微機(jī)原理及應(yīng)用課后答案

1、第一次課外作業(yè)題參考答案1微型計算機(jī)由哪5個主要部件組成？微型計算機(jī)系統(tǒng)包含哪些部分答：微型計算機(jī)的5個主要組成部分：運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、 輸出設(shè)備。微型計算機(jī)系統(tǒng)包含：硬件和軟件，其中硬件包括微型計算機(jī)和 外設(shè)，軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。2微機(jī)總線包括哪幾類總線？答：地址總線AB,數(shù)據(jù)總線DB,控制總線CB。3請簡要描述數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的基本特點(diǎn) 。答：地址總線AB:單向，用來傳送CPU輸出的地址信號，確定被訪問的存 儲單元、I/O端口，地址總線的條數(shù)決定 CPU的尋址能力。數(shù)據(jù)總線DB:雙向，用來在CPU與存儲器、I/O接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 送，其條數(shù)決定一次可最

2、多傳送數(shù)據(jù)的寬度?？刂瓶偩€CB:雙向，用于傳送各種控制信號。1 . CPU內(nèi)部由哪幾個主要功能部件構(gòu)成？各自的主要作用是什么？答：CPU是微機(jī)的核心芯片，它包括運(yùn)算器、控制器和寄存器。運(yùn)算器的功能是完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算?？刂破饕话阌芍噶罴拇嫫鳌⒅噶钭g碼器和控制電路組成?？刂破鞯墓δ?是根據(jù)指令的要求，對微型計算機(jī)各部件發(fā)出相應(yīng)的控制信息，使它們協(xié)調(diào) 工作，從而完成對整個計算機(jī)系統(tǒng)的控制。CPU內(nèi)部的寄存器是用來存放經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)的。2 .指令譯碼器起什么作用？答：指令譯碼器對指令寄存器中的操作碼字段進(jìn)行分析，識別該指令規(guī)定的 操作，向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號。3 .請簡述諾依曼計算

3、機(jī)的工作原理（指令執(zhí)行過程或計算機(jī)是如何執(zhí)行一條指 令的）。答：先由指令寄存器IP給出指令所在內(nèi)存的地址，地址經(jīng)地址寄存器 一地 址總線一地址譯碼器，選中指令所在的內(nèi)存的單元，CPU發(fā)出內(nèi)存讀控制信 號，指令從內(nèi)存一數(shù)據(jù)總線一數(shù)據(jù)暫存器一指令寄存器一指令譯碼器對指令 進(jìn)行譯碼，經(jīng)譯碼的指令，由控制電路發(fā)出控制信號去執(zhí)行。當(dāng)一條指令取 走之后，指令指針寄存器會被修改成下一條要執(zhí)行指令的地址，這樣，當(dāng)一 條指令執(zhí)行之后，又進(jìn)入取指令階段，如此不斷重復(fù)。4 . CPU內(nèi)部16位地址寄存器如何尋址和訪問 CPU外部20根地址形成的1M 地址空間？答：用16位的段寄存器與16位的偏移量來解決這一問題，即

4、各個段寄存器 分別用來存放各段的初始地址。當(dāng)由IP提供或EU按尋址方式計算出尋址單 元的16位偏移地址（又稱為邏輯地址）后，將與左移 4位后的段寄存器的 內(nèi)容同時送到地址加法器進(jìn)行相加，形成一個20位的實(shí)際地址（又稱為物理地址），以對存儲單元尋址。5 .什么是段地址、什么是偏移地址？答：段地址：只取段起始地址高16位值。偏移地址：段內(nèi)某內(nèi)存單元物理地址相對段起始地址的偏移值。6 . CPU內(nèi)部的CS段寄存器和IP （或稱PC）指令寄存器有什么作用？答：CS段寄存器用來識別當(dāng)前代碼段（程序一般放在代碼段）；IP指令寄存器用來存儲代碼段中的偏移地址；程序運(yùn)行過程中IP始終指向下一次要取出的指令偏移

5、地址。IP要與CS寄存器相配合才能形成真正 的物理地址。7 .什么是物理地址、邏輯地址、有效地址和絕對地址？答：邏輯地址：由段基址和段內(nèi)偏移地址組成的地址（如CS:IP）,段基址和段內(nèi)偏移地址都是16位的無符號二進(jìn)制數(shù)，在程序設(shè)計時使用。物理地址：存儲器的絕對地址（20位的實(shí)際地址），范圍從00000H FFFFFH，是由CPU訪問存儲器時由地址總線發(fā)出的地址。有效地址：是一 16位無符號數(shù)，表示操作數(shù)所在單元到段首距離即邏 輯地址的偏移地址。絕對地址：是指在通信、計算機(jī)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個地址方案。這 個地址直接鑒別一個存儲單元而不使用相關(guān)媒體，例如，一個基站地址或相 關(guān)地址。8 .分別說

6、明1根、4根、8根、10根、16根、20根地址線各有多少存儲容量的 尋址能力？答：1 根一2Byte4 根一16Byte8 根一256Byte10 根一1K16 根一64K20 根一1M9.什么是寄存器？什么是存儲器？兩者有何異同？答：寄存器是中央處理器內(nèi)的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯 部件，它們可用來暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。存儲器是微型計算機(jī)的存儲和記憶裝置，用以存放數(shù)據(jù)和程序。微型計 算機(jī)的內(nèi)存通常采用半導(dǎo)體存儲器。相同點(diǎn)：都可以儲存數(shù)據(jù)。不同點(diǎn)：寄存器在CPU內(nèi)部，訪問速度較快；存儲器在 CPU外部，訪 問速度不如前者。13.請畫出8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖ABDBCB14.

7、說明是內(nèi)存單元？內(nèi)存單元地址如何表示？說明是內(nèi)存單元的內(nèi)容？如何 實(shí)現(xiàn)對內(nèi)存單元的讀寫？答：內(nèi)存單元一般采用半導(dǎo)體存儲單元，包括隨機(jī)存儲器（ RAM）,只讀存 儲器（ROM）,以及高速緩存（CACHE）。內(nèi)存單元地址表示：把某一段寄存器左移4位，然后與地址ADDR相加后被 直接送到內(nèi)存總線上，這個相加后的地址就是內(nèi)存單元的物理地址，而程序 中的這個地址就叫邏輯地址（或叫虛地址）。RAM可以被CPU隨機(jī)地讀寫，故又稱為讀寫存儲器。這種存儲器用于存放 用戶裝入的程序、數(shù)據(jù)及部分系統(tǒng)信息。當(dāng)機(jī)器斷電后，所存信息失。ROM 中的信息只能被CPU讀取，而不能由CPU任意寫入，故稱為只讀存儲器， 機(jī)器斷電

8、，信息仍保留。這種存儲器用于存放固定的程序，如：基本的 I/O 程序、BASIC解釋程序以及用戶編寫的專用程序等。ROM中的內(nèi)容只能用 專用設(shè)備寫入。讀操作是CPU將內(nèi)存單元的內(nèi)容讀入CPU內(nèi)部，而寫操作是CPU將其內(nèi)部 信息傳送到內(nèi)存單元保存起來。顯然，寫操作的結(jié)果改變了被寫內(nèi)存單元的 內(nèi)容，是破壞性的，而讀操作是非破壞性的，即，該內(nèi)存單元的內(nèi)容在信息 被讀 走”之后仍保持原信息。1.1 I/O單元地址與內(nèi)存單元地址有何異同？I/O單元內(nèi)容可以存放什么性質(zhì)數(shù) 據(jù)？如何實(shí)現(xiàn)I/O單元的讀寫操作?答：I/O單元地址與內(nèi)存單元地址都是為了區(qū)分不同的單元而設(shè)定的，方便 對其進(jìn)行操作，都用十六進(jìn)制表示

9、；不同點(diǎn)在于，I/O單元地址使用的是絕 對地址，而內(nèi)存單元需要使用段地址和偏移地址來尋址。I/O單元內(nèi)容可以存放二進(jìn)制數(shù)據(jù)，分為狀態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。CPU發(fā)出地址信號，選中相應(yīng)的I/O端口。若是讀操作，CPU發(fā)出I/O端口 讀控制信號，被選中的I/O端口將其內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入 CPU。若是寫操作， CPU發(fā)出I/O端口寫控制信號，CPU將欲寫的內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線，寫入被選中 的I/O端口中。16 .什么是指令、指令系統(tǒng)和程序？答：指令是告訴計算機(jī)從事某一特殊運(yùn)算的代碼。指令系統(tǒng)是計算機(jī)硬件的語言系統(tǒng)，也叫機(jī)器語言，它是軟件和硬件的主要 界面，從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看，它是系統(tǒng)程序員看到的計算機(jī)的主

10、要屬性。程序是為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問題而用計算機(jī)語言編寫的命令序列的 集合。17 .是尋址方式？ Intel系列有幾種主要的尋址方式？答：所謂尋址方式，是指如何通過尋找內(nèi)存操作數(shù)的地址尋找內(nèi)存操作數(shù)。Intel系列有七種尋址方式：（一）立即尋址（二）寄存器尋址（三）直接尋址（四）寄存器間接尋址（五）寄存器相對尋址（六）基址加變址尋址（七）相對基址加變址尋址18 .計算325D的十六進(jìn)制、二進(jìn)制和 BCD碼的值。325D=145H=101000101B=0011 0010 0101BCD第二次課外作業(yè)題參考答案1 .邏輯運(yùn)算指令對字或字節(jié)執(zhí)行邏輯運(yùn)算操作，它們都是按位進(jìn)行操作。2 .形成操作

11、數(shù)地址的方式，稱為尋址方式，用某個寄存器中操作數(shù)的值作為地 址的尋址方式稱為寄存器間接尋址。3 .中斷向量表中存放的是中斷程序入口地址的段地址及偏移地址。對于外部中 斷，CPU在獲取類型碼N后，以相應(yīng)偏移量將中斷向量表中的段地址及偏移地 址取至CPU中的CS寄存器和IP_寄存器中，以便在下一周期自動實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移。4 .存儲器或IO設(shè)備經(jīng)緩沖后通過總線與CPU連接，且任一時刻只能有1個部件 通過總線與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊，這是由器件中的 三態(tài)門電路實(shí)現(xiàn)的。5 .8086從數(shù)據(jù)線上讀取數(shù)據(jù)的時候，具引腳 DT/R為低電平，將數(shù)據(jù)寫入存儲器 或IO設(shè)備的時候，具引腳DT/R為五電平。6 .已知某微機(jī)控

12、制系統(tǒng)中的 RAM容量為4KX16位.首地址為4800H.其最后 一個單元的地址為57FFH (=4800H+0FFFH)洪所用數(shù)據(jù)線和地址線分別為 16和 12根。7 .某微機(jī)系統(tǒng)的存儲容量為256K字節(jié)，若采用單片容量為16Kxi位的SRAM 芯片，則組成該存儲系統(tǒng)共需該類芯片多少個？每個存儲芯片需要多少根地址選 擇線？若每8個芯片為一組構(gòu)成字節(jié)單元，則整個系統(tǒng)需要多少個芯片組？答：共需要該類芯片128個，每個存儲芯片需要14根地址選擇線，若每8個芯 片為一組構(gòu)成字節(jié)單元，則整個系統(tǒng)需要16個芯片組。8 .某微機(jī)系統(tǒng)中只讀存儲器ROM為6K,最后一個單元的地址為9BFFH,隨 機(jī)存儲器RA

13、M為3K。已知存儲體地址為連續(xù)的，且 ROM在前，RAM在后， 分別求該存儲體的首地址和末地址、以及 ROM和RAM地址空間分布。答：首地址：8400H,末地址：A7FFHROM的地址空間分布：8400H-9BFFH RAM的地址空間分布：9C00H-A7FFH6k 是 17FFH, 9BFFH17FFH=8400H ; 3k 是 0BFFH, 9C00H+0BFFH=A7FFH第三次課外作業(yè)題參考答案一、計算題：1、十進(jìn)制數(shù)240.75的二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和BCD碼分別是多少？（240.75）d = （1111,0000.11）b = （F0.CH=（0010 0100 0000.0111

14、 0101） BCD2、設(shè) X=C3H, Y=5AH。試計算： （X或 Y）與（X異或 Y） 。X = C3H = 1101 0011 BY =5AH = 0101 1010 B（X異或 Y）與（X或 Y） = 1001 1001B = 99H二、填空題：1、512X4位的存儲器分別需要9 地址線和4數(shù)據(jù)線？ 8Kx 8位的存儲器又分別需要 13地址線和8 數(shù)據(jù)線？2、下述機(jī)器數(shù)形式可表示的數(shù)值范圍是：單字節(jié)無符號整數(shù) 0255;單字 節(jié)有符號整數(shù) -128127。（請用十進(jìn)制形式寫出）3、八片16Kx 4的存儲器可以設(shè)計為32K存儲容量的16位存儲器？4、宏匯編語言程序被匯編時， 指令 語句

15、產(chǎn)生代碼指令，_偽指令 語句不產(chǎn)生代碼指令， 宏指令語句可能產(chǎn)生也可能不產(chǎn)生代碼指令。5、變址尋址的有效地址是變址寄存器的內(nèi)容與基址 代數(shù)和。三、問答題：1、Intel系列的CPU單元一般由哪兩個控制單元組成？它們分別起什么作用？答：CPU由總線接口控制單元（BICU、執(zhí)行運(yùn)算單元 （EU組成。作用分別為：負(fù)責(zé)CPUt存儲器、I/O接口之間的信息傳送；執(zhí)行指令，分析指令，暫存中間運(yùn)算結(jié)果 并保留結(jié)果的特征。2、在Intel8086體系結(jié)構(gòu)中，在存儲原則上堆棧是遵循什么原則的內(nèi)存專用區(qū)域？若設(shè) SP=0056H,如果用棧操彳指令存入9個字節(jié)數(shù)據(jù)，則 SP值為多少？若又用棧操作指令取出4個字節(jié)數(shù)據(jù)

16、，則SP值又變?yōu)槎嗌?？答：堆棧是一種特殊的數(shù)據(jù)存儲尋址方式，遵循 先進(jìn)后出 的原則。設(shè)SP=0056H如 果用棧操作指令壓入9個字節(jié)數(shù)據(jù)，則SP指針變?yōu)?044H若又用棧操作指令彈出4 個字節(jié)數(shù)據(jù)，則SP指針又變?yōu)?04C H。3、請畫出8086非屏蔽中斷響應(yīng)流程圖。尸"X4、試述CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的方式及其特點(diǎn)。答：1.無條件傳送方式。適用于外設(shè)動作時間已知，在 CPUt外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時, 外設(shè)保證已準(zhǔn)備好的情況；軟硬件十分簡單。2 .條件傳送方式。CPU通過不斷查詢外設(shè)狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配； CPU的 工作效率低。3 .中斷傳送方式。CPU和外設(shè)大部分時間處在并行工作狀

17、態(tài)，只在 CPU向應(yīng)外設(shè)的中斷申請后，進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送的過程； 中斷傳送方式提高了 CPU勺效率4 . DMA傳送方式。外設(shè)和內(nèi)存之間，直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送，不通過 CPU傳送效率高電路結(jié)構(gòu)復(fù)適用于在內(nèi)存與高速外設(shè)、或兩個高速外設(shè)之間進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳送；雜，硬件開銷較大四、應(yīng)用題（答案不唯一）1、試?yán)L制一個程序流程圖。從鍵盤輸入一行字符，要求第一個鍵入的必須是空格符（命令引導(dǎo)符）。如果不是則退出程序；如果是，則開始接收鍵入的字符并按順序存放在首地址為BUFFER勺緩沖區(qū)中（命令引導(dǎo)符不存入），直到接收到回車（Enter）字符時退出程 序。2、用1KX 8位的存儲芯片組成 2Kx 8位的ROM和2Kx 8位的RAM存儲器，要求的存儲器 空間范圍為：ROM: 1000 17FFH , RAM: 28002FFFH試畫出 CPU通過地址鎖存器、數(shù)據(jù)緩沖器、地址譯碼器與存儲器芯片之間的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線和片選信號的連線圖，以構(gòu)成i8086最小系統(tǒng)。存儲體地址空間分布分析（供分析時選擇使用）A15 A14 A13A12AllAl0 A A A A6 A A4A A2 Ai AoROM1:001000000000000001001111111111ROM2:0010100000