微机原理第2章-习题答案
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微机原理第二章复习题(附答案)1. 8086 CPU有__________位数据总线和__________位地址总线。
直接可寻址空间为1MB。
2. 如果微机处理器的地址总线为20位,它的最大直接可寻址空间为___________。
3. 8086/8088 CPU内部设置了两个独立的部分,即___________和___________。
4. 8086/8088 CPU内部设置了两个独立的部分,即__________和指令执行部件(EU)。
其中指令执行部件(EU)由四个部分组成,分别是算术逻辑单元ALU、__________、__________和EU 执行控制部分。
5. 微型计算机的ALU部件是包含在()之中。
A. 存储器B. I/O接口C. CPU的BIU中D. CPU的EU中6. 下列哪项不属于指令执行部件EU的组成部分()。
A. 算术逻辑单元ALUB. 标志寄存器(FR)C. 4个16位段地址寄存器D. EU 执行控制部分7. 在8086/8088 CPU系统中,CPU被启动后,CPU内部的各寄存器和标志寄存器的内容自动设置,CS=__________、IP=__________引导程序的入口地址为__________。
8. 8086/8088系统中,CPU被启动后,将从地址__________开始执行指令。
9. 8086/8088系统中,CPU被启动后,处理器内部的CS寄存器自动设置为___________,8086/8088引导程序的入口地址在___________。
()A. 0000H 00000HB. 0000H FFFF0HC. FFFFH 00000HD. FFFFH FFFF0H10. 8086/8088系统中,CPU被启动后,处理器内部的CS寄存器自动设置为___________,IP自动设置为___________。
()A. 0000H 0000HB. 0000H FFFFHC. FFFFH 0000HD. FFFFH FFFFH11. 8086/8088中,关于总线周期叙述不正确的是()。
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。
BX(BH、BL)基址寄存器。
部分习题答案第二章计算机中的数值与编码1、将十进制数转换为二进制与十六进制(1) 129、75=1000 0001、11B=81、CH(2) 218、8125=1101 1010、1101B=DA、DH(3) 15、625=1111、101B=F、AH(4) 47、15625=10 1111、0010 1B=2F、28 H2、将下列二进制数转换为十进制与十六进制(1) 111010 B=58 =3A H(2) 1011 1100、111B= 188、875= BC、E H(3) 0、1101 1B=0、84375 =0、D8H(4) 11110、01 B=30、25 =1E、4H3、完成下列二进制数的加减法运算(1) 1001、11+100、01=1110、00(2) 1101010110、1001-01100001、0011=01110101、0110(3) 00111101+10111011= (4) 01011101、0110-101101、1011=101111、10114、完成下列十六进制数的加减法运算(1) 745CH+56DFH=D14B H (2) ABF、8H-EF6、AH=9C28、E H(3) 12AB、F7+3CD、05=1678 、FC H(4) 6F01H-EFD8H=7F29 H5、计算下列表达式的值(1) 128、8125+10110101、1011B+1F、2H=101010101、1010B(2) 287、68-10101010、11H+8E、EH=103、CEH(3) 18、9+1010、1101B+12、6H-1011、1001=36、5256、选取字长n为8位与16位两种情况,求下列十进制数的补码。
(1) X=-33的补码: 1101 1111, 1111111111011111(2) Y=+33的补码: 0010 0001, 0000 0000 0010 0001(3) Z=-128的补码:1000 0000, 1111 1111 1000 0000(4) N=+127的补码:0111 1111, 0000 0000 0111 1111(5) A=-65的补码: 1011 1111, 1111 1111 1011 1111(6) B=+65的补码: 0100 0001, 0000 0000 0100 0001(7) C=-96的补码: 1010 0000, 1111 1111 1010 0000(8) D=+96的补码: 0110 0000, 0000 0000 0110 00007、写出下列用补码表示的二进制数的真值(1) [X]补=1000 0000 0000 0000 H X=-1000 0000 0000 0000 H=-32768(2) [Y]补=0000 0001 0000 0001 H Y=+0000 0001 0000 0001 H=+257(3) [Z]补=1111 1110 1010 0101 H Z=-0000 0001 0101 1011 H=-347(4) [A]补=0000 0010 0101 0111 H A=+0000 0010 0101 0111 H=+5998、设机器字长为8位,最高位为符号位,试对下列格式进行二进制补码运算,并判断结果就是否溢出。
微机原理第二章习题参考答案微机原理第二章作业参考答案:1.(2字节)a.指由8个二进制位组成的通用基本单元(6时钟周期)b.是cpu指令执行时间的刻度(10软件配置管理空间)c.cpu所要出访的存储单元数,与cpu地址总线条数有关(11实际地址)d.唯一能代表存储空间每个字节单元的地址,用5位16进制数表示(7总线周期)e.cpu执行访问存储器或i/o操作所花时间(12逻辑地址)f.由段基址和段偏转地址共同组成,均用4十一位16十进制则表示(4基本指令继续执行时间)g.指寄存器乘法指令继续执行所花掉时间(3指令)h.顺利完成操作方式的命令(1字长)i.指cpu在交换、加工、存放信息时信息位的基本长度(5指令执行时间)j.各条指令执行所花时间,不同指令值不一(8cache)k.为减轻cpu与主存储器间互换数据的速度瓶颈而建立的高速缓冲存储器(9虚拟存储器)l.cpu执行程序时看见的一个速度吻合内存却具有外存容量的假想存储器2.(1)mhz频率单位,可以用来表示cpu的主频1mhz=1000000hz(2)ghz频率单位,可以用来表示cpu的主频1ghz=1000000000hz(3)μs时间单位,可以用来表示基本指令执行时间1μs=10s(4)mips每秒百万条指令,用来表示基本指令执行速度(5)kb用以则表示存储器容量、软件配置管理空间或者存储空间的一种单位1kb=2bytes(6)mb用以则表示存储器容量、软件配置管理空间或者存储空间的一种单位1mb=2bytes(7)gb用以则表示存储器容量、软件配置管理空间或者存储空间的一种单位1gb=2bytes(8)tb用以则表示存储器容量、软件配置管理空间或者存储空间的一种单位1tb=2bytes3.eu的共同组成部件:(3)alu(7)状态标志寄存器(9)掌控单元(12)通用寄存器组与biu的共同组成部件:(1)地址部件au(2)段界检查器(4)20十一位地址产生器(5)20十一位物理地址加法器(6)指令队列(8)总线掌控逻辑(10)段寄存器组(11)指令指针4.标志sf(b符号标志)cf(d位次标志)af(h辅助位次标志)df(i方向标志)tf(a陷阱标志)of(c外溢标志)pf(f奇偶标志)if(g中断容许标志)zf(e零标志)类型sssccsscs为0时则表示的状态两个带符号数运算结果就是正数两个并无符号数经alu运算后并无位次或者借位产生两个数运算时,两个高4十一位运算并无位次或者借位产生数据串成操作方式的增量地址为自动递减正常调试两个带符号数运算后没产生外溢运算结果数据高8位中二进制存有奇数个1中断屏蔽数据运算时结果不为零403020?6107.首地址pa=62d87h末地址pa=62d87h+28h(则表示40字节)-1h=62daeh8.实际地址:99a40h9.实际地址:3ba00h10填写下列个状态下的有效信号状态总线操作类型t1t2t3t4最小模式下总线存储器读操作最小模式下总线存储器写操作11.特点方式最小模式最大模式12.00130h:00131h:00135h:00136h:13.0dah31h7fh5ehmn/mx引脚高电平低电平处理器个数12个以上总线控制信号的产生8086828834h00230h:2dh00231h:0abh00232h:00233h:67h14.55h00330h:20h00331h:00332h:45h00333h:20h00334h:53h00335h:20h00336h:54h00337h:20h00338h:43h15.(1)ds:11a7es:11a7ss:21becs:31b8ds,es段顶:11a70hss段顶上:21be0hss段底:22ca8hcs段顶上:31b80hds,es段底:21a6fhcs段底:41b7fh(2)of=0df=0if=1sf=0zf=0zf=0pf=0cf=016.5ch20a28h:00h20a29h:7ah20a2ah:20a2bh:20a2ch:20a2dh:20a2eh:20a2fh:20a30h:20a31h:53h42h0ffh12h00h5bh0ah入栈完毕时,(ss)=20a0h(ip)=0028h17.8086系统中:(1)8284a时钟产生器的作用是:为8086cpu提供时钟,产生cpu所需的系统时钟信号(2)8282/8283地址锁存器的作用是:锁存8086地址总线中的信息(3)8286/8287总线收发器的作用是:传送8086数据总线中的信息(4)8288总线控制器的促进作用就是:在最小工作模式下产生8086系统所需的掌控信号18.8086寻址i/o端口时,使用16条地址线,可寻址32k个字端口,或64k个字节端口。
微机原理课后练习题-答案(总13页)--本页仅作为文档封面,使用时请直接删除即可----内页可以根据需求调整合适字体及大小--一、1、2、B3、十,非压缩的BCD码4、5、微型计算机、微型计算机系统6、,,二、 B D B三、1、微型计算机系统的基本组成。
答案:以微型计算机为主体,配上相应的系统软件、应用软件和外部设备之后,组成微型计算机系统。
2、简述冯.诺依曼型计算机基本组成。
答案:冯.诺依曼型计算机是由运算器,控制器,存储器,输入设备和输出设备组成的。
其中,运算器是对信息进行加工和运算的部件;控制器是整个计算机的控制中心,所以数值计算和信息的输入,输出都有是在控制器的统一指挥下进行的;存储器是用来存放数据和程序的部件,它由许多存储单元组成,每一个存储单元可以存放一个字节;输入设备是把人们编写好的程序和数据送入到计算机内部;输出设备是把运算结果告知用户。
3、什么是微型计算机答案:微型计算机由CPU、存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
4、什么是溢出答案:在两个有符号数进行家减运算时,如果运算结果超出了该符号数可表示的范围,就会发生溢出,使计算出错。
一、1、4、100ns2、Ready ,Tw(等待)3、ALE4、INTR5、85010H6、存储器或I/O接口未准备好7、非屏蔽中断8、指令周期9、4二、1、在内部结构上,微处理器主要有那些功能部件组成答案:1) 算术逻辑部件 2) 累加器和通用寄存器组3) 程序计数器 4) 时序和控制部件2、微处理器一般应具有那些基本功能答案: 1.可以进行算术和逻辑运算 2.可保存少量数据3.能对指令进行译码并完成规定的操作 4.能和存储器、外部设备交换数据5.提供整个系统所需的定时和控制 6.可以响应其他部件发来的中断请求3、什么是总线周期答案:CPU通过外部总线对存储器或I/O端口进行一次读/写操作的过程;一个基本的总线周期包含4个T状态,分别称为T1、T2、T3、T4。
微机原理第二章练习题及解一:单项选择题●8086CPU复位后, 下列寄存器的值为( C )。
A:CS = 0000H、IP = 0000H B:CS = 0000H、IP = FFFFHC:CS = FFFFH、IP = 0000H D:CS = FFFFH、IP = FFFFH●8086CPU复位后, 下列寄存器的值为( C )。
A:CS:IP = 0000H:0000H B:CS:IP = 0000H:FFFFHC:CS:IP = FFFFH:0000H D:CS:IP = FFFFH:FFFFH●当RESET信号为高电平时,寄存器初值为FFFFH的是( A )。
A:CS B:ES C:IP D:BP●地址锁存发生在指令周期的( A )时刻。
A:T1 B:T2 C:T3 D:T4●8086CPU读数据操作在总线周期的( D )时刻。
A:T1 B:T1,T2 C:T2,T3 D:T3,T4●8086CPU写数据操作在总线周期的( D )时刻。
A:T1 B:T2 C:T2,T3 D:T2,T3,T4●8086与外设进行数据交换时,常会在( C )后进入等待周期。
A:T1 B:T2 C:T3 D:T4●计算机中数据总线驱动器采用的基本逻辑单元是( C )。
A:反相器B:触发器C:三态门D:译码器●计算机中地址锁存器采用的基本逻辑单元是( B )。
A:反相器B:触发器C:三态门D:译码器●计算机中地址锁存器的输出信号状态是( B )。
A:单向双态B:单向三态C:双向双态D:双向三态●8086CPU从功能结构上看,是由( D )组成A:控制器和运算器B:控制器,运算器和寄存器C:控制器和20位物理地址加法器D:执行单元和总线接口单元●执行指令IRET后弹出堆栈的寄存器先后顺序为( D )。
A:CS、IP、F B:IP、CS、F C:F、CS、IP D:F、IP、CS●下列逻辑地址中对应不同的物理地址的是( C )。
第2章 8086 CPU 结构与功能1. 微处理器内部结构由哪几部分组成阐述各部分的主要功能。
解:微处理器内部结构由四部分组成:(1)算术逻辑运算单元ALU :完成所有的运算操作;(2)工作寄存器:暂存寻址信息和计算过程中的中间结果;(3)控制器:完成指令的读入、寄存和译码,并产生控制信号序列使ALU 完成指定操作;(4)I/O 控制逻辑:处理I/O 操作。
2. 微处理器级总线有哪几类各类总线有什么作用解:微处理器级总线有三类:(1)数据总线:传送信息;(2)地址总线:传送地址码;(3)控制总线 传送控制信号。
3. 为什么地址总线是单向的,而数据总线是双向的解:地址码只能由CPU 生成。
而数据需要在CPU 和存储器之间传输。
4. 8086/8088微处理器内部有哪些寄存器其主要作用是什么解:8086CPU 内部有14个16位寄存器,其中8个通用寄存器(4数据寄存器AX 、BX 、CX 、DX ,4地址指针/变址寄存器SI 、DI 、SP 、BP ),4个段寄存器(CS 、DS 、ES 、SS ),2个控制寄存器(指令指针IP ,微处理器状态字PSW )。
应该注意的是:可以在指令中用作为地址指针的寄存器有:SI 、DI 、BP 和BX ;在微处理器状态字PSW 中,一共设定了9个标志位,其中6个标志位用于反映ALU 前一次操作的结果状态(CF ,PF ,AF ,ZF ,SF ,OF ),另3个标志位用于控制CPU 操作(DF ,IF ,TF )。
5. 如果某微处理器有20条地址总线和16条数据总线:(1)假定存储器地址空间与I/O 地址空间是分开的,则存储器地址空间有多大(2)数据总线上传送的有符号整数的范围有多大解:(1)存储器地址空间为:2021MB =(2)有符号数范围为: 15152~21--, 即 -32768~327676. 将十六进制数62A0H 与下列各数相加,求出其结果及标志位CF 、AF 、SF 、ZF 、OF 和PF的值:(1)1234H;(2)4321H;(3)CFA0H;(4)9D60H解:(1)74D4H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=1(2)A5C1H CF=0 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=1 PF=0(3)3240H CF=1 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=0(4)0000H CF=1 AF=0 SF=0 ZF=1 OF=0 PF=17.从下列各数中减去4AE0H,求出其结果及标志位CF、AF、SF、ZF、OF和PF的值:(1)1234H;(2)5D90H;(3)9090H;(4)EA04H解:(1)C754H CF=1 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=0 PF=0(2)12B0H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=0 PF=0(3)45B0H CF=0 AF=0 SF=0 ZF=0 OF=1 PF=0(4)9F24H CF=0 AF=0 SF=1 ZF=0 OF=0 PF=19.写出下列存储器地址的段地址、偏移地址和物理地址:(1)2134:10A0;(2)1FA0:0A1F;(3)267A:B876解:物理地址=段地址*10H+偏移地址(1)段地址:2134H,偏移地址:10A0H,物理地址:223E0H(2)段地址:1FA0H,偏移地址:0A1FH,物理地址:2041FH(3)段地址:267AH,偏移地址:B876H,物理地址:32016H10.给定一个数据的有效地址为2359H,并且(DS)=490BH,求该数据的物理地址。
第2章习题参考解答1.8086处理器内部一般包括哪些主要部分?8086处理器与其他处理器一样,其内部有算术逻辑部件、控制与定时部件、总线与总线接口部件、寄存器阵列等。
按功能结构可分为两部分,即总线接口单元(BIU)与执行单元(EU)。
BIU主要包括段寄存器、内部通信寄存器、指令指针、6字节指令队列、20位地址加法器和总线控制逻辑电路。
EU主要包括通用寄存器阵列、算术逻辑单元、控制与定时部件等。
2.什么是总线? —般微机中有哪些总线?所谓总线是指电脑中传送信息的一组通信导线,它将各个部件连接成—个整体。
在微处理器内部各单元之间传送信息的总线称为片内总线;在微处理器多个外部部件之间传送信息的总线称为片外总线或外部总线。
外部总线又分为地址总线、数据总线和控制总线。
随着电脑技术的发展,总线的概念越来越重要。
微机中常用的系统总线有PC总线、ISA总线、PCI总线等。
3.什么是堆栈?它有什么用途?堆栈指针的作用是什么?堆栈是一个按照后进先出的原则存取数据的部件,它是由栈区和栈指针组成的。
堆栈的作用是:当主程序调用子程序、子程序调用子程序或中断时转入中断服务程序时,能把断点地址及有关的寄存器、标志位及时正确地保存下来,并能保证逐次正确地返回。
堆栈除了有保存数据的栈区外,还有一个堆栈指针SP,它用来指示栈顶的位置。
假设是“向下生成”的堆栈,随着压入堆栈数据的增加,栈指针SP的值减少。
但SP始终指向栈顶。
4.在8086 CPU中,FR寄存器有哪些标志位?分别说明各位的功能。
8086 CPU中设置了一个16位的标志寄存器FR,其中用了9位,还有7位保留。
9位中有3位作为控制标志,6位作为状态标志。
IF:中断控制标志。
当IF=1时,允许可屏蔽中断请求;当IF=0时,禁止可屏蔽中断请求。
TF:单步运行标志。
当TF=1,单步运行;TF=0,连续运行程序。
DF:方向标志。
当DF=0,串操作时地址按增量修改;DF=1,地址按减量修改。
《微处理器系统原理与嵌入式系统设计》第二章习题解答2.2 选择题(1) 下列无符号数中最小的数是( A )。
A.H(1,1011,0101)(01A5)B.B(3764)C.D(2590)D.O(2) 下列无符号数中最大的数是( B )。
A.B(10010101)B.O(227)C.H(96)D.D(143)(3) 在机器数( A )中,零的表示形式是唯一的。
A.补码B.原码C.补码和反码D.原码和反码(4) 定点8位字长的字,采用2的补码形式时,一个字所能表示的整数范围为( A )。
A.-128~+127 B.-127~+127C.-129~+128 D.-128~+128(5) 若下列字符码(ASCII)中有奇偶校验位,但没有数据错误,那么采用偶校验的字符码是( D )。
A.B.C. D.(6) 单纯从理论出发,计算机的所有功能都可以交给硬件实现。
而事实上,硬件只实现比较简单的功能,复杂的功能则交给软件完成。
这样做的理由是( BCD )。
A.提高解题速度B.降低成本C.增强计算机的适应性,扩大应用面D.易于制造(7) 编译程序和解释程序相比,编译程序的优点是( D ),解释程序的优点是( C )。
A.编译过程(解释并执行过程)花费时间短B.占用内存少C.比较容易发现和排除源程序错误D.编译结果(目标程序)执行速度快(8) 计算机的存储器采用分级存储体系的主要目的是( D )。
A.便于读写数据B.减小机箱的体积C.便于系统升级D.解决存储容量、价格和存取速度之间的矛盾(9) 在多级存储体系中,cache-主存结构的作用是解决( D )问题。
A.主存容量不足B.主存与辅存速度不匹配C.辅存与CPU速度不匹配D.主存与CPU速度不匹配(10) 下列说法中正确的是( CD )。
A.虚拟存储器技术提高了计算机的速度B.cache与主存统一编址,cache的地址空间是主存地址空间的一部分C.主存是由易失性的随机读写存储器构成的D.cache的功能全部由硬件实现(11) 在CPU与外设之间设计接口电路的目的主要有( ABCD )。
微机原理习题课第二章习题答案一、填空题1、MOV AX,7896HADD AL,AH上述指令执行后,标志位CF和OF的值是()。
2、MOV SP,3210HPUSH AX 执行上述指令序列后,SP寄存器的值是( )3、重复前缀指令REP的重复次数由()决定。
4、在串操作指令前使用重复前缀指令REPE,终止串的重复操作条件是()。
5、下面指令序列执行后完成的运算,正确的算术表达式应是()。
MOV AL,BYTE PTR XSHL AL,1DEC ALMOV BYTE PTR Y,AL6、下面程序段执行后,AL中的内容是()MOV AX,8833HADD AL,AHDAA7、如JMP指令采用段间间接寻址,那么由4个相邻字节单元中存放有转移地址,其中前两个字节存放的是____ IP____,而后两个字节存放的是____ CS____。
8、执行下面的程序段后,AX=_________ 。
MOV CX,5;MOV AX,50;NEXT:SUB AX,CX;LOOP NEXT;HLT9、MUL WORD PTR [SI] ,原操作数__________;目标操作数__________;10、设AL=-18,CL=2,则执行SAR AL,CL 后,AL=__________ 。
11、设AH=0,AL=06H,BL=09H,执行指令ADD AL,BLAAA之后,其结果应是()。
12、指令LOOPNZ 退出循环的条件是()。
13、MOV AX, 65A3;AND AX, 0FA03AX=___5FA6_______,若作为无符号数,其十进制值为___24486_______,若作为带符号数,其十进制值为____+24486______.14、(西安交大)写出一条能完成下述操作的指令(1)将AH的最高3位清零,其他位不变()(2)AH的低半字节置1,其他位不变()(3)AH的最低位取反,其他位不变()15、(西南交大) 8086 CPU在基址-变址寻址方式中,基址寄存器可以是( )和( ),变址寄存器可以是( )和( )。
第2章习题参考答案
由哪两部分构成它们的主要功能是什么?
答:
8086CPU由两部分组成:指令执行部件(EU,Execution Unit)和总线接口部件(BIU,Bus Interface Unit)。
指令执行部件(EU)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成。
其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成。
其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I/O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2.8086CPU预取指令队列有什么好处?8086CPU内部的并行操作体现在哪里?
答:
8086CPU的预取指令队列由6个字节组成。
按照8086CPU的设计要求,指令执行部件(EU)在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取并送到指令队列。
3. 8086CPU中有哪些寄存器?各有什么用途?
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。
指令执行部件(EU)设有8个通用寄存器:
AX:累加器,一般用来存放参加运算的数据和结果,在乘、除法运算、
I/O操作、BCD数运算中有不可替代的作用
BX:基址寄存器,除可作数据寄存器外,还可放内存的逻辑偏移地
址
CX:计数寄存器,既可作数据寄存器,又可在串指令和移位指令中
作计数用
DX:DX除可作通用数据寄存器外,还在乘、除法运算、带符号数
的扩展指令中有特殊用途
源变址寄存器SI:多用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地
址在DS寄存器中,也可放数据
目标变址寄存器DI:多用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑
段地址在DS寄存器中,也可放数据
基址指针BP:用于存放内存的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在
SS寄存器中
堆栈指针SP:用于存放栈顶的逻辑偏移地址,隐含的逻辑段地址在
SS寄存器中
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。
IP 始终存有相对于当前指令段起点偏移量的下一条指令,即IP总是指向下一条待执行的指令,IP中内容可由BIU自动修改;FLAG 用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式:
表标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用
AF=1,运算结果的低4位产生了一个进位或借位;AF 辅助进位标志
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。
CPU规定4个段寄存器存放当前可寻址的段基址:
代码段寄存器CS :存放程序代码段起始地址的高16位
数据段寄存器DS:存放数据段起始地址的高16位
堆栈段寄存器SS:存放堆栈段起始地址的高16位
扩展段寄存器ES:存放扩展数据段起始地址的高16位
简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?
答:
8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。
逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的16位二进制数。
程序设计时采用逻辑地址,也是1MB。
6.8086系统中的存储器为什么要采用分段结构?有什么好处?答:
8086CPU中的寄存器都是16位的,16位的地址只能访问64KB的内存。
8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的,要做到对20位地址空间进行访问,就需要两部分地址。
采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是:满足对8086系统的1MB存储空间的访问,同时在大部分指令中只要提供16位的偏移地址即可。
8. 8086工作在最小模式和最大模式系统中的主要区别是什么?和有什么主要特点?
【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/MX来控制:MN/MX=1,系统就处于最小工作模式;MN/MX=0,系统处于最大工作模式。
在某系统中已知当前SS=2360H,SP=0800H,那么该堆栈段在存储器中的物理地址范围是什么?若往堆栈中存入20个字节数据,那么SP的内容为什么值?
答:
SS×10H+SP=23600H+0800H=23E00H
堆栈段在存储器中的物理地址范围是:23600H~23E00H
若往堆栈中存入20个字节数据那么SP的内容为:0800H-14H=07ECH。
的十六进制为14H。
已知当前数据段位于存储器的B4000H到C3FFFH范围内,则段寄存器DS的内容为多少?
答:
段寄存器DS的内容为B400H。
系统中为什么一定要有地址锁存器?需要锁存哪些信息?
答:
由于8086CPU受芯片封装的限制,只有40个管脚,所以地址线和数据线只能采用复用的方式共同使用某些管脚。
对存储器进行访问时,在读取数据或写入数据时,存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供给存储器,而由于8086CPU地址线和数据线是复用的,就不可能在同一时刻具有地址和数据的两种功能。
这就需要在CPU提供地址信息时,将地址锁存起来,以保证下一个时刻当这些复用的管脚起着数据线的功能时,存储器有正确的地址信息。
要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和BHE等信号。
12. 8086读/写总线周期各包括最少几个时钟周期?什么情况下需要插入等待周期TW?插入多少个TW取决于什么因素?
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。
显然,插入的等待周期TW的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。
若已知当前(DS)=7F06H,在偏移地址为0075H开始的存储器中连续存放6个字节的数据,分别为11H,22H,33H,44H,55H 和66H。
请指出这些数据在存储器中的物理地址,如果要从存储器中读出这些数据,需要设备访问几次存储器?各读出哪些数据?
答:
物理地址7F06FH×10H+0075H=7F0D5H,故从7F0D5H起6个地址为数据在存储器中的地址。
最少要访问四次,第一次11。
第二次3322。
第三次5544。
第四次66。
14. 某程序在当前数据段中存有两个数据字0ABCDH和它们对应的物理地址分别为3FF85H和40AFEH。
若已知当前(DS)=3FB0H,请说明这两个数据的偏移地址,并用图说明它们在存储器中的存放格式。
答:
3FF85H偏移地址为:3FF85H -(DS)*10H=3FF85H-3FB00H=0485H
40AFEH偏移地址为:40AFEH -(DS)*10H=40AFE H-3FB00H=0FFEH。