ADD VAR1，VAR2错误，两个操作数不能都为存储单元，可改为 MOV BX，VAR2ADD VAR1，BX(2) MOV AL，VAR2错误，数据类型不匹配，可改为MOV AX，VAR2(3) SUB AL，VAR1错误，数据类型不匹配，可改为SUB AX，VAR1(4) JMP LABSI错误，寄存器相对寻址形式中不能用标号做位移量，可改为JMP VAR1SI(5) JNZ VAR1错误，条件跳转指令只能进行段内短跳转，所以后面只能跟短标号。可改为JNZ LAB(6) JMP NEAR LAB错误，缺少运算符PTR，可改为JMP NEAR PTR LAB注：本题错误改正部分有的答案并不唯一，可参考原题题意改成合法形式。3.6 写出能够完成下列操作的8086CPU指令。(1) 把4629H传送给AX寄存器；(2) 从AX寄存器中减去3218H；(3) 把BUF的偏移地址送入BX中。【解答】(1) MOV AX,4629H(2) SUB AX,3218H(3) LEA BX,BUF3.7 根据以下要求写出相应的汇编语言指令。 (1) 把BX和DX寄存器的内容相加，结果存入DX寄存器中； (2) 用BX和SI的基址变址寻址方式，把存储器中的一个字节与AL内容相加，并保存在AL寄存器中； (3) 用寄存器BX和位移量21B5H的变址寻址方式把存储器中的一个字和(CX)相加，并把结果送回存储器单元中； (4) 用位移量2158H的直接寻址方式把存储器中的一个字与数3160H相加，并把结果送回该存储器中； (5) 把数25H与(AL)相加，结果送回寄存器AL中。【解答】(1) ADD DX,BX(2) ADD AL,BXSI(3) ADD 21B5HBX,CX(4) ADD WORD PTR 2158H,3160H(5) ADD AL,25H3.8 分析汇编语言源程序应该由哪些逻辑段组成？各段的作用是什么？语句标号和变量应具备哪3种属性？【解答】汇编语言源程序应该由若干个逻辑段组成，可以有若干个数据段、代码段、堆栈段和附加数据段，至少要有一个代码段。各段的作用如下：（1）代码段用来存放程序和常数。（2）数据段用于数据的保存。（3）堆栈段用于保护数据，尤其在子程序调用、中断过程中进行现场信息保护。（4）附加数据段用于数据的保存。语句标号和变量应具备的3种属性：段属性、偏移属性和类型属性。3.9 执行完下列程序后，回答指定的问题。MOV AX，0MOV BX，2MOV CX，50LP：ADD AX，BXADD BX，2LOOP LP问：(1) 该程序的功能是 。(2) 程序执行完成后，（AX）= 。【解答】（1）完成0到100间所有偶数求和的功能。（2）25503.14 编写程序，计算下面函数的值。【解答】DATA SEGMENT X DW 34 S DW ?DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME CS:CODE，DS:DATASTART:MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV AX，X ；将X送到AX中 CMP AX，0 ；（AX）0吗？ JL DOUB ；是，转向doub CMP AX，10 ；否，（ax）10吗？ JLE TRIB ；是，转向trib SAL AX，1 ；否，乘以4 SAL AX，1 JMP EXITDOUB: SAL AX，1 ；乘以2 JMP EXITTRIB: SAL AX，1 ；乘以3 ADD AX，XEXIT: MOV S，AX ；保存结果 MOV AH，4CH ；结束 INT 21HCODE ENDS END START注意，在比较的过程中使用的是针对带符号数的跳转指令，应该看作带符号数。程序中还用了移位指令代替了乘法指令。3.16 已知在内存中从BLOCK单元起存放有20个带符号字节数据，统计其中负数的个数并放入COUNT单元。【解答】DATA SEGMENT BLOCK DB -7，1，12，-90，-70，34，-1，56，45，-12 DB -3，-4，23，0，12，11，-9，-8，67，-56 CN EQU $-BLOCK COUNT DB ?DATA ENDSCODE SEGMENT ASSUME DS:DATA，CS:CODESTART:MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV DL，0 LEA SI，BLOCK MOV CX，CNLP: MOV AL，SI TEST AL，80H JZ NEXT INC DLNEXT: INC SI LOOP LP MOV COUNT，DL MOV AH，4CH INT 21HCODE ENDS END START习题44.1 半导体存储器有哪些优点？SRAM、DRAM各自有何特点？【解答】特点是容量大、存取速度快、体积小、功耗低、集成度高、价格便宜。SRAM存放的信息在不停电的情况下能长时间保留不变，只要不掉电所保存的信息就不会丢失。而DRAM保存的内容即使在不掉电的情况下隔一定时间后也会自动消失，因此要定时对其进行刷新。4.2 ROM、PROM、EPROM、E2PROM、Flash Memory各有何特点？用于何种场合？【解答】掩膜式ROM中的信息是在生产厂家制造时写入的。制成后，信息只能读出不能改写。PROM中晶体管的集电极接VCC，基极连接行线，发射极通过一个熔丝与列线相连。出厂时，晶体管阵列的熔丝完好。写入信息时，选中某个晶体管，输入高低电平保留或烧断熔丝对应1和0。烧断熔丝不能再复原，因此只能进行一次编程。EPROM芯片的顶部开有一石英窗口，通过紫外线的照射可擦除片内原有信息，一块芯片可多次使用，缺点是只能进行整片写。E2PROM是可用电擦除和编程的只读存储器，能在线读写，断电情况信息不丢失，能随机改写；其擦写次数可达1万次以上，数据可保存10年以上。可作为系统中可靠保存数据的存储器。Flash Memory是新型的半导体存储器，可实现大规模电擦除，擦除功能可迅速清除整个存储器的所有内容；可高速编程；闪速存储器可重复使用，适用于文件需要经常更新的可重复编程应用中。对于需要实施代码或数据更新的嵌入性应用是一种理想的存储器。4.3 动态RAM为什么需要经常刷新？微机系统如何进行动态RAM的刷新？【解答】动态RAM是利用电容存储电荷的原理来保存信息的，由于电容会泄漏放电，所以，为保持电容中的电荷不丢失，必须对动态RAM不断进行刷新。DRAM的刷新常采用两种方法：一是利用专门的DRAM控制器实现刷新控制，如Intel 8203控制器；二是在每个DRAM芯片上集成刷新控制电路，使存储器件自身完成刷新，如Intel 2186/2187。4.4 常用的存储器地址译码方式有哪几种？各自的特点是什么？【解答】线选译码：连接简单，无须专门的译码电路；缺点是地址不连续，CPU寻址能力的利用率太低，会造成大量的地址空间浪费。全译码：将低位地址总线直接连至各芯片的地址线，余下的高位地址总线全部参加译码，译码输出作为各芯片的片选信号。可以提供对全部存储空间的寻址能力。部分译码：该方法只对部分高位地址总线进行译码，以产生片选信号，剩余高位线可空闲或直接用作其它存储芯片的片选控制信号。4.5 半导体存储器在与微处理器连接时应注意哪些问题？【解答】半导体存储器与CPU连接前，要确定内存容量的大小并选择存储器芯片的容量大小，要考虑存储器地址分配问题；在进行存储器地址分配时，要将ROM和RAM分区域安排。4.6 计算机在什么情况下需要扩展内存？扩展内存需要注意哪些问题？【解答】单个存储芯片的存储容量是有限的，因此常常需要将多片存储器按一定方式组成具有一定存储单元数的存储器。4.7 已知某微机系统的RAM容量为4K8位，首地址为2600H，求其最后一个单元的地址。【解答】RAM的容量为4K8位=4KB，对应的地址有4K个，首地址为2600H，则其最后一个单元的地址为2600H（4K1）= 2600H4095 = 2600HFFFH = 35FFH4.8 已知一个具有14位地址和8位数据的存储器，回答下列问题：（1）该存储器能存储多少字节的信息？（2）如果存储器由8K4位RAM芯片组成，需要多少片？（3）需要多少位地址作芯片选择？【解答】（1）该存储器能存储的字节个数是214= 24210 = 16K。（2）该存储器能存储的总容量是16KB，若由8K4位RAM芯片组成，需要的片数为（16K8）/（8K4）= 4片（3）因为该存储器中读写数据的宽度为8位，所以4片8K4位RAM芯片要分成两组，用一位地址就可区分；另一方面，每一组的存储容量为8K8位 = 2138位，只需要13位地址就可完全访问。4.9 用16K1位的DRAM芯片组成64K8位的存储器，要求画出该存储器组成的逻辑框图。【解答】总容量为64K8位，由16K1位的DRAM芯片组成：（64K8位）/（16K1位）= 32片既要进行位扩展又要进行字扩展：由8片组成一组进行位扩展，由这样的4组进行字扩展。每一组的存储容量为16K8位 = 16KB = 214B，需要14位地址做片内寻址；4组芯片需要2位地址做片组选择，即片选信号。逻辑框图见图4-1。为清楚起见，图中只画出了各个芯片的部分连线。4.10 若用4K1位的RAM芯片组成16K8位的存储器，需要多少芯片？A19A0地址线中哪些参与片内寻址？哪些作为芯片组的片选信号？【解答】（16K8位）/（4K1位）= 32片每8片一组，分成4组。每组的存储容量为4KB = 212B，片内寻址需要12位地址线，即A11A0；4组芯片可用2位地址线进行区分，即可用A13A12做片选信号，A19A14可浮空或做其他用途。4.11 若用2114芯片组成2KB RAM，地址范围为3000H37FFH，问地址线应如何连接？（假设CPU有16条地址线、8条数据线）【解答】2114芯片单片容量为1K4位，组成2K8位RAM需要：（2K8位）/（1K4位）= 4片每2片一组，分成2组。每组的存储容量为1KB = 210B，片内寻址需要10位地址线。对应的地址范围为3000H37FFH = 0011000000000000B 0011011111111111B，可见，CPU的16条地址线中A9A0用于片内寻址，A10用做片选信号，A13A12接高电平，A15A14、A11接地。4.12 简述计算机中为什么要采用高速缓存器Cache？分析其工作原理。习题55.1 什么是接口？其作用是什么？【解答】连接外部设备与微型计算机的接口电路。作用：（1）解决CPU与外设工作速度不匹配的问题；（2）解决CPU与外设工作时序配合问题；（3）实现信息格式转换；（4）解决信息类型与信号电平匹配的问题。5.2 输入/输出接口电路有哪些寄存器，各自的作用是什么？【解答】通常有数据输入、数据输出、控制和状态寄存器等。在CPU与外部设备之间进行数据传输时，各类信息写入接口中相应的寄存器，或从相应寄存器读出。CPU从数据输入寄存器和状态寄存器中读出数据和状态，但不能向其中写内容； CPU往数据输出寄存器和控制寄存器中写数据和控制信息，但不能从其中读内容。5.3 什么叫端口？I/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点？ 【解答】端口指输入/输出接口中的寄存器。I/O端口有两种编址方式：统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。5.4 CPU与输入输出设备之间传送的信息由哪几类？相应的端口称为什么端口？【解答】CPU与输入/输出设备交换的信息有3类：数据信息、状态信息和控制信息。数据信息相应的端口称为数据端口；状态信息相应的端口称为状态端口；控制信息相应的端口称为控制端口。5.5 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？无条件传送方式通常用在哪些场合？【解答】CPU和外设之间的数据传送方式通常有四种：程序传送方式、中断传送方式、DMA传送方式和I/O处理机方式。5.6 相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？和DMA方式比较，中断传送方式又有什么不足之处？【解答】中断传送方式下，当外设要求交换数据时，向CPU发中断请求，CPU在执行完当前指令后，即可中断当前任务的执行，并根据中断源转入相应的中断处理服务程序，实现对请求中断外设的管理。CPU与外设实现了并行工作，大大提高了工作效率。DMA方式是在存储器与外设间开辟一条高速数据通道，使外设与内存之间直接交换数据，不需要CPU的干预。5.7 在一个微型计算机系统中，确定采用何种方式进行数据传送的依据是什么？【解答】无条件传送方式主要用于对简单外设进行操作，或者外设的定时是固定的或已知的场合。条件传送方式主要用于不能保证输入设备总是准备好了数据或者输出设备已经处在可以接收数据的状态。中断控制方式主要用于需要提高CPU利用率和进行实时数据处理的情况。DMA控制方式主要用于快速完成大批的数据交换任务。在实际工作中，具体采用哪种方式要根据实际工作环境与需要结合各种方式的特点进行选择。习题66.1 什么是中断？常见的中断源有哪几类？CPU响应中断的条件是什么？【解答】中断是指CPU在正常执行程序时，由于内部/外部时间或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行的过程。常见的中断源有：一般的输入/输出设备请求中断；实时时钟请求中断；故障源；数据通道中断和软件中断。CPU响应中断的条件：若为非屏蔽中断请求，则CPU执行完现行指令后，就立即响应中断。CPU若要响应可屏蔽中断请求，必须满足以下三个条件： 无总线请求； CPU允许中断； CPU执行完现行指令。6.2 简述微机系统的中断处理过程。【解答】（1）中断请求：外设需要进行中断处理时，向CPU提出中断请求。（2）中断响应：CPU执行完现行指令后，就立即响应非屏蔽中断请求。可屏蔽中断请求，CPU若要响应必须满足三个条件。（3）中断处理：保护现场、开中断、中断服务。（4）中断返回：CPU执行IRET中断返回指令时，自动把断点地址从堆栈中弹出到CS和IP中，原来的标志寄存器内容弹回Flags，恢复到原来的断点继续执行程序。6.3 软件中断和硬件中断有何特点？两者的主要区别是什么？【解答】硬件中断由外部硬件产生，是由CPU外部中断请求信号触发的一种中断，分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。软件中断是CPU根据某条指令或者对标志寄存器的某个标志位的设置而产生的，也称为内部中断。通常有除法出错中断、INTO溢出中断、INT n中断、断点中断和单步中断等。两者的主要区别：硬件中断由外部硬件产生，而软件中断与外部电路无关。6.4 中断优先级的排队有哪些方法？采用软件优先级排队和硬件优先级排队各有什么特点？【解答】软件优先级排队：各中断源的优先权由软件安排。优点是电路比较简单，可以直接修改软件查询顺序来修改中断优先权，不必更改硬件。缺点是当中断源个数较多时，有逐位检测查询到转入相应的中断服务程序所耗费的时间较长，中断响应速度慢，服务效率低。硬件优先级排队：指利用专门的硬件电路或中断控制器对系统中各中断源的优先权进行安排。这种方法中断响应速度快，服务效率高，但需要专门的硬件电路。6.5 8086的中断分哪两大类？各自有什么特点？中断矢量和中断矢量表的含义是什么？8086一共可处理多少级中断？【解答】8086的中断分为外部中断和内部中断两种：外部中断由外部硬件产生，由CPU外部中断请求信号触发，分为非屏蔽中断NMI和可屏蔽中断INTR。内部中断是为了处理程序运行过程中发生的一些意外情况或调试程序而提供的中断。8086的中断系统能够处理256个不同的中断，每一个中断安排一个编号，范围为0255，称为中断类型。每种中断类型对应的中断服务程序的入口地址称为中断矢量（或中断向量）。把系统中所有的中断矢量按中断类型从小到大的顺序放到存储器的特定区域，该区域称为中断矢量表。每个中断矢量在中断矢量表中占用4字节，CPU响应中断后通过将中断类型4得到中断矢量在中断矢量表中的首地址。8086CPU允许中断嵌套，具体能嵌套多少级中断，受堆栈深度的限制。6.6 简述8086的中断类型，非屏蔽中断和可屏蔽中断有哪些不同之处？CPU通过什么响应条件来处理这两种不同的中断？【解答】8086的中断系统能够处理256个不同的中断源，并为每一个中断安排一个编号，范围为0255，称为中断类型。硬件中断分为非屏蔽中断和可屏蔽中断，非屏蔽中断不受中断允许标志位IF的影响，在IF=0关中断的情