微型计算机原理 (第三章课后答案)
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微型计算机原理和接口技术第三章课后答案本文回答了微型计算机原理和接口技术第三章的课后题目,涵盖了数字逻辑电路、组合逻辑电路、时序逻辑电路和存储器等内容。
1. 数字逻辑电路1.1. 逻辑电路和数字逻辑电路的基本概念逻辑电路是由逻辑门(与门、或门、非门等)和触发器等基本逻辑元件组合而成的电路。
数字逻辑电路是逻辑电路在数字系统中的应用,主要用于实现数字信号的逻辑运算和信号的转换等功能。
1.2. 数字逻辑门电路的组合和简化数字逻辑电路中常见的逻辑门有与门(AND)、或门(OR)、非门(NOT)等。
这些逻辑门可以通过组合和简化来构造更复杂的逻辑电路,例如与非门(NAND)、或非门(NOR)等。
1.3. 数字逻辑电路的时序特性数字逻辑电路的时序特性主要包括延迟时间、上升时间和下降时间等。
延迟时间表示信号经过电路的传播所需的时间,上升时间和下降时间表示信号从一个逻辑状态到另一个逻辑状态所需的时间。
2. 组合逻辑电路2.1. 组合逻辑电路的定义和特点组合逻辑电路是由多个逻辑门组合而成的电路,输入信号直接决定输出信号,不涉及时钟信号和状态存储。
2.2. 组合逻辑电路的设计方法组合逻辑电路的设计方法主要有真值表法、卡诺图法和特征方程法。
真值表法通过列出输入输出的真值表来进行设计,卡诺图法通过画出卡诺图进行化简,特征方程法通过建立逻辑方程进行设计。
2.3. 组合逻辑电路的应用组合逻辑电路广泛应用于数字系统中,包括逻辑运算、数据选择、数据的编码和解码等功能。
3. 时序逻辑电路3.1. 时序逻辑电路的定义和特点时序逻辑电路是由触发器和组合逻辑电路组合而成的电路,通过时钟信号来控制触发器的状态转换。
时序逻辑电路具有状态存储的功能,可以实现存储和记忆功能。
3.2. 触发器和时序逻辑电路的设计方法触发器是时序逻辑电路的基本组件,常见的触发器包括SR 触发器、D触发器和JK触发器等。
时序逻辑电路的设计方法主要是通过状态转换图、状态转移表和重建方程等方法进行设计。
李伯成《微机原理》习题第三章3.1MOV AX,00H;立即寻址SUB AX,AX;寄存器寻址MOV AX,[BX];寄存器间接寻址MOV AX,TABLE;直接寻址MOV AL,ARAY1[SI];寄存器相对寻址MOV AX,[BX+6];寄存器相对寻址3.2若1KB的数据存放在TABLE以下,试编写程序将该数据拌到NEXT之下。
程序片段如下:ORG 100hMOV CX,03FFH;数据个数LEA SI,TABLE;源区首地址LEA DI,NEXT;目的区首地址AGAIN: MOV AL,[SI];MOV [DI],AL;搬移INC SIINC DI;移动地址指针DEC CX;循环计数器递减JNZ AGAIN;循环未结束转HLT;暂停TABLE DB 1024 dup ('A');源数据区NEXT DB 1024 dup (0);目的数据区3.3编写10个字(16位二进制数)之和的程序ORG 100hLEA SI,ADD1;LEA DI,ADD2;LEA BX,SUM;MOV CL,CONT;MOV CH,0; 循环初始化CLC;进位清零MADD1: MOV AX,[SI];读加数1ADC AX,[DI]ADD SI,2;移动源区地址指针ADD DI,2;移动目的区地址指针MOV [BX],AX;回存计算结果ADD BX,2;移动“和”存储区地址指针LOOP MADD1;循环控制HLT;暂停ADD1 DB 0FEH,86H,7CH,44h,56H,1FH,24H,01H,02H,33H;加数1ADD2 DB 56H,49H,4EH,0FH,9CH,22H,45H,11H,45H,21H;加数2SUM DB 10 DUP (0);和存储单元CONT DB 5 ;循环次数3.4 某16位二进制数,放在DATA连续的两个单元中,试编程求其平方根和余数,将其分别存放在ANS 和REMAIN中。
微机原理与接口技术习题参考答案第一章(p20)1、参考答案:冯•诺伊曼计算机的设计思想(EDVAC方案:存储程序通用电子计算机方案):①计算机分为计算器、控制器、存储器、输入和输出装置五个部分;②计算机内采用二进制;③将程序存储在计算机内,简称“程序存储”。
其中第三点是冯•诺依曼计算机设计的精华,所以人们又把冯•诺依曼原理叫做程序存储原理,即程序由指令组成并和数据一起存放在存储器中,机器则按程序指定的逻辑顺序把指令从存储器中读出来并逐条执行,从而自动完成程序描述的处理工作。
冯•诺伊曼计算机主要以运算器和控制器为中心,结构框图如下图所示。
2、参考答案:微处理器就是中央处理器CPU,是计算机的核心,单独的CPU不能构成计算机系统;微型计算机由微处理器、主存储器、I/O接口(注意:不是I/O设备)组成;而微型计算机系统除了包括微型计算机外,还有系统软件(即操作系统)、应用软件、外存储器和I/O设备等。
微型计算机系统结构如下图所示。
3、答案略,见p6~74、答案略,见图2,或教材图1-35、答案略,见p12~136、参考答案:由于8086微处理器的地址总线的宽度为20位,所以它可寻址220=1M字节的存储空间;而PentiumII微处理器的地址总线的宽度为36位,所以它可寻址236=64G字节的存储空间。
7、参考答案:①PCI(Peripheral Component Interconnect:外围设备互联),是Intel公司1992年发布486微处理器时推出的32/64位标准总线,数据传输速率位132MB/s,适用于Pentium微型计算机。
PCI总线是同步且独立于微处理器的具有即插即用(PNP:Plug and play,所谓即插即用,是指当板卡插入系统时,系统会自动对板卡所需资源进行分配,如基地址、中断号等,并自动寻找相应的驱动程序)的特性.PCI总线允许任何微处理器通过桥接口连接到PCI 总线上。
微机原理课后答案第一章:计算机系统简介1.1 问题1.计算机硬件系统由哪些部分组成?2.什么是计算机软件系统?3.计算机的主要功能有哪些?1.2 答案1.计算机硬件系统由以下几部分组成:–中央处理器(CPU)–内存(Memory)–外部设备(包括输入设备和输出设备)2.计算机软件系统是指计算机系统中的各种软件程序的集合,包括系统软件和应用软件。
系统软件用于管理和控制计算机硬件系统的运行,例如操作系统、编译器、数据库管理系统等。
应用软件用于实现各种具体的应用功能,例如文字处理软件、图形设计软件、游戏等。
3.计算机的主要功能包括:–进行数据的输入、输出和存储。
–进行数据的处理和运算。
–运行各种软件程序,实现各种功能。
第二章:计算机的基本组成部分2.1 问题1.什么是计算机的存储器?2.什么是计算机的输入设备?3.什么是计算机的输出设备?2.2 答案1.计算机的存储器是指计算机中用于存储数据和程序的设备,包括主存储器和辅助存储器。
主存储器又称为内存,是计算机中用于存放程序和数据的临时存储区域,其容量相对较小但访问速度很快。
辅助存储器是用于永久性存储数据和程序的设备,例如硬盘、固态硬盘或者光盘。
2.计算机的输入设备是用于将外部数据或命令输入到计算机中的设备,常见的输入设备包括键盘、鼠标、扫描仪、摄像头等。
3.计算机的输出设备是用于将计算机处理后的结果或数据输出到外部的设备,常见的输出设备包括显示器、打印机、音频设备等。
第三章:计算机的运算方法3.1 问题1.什么是计算机的算术运算?2.什么是计算机的逻辑运算?3.什么是计算机的数据转移?3.2 答案1.计算机的算术运算是指计算机对数字数据进行加、减、乘、除等运算的过程。
算术运算包括整数运算和浮点数运算。
整数运算是指对整数进行计算的过程,浮点数运算是指对带有小数部分的实数进行计算的过程。
2.计算机的逻辑运算是指计算机对逻辑数据进行与、或、非等运算的过程。
逻辑运算常用于判断和决策的场景,例如判断某个条件是否为真、执行不同的分支等。
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案3章3-1简述模型机的工作过程(就以书上举例,叙述过程,本题内容较多,明白道理即可,不需详细记住)计算机的指令执行过程分为读取指令→分析指令→执行指令→保存结果在进行计算前,应做如下工作:①用助记符号指令(汇编语言)编写程序(源程序)②用汇编软件(汇编程序)将源程序汇编成计算机能识别的机器语言程序③将数据和程序通过输入设备送入存储器中存放读取指令阶段(就以书上举例,理解过程即可):①CPU将程序计数器PC中的内容XXH送地址寄存器AR②程序计数器PC的内容自动加1,为取下一条指令做好准备③地址寄存器AR将XXH通过地址总线AB送至存储器地址译码器译码,选中XXH 单元。
④CPU发出“读”指令⑤所选中的XXH单元中的内容由存储器送至数据总线DB上⑥经数据总线DB,CPU将读出的XXH单元中的内容送至数据寄存器DR⑦数据寄存器DR将其送至指令寄存器IR,经过译码,CPU通过控制器发出执行该条指令的控制命令。
执行指令阶段(就以书上举例,理解过程即可)与读取类似(这里从略)3-2 STC15F2K60S2单片机的存储器分为哪几个空间?中断服务程序的入口地址分别是什么?32个通用寄存器各对应哪些RAM单元?STC15F2K60S2单片机的存储器分为四个空间,分别为程序Flash存储器,数据Flash 存储器,内部数据存储器和扩展数据存储器。
中断服务程序的入口地址分别为:0003H 外部中断0中断服务程序的入口地址000BH 定时/计数器0中断服务程序的入口地址0013H 外部中断1中断服务程序的入口地址001BH 定时/计数器1中断服务程序的入口地址0023H 串行通信口1中断服务程序的入口地址002BH ADC中断服务程序的入口地址0033H 低电压检测中断服务程序的入口地址003BH PCA中断服务程序的入口地址0043H 串行通信口2中断服务程序的入口地址004BH SPI中断服务程序的入口地址0053H 外部中断2中断服务程序的入口地址005BH 外部中断3中断服务程序的入口地址0063H 定时/计数器2中断服务程序的入口地址0083H 外部中断4中断服务程序的入口地址32个通用寄存器分为寄存器组0,1,2,3,每个组8个8位的工作寄存器(R0~R7),均存在于内部数据存储器的低128字节内,范围为00H-1FH寄存器组0 R0~R7对应00H-07H寄存器组1 R0~R7对应08H-0FH寄存器组2 R0~R7对应10H-17H寄存器组3 R0~R7对应18H-1FH3-3 位地址29H,61H,7FH,E0H,F1H,各对应哪些单元的哪些位?29H——RAM位寻址区字节地址25H,对应D1位61H——RAM位寻址区字节地址2CH,对应D1位7FH——RAM位寻址区字节地址2FH,对应D7位E0H——高128字节/特殊功能寄存器SFR区,寄存器ACC(字节地址E0H)的D0位;F1H——高128字节/SFR,寄存器B(字节地址F0H)的D1位。
第一章 微型计算机基础题1-1 计算机发展至今,经历了哪几代?答:电子管计算机、晶体管计算机、集成电路计算机、超大规模集成电路计算机、非冯诺伊曼计算机和神经计算机。
题1-2 微机系统由哪几部分组成?微处理器、微机、微机系统的关系是什么? 答:1、微机系统分硬件和软件,硬件包括CPU、存储器、输入输出设备和输入输出接口,软件包括系统软件和应用软件。
2、微处理器是指微机的核心芯片CPU;微处理器、存储器和输入输出设备组成微机;微机、外部设备和计算机软件组成微机系统。
题1-3 微机的分类方法包括哪几种?各用在什么应用领域中?答:按微处理器的位数,可分为1位、4位、8位、32位和64位机等。
按功能和机构可分为单片机和多片机。
按组装方式可分为单板机和多板机。
单片机在工业过程控制、智能化仪器仪表和家用电器中得到了广泛的应用。
单板机可用于过程控制、各种仪器仪表、机器的单机控制、数据处理等。
题1-4 微处理器有哪几部分组成?各部分的功能是什么?答:微处理器包括运算器、控制器和寄存器三个主要部分。
运算器的功能是完成数据的算术和逻辑运算;控制器的功能是根据指令的要求,对微型计算机各部分发出相应的控制信息,使它们协调工作,从而完成对整个系统的控制;寄存器用来存放经常使用的数据。
题1-5 微处理器的发展经历了哪几代?Pentium系列微处理器采用了哪些先进的技术?答:第一代4位或低档8位微处理器、第二代中高档8位微处理器、第三代16位微处理器、第四代32位微处理器、第五代64位微处理器、第六代64位高档微处理器。
Pentium系列微处理器采用了多项先进的技术,如:RISC技术、超级流水线技术、超标量结构技术、MMX技术、动态分支预测技术、超顺序执行技术、双独立总线DIB技术、一级高速缓冲存储器采用双cache结构、二级高速缓冲存储器达256KB或512KB、支持多微处理器等。
题1-6 何为微处理器的系统总线?有几种?功能是什么?答: 系统总线是传送信息的公共导线,微型计算机各部分之间是用系统总线连接的。
第3章微型计算机的基本工作原理1.写出本章中简化式计算机的指令系统的每条指令的汇编语言的助记符及其相应的机器语言的机器码。
答:2.程序计数器PC的内容是什么意义?答:PC中存放的是下一条将要执行的指令地址。
3.指令寄存器IR从PROM接收到指令字(8位)后的运行过程如何,起什么作用?答:IR从PROM接收到指令字(当L1=1,E R=1)后,将指令字分送到控制部件CON 和W总线上。
其中左四位为指令字段,右四位为地址字段。
4.试简述程序设计的4个步骤。
答:程序设计的4个步骤:(1)获得操作码表;(2)进行存储器分配;(3)将源程序翻译成目标程序;(4)此程序按存储单元的地址顺序存入计算机。
5.环形计数器有何用处?什么叫环形字?答:(1)环形计数器用于发出环形字,从而产生机器节拍。
(2)环形字是由多个移位寄存器的输入位组成,其中移位寄存器最低一位的串行输出端Q1反馈到最高位的串行输入端。
6.什么叫例行程序?什么叫机器周期、取指周期和执行周期?本章简化式计算机的机器周期包括几个时钟周期(机器节拍)?机器周期是否一定是固定不变的?答:(1)例行程序:例行程序是指完成一个处理过程并产生多个处理结果且通过CALL 语句调用执行的程序。
(2)机器周期:取出一条指令并执行完这条指令所需要的时间。
(3)取指周期:取出指令所需要的时间,通常由三个机器节拍构成。
(4)执行周期:执行一条指令所需要的时间,通常由三个机器节拍构成。
(5)本章简化式计算机的机器周期包括6个时钟周期。
(6)机器周期不是固定不变的,和具体的指令有关。
7.控制部件包括哪些主要环节?各有何用处?答:控制部件主要包括:(1)环形计数器(RC)环形计数器用于发出环形字,从而产生机器节拍。
(2)指令译码器(ID)指令寄存器IR中数据的高四位被送到控制部件,指令译码器对该指令的高四位译码,确定该指令需要执行的操作,即译码器能将编码信息译成某一控制线为高电位。
单片机微型计算机原理及接口技术课后习题答案3章3-1简述模型机的工作过程(就以书上举例,叙述过程,本题内容较多,明白道理即可,不需详细记住)计算机的指令执行过程分为读取指令→分析指令→执行指令→保存结果在进行计算前,应做如下工作:①用助记符号指令(汇编语言)编写程序(源程序)②用汇编软件(汇编程序)将源程序汇编成计算机能识别的机器语言程序③将数据和程序通过输入设备送入存储器中存放读取指令阶段(就以书上举例,理解过程即可):①CPU将程序计数器PC中的内容XXH送地址寄存器AR②程序计数器PC的内容自动加1,为取下一条指令做好准备③地址寄存器AR将XXH通过地址总线AB送至存储器地址译码器译码,选中XXH 单元。
④CPU发出“读”指令⑤所选中的XXH单元中的内容由存储器送至数据总线DB上⑥经数据总线DB,CPU将读出的XXH单元中的内容送至数据寄存器DR⑦数据寄存器DR将其送至指令寄存器IR,经过译码,CPU通过控制器发出执行该条指令的控制命令。
执行指令阶段(就以书上举例,理解过程即可)与读取类似(这里从略)3-2 STC15F2K60S2单片机的存储器分为哪几个空间?中断服务程序的入口地址分别是什么?32个通用寄存器各对应哪些RAM单元?STC15F2K60S2单片机的存储器分为四个空间,分别为程序Flash存储器,数据Flash 存储器,内部数据存储器和扩展数据存储器。
中断服务程序的入口地址分别为:0003H 外部中断0中断服务程序的入口地址000BH 定时/计数器0中断服务程序的入口地址0013H 外部中断1中断服务程序的入口地址001BH 定时/计数器1中断服务程序的入口地址0023H 串行通信口1中断服务程序的入口地址002BH ADC中断服务程序的入口地址0033H 低电压检测中断服务程序的入口地址003BH PCA中断服务程序的入口地址0043H 串行通信口2中断服务程序的入口地址004BH SPI中断服务程序的入口地址0053H 外部中断2中断服务程序的入口地址005BH 外部中断3中断服务程序的入口地址0063H 定时/计数器2中断服务程序的入口地址0083H 外部中断4中断服务程序的入口地址32个通用寄存器分为寄存器组0,1,2,3,每个组8个8位的工作寄存器(R0~R7),均存在于内部数据存储器的低128字节内,范围为00H-1FH寄存器组0 R0~R7对应00H-07H寄存器组1 R0~R7对应08H-0FH寄存器组2 R0~R7对应10H-17H寄存器组3 R0~R7对应18H-1FH3-3 位地址29H,61H,7FH,E0H,F1H,各对应哪些单元的哪些位?29H——RAM位寻址区字节地址25H,对应D1位61H——RAM位寻址区字节地址2CH,对应D1位7FH——RAM位寻址区字节地址2FH,对应D7位E0H——高128字节/特殊功能寄存器SFR区,寄存器ACC(字节地址E0H)的D0位;F1H——高128字节/SFR,寄存器B(字节地址F0H)的D1位。
微机原理课后习题参考答案(总25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--上册第一章P9微处理器、微型计算机、微型计算机系统的区别是什么答:(1)微型计算机中的运算器和控制器合起来称为中央处理器,也就是微处理器,又称微处理机。
(2)微型计算机是由cpu、主存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
(3)微型计算机系统由微型计算机、输入/输出设备、外存储器、系统软件、电源、面板和机架等组成。
微型计算机由哪些基本部分构成微型计算机是由cpu、主存储器、输入/输出接口电路和系统总线构成。
说明CISC、RISC及其主要区别。
CISC是指复杂指令系统计算机,RISC是指精简指令系统计算机。
他们的区别在于不同的CPU设计理念和方法。
RISC指令系统仅包含哪些必要的经常使用的指令,不经常使用的功能,往往通过基本指令组合来完成。
完成特殊功能时效率比较低。
CISC的指令系统比较丰富,一些特殊功能都有相应的指令。
处理特殊任务效率较高。
RISC对存储器操作相对简单,使对存储器访问的控制简化;而CISC机器的存储器操作指令较多,对存储器的访问有更多的指令直接操作,要求的控制逻辑比较复杂。
RISC在一条指令执行的适当地方可以响应中断;而CISC机器是在一条指令执行结束后响应中断。
RISC CPU的电路构成比CISC CPU简单,因此面积小、功耗也更低;CISC电路CPU电路复杂,同水平比RISC CPU面积大、功耗大。
RISC CPU结构比较简单,布局紧凑规整,设计周期较短,比较容易采用一些并行计算的最新技术;CISC CPU结构复杂,设计周期长,技术更新难度大。
从使用角度看,RISC 微处理器结构简单,指令规整,性能容易把握,易学易用;CISC微处理器结构复杂,功能强大,实现特殊功能容易。
第二章8086CPU 由哪两大部分组成简述它们的主要功能。
总线接口部件BIU跟执行部件EU。
微机原理作业参考答案第一次:P16 3,4,5,71.3 冯。
诺依曼计算机的结构特点是什么?答:参考P51.4 典型微机有哪三大总线?它们传送的是什么信息?答:有数据总线(DB,双向,传送数据),地址总线(AB,单向,传送CPU要访问的内存单元地址或IO端口的端口号),控制总线(CB,双向,传送总线控制信息)。
1.5 什么叫微处理器?什么叫微型计算机?什么叫微型计算机系统?三者有什么区别和联系?答:微型计算机系统可分为三个层次,即:微处理器,微型计算机和微型计算机系统。
微处理器即CPU,是一片主要包含运算器、控制器、寄存器组和总线访问逻辑电路的芯片;微型计算机是以微处理器为核心,配上存储器(ROM、RAM)、I/O接口电路及系统总线等所组成的计算机;以微型计算机为中心,配以相应的外围设备以及控制微型计算机工作的软件,就构成了完整的微型计算机系统。
1.7 试用示意图说明内存单元的地址和内存单元的内容,二者有何联系和区别?答:内存单元、内存单元的地址、内存单元的内容---这三个名词可类比为:房子、房子的地址、房子里住的人。
也就是说,内存单元是物理器件,8086CPU有二十根地址线,最多可访问1M(2^20)个内存单元。
内存单元按顺序被分配一个地址---第一个单元:0,第二个单元:1...最后一个单元:FFFFFH(或1048575D)。
每个内存单元可存储一个字节的数据。
图略,参考P7。
第二次作业:P54 1,2,3,6,7,9,11,132.1 8086从功能上分为哪两个部件?每个工作部件的功能、组成和特点分别是什么?答:分为执行部件(EU)和总线功能部件(BIU)两部分。
EU功能:执行算术/逻辑命令。
BIU功能:访问内存或I/O端口,从中读/写数据和读指令。
EU组成:ALU、EU控制器、寄存器组(通用、指针变址、标志)BIU组成:指令队列、总线控制逻辑、物理地址生成逻辑(地址加法器、段寄存器、IP)EU、BIU的特点和更详细的功能说明:参考P19。
《微型计算机原理与接⼝技术》第三习题答案《微机原理与接⼝技术》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。
微型计算机原理(第三章课后答案).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与存储器或I/O端口之间的数据传送。
(2)EU的作用:执行指令,并为BIU提供所需的有效地址。
(3)并行工作过程:当EU从指令队列中取出指令执行时,BIU将从内存中取出指令补充到指令队列中。
这样就实现了取指和执行指令的并行工作。
2.8086/8088CPU内部有哪些寄存器?其主要作用是什么?答:8086/8088CPU内部共有14个寄存器,可分为4类:数据寄存器4个,地址寄存器4个,段寄存器4个和控制寄存器2个。
其主要作用是: (1) 数据寄存器:一般用来存放数据,但它们各自都有自己的特定用途。
AX(Accumulator)称为累加器。
用该寄存器存放运算结果可使指令简化,提高指令的执行速度。
此外,所有的I/O指令都使用该寄存器与外设端口交换信息。
BX(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。
DX(Data)称为数据寄存器。
在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在做双字长乘除法运算时,DX与AX一起存放一个双字长操作数,其中DX存放高16位数。
(2)地址寄存器:一般用来存放段内的偏移地址。
SP(Stack Pointer)称为堆栈指针寄存器。
在使用堆栈操作指令(PUSH或POP)对堆栈进行操作时每执行一次进栈或出栈操作,系统会自动将SP的内容减2或加2,以使其始终指向栈顶。
BP(Base Pointer)称为基址寄存器。
作为通用寄存器,它可以用来存放数据,但更经常更重要的用途是存放操作数在堆栈段内的偏移地址。
SI(Source Inde某)称为源变址寄存器。
第一章学习指导:1.掌握十六进制、二进制、BCD(十进制数)、ASCII码2.掌握有符号数(补码、原码)、无符号数计算机的表示方法以及表示范围3.掌握补码运算4.了解计算机基本组成及工作原理5.了解新技术6.了解计算机主要性能指标2、完成下列数制之间的转换。
(1)01011100B=92D (3)135D=10000111B (5)10110010B=262Q=B2H3、组合型BCD码和非组合型BCD码有什么区别?写出十进制数254的组合型BCD数和非组合型数。
答:组合型BCD码用高四位和低四位分别对应十进制数的个位和十位,其表示范围是0~99;非组合型BCD码用一个字节的低四位表示十进制数,高四位则任意取值,表示范围为0~9。
组合型:254=(001001010100)BCD非组合型:254=(00000010 00000101 00000100)BCD7、计算机为什么采用补码形式存储数据?当计算机的字长n=16,补码的数据表示范围是多少?答:在补码运算过程中,符号位参加运算,简化了加减法规则,且能使减法运算转化为加法运算,可以简化机器的运算器电路。
+32767~ -32768。
9、设计算机字长n=8,求下列各式的[X+Y]补和[X-Y]补,并验证计算结果是否正确。
(1)X=18,Y=89 [X+Y]补=00010010+01011001=01101011B=107D 正确[X-Y]补=10111001B=00010010+10100111=(-71D)补正确(2)X=-23,Y=-11 [X+Y]补=11101001+11110101=11011110B=(-34D)补正确[X-Y]补=11101001+00001011=11110100B=(-12D)补正确(3)X=18,Y=-15 [X+Y]补=00010010+11110001=00000011B=(3D)补正确[X-Y]补=00010010+00001111=00100001B=(33D)补正确(4)X=-18,Y=120 [X+Y]补=11101110+01111000=01100110B=(102D)补正确[X-Y]补=11101110+10001000=01110110B=(123D)补由于X-Y=-138 超出了机器数范围,因此出错了。
微型计算机原理与接口技术第五版周荷琴课后答案第一章:计算机系统概述1.1 计算机系统基本组成•核心包括 CPU、内存和 I/O 设备。
CPU 是计算机的中央处理器,负责执行指令,控制各部分设备的操作。
内存存储数据和程序指令。
I/O 设备是计算机与外部世界进行信息交换的重要途径。
1.2 计算机的基本层次结构•计算机系统的基本层次结构分为硬件体系结构和软件体系结构。
硬件体系结构定义了计算机中硬件组件的功能、特性、接口和互连方式。
软件体系结构定义了计算机的软件组件及其相互关系。
1.3 计算机的工作过程•计算机工作过程主要包括取指令、分析指令、获取操作数、执行指令、写回结果等几个阶段。
具体过程为:取指令:从内存中读取指令;分析指令:解码指令确定要执行的操作;获取操作数:从内存或寄存器中读取操作数;执行指令:进行具体的运算或操作;写回结果:将运算结果写入内存或寄存器。
1.4 计算机性能指标•计算机的性能指标包括运算速度、存储容量、传输速率、可靠性和可用性等方面。
运算速度衡量了计算机执行指令的快慢;存储容量表示计算机可以存储的数据量;传输速率表示从一个设备向另一个设备传输数据的速度;可靠性表示计算机的故障率;可用性表示计算机在给定时间内正常工作的比例。
第二章:计算机的数制与编码2.1 数制与编码的基本概念•数制是用于表示数值的方法,常见的有十进制、二进制、八进制和十六进制等。
编码是指将字符、符号等信息转换成计算机可以处理的二进制形式。
2.2 二进制与十进制的转换•将十进制数转换成二进制数时,可以采用除2取余的方法。
将二进制数转换成十进制数时,可以根据二进制位上的权值相加的原理进行计算。
2.3 BCD码与ASCII码•BCD码是Binary-Coded Decimal的缩写,用4位二进制码表示一个十进制数的一位。
ASCII码是一种字符编码,将每个字符映射成一个唯一的二进制数。
2.4 奇偶校验码•奇偶校验码是一种错误检测码,用于检测数据传输过程中出现的位错误。
第一章1-1.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?【解】微处理器(CPU),由运算器和控制器组成。
运算器完成算术运算和逻辑运算,控制器分析命令并指挥协调各部件统一行动完成命令规定的各种动作或操作。
微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
微型计算机系统包括微型计算机硬件和软件。
1-4.说明位、字节、字长的概念及它们之间的关系。
【解】(1) 位(bit)。
位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。
它只能有两种状态“0”和“1”,即二进制位。
(2) 字(Word)。
计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制数,是计算机中信息的基本单位。
(3) 字长(Word Length)。
计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。
它们之间的关系:字由位构成,字长指每个字所包含的位的个数。
1-5.32位机和准32位机区别32位机指该机的数据总线宽度为32位,准32位机为芯片内部数据总线宽度是32位,片外则为16位的cpu第二章2-1 微型计算机由哪几部分组成,各部分的功能是什么?【解】微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。
运算器完成算术运算和逻辑运算;控制器分析命令并指挥协调各部件统一行动完成命令规定的各种动作或操作;存储器存放原始数据、中间结果和最终结果以及程序;输入设备、输出设备与外界交换信息。
2-2.CPU在内部结构上由哪几部分组成,CPU应具备什么功能?【解】微处理器(CPU)由运算器和控制器组成。
CPU应具备的功能:对数据进行处理并对处理过程进行控制。
2-3 4,6,8,1,9,7,2,5,10,32-7:第16字为70A0:DE05 末物理地址为70A00+DE05=7E8052-8.①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。
微型计算机原理
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与存储器或I/O端口之间的数据传送。
(2) EU的作用:执行指令,并为BIU提供所需的有效地址。
(3) 并行工作过程:当EU从指令队列中取出指令执行时,BIU将从内存中取出指令补充到指令
队列中。
这样就实现了取指和执行指令的并行工作。
2.8086/8088CPU内部有哪些寄存器?其主要作用是什么?
答:8086/8088CPU内部共有14个寄存器,可分为4类:数据寄存器4个,地址寄存器4个,段寄
存器4个和控制寄存器2个。
其主要作用是: (1) 数据寄存器:一般用来存放数据,但它们各自都有自己的特定用途。
AX(Accumulator)称为累加器。
用该寄存器存放运算结果可使指令简化,提高指令的执行速度。
此外,所有的I/O指令都使用该寄存器与外设端口交换信息。
BX(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。
DX(Data)称为数据寄存器。
在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O端口地址;在做双字长
乘除法运算时,DX与AX一起存放一个双字长操作数,其中DX存放高16位数。
(2) 地址寄存器:一般用来存放段内的偏移地址。
SP(Stack Pointer)称为堆栈指针寄存器。
在使用堆栈操作指令(PUSH或POP)对堆栈进行操作时,每执行一次进栈或出栈操作,系统会自动将SP的内容减2或加2,以使其始终指向栈顶。
BP(Base Pointer)称为基址寄存器。
作为通用寄存器,它可以用来存放数据,但更经常更重要的
用途是存放操作数在堆栈段内的偏移地址。
SI(Source Index)称为源变址寄存器。
SI存放源串在数据段内的偏移地址。
DI(Destination Index)称为目的变址寄存器。
DI存放目的串在附加数据段内的偏移地址。
(3) 段寄存器:用于存放段地址
CS(Code Segment)称为代码段寄存器,用来存储程序当前使用的代码段的段地址。
CS的内容左移4位再加上指令指针寄存器IP的内容就是下一条要读取的指令在存储器中的物理地址。
DS(Data Segment)称为数据段寄存器,用来存放程序当前使用的数据段的段地址。
DS 的内容左
移4位再加上按指令中存储器寻址方式给出的偏移地址即得到对数据段指定单元进行读写的物理地址。
SS(Stack Segment)称为堆栈段寄存器,用来存放程序当前所使用的堆栈段的段地址。
堆栈是存
储器中开辟的按“先进后出”原则组织的一个特殊存储区,主要用于调用子程序或执行中断服务程
序时保护断点和现场。
ES(Extra Segment)称为附加数据段寄存器,用来存放程序当前使用的附加数据段的段地址。
附
加数据段用来存放字符串操作时的目的字符串。
(4) 控制寄存器 IP(Instmcdon Pointer)称为指令指针寄存器,用来存放下一条要读取的指令在代码段内的偏移地
址。
用户程序不能直接访问IP。
FLAGS称为标志寄存器,它是一个16位的寄存器,但只
用了其中9位,这9位包括(个状态标
志位和3个控制标志位。
它用来反映算术运算和逻辑运算结果的一些特征,或用来控制CPU 的某种操作。
3.8086/8088CPU中有哪些寄存器可用来指示操作数在存储器中某段内的偏移地址? 答:可用来指示段内偏移地址的寄存器共有6个:IP、SP、BP、BX、SI、DI
4.8086/8088CPU中标志寄存器FLAGS有哪些标志位?它们的含义和作用如何?
答:标志寄存器中的标志共有9个,分为两类:状态标志6个和控制标志3个。
其作用是: (1) 状态标志:用来反映算术和逻辑运算结果的一些特征。
CF(Carry Flag)—进位标志位。
当进行加减运算时,若最高位发生进位或借位,则CF为1,否则为0。
该标志位通常用于判断无符号数运算结果是否超出了计算机所能表示的无符号数的范围。
PF(Parity Flag)—奇偶标志位。
当指令执行结果的低8位中含有偶数个1时,PF为1,否则为0。
AF(Auxiliary Flag)—辅助进位标志位。
当执行一条加法或减法运算指令时,若结果的低字节的
低4位向高4位有进位或借位,则AF为1,否则为0。
ZF(Zero Flag)—零标志位。
若当前的运算结果为0,则ZF为1,否则为00
SF(Sign Flag)—符号标志位。
当运算结果的最高位为1时,SF=1,否则为00
OF(Overflow Flag)—溢出标志位。
当运算结果超出了带符号数所能表示的数值范围,即溢出时,
OF=1,否则为0。
该标志位通常用来判断带符号数运算结果是否溢出o (2) 控制标志位:用来控制CPU的操作,由程序设置或清除。
它们是:
TF(TrapFlag)—跟踪(陷阱)标志位。
它是为测试程序的方便而设置的。
若将TF置1,8086/8088CPU处于单步工作方式,否则,将正常执行程序。
IP(Interrupt Flag)—中断允许标志位。
它是用来控制可屏蔽中断的控制标志位。
若用STI指令将
IF置1,表示允许CPU接受外部从INTR引脚上发来的可屏蔽中断请求信号;若用CLI指令将IP清
0,则禁止CPU接受可屏蔽中断请求信号。
IF的状态对非屏蔽中断及内部中断没有影响。
DF(DirectionFlag)—方向标志位。
若用STD将DF置1,串操作按减地址方式进行,也就是说,从高地址开始,每操作一次地址自动递减;若用CLD将DF清0,则串操作按增地址方式进行,即每操作一次地址自动递增。
5.8086/8088CPU的地址总线有多少位?其寻址范围是多少? 答:8086/8088地址总线有20根,寻址范围1MB
6.什么叫指令队列?8086/8088CPU中指令队列有什么作用?其长度分别是多少? 答: (1) 指令队列:采用“先进先出”原则,按顺序存放预执行指令的缓冲器称为指令队列。
(2) 指令队列的作用:存放EU将要执行的指令,使CPU的取指和执行指令能并行工作。
(3) 指令队列的长度:8086为6个字节,8088为4个字节。
7.Intel8086与8088有何区别? 答:8086与8088的区别有三处: (1) 外部数据总线位数不同(即地址/数据分时复用引脚条数不同); 8086为16位:AD15~AD0 。
8088为 8位:AD7~AD0 。
(2) 内部指令队列缓冲器长度不同; 8086有6个字节。
当指令队列出
现2个空字节时,BIU将取指补充。
8086有4个字节。
当指令队列出现1个空字节时,BIU将取指补充。
(3) 外部某些控制总线定义不同。
① 8086的28号引脚定义为M/IO(S2),8088定义为IO /M(S2)
② 8086的34号引脚定义为BHE/S7,8088定义为SS0/(HIGH)
8.简述8086 CPU使用地址锁存信号ALE将地址A15~A0与数据D15~D0分开的工作原理。
答:在任何一个总线周期的T1状态,ALE均为高电平,以表示当前地址/数据复用线上的输出的是
地址信息,在ALE由高变低的下降沿时把地址装入地址锁存器,而在T2、T3和T4状态,ALE 均为低电平,以表示当前地址/数据复用线上的输出的是数据信息,此时通过数据收发器进行传送。
9.什么是逻辑地址?什么是物理地址?若已知逻辑地址为BA00:A800,试求物理地址。
答:逻辑地址:由段地址和偏移地址表示的存储单元地址称为逻辑地址。
物理地址:CPU对存储器进行访问时实际所使用的20位地址称为物理地址。
若逻辑地址为BA00H:A800H
则物理地址=BA00H×10H+A800H=C4800H
10.简述堆栈指针寄存器SP的功能及堆栈的操作过程。
答: (1) SP的功能:指示进栈和出栈操作时的偏移地址。
(2) 堆栈的操作过程:进栈时,先将SP-2,再将数据压入堆栈(即先移后入);出栈时,先将数据弹出堆栈,再将SP+2(即先出后移)。