“微处理器系统原理与嵌入式系统设计”第三章习题解答
3.1处理器有哪些功能？说明实现这些功能各需要哪些部件，并画出处理器的基本结构图。
处理器的基本功能包括数据的存储、数据的运算和控制等功能。其有5个主要功能：①指令控制②操作控制③时间控制④数据加工⑤中断处理。其中，数据加工由ALU、移位器和寄存器等数据通路部件完成，其他功能由控制器实现。处理器的基本结构图如下：
寄存器组控制器整数单元浮点单元数据通路处理器数据传送到内存数据来自内存数据传送到内存指令来自内存
3.2处理器内部有哪些基本操作？这些基本操作各包含哪些微操作？
处理器基本操作有：取指令、分析指令、执行指令。
取指令：当程序已在存储器中时，首先根据程序入口地址取出一条程序，为此要发出指令地址及控制信号。
分析指令：对当前取得的指令进行分析，指出它要求什么操作，并产生相应的操作控制命令。
执行指令：根据分析指令时产生的“操作命令”形成相应的操作控制信号序列，通过运算器、存储器及输入/输出设备的执行，实现每条指令的功能，其中包括对运算结果的处理以及下条指令地址的形成。
3.3什么是冯·诺伊曼计算机结构的主要技术瓶颈？如何克服？
冯·诺伊曼计算机结构的主要技术瓶颈是数据传输和指令串行执行。可以通过以下方案克服：采用哈佛体系结构、存储器分层结构、高速缓存和虚拟存储器、指令流水线、超标量等方法。 3.5指令系统的设计会影响计算机系统的哪些性能？
指令系统是指一台计算机所能执行的全部指令的集合，其决定了一台计算机硬件主要性能和基本功能。指令系统一般都包括以下几大类指令。：1）数据传送类指令。（2）运算类指令 包括算术运算指令和逻辑运算指令。（3）程序控制类指令 主要用于控制程序的流向。（4）输入/输出类指令 简称I/O指令，这类指令用于主机与外设之间交换信息。
因而，其设计会影响到计算机系统如下性能: 数据传送、算术运算和逻辑运算、程序控制、输入/输出。另外，其还会影响到运算速度以及兼容等。
微型计算机原理与接口技术第五版周荷琴课后答案
【篇一：《微型计算机原理与接口技术》周荷琴_吴秀清(第三版)课后习题答案】
现在已演化为以存储器为中心的结构。
2. 微处理器，微型计算机，微型计算机系统有什么联系与区别？ 答：微处理器是微型计算机系统的核心，也称为cpu（中央处理器）。主要完成：①从存储
器中取指令，指令译码；②简单的算术逻辑运算；③在处理器和存储器或者i/o 之间传送数
据；④程序流向控制等。
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。
三者关系如下图：
3. 微处理器有哪些主要部件组成？其功能是什么？
答：微处理器是一个中央处理器，由算术逻辑部件alu、累加器和
寄存器组、指令指针寄
存器ip、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。
算术逻辑部件alu 主要完成算术运算及逻辑运算。
累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器，用来存放参加运算的数据、
中间结果或地址。
指令指针寄存器ip 存放要执行的下一条指令的偏移地址，顺序执行指令时，每取一条
指令增加相应计数。
段寄存器存放存储单元的段地址，与偏移地址组成20 位物理地址用来对存储器寻址。
标志寄存器flags 存放算术与逻辑运算结果的状态。
时序和控制逻辑部件负责对整机的控制：包括从存储器中取指令，对指令进行译码和 分析，发出相应的控制信号和时序，将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件，使cpu
内部及外部协调工作。
内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。
4. 画一个计算机系统的方框图，简述各部分主要功能。
答：计算机系统由硬件（hardware）和软件（software）两大部分组成。
硬件是指物理上存在的各种设备，如显示器、机箱、键盘、鼠标、硬盘和打印机等，
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第2章 8086微处理器及其系统
教材习题解答
1. 8086 CPU 由哪两部分构成，它们的主要功能是什么?在执行指令期间,EU 能直接访问存储器吗，为什么?
【解】8086CPU由执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）两部分组成。
执行部件由内部寄存器组、算术逻辑运算单元（ALU）与标志寄存器（FR）及内部控制逻辑等三部分组成。寄存器用于存储操作数和中间结果；算术逻辑单元完成16位或8位算术逻辑运算，运算结果送上ALU内部数据总线，同时在标志寄存器中建立相应的标志；内部控制逻辑电路的主要功能是从指令队列缓冲器中取出指令，对指令进行译码，并产生各种控制信号，控制各部件的协同工作以完成指令的执行过程。
总线接口部件（BIU）负责CPU与存储器、I/O设备之间传送数据、地址、状态及控制信息。
每当EU部件要执行一条指令时，它就从指令队列头部取出指令，后续指令自动向前推进。EU要花几个时钟周期执行指令，指令执行中若需要访问内存或I/O设备，EU就向BIU申请总线周期，若BIU总线空闲，则立即响应，若BIU正在取一条指令，则待取指令操作完成后再响应EU的总线请求。
2. 8086CPU与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？
【解】8086 CPU与传统的计算机相比增加了指令队列缓冲器，从而实现了执行部件（EU）与总线接口(BIU)部件的并行工作，因而提高了8086系统的效率。
3. 8086 CPU 中有哪些寄存器，各有什么用途？
【解】8086共有8个16位的内部寄存器，分为两组：
① 通用数据寄存器。四个通用数据寄存器AX、BX、CX、DX均可用作16位寄存器也可用作8位寄存器。用作8位寄存器时分别记为AH、AL、BH、BL、CH、CL、DH、DL。
AX（AH、AL）累加器。有些指令约定以AX（或AL）为源或目的寄存器。实际上大多数情况下，8086的所有通用寄存器均可充当累加器。
第1章 微处理器及PC系统
1.1 8086（88） CPU
1.1.1微型计算机的组成及各部分的功能
1. 硬件系统
图1.1微型计算机的结构
2. 软件系统
1.1.2 8086（88） CPU 的特点
1. 设置指令预取队列（指令队列缓冲器）
2. 设立地址段寄存器
3. 在结构上和指令设置方面支持多微处理器系统 微型计算机原理与接口技术(第2版)
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1.1.3 8086 CPU引线及其功能
图1.2 8086 CPU的引线
1. 最小模式下的引线
微型计算机原理与接口技术(第2版)
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2. 最大模式下的引线
微型计算机原理与接口技术(第2版)
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1.1.4 8088 CPU引线
图1.3 8088 CPU的引线
微型计算机原理与接口技术(第2版)
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1.1.5 8086 CPU的内部结构
图1.4 8086(88)CPU的内部结构
1. 8086 CPU的内部结构
2. 8086 CPU中的内部寄存器
微型计算机原理与接口技术(第2版)
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图1.5 8086 CPU的内部寄存器
图1.6状态寄存器
1.1.6存储器寻址
1. 由段寄存器、段偏移地址确定物理地址
图1.7物理地址的形成
2. 段寄存器的使用 微型计算机原理与接口技术(第2版)
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图1.8段寄存器的使用情况
1.1.7 8086 CPU的工作时序
1. 指令周期与其他周期
2. 几种基本时序 微型计算机原理与接口技术(第2版)
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图1.9 8086的写总线周期
图1.10 8086的读总线周期 微型计算机原理与接口技术(第2版)
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图1.11中断响应周期
1.1.8系统总线的形成
1. 最小模式下的系统总线形成
图1.12 8086最小模式下总线形成
2. 最大模式下的系统总线形成 微型计算机原理与接口技术(第2版)
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图1.13 8086 CPU最大模式下系统总线形成
3. 8088的系统总线形成
