微機原理 課后題 答案

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第一章 微型計算機概述

1.1 微處理器、微型計算機和微型計算機系統(tǒng)三者之間有什么不

同？

答：① 微處理器是微型計算機的核心，是微型計算機的一部分。它是集成在一塊芯片上的CPU，由運算器和控制器組成。 ② 微型計算機包括微處理器、存儲器、I/O接口和系統(tǒng)總線，是微型計算機系統(tǒng)的主體。

③ 微型計算機系統(tǒng)包括微型計算機、外設(shè)及系統(tǒng)軟件三部分。

1.2 CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上由哪幾部分組成？CPU應(yīng)具備哪些主要功

能？

答：1.CPU在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上由以下幾部分組成：

算術(shù)邏輯部件(ALU)；累加器和通用寄存器組；程序計數(shù)器(指令指針)、指令寄存器和譯碼器；時序和控制部件。 2.CPU應(yīng)具備以下主要功能： 可以進行算術(shù)和邏輯運算；可保存少量數(shù)據(jù)；能對指令進行譯碼并執(zhí)行規(guī)定的動作；能和存儲器、外設(shè)交換數(shù)據(jù)；提供整個系統(tǒng)所需要的定時和控制；可以響應(yīng)其他部件發(fā)來的中斷請求。

1.3 累加器和其他通用寄存器相比，有何不同？

答：許多指令的執(zhí)行過程以累加器為中心；輸入/輸出指令一般也以累加器來完成。

1.4 微處理器的控制信號有哪兩類？

答：一類是通過對指令的譯碼，由CPU內(nèi)部產(chǎn)生的。這些信號由CPU送到存儲器、I/O接口電路和其他部件。另一類是微型機系統(tǒng)的其他部件送到CPU的。通常用來向CPU發(fā)出請求。如中斷請求、總線請求等。

1.5 微型計算機采用總線結(jié)構(gòu)有什么優(yōu)點？

答：首先是系統(tǒng)中各功能部件之間的相互關(guān)系變?yōu)楦鱾€部件面向總線的單一關(guān)系。其次是一個部件只要符合總線標(biāo)準(zhǔn)，就可以連接到采用這種總線標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，使系統(tǒng)功能得到擴充。

1.6 數(shù)據(jù)總線和地址總線在結(jié)構(gòu)上有什么不同之處？如果一個系統(tǒng)

的數(shù)據(jù)和地址合用一套總線或者合用部分總線，那么，要靠什么來區(qū)分地址或數(shù)據(jù)？

答：1.數(shù)據(jù)總線是雙向三態(tài)；地址總線是單向輸出三態(tài)。

2.數(shù)據(jù)和地址復(fù)用時，必須有一個地址選通信號來區(qū)分該總線上輸出的是地址還是數(shù)據(jù)。

1.7 控制總線傳輸?shù)男盘柎笾掠心膸追N？

答：包括CPU送往存儲器和I/O接口的控制信號，如讀信號、寫信號、中斷響應(yīng)信號、存儲器和I/O接口區(qū)分信號等。還包括其他部件送到CPU的信號，如時鐘信號、中斷請求信號、準(zhǔn)備就緒信號等。

第二章 8086微處理器

2.1 總線接口部件有哪些功能？請逐一進行說明。

答：1.總線接口部件的功能是負(fù)責(zé)與存儲器、I/O端口傳送數(shù)據(jù)。 2.具體講：① 總線接口部件要從內(nèi)存取指令送到指令隊列；

② CPU執(zhí)行指令時，總線接口部件要配合執(zhí)行部件從指定的內(nèi)存單元或者外設(shè)

端口中取數(shù)據(jù)，將數(shù)據(jù)傳送給執(zhí)行部件，或者把執(zhí)行部件的操作結(jié)果傳送到指定的內(nèi)存單元或外設(shè)端口中。

2.2 8086的總線接口部件由哪幾部分組成？

答：4個段地址寄存器CS、DS、ES、SS；16位的指令指針寄存器IP；20位的地址加法器；6字節(jié)的指令隊列。

2.3 段寄存器CS=1200H，指令指針寄存器IP=FF00H，此時，指令

的物理地址為多少？指向這一物理地址的CS值和IP值是唯一的嗎？

答：1.該指令的物理地址=CS×10H+IP=21F00H。 2.指向這一物理地址的CS值和IP值不是唯一的。

2.4 8086的執(zhí)行部件有什么功能？由哪幾部分組成？

答：1.8086的執(zhí)行部件的功能是負(fù)責(zé)指令的執(zhí)行。

2. 4個通用寄存器AX、BX、CX、DX；4個專用寄存器BP、SP、SI、DI；標(biāo)志寄存器FLAGS和算術(shù)邏輯單元ALU。

2.5 狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志有何不同？程序中是怎樣利用這兩類標(biāo)志

的？8086的狀態(tài)標(biāo)志和控制標(biāo)志分別有哪些？

答：1.不同之處在于：狀態(tài)標(biāo)志由前面指令執(zhí)行操作的結(jié)果對狀態(tài)標(biāo)志產(chǎn)生影響，即前面指令執(zhí)行操作的結(jié)果決定狀態(tài)標(biāo)志的值。控制標(biāo)志是人為設(shè)置的。 2.利用狀態(tài)標(biāo)志可進行計算和判斷等操作。利用控制標(biāo)志可對某一種特定功能(如單步操作、可屏蔽中斷、串操作指令運行的方向)起控制作用。 3.8086的狀態(tài)標(biāo)志有：SF、ZF、PF、CF、AF和OF計6個。 8086的控制標(biāo)志有：DF、IF、TF計3個。

2.6 8086/8088和傳統(tǒng)的計算機相比在執(zhí)行指令方面有什么不同？

這樣的設(shè)計思想有什么優(yōu)點？

答：1.傳統(tǒng)的計算機在執(zhí)行指令時，指令的提取和執(zhí)行是串行進行的。8086/8088 CPU的總線接口部件和執(zhí)行部件在提取和執(zhí)行指令時是并行同時工作的。 2.8086/8088 CPU的設(shè)計思想有力地提高了CPU的工作效率，這也正是8086/8088成功的原因之一。

2.7 總線周期的含義是什么？8086/8088的基本總線周期由幾個時

鐘組成？如一個CPU的時鐘頻率為24MHz，那么，它的一個時鐘周期為多少？一個基本總線周期為多少？如主頻為15MHz呢？

答：1.總線周期的含義是總線接口部件完成一個取指令或傳送數(shù)據(jù)的完整操作所需的最少時鐘周期數(shù)。

2.8086/8088的基本總線周期由4個時鐘周期組成。

3.當(dāng)主頻為24MHz時，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T總=4Tφ≈167ns。 4.當(dāng)主頻為15MHz時，Tφ=1/15MHz≈66.7ns，T總=4Tφ≈267ns。

2.8 在總線周期的T1、T2、T3、T4狀態(tài)，CPU分別執(zhí)行什么動作？

什么情況下需要插入等待狀態(tài)TW？TW在哪兒插入？怎樣插入？

答：1.在總線周期的T1、T2、T3、T4狀態(tài)，CPU分別執(zhí)行下列動作：

T1狀態(tài)：CPU往多路復(fù)用總線上發(fā)出地址信息，以指出要尋找的存儲單元或外設(shè)端口的地址。

T2狀態(tài)：CPU從總線上撤銷地址，而使總線的低16位浮置成高阻狀態(tài)，為傳輸

總結(jié)

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