微型计算机原理作业第六章习题与思考题.doc
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微机原理第六章习题答案微机原理第六章习题答案第一节:数制转换在微机原理课程中,数制转换是一个非常重要的概念。
在计算机中,常用的数制有二进制、十进制和十六进制。
数制转换是指将一个数从一种进制表示转换为另一种进制表示的过程。
1. 将二进制数1101.101转换为十进制数。
首先,我们需要了解二进制数的权重计算方法。
对于二进制数1101.101,从小数点开始,从右到左,每一位的权重依次是2^(-1),2^(-2),2^(-3),2^0,2^1,2^2,2^3。
将每一位的值与对应的权重相乘,并将结果相加,即可得到十进制数的值。
计算过程如下:(1 * 2^3) + (1 * 2^2) + (0 * 2^1) + (1 * 2^0) + (1 * 2^(-1)) + (0 * 2^(-2)) + (1 * 2^(-3))= 8 + 4 + 0 + 1 + 0.5 + 0 + 0.125= 13.625所以,二进制数1101.101转换为十进制数为13.625。
2. 将十进制数45转换为二进制数。
将十进制数45除以2,得到商22和余数1。
将商22再次除以2,得到商11和余数0。
将商11再次除以2,得到商5和余数1。
将商5再次除以2,得到商2和余数1。
将商2再次除以2,得到商1和余数0。
将商1再次除以2,得到商0和余数1。
将每一次得到的余数从下往上排列,得到二进制数101101。
所以,十进制数45转换为二进制数为101101。
3. 将十六进制数3F转换为二进制数。
首先,我们需要了解十六进制数的权重计算方法。
对于十六进制数3F,从右到左,每一位的权重依次是16^0,16^1。
将每一位的值与对应的权重相乘,并将结果相加,即可得到二进制数的值。
计算过程如下:(15 * 16^0) + (3 * 16^1)= (15 * 1) + (3 * 16)= 15 + 48= 63所以,十六进制数3F转换为二进制数为63。
第二节:逻辑运算在微机原理中,逻辑运算是指对二进制数进行的与、或、非等运算。
习题和思考题答案习题和思考题答案第⼀章单⽚机概述1. 第⼀台电⼦数字计算机发明的年代和名称。
1946年、ENIAC。
2. 根据冯·诺依曼提出的经典结构,计算机由哪⼏部分组成?运算器、控制器、存储器、输⼊设备和输出设备组成。
3. 微型计算机机从20世纪70年代初问世以来,经历了哪四代的变化?经历了4位、8位、16位、32位四代的变化。
4. 微型计算机有哪些应⽤形式?系统机、单板机、单⽚机。
5. 什么叫单⽚机?其主要特点有哪些?单⽚机就是在⼀⽚半导体硅⽚上,集成了中央处理单元(CPU)、存储器(RAM、ROM)、并⾏I/O、串⾏I/O、定时器/计数器、中断系统、系统时钟电路及系统总线的⽤于测控领域的微型计算机,简称单⽚机。
单⽚机技术易于掌握和普及、功能齐全,应⽤⼴泛、发展迅速,前景⼴阔、嵌⼊容易,可靠性⾼。
6. 举例说明单⽚机的应⽤?略7. 当前单⽚机的主要产品有哪些?各⾃有何特点?MCS是Intel公司⽣产的单⽚机的系列符号,MCS-51系列单⽚机是Intel公司在MCS-48系列的基础上于20世纪80年代初发展起来的,是最早进⼊我国,并在我国应⽤最为⼴泛的单⽚机机型之⼀,也是单⽚机应⽤的主流品种。
其它型号的单⽚机:PIC单⽚机、TI公司单⽚机、A VR系列单⽚机。
8. 简述单⽚机应⽤系统的开发过程。
(1)根据应⽤系统的要求进⾏总体设计总体设计的⽬标是明确任务、需求分析和拟定设计⽅案,确定软硬件各⾃完成的任务等。
总体设计对应⽤系统是否能顺利完成起着重要的作⽤。
(2)硬件设计根据总体设计要求设计并制作硬件电路板(即⽬标系统),制作前可先⽤仿真软件(如Proteus软件)进⾏仿真,仿真通过后再⽤硬件实现并进⾏功能检测。
(3)软件设计软件编程并调试,⽬前⼀般⽤keil软件进⾏设计调试。
调试成功后将程序写⼊⽬标单⽚机芯⽚中。
(4)综合调试进⾏硬软件综合调试,检测应⽤系统是否达到设计的功能。
9. 说明单⽚机开发中仿真仪的作⽤。
王忠民主编西安电子科技大学出版部分习题答案第二章计算机中的数值和编码1、将十进制数转换为二进制和十六进制(1)129.75=10000001.11B=81.CH(2)218.8125=11011010.1101B=2、3451F.2H=103.CEH(3) 18.9+1010.1101B+12.6H-1011.1001=36.5256、选取字长n为8位和16位两种情况,求下列十进制数的补码。
(1) X=-33的补码:1101(2) Y=+33的补码:00100001,0000000000100001(3) Z=-128的补码:10000000,1111111110000000(4) N=+127的补码:01111111,0000000001111111(5) A=-65的补码:10111111,11111111101111117=-=+=-=+8并判断结果是否溢出。
(1)43+8∵ [43]补=00101011B,[8]补=00001000B∴ [43]补+[8]补=00101011B+00001000B=00110011B=33H00101011B+00001000B00110011B∵C S=0,C D=0,OF=C S⊕C D=0⊕0=0∴无溢出(无(溢9z=?,10111000B①若为无符号数②若为带符号补码数∵CF=1 ∴不正确∵CF=1,DF=1 OF=0∴不溢出x+y=0B8H x+z=61H y+z=3BH z+v=0CCH①不正确不正确不正确正确②不溢出不溢出不溢出溢出第三章80X86微处理器1.简述8086/8088CPU中BIU和EU的作用,并说明其并行工作过程。
答:(1)BIU的作用:计算20位的物理地址,并负责完成CPU与存储器将从内2.4BX(Base)称为基址寄存器。
用来存放操作数在内存中数据段内的偏移地址,CX(Counter)称为计数器。
在设计循环程序时使用该寄存器存放循环次数,可使程序指令简化,有利于提高程序的运行速度。
微型计算机课后答案(第六章)(六)习题六解答1.CPU与外设交换数据的方式分为几种?各有什么特点?接口电路控制数据信号的传送,这种传送操作是在中央处理器监控下完成的,对中央处理器而言,数据传送就是输入输出操作,中央处理器可以采用查询、中断和DMA 3种方式控制接口的传送操作。
1.查询方式查询方式是中央处理器随时询问接口数据传送完否或数据准备好否,在查询方式下,中央处理器需要完成下面一些操作:(1)中央处理器向接口发出传送命令,输入数据或输出数据。
(2)中央处理器查询外设是合允许传送(输出数据发送完否或输入数据准备好否),如接口状态允许发送,则中央处理器向接口发出数据;如输入准备好,则中央处理器取回数据。
查询方式下,中央处理器需要花费较多的时间去“询问”状态,而接口处于被动状态。
2.中断方式中断方式下,中央处理器不必定时查询接口状态,而由接口在数据发送完毕或接收数据准备好时通知中央处理器,中央处理器再发送或接收数据。
中断方式提高了系统工作效率,使中央处理器可以管理更多的接口。
3.直接存储器存取(DMA)方式DMA 方式即是数据不经过中央处理器再存储器和外设之间直接传送的操作方式。
DMA方式适合大量的高速数据传送,如存储器与磁盘之间的数据传送。
但DMA方式控制复杂,需要专用接口控制芯片。
2.如何从CPU的指令系统判断I/O端口的编码方式?当系统采用存储器映射编址时,使用MOV指令能否访问整个存储空间?答:指令系统中若有IN或OUT指令存在,则I/O端口的编址方式属于单独编址方式,若不存在IN或OUT指令,则属于存储器映射编址。
当采用存储器映射编址时,可以使用MOV指令访问整个地址空间。
3.比较中断传送和DMA传送的区别。
答:中断方式下,外设需与主机传输数据时要请求主给予中断服务,中断当前主程序的执行,自动转向对应的中断处理程序,控制数据的传输,过程始终是在处理器所执行的指令控制之下。
直接存储器访问(DMA)方式下,系统中有一个DMA控制器,它是一个可驱动总线的主控部件。
6-7:微机系统的数据线为8位,地址线为16位,CPU外部扩展EPROM,有一片27128和一片2764,如图6-36所示,请说明这两片存储器的地址范围(包括地址重叠区)。
解:由图所示,可知27128与2764进行的是字扩展题目分析:27128存储容量为16KB,片内地址线14根,占16位地址的A13-A0,片内地址线的变化范围可以从全“0”到全“1”,即可遍历内存的每个单元,在剩余的片外地址线中选择A15与27128的CE引脚直接连接,做线选方式的片选信号线,低电平有效,A14悬空,可选任意状态同样的,2764存储容量为8K,片内地址线13根,占用A12-A0,A15经过取反后与2764的CE引脚直接相连,所以A15=1时才会选中2764,A14、A13悬空,可选任意状态6-8:某微机系统的数据线8位,地址线16位,利用74LS138同时扩展一片EPROM2764和一片SRAM6264,如图6-37所示,请分析这两片存储器的地址范围。
解:由图所示,可知2764与6264进行的是字扩展题目分析:2764存储容量为8KB,片内地址线13根,占16位地址的A12-A0,片内地址线的变化范围可以从全“0”到全“1”,即可遍历内存的每个单元,在剩余的片外地址线中利用A15-A13位通过74LS138译码器进行片选,当A15-A13=000时选通2764,A15-A13=101时选通6264,没有悬空位所以6264的地址范围如下表:6-9:在图6-38中,说明所连接的存储器SRAM62256的地址范围。
解:由图所示,62256的存储容量为32K,片内地址线为A14-A0,A17-A15作为译码器74LS138的选择端,译码出来的Y6作为62256的片选端CE,即当A17-A15=110时选通62256。
另外,62256通过中间的74LS245作中转交换数据D7-D0,74LS245可双向传输数据。
6-11:某微机系统的数据线16位,地址线为16位,现有4片6116,请设计该微机的存储系统,要求将这4片6116分为2组,每组2片,每组中的2片实现位扩展,然后将这2组实现字扩展,并且这个存储系统的首地址为2000H,采用74LS138译码器。
《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目录第一章微型计算机发展概述 (1)第二章8086/808816位微处理器 (2)第三章存储器技术 (6)第四章指令与寻址方式 (10)第五章汇编语言程序设计 (17)第六章输入输出处理方法 (41)第七章微型计算机综合应用与发展 (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。
第 六 章 基本输入/输出接口一、填空题1、在微机系统中通常采用两种I/O 地址编址方式,分别为 统一编址 和 独立编址 ,在8086/8088系统中采用 独立 编址方式。
2、CPU 和I/O 设备之间有 数据信息 、 状态信息 和 控制信息 三类信号的传输,相应的端口的类型有 数据端口 、 状态端口 和 控制端口 。
3、8086/8088CPU 的内存寻址空间最大为 1M 字节,I/O 端口寻址能力为 64K 个8位端口,端口的地址范围为 0000H-FFFFH ,使用地址总线 A 0-A 15 来寻址。
4、8086CPU 工作于最小模式下,当/=0M IO ,RD =0,WR =1时,CPU 完成 读I/O 端口 操作。
5、8086CPU 在执行OUT DX ,AL 指令时,/M IO 和/R DT 的状态分别为 0 和 1 。
解析:当CPU 对I/O 端口进行读写操作的时候,必须要求I/O 端口信号有效,对于8086CPU 来说,当/M IO =0。
读操作时,RD =0,WR =1,数据是输入到CPU 的,因此,/R DT =0,CPU 接收数据,用IN 指令实现;写操作时,RD =1,WR =0,数据是从CPU 输出的,因此,/R DT =1,CPU 发送数据,用OUT 指令实现。
6、在8086/8088系统中,输入接口要求对数据具有 控制 能力,常用 三态门 实现;输出接口要求对数据具有 锁存 能力,常用 锁存器 实现。
7、8086CPU 的引脚MN/MX̅̅̅̅̅接+5V ,则当CPU 执行指令IN AL ,DX 指令时,其引脚信号RD ̅̅̅̅,WR̅̅̅̅̅,和/M IO 的状态相应为 0 , 1 , 0 。
8、在微机系统中,CPU 与外设之间的数据传送方式主要有: 程序控制方式 、 中断方式 和 DMA 方式 。
二、选择题1、程序查询I/O 的流程总是按( B )的次序完成一个字符的传输。
《微型计算机原理及应用》习题参考答案及实验项目[第1章]1.1题(1) 64H(2) DCH(3) ECH(4) 14H1.2题(1) 0110 0101 0111 1100(2) 1101 1010 1000 00001.3题用3个异或门。
其中,第1个异或门输入D3~D0,第2个异或门输入D7~D4;这两个异或门的输出送第3个异或门的输入端,由这个异或门输出奇偶校验位。
1.4题用8个异或门和一个与门。
其中,第1个异或门输入D0和Q0,第2个异或门输入D1和Q1,……第8个异或门输入D7和Q7;这8个异或门的输出送与门的输入端,由与门输出比较结果。
1.5题(1) 2131MB/s(2) 3200MB/s[第2章]2.1题(1)C=0 P=1 A=0 Z=0 S=1 O=1(2)C=1 P=0 A=1 Z=0 S=1 O=0(3)C=0 P=1 A=1 Z=0 S=0 O=02.2题参考本书图2-7。
其中,8086的MN/ MX 改接+5V;ALE、DEN和DT/ R信号改由8086输出;取消8086输出的S2~ S0信号,去掉总线控制器8288。
2.3题:参考2.3.1节。
2.4题:参考2.3.2节。
2.5题:参考2.3.3节。
2.6题:参考表2-2。
[第3章]3.1题(1) MOV AX,0700HPUSH AXPOPF(2) MOV AL,45HADD AL,35HDAA(3) MOV AL,86HSUB AL,26HDAS(4) MOV AL,08HMOV BL,07HMUL BLAAM(5) MOV AX,0608HMOV BL,08HAADDIV BL3.2题[403H][402H][401H][400H]=508850883.3题MOV SI,OFFSET MULD MOV DI,OFFSET RESULT MOV BL,05HMOV CX,4MOV DH,0AGAIN: MOV AL,[SI]MUL BLAAMADD AL,DHAAAMOV [DI],ALMOV DH,AHINC SIINC DILOOP AGAINHLT3.4题MOV SI,OFFSET DBUF1 MOV DI,OFFSET DBUF2 MOV CX,100AGAIN: MOV AL,[SI]CMP AL,50HJNA NEXTMOV [DI],ALINC DINEXT: INC SILOOP AGAINHLT3.5题(1) BX=0002H (7) BX=02B1H(2) BX=0FC6H (8) BX=2B18H(3) BX=F539H (9) BX=82B1H(4) BX=0FC4H (10) BX=2B18H(5) BX=2B18H (11) BX=02B1H(6) BX=02B1H3.6题(1) AX=10H(2) BX=05A8H(3) CL=06H CH=00H3.7题MOV SI,OFFSET STR1MOV DI,OFFSET STR2ADD DI,100MOV CX,100CLDREP MOVSBHLT3.8题MOV BX,100SUB BX,4MOV DX,0CLDAGAIN:MOV SI,OFFSET STR1ADD SI,DXMOV DI,OFFSET STR2MOV CX,5REPE CMPSBJZ FOUNDINC DXDEC BXJNZ AGAINMOV DL,’N’MOV AH,2INT 21HJMP EXITFOUND:MOV DL,’Y’MOV AH,2INT 21HEXIT: MOV AH,4CHINT 21H[第4章]4.1题(1) AX=AA88H(2) AL=33H(3) AL=40H AH=00H4.2题DATA SEGMENTSTR1 DB ’ABCDE’,95 DUP(′E′)DATA ENDSEDATA SEGMENTSTR2 DB ’12345’,95 DUP(′5′),100 DUP(?) EDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:EDATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX,EDATAMOV ES,AXMOV SI,OFFSET STR1MOV DI,OFFSET STR2ADD DI,100MOV CX,100CLDREP MOVSBHLTCODE ENDSEND START4.3题DATA SEGMENTSTR1 DB ′ABCDE12345′,90 DUP(′A′) COUNT1 EQU $-STR1DATA ENDSEDATA SEGMENTSTR2 DB ′E1234′COUNT2 EQU $-STR2EDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA,ES:EDATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV AX,EDATAMOV ES,AXMOV BX,COUNT1SUB BX,COUNT2-1MOV DX,0CLDAGAIN: MOV SI,OFFSET STR1ADD SI,DXMOV DI,OFFSET STR2MOV CX,COUNT2REPE CMPSBJZ FOUNDINC DXDEC BXJNZ AGAINMOV DL,’N’MOV AH,2INT 21HJMP EXITFOUND: MOV DL,’Y’MOV AH,2INT 21HEXIT: MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START4.4题DATA SEGMENTVAR DB 98H,78H,86H,22H,46H,2AH,3BH COUNT EQU $-VARDATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATASTART: MOV AX,DATAMOV DS,AXMOV CX,COUNTDEC CXL1: PUSH CXPUSH BXMOV AL,[BX]INC BXL2: CMP AL,[BX]JBE L3XCHG AL,[BX]L3: INC BXLOOP L2POP BXMOV [BX],ALINC BXPOP CXLOOP L1HLTCODE ENDSEND START4.5题DATA SEGMENTMESS DB ’WELCOME’,0DH,0AH,’$’DATA ENDSCODE SEGMENTASSUME CS:CODE,DS:DATA START: MOV AX,DATAMOV DS,AXAGAIN: MOV AH,2INT 1AHMOV BL,DHCALL DISPADD BL,10HCMP BL,60HJB NEXTSUB BL,60HNEXT: MOV AH,2INT 1AHMOV AL,DHCMP, AL,BLJNZ NEXTMOV AH,1INT 16HJNZ EXITJMP AGAINDISP PROC NEARMOV DX,OFFSET MESSMOV AH,9INT 21HRETDISP ENDPEXIT: MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START4.6题CODE SEGMENTASSUME CS:CODESTART: MOV AH,2CHINT 21HMOV BL,CHMOV CL,4CALL BCDROL BL,CLCALL DISPROL BL,CLCALL DISPCALL CRLFMOV AH,1INT 16HJNZ EXITJMP STARTBCD PROC NEARMOV AL,BLMOV BL,10CBWDIV BLSHL AL,CLOR AL,AHMOV BL,ALRETBCD ENDPDESP PROC NEARMOV DL,BLAND DL,0FHADD DL,3OHMOV AH,2INT 21HRETDISP ENDPCRLF PROC NEARMOV DL,0DHMOV AH,2INT 21HMOV DL,0AHINT 21HRETCRLF ENDPEXIT: MOV AH,4CHINT 21HCODE ENDSEND START[第5章]5.1题用8片2164。
6.6 某8086中断电路如习图6.2所示,请回答下列问题:(1) 根据图示写出5种内部中断①、②、③、④、⑤的名称; (2) 写出8086 三条引脚⑥、⑦、⑧的符号及名称; (3) 写出芯片⑨的名称,并简述其功能。
中断源中断逻辑①⑨⑧②③④⑤TFOFIF⑥D 7~D 0IR 0IR 1IR 2IR 3IR 4IR 5IR 6IR 7⑦8086CPU8习图6.2解:(1)①单步中断②溢出中断③INT n 中断④除法出错中断⑤断点中断 (2)⑥NMI ⑦INTR ⑧INTA ————(3)中断控制器,其功能为: ● 优先级排队管理● 接受和扩充外部设备的中断请求 ● 提供中断类型号 ● 行中断请求的屏蔽和开放6.9 某外设中断类型号为10H ,它的中断服务程序的入口地址为1020H :3FC9H ,求其向量地址并具体描述中断向量的各字节在存储器中的存储情况。
解:向量地址:10H*4=40H[0040H]、[0041H]、[0042H]、[0043H]依次存放C9H 、3FH 、20H 、10H6.10 某外设的中断服务子程序名称为INT_PROC ,其中断类型号为18H ,试编写一程序段将该外设的中断向量装入到中断向量表中。
解:向量地址:18H*4=60H PUSH DS MOV AX ,0 MOV DS ,AXMOV WORD PTR [0060H],OFFSET INT_PROC MOV WORD PTR [0062H],SEG INT_PROC POP DS HLT6.13 若要求8259A 的口地址为B010H 和B011H ,试画出其与8086CPU 总线的连接图。
若系统中只有一片8259A 且允许8个中断源边沿触发,无缓冲,以一般嵌套方式工作,中断向量为80H ,试编写初始化程序。
解:8259A 的口地址为:10110000 00010000B 、10110000 00010001B 与8086CPU 总线的连接图为:ICW1:00010011B=13H ICW2:10000000B=80H ICW4:00000001B=01H 初始化程序为: MOV AL, 13H MOV DX, 0B010H OUT DX, AL ;写ICW1 MOV AL, 80H MOV DX, 0B011H OUT DX, AL ;写ICW2 MOV AL, 01H OUT DX, AL ;写ICW4D0~D7 A0INT RD* WR* INTA* CS*D0~D7A0 INTRIOR*IOW*INTA* G1 G2a* G2b* C A B ≥1 & A1A2A3A4A5 A11 A12 A13 A14 A15… Y0* 8259A 译码器。
微型计算机原理习题及解答Document serial number【KKGB-LBS98YT-BS8CB-BSUT-BST108】微机原理习题1、微处理器、微型计算机和微型计算机系统三者之间有什么不同答:微型计算机系统:包括微型计算机的硬件系统和必要的系统软件。
微型计算机的硬件系统包括:微型计算机和外围设备。
微型计算机:主要是由微处理器(MPU)、存储器(ROM、RAM)、I/O接口、系统总线组成。
微处理器(MPU):是用微电子技术将中央处理器(CPU)集成在一块芯片中制成的超大规模集成电路(IC),从逻辑的角度看,其内部主要包括:运算器(或称算术逻辑单元(ALU))、控制器和一定数量的寄存器组成。
2、控制总线传输的信号大致有哪几种答:控制总线用来传输控制信号,协调各部件之间的工作;控制总线是双向的;控制总线包括CPU送往存储器和输入/输出接口电路的控制信号,如读信号、写信号和中断响应信号等;控制总线还包括其他部件送到CPU的信号,比如,时钟信号、中断请求信号和准备就绪信号等。
3、微型计算机采用总线结构有什么优点答:采用总线结构的优越性主要表现在两个方面:①简化系统的设计,使CPU、RAM、ROM、I/O接口的设计简单化、标准化,使复杂的硬件系统变为面向总线的单一关系。
②方便系统的硬件扩充——一个部件只要符合总线标准,就可以连接到采用这种总线标准的系统中。
4、简述8086 CPU的逻辑结构。
答:从逻辑功能上,8086分为两部分:总线接口部件BIU(Bus Interface Unit);执行部件EU(Execution Unit)。
其中,总线接口部件包括:地址加法器、段寄存器组、IP指针、指令队列缓冲器、和输入输出控制电路;执行部件包括:运算器、通用寄存器组、标志寄存器、和执行部分的控制电路。
5、 8086/8088 和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答:传统的计算机都是按照下面3个步骤循环工作的:①从指令指针所指的内存单元中取一条指令送到指令寄存器。
第一章思考题与习题1.1计算机的发展到目前为止经历了几个时代?每个时代的特点是什么?1.2计算机的特点表现在哪些方面?简述计算机的应用领域。
1.3冯·诺依曼型计算机的结构由哪些部分组成?各部分的功能是什么?分析其中数据信息和控制信息的流向。
1.4计算机中的CPU由哪些部件组成?简述各部分的功能。
1.5微型计算机系统主要由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?1.6微型计算机的分类方法有哪些?1.7 什么是微型计算机的系统总线?定性说明微处理器三大总线的作用。
1.8 微型计算机的总线标准有哪些?怎样合理地加以选择?1.9 简述微型计算机的主要应用方向及其应用特点。
1.10 奔腾系列微处理器有哪些特点?与其它微处理器相比有哪些改进?1.11 解释并区别下列名词术语的含义。
(1)微处理器、微计算机、微计算机系统(2)字节、字、字长、主频、访存空间、基本指令执行时间、指令数(3)硬件和软件(4)RAM和ROM(5)机器语言、汇编语言、高级语言、操作系统、语言处理程序、应用软件(6)CMOS、BIOS、Cache芯片1.12 微型计算机系统软件的主要特点是什么?它包括哪些内容?1.12 定性比较微型计算机的内存储器和外存储器的特点及组成情况。
第二章思考题与习题2.1 简述计算机中“数”和“码”的区别,计算机中常用的数制和码制有哪些?2.2 将下列十进制数分别转化为二进制数、八进制数、十六进制数和压缩BCD数。
(1)125.74 (2)513.85 (3)742.24(4)69.357 (5)158.625 (6)781.6972.3 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)101011.101 (2)110110.1101(3)1001.11001 (4)100111.01012.4 将下列十六进制数分别转化为二进制数、八进制数、十进制数和压缩BCD数。
(1)5A.26 (2)143.B5(3)6AB.24 (4)E2F3.2C2.5 根据ASCII码的表示,查表写出下列字符的ASCII码。
一、I/O接口的作用是使微机处理器与外设之间能够有条不紊地协调工作,打到信息交换的目的。
I/O接口的功能有:数据缓冲、设备选择、信号转换、接收、解释并执行CPU命令、中断管理、可编程等功能。
二、I/O端口是接口信息流传送的地址通道。
一般接口电路中有数据端口、命令端口、状态端口等。
三、CPU对I/O端口的编址方式有哪几种?各有什么特点?80X86对I/O端口的编址方式属于哪一种?CPU对I/O端口的编址方式有:统一编址和独立编址。
统一编址的微机系统中,存储器、I/O接口和CPU通常挂接在同一总线上,CPU对I/O端口的访问非常灵活、方便,有利于提高端口数据的处理速度;但是减少了有效的存储空间。
独立编址的微机系统中,I/O地址空间和存储器地址空间可以重叠,CPU需要通过不同的命令来区分端口的存储器。
80X86采用独立编址方式。
四、某微机系统有8个I/O接口芯片,每个接口芯片占用8个端口地址。
若起始地址为9000H,8个接口芯片的地址连续分布,用74LS138作译码器,请画出端口译码电路图,并说明每个芯片的端口地址范围。
74LS138分析下表所列的地址分配情况,可知系统地址信号的译码情况为(图略):●字选:A2~A0直接与接口芯片上的地址信号线连接以寻址每个接口芯片内部的8个端口;●片选:⏹A5~A3接3-8译码器输入端,译码器输出端分别作为8个接口芯片的片选信号;五、由于CPU与外设之间的速度不匹配,所以输入需要缓冲,输出需要锁存。
输入缓冲器就是输入时在外设和CPU之间接一数据缓冲器,当读该缓冲器的控制信号有效时,才将缓冲器的三态门打开,使外设的数据进入系统的数据总线,而其他时间,三态门处于高阻状态,不影响总线上的其他操作。
输出锁存就是在CPU和外设之间接一锁存器,使得有输出指令并且选中该I/O端口时,才使总线上的数据进入锁存器,此后不管总线上的数据如何变化,只要没有再次使锁存器的信号有效,锁存器的输出端就一直保持原来的锁存信息。
《微型计算机原理及应用》(吴宁著)课后习题答案下载《微型计算机原理及应用》(吴宁著)内容提要目录第1章计算机基础1.1 数据、信息、媒体和多媒体1.2 计算机中数值数据信息的表示1.2.1 机器数和真值1.2.2 数的表示方法——原码、反码和补码1.2.3 补码的运算1.2.4 定点数与浮点数1.2.5 BCD码及其十进制调整1.3 计算机中非数值数据的信息表示1.3.1 西文信息的表示1.3.2 中文信息的表示1.3.3 计算机中图、声、像信息的表示1.4 微型计算机基本工作原理1.4.1 微型计算机硬件系统组成1.4.2 微型计算机软件系统1.4.3 微型计算机中指令执行的基本过程 1.5 评估计算机性能的主要技术指标1.5.1 CPU字长1.5.2 内存储器与高速缓存1.5.3 CPU指令执行时间1.5.4 系统总线的传输速率1.5.5 iP指数1.5.6 优化的内部结构1.5.7 I/O设备配备情况1.5.8 软件配备情况习题1第2章 80x86/Pentium微处理器2.1 80x86/Pentium微处理器的内部结构 2.1.1 8086/8088微处理器的基本结构2.1.2 80386CPU内部结构2.1.3 80x87数学协处理器2.1.4 Pentium CPU内部结构2.2 微处理器的主要引脚及功能2.2.1 8086/8088 CPU引脚功能2.2.2 80386 CPU引脚功能2.2.3 Pentium CPU引脚功能2.3 系统总线与典型时序2.3.1 CPU系统总线及其操作2.3.2 基本总线操作时序2.3.3 特殊总线操作时序2.4 典型CPU应用系统2.4.1 8086/8088支持芯片2.4.2 8086/8088单CPU(最小模式)系统 2.4.3 8086/8088多CPU(最大模式)系统 2.5 CPU的工作模式2.5.1 实地址模式2.5.2 保护模式2.5.3 虚拟8086模式2.5.4 系统管理模式2.6 指令流水线与高速缓存2.6.1 指令流水线和动态分支预测2.6.2 片内高速缓存2.7 64位CPU与多核微处理器习题2第3章 80x86/Pentium指令系统3.1 80x86/Pentium指令格式3.2 80x86/Pentium寻址方式3.2.1 寻址方式与有效地址EA的概念 3.2.2 各种寻址方式3.2.3 存储器寻址时的段约定3.3 8086/8088 CPU指令系统3.3.1 数据传送类指令3.3.2 算术运算类指令3.3.3 逻辑运算与移位指令3.3.4 串操作指令3.3.5 控制转移类指令3.3.6 处理器控制类指令3.4 80x86/Pentium CPU指令系统3.4.1 80286 CPU的增强与增加指令 3.4.2 80386 CPU的增强与增加指令 3.4.3 80486 CPU增加的指令3.4.4 Pentium系列CPU增加的指令 3.5 80x87浮点运算指令3.5.1 80x87的数据类型与格式3.5.2 浮点寄存器3.5.3 80x87指令简介习题3第4章汇编语言程序设计4.1 程序设计语言概述4.2 汇编语言的程序结构与语句格式 4.2.1 汇编语言源程序的框架结构4.2.2 汇编语言的语句4.3 汇编语言的伪指令4.3.1 基本伪指令语句4.3.2 80x86/Pentium CPU扩展伪指令 4.4 汇编语言程序设计方法4.4.1 程序设计的基本过程4.4.2 顺序结构程序设计4.4.3 分支结构程序设计4.4.4 循环结构程序设计4.4.5 子程序设计与调用技术4.5 模块化程序设计技术4.5.1 模块化程序设计的特点与规范4.5.2 程序中模块间的关系4.5.3 模块化程序设计举例4.6 综合应用程序设计举例4.6.1 16位实模式程序设计4.6.2 基于32位指令的实模式程序设计 4.6.3 基于多媒体指令的实模式程序设计 4.6.4 保护模式程序设计4.6.5 浮点指令程序设计4.7 汇编语言与C/C 语言混合编程4.7.1 内嵌模块方法4.7.2 多模块混合编程习题4第5章半导体存储器5.1 概述5.1.1 半导体存储器的分类5.1.2 存储原理与地址译码5.1.3 主要性能指标5.2 随机存取存储器(RAM)5.2.1 静态RAM(SRAM)5.2.2 动态RAM(DRAM)5.2.3 随机存取存储器RAM的应用5.3 只读存储器(ROM)5.3.1 掩膜ROM和PROM5.3.2 EPROM(可擦除的PROM)5.4 存储器连接与扩充应用5.4.1 存储器芯片选择5.4.2 存储器容量扩充5.4.3 RAM存储模块5.5 CPU与存储器的典型连接5.5.1 8086/8088 CPU的'典型存储器连接5.5.2 80386/Pentium CPU的典型存储器连接 5.6 微机系统的内存结构5.6.1 分级存储结构5.6.2 高速缓存Cache5.6.3 虚拟存储器与段页结构习题5第6章输入/输出和中断6.1 输入/输出及接口6.1.1 I/O信息的组成6.1.2 I/O接口概述6.1.3 I/O端口的编址6.1.4 简单的I/O接口6.2 输入/输出的传送方式6.2.1 程序控制的输入/输出6.2.2 中断控制的输入/输出6.2.3 直接数据通道传送6.3 中断技术6.3.1 中断的基本概念6.3.2 中断优先权6.4 80x86/Pentium中断系统6.4.1 中断结构6.4.2 中断向量表6.4.2 中断响应过程6.4.3 80386/80486/Pentium CPU中断系统6.5 8259A可编程中断控制器6.5.1 8259A芯片的内部结构与引脚6.5.2 8259A芯片的工作过程及工作方式 6.5.3 8259A命令字6.5.4 8259A芯片应用举例6.6 82380可编程中断控制器6.6.1 控制器功能概述6.6.2 控制器主要接口信号6.7 中断程序设计6.7.1 设计方法6.7.2 中断程序设计举例习题6第7章微型机接口技术7.1 概述7.2 可编程定时/计数器7.2.1 概述7.2.2 可编程定时/计数器82537.2.3 可编程定时/计数器82547.3 可编程并行接口7.3.1 可编程并行接口芯片8255A7.3.2 并行打印机接口应用7.3.3 键盘和显示器接口7.4 串行接口与串行通信7.4.1 串行通信的基本概念7.4.3 可编程串行通信接口8251A7.4.3 可编程异步通信接口INS82507.4.4 通用串行总线USB7.4.5 I2C与SPI串行总线7.5 DMA控制器接口7.5.1 8237A芯片的基本功能和引脚特性 7.5.2 8237A芯片内部寄存器与编程7.5.3 8237A应用与编程7.6 模拟量输入/输出接口7.6.1 概述7.6.2 并行和串行D/A转换器7.6.3 并行和串行A/D转换器习题7第8章微型计算机系统的发展8.1.1 IBM PC/AT微机系统8.1.2 80386、80486微机系统8.1.3 Pentium及以上微机系统8.2 系统外部总线8.2.1 ISA总线8.2.2 PCI局部总线8.2.3 AGP总线8.2.4 PCI Express总线8.3 网络接口与网络协议8.3.1 网络基本知识8.3.2 计算机网络层次结构8.3.3 网络适配器8.3.4 802.3协议8.4 80x86的多任务保护8.4.1 保护机制与保护检查8.4.2 任务管理的概念8.4.3 控制转移8.4.4 虚拟8086模式与保护模式之间的切换 8.4.5 多任务切换程序设计举例习题8参考文献《微型计算机原理及应用》(吴宁著)目录本书是普通高等教育“十一五”国家级规划教材和国家精品课程建设成果,以教育部高等学校非计算机专业计算机基础课程“基本要求V4.0”精神为指导,力求做到“基础性、系统性、实用性和先进性”的统一。
第6章输入/输出1.外部设备为什么要通过接口电路和主机系统相连?存储器需要接口电路和总线相连吗?为什么?解答:外部设备的功能是多种多样的。
有些外设作为输入设备,有些外设作为输出设备,也有些外设既作为输入设备又作为输出设备,还有一些外设作为检测设备或控制设备,而每一类设备本身可能又包括了多种工作原理不同的具体设备。
对于一个具体设备来说,它所使用的信息可能是数字式的,也可能是模拟式的,而非数字式信号必须经过转换,使其成为对应的数字信号才能送到计算机总线。
外设的工作速度通常比CPU的速度低得多,而且各种外设的工作速度互不相同,这就要求接口电路对输入/输出过程能起一个缓冲和联络的作用。
输入/输出接口电路是为了解决计算机和外部设备之间的信息变换问题而提出来的,输入/输出接口是计算机和外设之间传送信息的部件,每个外设都要通过接口和主机系统相连。
不需要,因为所有存储器都是用来保存信息的,功能单一;传送方式也单一,一次必定是传送1个字节或者1个字;品种很有限,只有只读类型和可读/可写类型。
此外,存储器的存取速度基本上可以和CPU的工作速度匹配。
这些决定了存储器可以通过总线和CPU相连。
2.是不是只有串行数据形式的外设需要接口电路和主机系统连接?为什么?解答:不是的,因为CPU通过总线要和外设打交道,而在同一个时刻CPU通常只和一个外设交换信息,就是说,一个外设不能长期和CPU相连,只有被CPU选中的外设,才接收数据总线上的数据或者将外部信息送到数据总线上。
考虑外设的速度和信号规格,所以,即使是并行设备,也同样要通过接口与总线相连。
3.接口电路的作用是什么?按功能可分为几类?解答:作用是:微处理器可以接收外部设备送来的信息或将信息发送给外部设备。
按功可分为两类:一类是使微外理器正常工作所需要的辅助电路通过这些辅助电路,使外理器得到所需要的时钟信号或接收外部的多个中断请求等;另一类是输入/输出接口电路,利用这些接口电路,微处理器可以接收外部设备送来的信息或将信息发送给外部设备。
第六章习题与思考题典型例题解析例6-1试述PC微机屮断系统的分类与特点。
答:PC微机系统中断包括硬件(外部)中断和软件(内部)中断两大类。
硬件中断包括不可屛蔽中断NMI和可屏蔽中断INTRo它们都由外部硬件产生。
软件小断包括软件小断INT nH 和CPU内部特殊中断,它们由内部中断指令或执行程序过程中出现异常产生的。
软件中断乂有DOS屮断和BIOS屮断之分。
硬件中断的特点是:(1)硬中断是外部事件而引起的中断,因此,便件中断具冇随机性和突发性。
(2)在硬件中断响应周期,CPU需耍发中断回答信号(非屏蔽硬件中断不发屮断回答信号)。
(3)硬件屮断的屮断号由中断控制器提供(非屏蔽硬件中断的屮断号由系统指定为02H)(4)硬件中断一般是可屏蔽的(非屏蔽硬件中断是不可屏蔽的)。
软件中断的特点是:(1)软件中断是执行中断指令而产生的,无需外部施加中断请求信号。
在程序需要调用某个中断服务程序时,只要安排一条相应中断指令,就可转去执行所需要的中断程序,因此,屮断的发生不是随机的,而是由程序安排好的。
(2)在软件屮断响应周期,CPU不需要发中断回答信号。
(3)软件中断的中断类型号是在指令中直接给出,因此,不需要使用中断控制器。
(4)软件中断是不可屏蔽的。
例6-2试述可编程控制器8259A的作用。
答:可编程控制器8259A在协助CPU处理中断事务中所起的作用主要是:(1)接受和扩充外部设备的中断请求。
外设的中断请求,并非直接送到CPU,而是通过8259A接受进來,再由它向CPU提出中断请求。
一片8259AnJ授受8个中断请求,经过级联可扩展到8片8259A,能接受64个中断请求。
(2)进行中断优先级排队。
外设的中断优先级排队,并不是CPU安排,而是III 8259A 安排的。
即由8259A中断请求输入引脚(IR)的编号决定的。
连到IR0±的外设中断优先级最高,连到IR?上的外设中断优先级最低。
(3)向CPU提供中断类型号。
其过程是先在8259A初始化时,将中断源的中断类型号写入8259A的ICW2,当CPU响应中断,进入中断响应周期,用中断回答信号INTA2,再从8259A读収这个中断类型号。
例6・3试述中断向量表的作用及构成。
答:中断向量也即中断服务程序入口地址,系统中所有的中断服务程序入口地址集中起來放到存储器的某一区域內,这个存放中断向量的存储区就叫中断矢量表。
中断向量表提供了每一个屮断服务程序唯一的确定的入口地址,该入口地址包括4个字节,低2个字节的内容为中断服务程序的偏移地址IP,高2个字节的内容为中断服务程序的段基值CS。
.把系统中所有的中断向量集中起来存入到存储器的某一存储区内,这个存放中断向量的存储区就叫中断向量表或中断服务程序入口地址表(中断服务程序首址农)。
实模式下,规定把存储器的0000〜3FFH共1024个地址单元作为屮断向量存储区。
中断向虽表的格式,即每个中断向量的4个字节在中断向量表的存放规律是,向虽的偏移 量(IP )放在两个低字节单元中,向量的基址(CS )放在两个高字节单元中。
例6・4某8086微机系统由两片8259A 级联构成中断系统,如图6.3所示。
从片8259A 接 主片的IR2,主片的IR3和IR5有中断引入,中断类型号为33H, 35H 。
两个中断服务程序在 同一段内,段基址为2000H,偏移地址分别为1500H 和2000Ho 从片1心和瓜6上冇中断请 求引入,类型号分别为44H, 46H,中断服务程序在同一•段 内,段基址为3000H,偏移地 址为4000H 和4700H,试分别 写出主8259A 和从8259A 的初 始化程序,将4个中断服务程 序的入口地址装入中断向量表 中。
⑴初始化编程: 由于是级联方式,所以,主 片8259A 和从片8259A 应分別 初始化,且要ICW 30假设对主 片8259A 的使用要求是:主 8259A 有级联输入且从IR 2引 入;小断请求信号为边沿触发, 中断类型号为30H 〜37H ;釆用特殊全嵌套方式,非缓冲方式,非口动EOI 结束方式(即普 通EOI 结束方式);屏蔽IR2,IR3,1&以外的中断源,主片的端口地址为3F50H, 3F51H 。
根据上述使用耍求对编写主8259A 的初始化程序:MOV AL, 1IH ;设置ICW ]主8259A 采用级联方式,边沿触发 MOV DX, 3FF50H;ICW ]的口地址OUT DX, ALMOV AL, 30H ;设置ICW?即设置中断类型码基值,木例中为30H MOV DX, 3F51H;ICW? 口地址OUT DX, ALMOV AL, 04H;设置ICW3,主片的IR?上接有从片8259A 的INT 端OUT DX, ALMOV AL, 11H;设置ICW 4,特殊全嵌套、非缓冲方式、非自动EOL 结束方式 OUTDX, ALMOV AL, ODH ;设置ocwi ,允许IR 2, IR 3, IR 5中断,其他中断均屏蔽OUT DX, ALMOV AL, 20H;定义OCW2,普通EOI 结束方式MOV DX, 3F50H OUTDX, AL对从片的初始化:假设对从片8259A 的使用要求是:从片8259A 接主片的IR 2±,中断申请信号为边沿 触发;屮断类型号别为40H 〜47H,从片的端口地址为3F52H, 3F53H ;优先级采用特殊全 嵌套方式,结束方式采用非自动结束EOI,非缓冲方式;采用普通EOI 结束方式,屏蔽1皿, IR ()以外的中断源。
INTA CAS 0 CAS ( CA S?4 CAS 0 CAS 】CAS. ■ INTAIRoA -4 A AINT IR () 0 0IR 2 0 0 INTSP/EN IR7 0一[SP/EN IR7到CPU t 8259A从 8259A 图6.3例6・4的8259A 级联图根据上述对从片8259A的使用要求,其初始化程序如下:MOV AL,11H;设置ICW,,级联方式,边沿触发,要ICW4MOV DX,3F52H;8259A的偶地址端口OUT DX,ALMOV AL,40H;设置ICW2即设置中断类型码基值,引入中断类型号为40H〜47HMOV DX,3F53H;8259A奇地址端口OUT DX,ALMOV AL,02H;设置ICW3,从片接在主片的IR2端OUT DX,ALMOV AL,1IH;设置ICW4,特殊全嵌套、非缓冲方式,非自动EO1结束方式OUY DX,ALMOV AL,OAFH:设置OCW”允许IRp IR6,屏蔽其他屮断源OUT DX,ALMOV DX,3F52HMOV AL,20H设置0CW2,普通方式OUT DX,AL(2)中断向量装入:将4个中断服务程序的入口地址装入中断向量表,向量地址的装入方法很多,本例中川DOS功能调用法。
方法是:使用25号功能调用,先将功能调用号25送AH,再将中断类型号送入AL,将中断服务程序的段基址和偏移地址送入DS: DX,然后用INT21H调用即可。
INTAOO EQU 20H PC/XT系统中8259A的偶地址端I I木例中将4个中断服务程序的入口地址装入中断向最表的程序如下:MOV AX,2000H:送主片的服务程序所在段的段基址MOV DS,AXMOV DX,1500H;送入偏移地址MOV AL,33H;中断类型号33H号送ALMOV AH,25H功能调用号送AHINT21HMOV DX,2000H;第二个偏移地址送DXMOV AL,35H送中断类型号35HINT21HMOV AX,3000H;送从片的中断服务程序入口地址的段基址MOV DX,AXMOV DX,4000H;送从片的服务程序的偏移地址MOV AL,44H;送中断类型号MOV AH,25 HINT21HMOV DX,4700H;送另一个入口地址的偏移地址MOV AL,46H;送屮断类型号INT21HEQU 21H ;PC/XT系统中8259A的奇地址端I 1 INTA01DATA SEGMENTMOV DS , AX :设DS 指向代码段MOV DX , OFFSET INT-PROCMOV AX ,250AH ;设OAH 号中断向量INT 21HCLI;关屮断MOV DX , INTAO 1IN AL ,DX允许IRQ 2中断AND AL , OFBH OUT DX • ALMOVBX , 10 ;设置中断次数10 STI■ 开中断LL :JMPLL;循环等待中断 INT-PROC PROC;小断服务程序MOV AX , DATAMOV DS , AX将DS 指向数据段MOV DX , OFFSET MESS MOV AH , 09HINT 21H • ♦显示发生中断的信息 MOV DX , 1NT00MOV AL ,20HOUT DX , AL发中断结束命令EOISUB BX , IJNZ NEXT ;BX 计数减1,不为0转NEXTMOV DX , 1NTA0IIN AL ,DXORAL, 04 ; BX 为 0,关IRQ?中断 OUT DX ,ALSTI;开中断MOV AH INT 21HNEXT : IRET INT-PROC ENDP CODE ENDSEND START习题与思考题一、填空题 1. 引发中断的事件,称为是 ______ O 对中断进行管理的所冇ii 更件和软件的总和称为 __________O2. 对于可屏蔽中断请求,CPU 响应条件为 _______ 、 _________ 和 ________ o3.对于非屛蔽中断请求,CPU 响应条件为 _______ 和 __________ o4CH;返回DOS :屮断返冋4.中断源识别的两种方法是______________ 和_______________ o5.8086/8088中断共有___ 种类型屮断,可分为__________ 中断和 ____ 中断。
6.中断服务入口地址表乂称为中断向量表,每个中断向量占用—字节空间,2个低位字节为 ________, 2个高位字节为_________ o7・若屮断类型号为13,则这个屮断向罐的第一个字节的地址为 __________ o8.若中断类型号为14H,贝U这个屮断向量的第一个字节的地址为_______ o9.由CPU执行某些指令引起的中断称Z为____________________ o10.8086/8088的中断属于_____ 中断类型。
11._______________________________________________ 程序中断方式控制输入输出的主要特点是,可以使 ____________________________________ 和_____ 并行工作。