第2章8086系统结构

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。

微机原理第2章8086/8088系统结构8086/8088 系统存储器结构（1）微机原理8086/8088 CPU能直接寻址的地址范围：00000H~FFFFFH.00001H00000H 00003H00002H 00005H00004H 512K×8（位）512K×8（位）奇地址存储体偶地址存储体FFFFDH（简称“奇体”）（简称“偶体”）FFFFCHFFFFFH（A0=1）（A=0）FFFFEH微机原理D 7~DD 15~D 8A 19~A 1D 7~D 0D 7~D 0BHESELSELA 0奇偶存储体与总线的连接2. 8086 读/写操作过程微机原理（1）从偶地址读/写1个字节A0=0，控制电路自动使BHE=1，选中偶体；CPU发出读/写信号，通过数据总线低8位对由A19~A1指定的单元进行1个字节的读/写操作。

2.8086 读/写操作过程微机原理（2）从奇地址读/写1个字节A0=1，控制电路自动使BHE=0，选中奇体；CPU发出读/写信号，通过数据总线高8位对由A19~A1指定的单元进行1个字节的读/写操作。

2.8086 读/写操作过程微机原理（3）从偶地址开始读/写1个字A0=0，控制电路自动使BHE=0，同时选中奇、偶体；CPU发出读/写信号，通过数据总线低8位和高8位对由A19~A1指定的2个存储单元同时进行读/写操作。

2.8086 读/写操作过程微机原理（4）从奇地址开始读/写1个字A0=1,BHE=0，选中奇体，CPU发出读/写信号，通过数据总~A1指定的存储单元进行1个字节读/写操作。

线高8位对由A19A0=0,BHE=1，选中偶体，CPU发出读/写信号，通过数据总~A1指定的存储单元进行1个字节读/写操作。

线低8位对由A19微机原理D 7~D 0A 19~A 0D 7~D 0存储体与总线的连接3. 8088系统中的存储器结构A 19~A 0存储体8088系统的存储器不采用分体结构微机原理存储器分段示意图4.存储器的分段︙︙00000H 逻辑段4起点FFFFFH 逻辑段4≤64KB︙︙逻辑段1起点逻辑段2起点逻辑段3起点逻辑段1≤64KB 逻辑段2≤64KB逻辑段3≤64KB灵活的分段方式5. 逻辑地址与物理地址微机原理逻辑地址：由段基址和段内偏移地址两部分组成，表示为段基址：段内偏移地址。

考点一：掌握8086/8088CPU的功能构成及流水线技术，理解流水线管理规则。

考点二：掌握8086/8088CPU寄存器的组成及其应用。

考点三：理解8086/8088CPU的内存分配，掌握实地址模式下的存储器地址变换方法。

考点四：掌握8086/8088CPU的引脚构成，理解其引脚复用的特性。

2.18086/8088CPU的功能构成1、8086/8088是Inter公司的第三代位处理器芯片。

其特点：（1）具有20条地址总线，直接寻址能力为1MB。

（2）8086有16条数据总线，为16位微处理器；8088有8条数据总线，为准16位微处理器。

（3）片内总线和ALU均为16位，可进行8位和16位操作。

（4）8086/8088片内均由两个独立的裸机单元组成，即总线接口单元（BIU）和执行单元（EU）2、总线接口单元BIU（1）组成部件14个16位段寄存器（CS、DS、SS、ES）；216位指令偏移地址寄存器（IP）；3指令队列寄存器（8086CPU:6字节；8088CPU：4字节）；4形成20位物理地址的加法器5与EU通讯的内部寄存器；6总线控制逻辑；（2）功能：实现CPU与存储器或I/O口之间的数据传送1自动按CS值和IP值组成20位实际地址的存储器中去取指令，一次取两个字节指令存放到指令队列中。

2由EU从指令队列中取指令，并根据EU请求，BIU将20位操作地址传送给存储器；3取来操作数经总线控制逻辑传送到内部EU数据总线，由EU完成内部操作；4操作结果：若EU提出请求，则由BIU负责产生20位实际目的地址，将结果存入存储器里；3、执行单元EU（1）组成部分：116位算术逻辑单元（ALU）；216位状态标志寄存器FLAG；38个16位通用寄存器组（AX,BX,CX,DX,SP,BP,SI,DI）;416位数据暂存器；5EU控制电路；（2）功能：1从BIU指令队列中取指令；2由EU控制电路对指令进行译码分析，指出操作性质及对象；3在EU中计算出操作数的16位地址偏移量送给BIU，由BIU的加法器形成20位绝对地址；4将取来的操作数经系统数据总线送ALU进行制定的操作；5运算结果经内部总线送到指定位置；4、EU和BIU单元执行过程中，应该满足的规则（1）当指令队列寄存器中无指令时，EU处于等待状态；（2）当指令队列中存满指令，而EU又没有访问存储器或I/O端口的需要，则BIU进入空闲状态；（3）当指令队列中有两个空闲字节，则BIU自动执行取指令的总线周期；（4）在EU执行指令时，需要访问存储器或I/O端口，如果这时BIU正在取指令，则应等待BIU 完成取指令周期，然后BIU进入存储器和I/O端口访问周期；（5）在EU执行转移，子程序调用或返回等指令时，自动清除指令队列的内容。

第二章 8086/8088基本结构一、填空题1．从8086CPU的内部结构上看，它包括和两大功能部件。

2．8086 CPU为了要与存储器或外设端口交换数据，需要执行一个周期，区别CPU访问存储器还是I/O端口的控制信号为。

3．8086的基址加变址寻址方式中，基址寄存器可以是，变址寄存器可以是。

8086/8088CPU复位后，从__________单元开始读取指令。

4．8086CPU在上电复位后，CS和IP的值分别为和。

5．8086微处理器有条地址线，1MB 内存的地址编号为至 H。

6．8086/8088的状态标志寄存器有9个标志位，其中个是状态标志，个是控制标志。

7．8086CPU的40根引脚中，有个是分时复用的。

8．8086/8088CPU的A16～A19在总线周期的T1期间，用来输出__________位地址信息中的__________位，而在其它时钟周期内，用来输出__________信息。

9．8086/8088CPU和存储器若不能实现速度匹配，就需在__________状态和__________状态之间插入若干个__________状态。

二、选择题1．8086/8088下列部件中与地址形成无关的是（）A．ALU B．通用寄存器 C．指针寄存器 D．段寄存器2．对于8086，下列说法错误的是（）A．段寄存器位于BIU中 B．20位的物理地址是在EU部件中形成的C．复位后CS的初值为FFFFH D．指令队列的长度为6个字节3．8086/8088指令队列的作用是（）A．暂存操作数地址 B．暂存操作数C．暂存指令地址 D．暂存预取指令4．8086CPU经加电复位后，执行第一条指令的地址是（）A．FFFFH B．03FFFH C．0FFFFH D．FFFF0H5．8088/8086复位信号至少维持有（）个时钟周期的高电平有效。

初次加电，则要求维持不小于（）高电平。

A．1 B．2 C．3 D．4E．30μs F．40μs G．50μs H．60μs6．8088中的IP为指令指针，它指向（）A．正在执行指令 B．当前指令 C．刚执行完指令 D.下一条待取的指令7．在8086/8088的总线周期中，ALE信号在T1期间有效，它是一个（）A．负脉冲，用于锁存地址信息 B．负脉冲，用于锁存数据信息C．正脉冲，用于锁存地址信息 D．正脉冲，用于锁存数据信息8．在最小模式下，CPU进行从外设读取数据操作，M/IO、WR、RD信号的状态依次为（）A．0,0,1 B．0,三态,0 C．0,1,0 D．1,1,09．8086/8088有两种模式，即最小模式和最大模式，它由（）决定。

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?所谓总线是指计算机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。

随着计算机技术的发展，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。

若是“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。