第二章 微处理器的结构及存储器
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郑州⼤学《微型计算机原理及应⽤》课后习题答案
《微型计算机原理及应⽤》习题解答
第⼀章基础知识1.1 解释题
(1)微处理器
【解答】由⼤规模集成电路芯⽚构成的中央处理器(CPU),叫做微处理器。(2)微型计算机
【解答】以微处理器为基础,配以内存储器、输⼊输出接⼝电路、总线以及相应的辅助电路⽽构成的计算机裸机,叫做微型计算机。(3)微型计算机系统
【解答】微型计算机系统由硬件系统和软件系统组成。即由微型计算机、配以相应的外部设备(如打印机、显⽰器、键盘、磁盘机等),再配以⾜够的软件⽽构成的系统。(4)单板机
【解答】将微处理器、RA、ROM以及I/O接⼝电路,再配上相应的外设(如⼩键盘、LED显⽰器等)和固化在ROM中的监控程序等,安装在⼀块印刷电路板上构成的微型计算机系统称为单板机。(5)运算器
【解答】运算器是直接完成各种算术运算、逻辑运算的部件,主要由ALU(Arithmetic and Logic Unit,算术逻辑部件)、通⽤寄存器、标志寄存器等组成。(6)地址总线
【解答】地址总线是CPU对内存或外设进⾏寻址时,传送内存及外设端⼝地址的⼀组信号线。地址总线的条数多少决定了CPU的寻址能⼒。
(7)数据总线
【解答】数据总线是CPU与内存或外设进⾏信息交换时,所⽤的⼀组数据信号线。它决定了CPU ⼀次并⾏传送⼆进制信息的位数,反映出CPU的“字长”这个重要性能指标。(8)控制总线
【解答】控制总线是在CPU与外部部件之间传送控制信息(如读/写命令、中断请求命令等)的⼀组信号线。1-2 单⽚机应包括哪些基本部件?其主要应⽤于哪些领域?
【解答】⼀般单⽚机芯⽚中包括微处理器、RAM、ROM、I/O接⼝电路、定时器/计数器,有的还包括A/D、D/A转换器等。
其主要应⽤于智能化仪器仪表及⼯业控制领域。1-3 按图1-11和图1-12,写出取第⼆条指令操作码和执⾏第⼆条指令的过程。
【解答】ADD AL,12H指令的取指过程:
习题解答:
1、8086CPU从功能上看可分为哪两大部分?它们的主要作用是什么?
答:8086CPU功能结构可分为两大部分,即总线接口单元BIU(BUS INTERFASE UNIT)和执行单元EU(Execution Unit)构成。BIU负责与存储器和外设传递数据,具体地说,BIU从内存指定部分取出指令,送到指令队列排队;在执行指令时所需的操作数也是由BIU从内存的指定区域取出传送到EU去执行或者把EU的执行结果传送到指定的内存单元或外设中。EU负责指令的执行,它从指令队列中取出指令,译码并执行,完成指令所规定的操作后将指令执行的结果提供给BIU。
2、8086CPU中有哪些通用寄存器?各有什么用途?
答:8086/8088CPU的通用寄存器包括4个数据寄存器AX、BX、CX、DX,2个地址指针寄存器SP和BP,2个变址寄存器SI和DI。通用寄存器都能用来存放运算操作数和运算结果,这是它们的通用功能,除此之外在不同的场合它们还有各自的专门用途。
(1)数据寄存器
数据寄存器包括4个寄存器AX、BX、CX、DX,用于暂时保存运算数据和运算结果,由于每个16位数据寄存器可分为2个8位数据寄存器,这4个数据寄存器既可以保存16位数据,也可保存8位数据。
AX(accumulator)称为累加器,常用于存放算术逻辑运算的操作数,所有输入输出指令也都通过AX与外设进行信息传输。BX(base)称为基址寄存器,常用于存放访问内存时的基地址。CX(count)称为计数器,在循环和串操作指令中用来存放计数值。DX(data)称为数据寄存器,在双字长(32位)乘除运算中将DX与AX两个寄存器组合成一个双字长的数据,其中DX存放高16位数据,AX存放低16位数据,另外在间接寻址的输入输出指令中把要访问的输入输出端口地址存放在DX中。
(2)指针寄存器
指针寄存器包括堆栈指针寄存器SP(stack pointer)和基址指针寄存器BP(base pointer)。SP和BP都是16位的寄存器,用来存放运算过程中的操作数,但更重要的用途是存放堆栈地址。SP用于存放栈顶的偏移地址,即栈顶单元与栈首(第一个)单元相应的单元数(偏移量),SS用于存放堆栈段的基地址,即堆栈首单元的基址BP用于存放要访问的内存单元的基地址。
第二章 IA-32结构微处理器及其体系结构
2-1 请将左边的术语和右边的含义联系起来,在括号中填入右边的代号字母:
1.字长 (i)a. 指由8个二进制位组成的通用基本单元。
2.字节 (a)b. 是CPU指令执行时间的刻度。
3.指令 (h)c. μPS所能访问的存储单元数,与CPU地址总线条数
有关
4.基本指令执行时间 (g)d. 唯一能代表存储空间每个字节单元的地址,用五位
16进制数表示。
5.指令周期 (j)e. CPU执行访问存储器或I/O操作一次所花的时间。
6.时钟周期 (b)f. 由段基址和偏移地址组成,均用四位16进制数表示。
7.总线周期 (e)g. 指寄存器执行加法指令所花的时间。
8.Cache (k)h. 完成操作的指令。
9.虚拟存储器 (l)i.指μP在交换,加工,存放信息时信息位的最基本长度。
10.访存空间 (c)j. 各条指令执行所花时间,不同指令不一。
11.实际地址 (d)k. 为缓解CPU与主存储器间交换数据的速度瓶颈而建立
的高速缓冲存储器。
12.逻辑地址 (f)l. CPU执行程序时看到的一个速度接近内存却具有外存容
量的假想存储器
2-2 下面列出计算机中常用的一些单位,试指出其用途和代表的含义。
例:页面。用来表示存储器容量的一种单位,1页面=256B(字节)
金陵科技学院教案【封面】
任课系部:
课程名称 课程编号
授课对象专业
课程类别 必修课 公共基础课□;学科基础课□;专业核心课□
选修课 专业方向课□;专业拓展课□;公选课□
总学时数 学分数
学时分配 课堂讲授 学时; 实践课 学时
教材名称 作者 出版社及出版时间
指定参考书 作者 出版社及出版时间
授课教师 职称 单位
金陵科技学院教案【教学单元首页】
第 1 次课 授课学时 3 教案完成时间:
章、节 第二章
主要内容 8086/8088 CPU内部结构,8086/8088存储器管理,8086/8088微处理器的引脚功能
目
的
与要求 理解8086/8088 CPU内部结构;
掌握8086/8088存储器管理,8086/8088微处理器的引脚功能。
重点与难点 重点:8086/8088存储器管理,8086/8088微处理器的引脚功能;
难点:8086/8088 CPU内部结构,8086/8088存储器管理,8086/8088微处理器的引脚功能。
教学方法与手段 多媒体课件展示;
通过有针对性的例题对8086/8088 CPU内部结构、8086/8088存储器管理、8086/8088微处理器的引脚功能进行深入的讲解。 授课内容
内 容 备 注
第2章 8086/8088的结构
2.1 8086/8088 CPU内部结构
一、8086/8088的内部结构框图
8086微处理器与8088微处理器内部结构基本相同,内部均由算术逻辑器(ALU)、通用寄存器、段寄存器、专用寄存器、控制器、总线控制逻辑、指令队列及地址加法器等单元组成。从功能上可分执行部件(EU)和总线接口部件(BIU)两大部分: