微机原理与接口技术(第二版) 清华大学出版社
微机原理与接口技术清华大学出版社北京交通大学出版社制作
体;软件是为运行、管理和维护计算机系统或为实现某一 功能而编写的各种程序的总和及其相关资料。
软件由系统软件和应用软件组成。系统软件简化了计 算机操作,支持应用软件的运行并提供服务,包括操作系 统、实用程序和语言处理程序等;应用软件是为用户解决 某种应用问题的程序及有关的文件和资料。
取整数位1
0.625×2=1.25
取整数位1
0.25×2=0.5
取整数位0
0.5×2=1.0
取整数位1
转换后的结果为:(0.8125)10=(0.1101)2 同理,十进制转换为十六进制可采用“除16倒取余”或“乘
16顺取整”的方法。
25
第1章
微型计算机基础知识
(2)二进制、十六进制数转换为十进制数:按照“将位 权展开求和”的方法就可以得到。 【例1.3】将二进制数(100101.101)2 转换为十进制数,过程 如下: (100101.101)2=1×25+1×22+1×20+1×2-1+1×2-3
12
第1章
微型计算机基础知识
(5)主频:也称时钟频率,单位为MHz(兆赫),决定 微机的处理速度。 (6)主存容量:主存储器中RAM和ROM的总和。 (7)可靠性:计算机在规定的时间和工作条件下正常工 作不发生故障的概率。 (8)兼容性:计算机的硬件和软件可用于其他多种系统 的性能。 (9)性能价格比:衡量计算机产品优劣的综合性指标, 包括计算机的硬软件性能与售价的关系。
1.数的原码、反码、补码表示 (1)原码:正数的原码将其符号位置“0”,负数的原码将 其符号位置“1”,其余各位按照通常的方法来表示。 (2)反码:正数的反码与其原码相同,负数的反码为其原 码除符号位以外的各位按位取反。 (3)补码:正数的补码与其原码相同,负数的补码为其反 码在最低位加1。引入补码可以将减法运算化成加法运算, 从而简化机器的控制线路,提高运算速度。
第2微机原理与接口技术清华大学-PPT精品
编写相应的程序段。
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源程序代码:
LEA SI,DATA
MOV DX,3F8H WATT:IN AL,DX
ATJAZENNSWDDTATAAATLLL,,,0222AHAHH CTJXZEMOSWPRTAAATALTLL,,,0282HAAHH JTJNENSZZT WAWLA,ATT2TT0H
更长字长数的移位。
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MOV SI,1000H
MOV DI,3000H MOV CX,4 BBB:MOV AL,[SI] MOV BL,AL AND AL,0FH OR AL,30H MOV [DI],AL INC DI MOV AL,BL
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程序例
PUSH CX MOV CL,4 SHR AL,CL OR AL,30H MOV [DI],AL INC DI INC SI POP CX DEC CX JNZ BBB HLT
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算术左移和逻辑左移
• 算术左移指令: SAL OPRD,1 SAL OPRD,CL
有符号数
• 逻辑左移指令: SHL OPRD,1
无符号数
SHL OPRD,CL
移动一位后,若CF与最高不相等,则OF=1;否则OF=0
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逻辑右移
• 格式: SHR OPRD,I
CF
0
CF
0
CF
0
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算术右移
• 格式: SAR OPRD,I SAR OPRD,CL
有符号数 的右移
CF
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非循环移位指令的应用
• 左移可实现乘法运算 • 右移可实现除法运算
微型计算机原理与接口技术第二版孙力娟-文档资料
(二)整数补码的运算 1.关于“模”的概念 一个计量器的最大容量称为该计量器的“模”
四位计数器能存0000~1111共十六个数, ∴ 模=24
八位计数器能存0000,0000~1111,1111共256个数, ∴ 模= 28 十六位计数器能存 ∴ 模= 216
0000,0000,0000,0000~1111,1111,1111,1111共65536个数,
以小数点为界向前各位的位权依次是 20,21,
22,…,向后依次为2-1,2-2,2-3,…; 一个二进制数可以通过各位数字与其位权之积 的和来计算其大小。
(1
1
0
1.
0
1
1
1)2
权:2
3
2
2
2
1
2. 2
2
2
特点: 每位代码非0即1 高位权是低位权的2倍 加减运算法则:逢二进一,借一当二 101 1101 + 111 - 1010
真值:一个数的数值。 用“+”表示正数,用“-”表示负数 如:+101 -101 机器数:在计算机中如何表示正负? 把符号数值化,用0表示“+”,用1表示“-”,这 样,连同符号位在一起作为一个数,称为机器数。 0 XXXXXXX
正数
1
XXXXXXX
负数
字长:包括符号位在内,一个二进制数占有的位数 如:字长n=8的二进制数,除了符号位,数值部 分为7位 由于数值部分的表示方法不同,有符号数可有 三种表示方法,即机器数有三种形式,分别叫
∴ (0.8125)10=(0.1101)2
③十进制带小数 →二进制数 整数、纯小数分别计算,再合并 ∴(11.8125)10=(1011.1101)2 例:设 X =(01010110)2 Y =(5 A)16 问: X,Y谁大? 解: 转换成同一数制比。等值的十进制数谁最大。 ∵ X=(01010110)2=26+24+22+21=(86)10 Y=(5A) 16= 5×161+10×160=(90) 10 ∴ Y大 不同数制的数比大小,可看它等值的十进制数谁大。
习题6参考答案-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
习题与思考题66.1 参考答案:按总线功能或信号类型来分,有数据总线、地址总线和控制总线。
按总线的层次结构分来为,有:CPU总线:微机系统中速度最快的总线,主要在CPU内部,连接CPU内部部件,在CPU周围的小范围内也分布该总线,提供系统原始的控制和命令。
局部总线:在系统总线和CPU总线之间的一级总线,提供CPU和主板器件之间以及CPU到高速外设之间的快速信息通道。
系统总线:也称为I/O总线,是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。
由于速度慢,其功能已经被局部总线替代。
通信总线:也称为外部总线,是微机与微机,微机与外设之间进行通信的总线。
常用的系统总线有:ISA总线、PCI总线、AGP总线、PCI-Express总线常用的外总线有:USB总线、IEEE 1394总线6.2 参考答案:(1)可以简化系统结构,便于系统设计制造。
(2)大大减少连线数目,便于布线,减小体积,提高系统的可靠性。
(3)便于接口设计,所有与总线连接的设备均可采用类似的接口。
(4)便于系统的扩充、更新与灵活配置,易于实现系统模块化。
(5)便于设备的软件设计和故障的诊断、维修等。
6.3参考答案:使用标准总线,不仅可以简化设计,有利于组织大规模专业化生产,缩短研制周期,同时也为灵活配置系统以及系统的升级、改造和维护带来了方便。
总线标准的一般特性规范包含:(1)物理特性定义总线物理形态和结构布局,规定总线的形式(电缆、印制线或接插件)及具体位置等。
(2)机械特性定义总线机械连接特性,其性能包括接插件的类型、形状、尺寸、牢靠等级、数量和次序等。
(3)功能特性定义总线各信号线功能,不同信号实现不同功能。
(4)电气特性定义信号的传递方向、工作电平、负载能力的最大额定值等。
6.4总线位宽:是指总线上能同时传送的数据位数,用bit(位)表示。
总线带宽(总线最大传输率):是指单位时间内总线上可传送的数据量,可用字节数/秒(B/s)或比特数/秒(b/s)表示总线工作频率:是指用于控制总线操作周期的时钟信号频率,所以也叫总线时钟频率,通常以MHz 为单位。
习题8参考答案-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
习题与思考题88.1 参考答案:中断是指CPU在正常运行时,由于内、外部事件或由程序预先安排引起的,CPU暂停正在运行的程序而转去执行内、外部事件或预先安排的事件服务程序,待处理完毕后又回到原来被中止的程序处继续执行的过程。
中断处理的一般过程:中断请求、中断响应、中断处理和中断返回8.2 参考答案:中断向量:每个中断服务程序的程序入口地址中断向量表:8086系统把256个中断向量集中起来,按对应的中断类型号从小到大的顺序依次存放到了内存的最低端,这个存放中断向量的存储区称为中断向量表。
中断向量地址:每个中断向量在中断向量表中占用连续4个存储单元,其中前2个单元存放的是中断向量的偏移地址IP值,后2个单元存放的是中断向量的段地址CS值,4个连续存储单元中的最低地址称为中断向量在中断向量表中的中断向量地址。
8.3 参考答案:中断优先级:CPU响应每个中断源的优先顺序;解决中断优先级的方法:(1)软件查询方式(2)硬件排队方式8.4 参考答案:8086 CPU的中断分为内部中断(软中断)与外部中断(硬中断)优先级排列顺序(由高向低):除法出错、INTO、INT n、NMI、INTR、单步8.5 参考答案:系统自动保护的现场:Flags、断点需用户保护的现场:CPU内部寄存器(Flags除外)8.6参考答案:8259A芯片用于管理和控制外部中断请求。
主要功能:(1)具有8级中断优先级控制,可级联;(2)对每一个中断请求均有屏蔽功能;在中断响应期间,可提供中断类型码;(3)通过编程根据需要对所具有的多种中断管理方式进行设置或初始化。
8.7 参考答案:8259A的初始化编程步骤:初始化命令字(ICW)的设置,应按规定次序ICWl→ICW2→ICW3→ICW4写入。
①16位以上微处理器,ICWl,ICW2及ICW4必须写。
②多片8259A进行级联,要写ICW3,且主片、从片要分开写(不一样);不用级联,就不用写ICW3。
微机原理与接口技术清华大学出版社答案
微机原理与接口技术清华大学出版社答案【篇一:微机原理与接口技术(第二版) 清华大学出版社】汇编语言,汇编程序,和机器语言?答:机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替操作码,用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言,这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2. 微型计算机系统有哪些特点?具有这些特点的根本原因是什么?答:微型计算机的特点:功能强,可靠性高,价格低廉,适应性强、系统设计灵活,周期短、见效快,体积小、重量轻、耗电省,维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件,建立在微细加工工艺基础之上。
3. 微型计算机系统由哪些功能部件组成?试说明“存储程序控制”的概念。
答:微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点:①计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。
②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,使计算机在不需要人工干预的情况下,自动、高速的从存储器中取出指令加以执行,这就是存储程序的基本含义。
④五大部件以运算器为中心进行组织。
4. 请说明微型计算机系统的工作过程。
答:微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是cpu自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。
如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能。
5. 试说明微处理器字长的意义。
答:微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
《微机原理与接口技术》 (张凡 盛珣华 戴胜华 著) 清华大学出版社 北方交通大学出版社 课后答案
第二章微处理器及其结构2-7 什么是逻辑地址? 什么是物理地址? 在实地址方式下,如何求存储器的物理地址? 设一个16字的数据区,它的起始地址为70A0H:DDF6(段基址:偏移地址).写出这个数据区的首字单元和末字单元的物理地址.解:1). 实模式下,逻辑地址由段基址和偏移地址组成.物理地址是真正的存储单元的地址.2). 物理地址=段基址*16 + 偏移地址3). 首字单元地址:70A0H*16 +DDF6H = 70A00H + DDF6H = 7E7F6H末字单元地址:7E7F6H + (16-1)*2 = 7E7F6H + 1EH = 7E814H注意:相邻两个存储单元可构成一个字长为16位的字,在对准字时,用偶地址表示字的地址.1EH1CH 2H20H16H14H18H4H1AH10H0H12HEHCH8HAH6H第三章指令系统3-6 分别指出下列指令中源操作数和目标操作数的寻址方式. 若是存储器寻址,用表达式表示EA=?(1)AND AX, 00FFH(2)ADD BX, [00FFH](3)MOV AX, [BX+10H](4)ADD AX, [ESI*8](5)SUB [BP][SI], AX(6)MOV AX, [BX+DI+20H](7)CMP [SI], AX(8)OR AX, DX(9)MOV EAX, [ESI][EDI*2](10)PUSH DS解:(1)立即数寻址(2)直接寻址EA=00FFH(3)基址寻址EA=(BX)+10(4)比例间址EA=ESI*8(5)基址加间址寻址EA=(BP)+(SI)(6)带位移的基址加间址寻址EA=(BX)+(DI)+20H(7)间址寻址EA=(SI)(8)寄存器寻址(9)基址加比例间址寻址EA=(ESI)+(EDI)*2(10)寄存器寻址注意:◆16位寻址: BX和BP作为基址寄存器.BX以DS作为默认段寄存器,BP以SS为默认段寄存器.SI和DI作为间址寄存器. 默认DS为段寄存器◆32位寻址: 8个32位通用寄存器均可作为基址寄存器,其中ESP,EBP以SS为默认段寄存器,其余均以DS为默认段寄存器.除ESP外的其它7个寄存器均可作间址寄存器,EBP默认SS作段基址寄存器,其它以DS作段基址寄存器3-7 32位微机工作在实地址模式下, 已知(DS) = 1000和(SS) = 2000H, (SI) =007FH, (BX) = 0040H, (BP) = 0016H, 变量TABLE的偏移地址为0100H. 指出下列指令中源操作数的寻址方式,求它的有效地址(EA)和物理地址(PA).(1)MOV AX, [1234H](2)MOV AX, TABLE(3)MOV AX, [BX+100H](4)MOV AX, TABLE[BP][SI]解:(1)直接寻址EA=1234H PA=(DS)*16 + EA = 11234H(2)直接寻址EA=(TABLE)=0100H PA=(DS)*16+EA=10100H(3)基址寻址EA=(BX)+100H=0140H PA=(DS)*16+EA=10140H(4)带位移的基址加间址寻址EA=(BP)+(SI)+TABLE=0195H PA=(SS)*16+EA=20195H注意: 当基址寄存器和间址寄存器默认的段寄存器不同时,一般规定,由基址寄存器来决定默认的段寄存器为段基址寄存器. 这里BP为基址寄存器,所以默认SS为段基址寄存器.3-8 指出下列指令的错误,并加以改正.(1)MOV DS, 100(2)MOV 1020H, DX(3)SUB [1000H], [SI](4)PUSH AL(5)IN AL, [80H](6)MOV DS, ES(7)JMP BX(8)SHR DX, 4(9)OUT 380H, AX(10)ADD AL, BX(11)POP CS(12)MOV CL, 3300H解:(1)立即数不能直接传送到段寄存器中去应改为: MOV AX, 100MOV DS, AX(2)立即数只能出现在源操作数位置应改为: MOV DX,1020H(3)源操作数和目标操作数不能同时为寄存器寻址应改为: MOV AX, [1000H]SUB AX, [SI](4)PUSH指令不能操作8位数据应改为: PUSH AX(5)[80H ]不是端口IN AL ,80H应改为: IN AL, 80H(6)两个段寄存器之间不能直接传送应改为: MOV AX, ESMOV DS,AX(7)对(8)移位次数超过1的时候,要把移位次数放入CL中应改为: MOV CL, 4SHR DX, CL(9)端口地址大于255时,要把地址放入DX中应改为: MOV DX, 380HOUT DX, AX(10)源操作数和目标操作数不匹配应改为: ADD AX, BX(11)POP指令只能使用在存储器或通用寄存器可改为: POP AX(12)源操作数和目标操作数不匹配应改为: MOV CX, 3300H3-9 已知: (DS) = 091DH, (SS) = 1E4AH, (AX) = 1234H, (BX) = 0024H, (CX) = 5678H, (BP) = 0024H, (SI) = 0012H, (DI) = 0032H, [09226H] = 00F6H, [09228H] = 1E40H, [1E4F6H] = 091DH. 试求下列各指令单独执行后的结果.(1)MOV CL, 20H[BX][SI] ; (CL) = ?(2)MOV [BP][DI], CX ; [IE4F6H] = ?(3)LEA BX, 20H[BX][SI] : (BX) = ?MOV AX, 2[BX] : (AX) = ?(4)LDS SI, [BX][DI]MOV [SI], BX ; (SI]) = ?(5)XCHG CX, 32H[BX] ; (AX) = ?XCHG 20[BX][SI], AX ; [09226H] = ?解:(1)(CL) = 00F6H(2)[IE4F6H] = 5678H(3)(BX) = 0056H(AX) = 1E40H(4)(SI)= 0024H(5)(AX) = 5678H[09226H] = 1234H3-10 已知(AL) = 0C4H, DATA单元中内容为5AH, 写出下列每条指令单独执行后的结果(ODITSZAPC:0---xxux0)(1)AND AL, DATA(2)OR AL, DATA(3)XOR AL, DATA(4)NOT DATA(5)AND AL, 0FH(6)OR AL, 1H(7)XOR AL, 0FFH(8)TEST AL, 80H解:(1)(AL)= 40H CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义(2)(AL)= DEH CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=1,AF无定义(3)(AL)= 9EH CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=0,AF无定义(4)(AL)= A5H 不影响任何标志位(5)(AL)= 04H CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义(6)(AL)= C5H CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=1,AF无定义(7)(AL)= 3BH CF=0,OF=0,SF=0,ZF=0,PF=0,AF无定义(8)(AL)不变=0C4H CF=0,OF=0,SF=1,ZF=0,PF=0,AF无定义3-12 (AL)=8EH,(BL)=72H,执行以下指令后,标志位OF、SF、ZF、AF、PF和CF的值是什么?(1)ADD AL,BL(2)AND BL,AL(3)CMP AL,BL(4)SHL AL,1解:(1)OF=0,SF=0,ZF=1,AF=1,PF=1,CF=1(2)OF=0,SF=0,ZF=0,AF=(未定义),PF=0,CF=0(3)OF=1,SF=0,ZF=0,AF=0,PF=0,CF=0(4)OF=1,SF=0,ZF=0,AF=(未定义),PF=0,CF=13-15 试用CMP指令和无条件指令实现以下判断(1)AX和CX中的内容均为无符号数①(AX)>(CX)则转至BIGGER标号执行②(AX)<(CX)则转至LESS标号执行(2)BX和DX中的内容均为有符号数①(BX)>(DX)则转至BIGGER标号执行②(BX)<(DX)则转至LESS标号执行解:(1)CMP AX,CXJA BIGGERJB LESS(2)CMP BX,DXJG BIGGERJL LESS第四章汇编语言程序设计4-9 试用伪指令编写一数据段与下面程序等效。
《微型计算机原理与接口技术》清华大学出版社-冯博琴-吴宁主编-课后答案
第1章基础知识1.1 计算机中常用的计数制有哪些?解:二进制、八进制、十进制(BCD)、十六进制。
1.2 什么是机器码?什么是真值?解:把符号数值化的数码称为机器数或机器码,原来的数值叫做机器数的真值。
1.3 完成下列数制的转换。
微型计算机的基本工作原理汇编语言程序设计微型计算机接口技术建立微型计算机系统的整体概念,形成微机系统软硬件开发的初步能力。
解:(1)166,A6H(2)0.75(3)11111101.01B, FD.4H(4 ) 5B.AH, (10010001.011000100101)BCD1.4 8位和16位二进制数的原码、补码和反码可表示的数的范围分别是多少?解:原码(-127~+127)、(-32767~+32767)补码(-128~+127)、(-32768~+32767)反码(-127~+127)、(-32767~+32767)1.5 写出下列真值对应的原码和补码的形式。
(1)X= -1110011B(2)X= -71D(3)X= +1001001B解:(1)原码:11110011 补码:10001101(2)原码:11000111 补码:10111001(3)原码:01001001 补码:010010011.6 写出符号数10110101B的反码和补码。
解:11001010,110010111.7 已知X和Y的真值,求[X+Y]的补码。
(1)X=-1110111B Y=+1011010B(2)X=56D Y= -21D解:(1)11100011(2)001000111.8 已知X= -1101001B,Y= -1010110B,用补码求X-Y的值。
解:111011011.9 请写出下列字符的ASCII码。
4A3-!解:34H,41H,33H,3DH,21H1.10 若给字符4和9的ASCII码加奇校验,应是多少?解:34H,B9H1.11 上题中若加偶校验,结果如何?解:B4H,39H1.12 计算下列表达式。
第6章-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
I/O接口模块 外围控制器
外围接口
系统总线 接口
外
总
线
系统总线 接口
外围接口
系统总线 接口
外围设备
系统总线
外总线 外围设备 外围设备
图6.1 总微线型按计位算置机分的类各级总线
5
6.1总线概述
三、总线标准和性能指标
1、总线标准 物理特性:定义总线物理形态和结构布局,规定总线的形
式及具体位置等 机械特性:定义总线机械连接特性,其性能包括接插件的
3
6.1总线概述
二、总线分类
1、按传送信息的内容。有地址、数据、控制总线 2、按照总线的层次位置。有片内总线、片总线、系统总线和外总线4种。 片内总线:集成电路芯片(如CPU或I/O)内部,用于片内各功能单元之间
的互连,如ALU与各寄存器之间的互连 ; 片总线:元件级总线或局部总线,用于单板机或一块CPU插件板的电路板
寻址阶段:获得总线使用权的主模块发出存储器地址或 I/O端地址,使从模块启动
传输阶段:主模块和从模块之间进行数据传输。 结束阶段:主从模块的有关信息均从系统总线上撤除,
让出总线。
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6.2 系统总线
在微机系统的各级总线中,系统总线最重要,它的性能与 整个系统的性能有直接的关系 。 ✓ PC系列微机常用的总线有ISA 、PCI、AGP、USB、 1394等。ISA为系统总线,PCI是局部总线(内部总线), 其他的是外部总线。 ✓ 在进行接口设计时,要仔细了解总线信号功能,总线时 序、驱动能力等。 ✓ 要求了解PC系列微机中各种总线的主要特点,应用范围。
类型、形状、尺寸、牢靠等级、数量和次序等。 功能特性:定义总线各信号线功能 电气特性:定义信号的传递方向、工作电平、负载能力的
微型计算机原理与接口技术(清华大学出版社第二版)
2.1微处理器主要由那几部分组成?解:运算器,控制器,寄存器组2.4 总线周期中,何时需要插入Tw等待周期?插入Tw周期的个数取决于什么因素?解:在每个总线周期的T3的开始处若READY为低电平,则CPU在T3后插入一个等待周期Tw。
在Tw的开始时刻,CPU还要检查READY状态,若仍为低电平,则再插入一个Tw。
此过程一直进行到某个Tw开始时,READY已经变为高电平,这时下一个时钟周期才转入T4.插入Tw周期的个数取决于READY电平维持的时间2.6 在8086/8088CPU,标志寄存器包含哪些标志位?各位为0(为1)分别表示什么含义?解:CF进位标志位。
若算术运算时最高位有进位则CF=1,否则CF=0PFo奇偶标志位。
当运算结果低8位中“1”的个数为偶数时PF=1,为奇数时PF=0AF辅助进位位。
再加(减)法操作中,b3向b4有进位(借位)时,AF=1,否则AF=0ZF零标志位。
当运算结果为零时ZF=1,否则ZF=0 SF符号标志位。
当运算结果的最高位为1时SF=1,否则SF=0OF溢出标志位。
当算术运算的结果溢出时,OF=1,否则OF=0 TF跟踪标志位。
TF=1时使CPU处于单步执行指令的工作方式IF中断允许标志位。
IF=1时使CPU可以响应可屏蔽中断请求,IF=0时则禁止响应中断DF方向标志位。
DF=1使串操作按减地址方式进行。
DF=0使串操作按增地址方式进行2.7 8086/8088CPU中,有哪些通用寄存器和专用寄存器?说明它们的作用。
解:AX,BX,CX和DX寄存器一般用于存放参与运算的数据或运算的结果。
除此之外:AX:主要存放算术逻辑运算中的操作数,以及存放I/0操作的数据BX:存放访问内存时的基地址CX:在循环和串操作指令中用计数器DX:在寄存器间接寻址的I/O指令中存放I/O地址。
在做双字长乘除法运算时,DX与AX合起来存放一个双字长数SP:存放栈顶偏移地址BF:存放访问内存时的基地址SP和BP也可以存放数据,但他们的默认段寄存器都是SSSI:常在变址寻址方式中作为源地址指针DI:常在变址寻址方式中作为目标地址指针专用寄存器包括4个段寄存器和2个控制寄存器:CS:代码段寄存器,用于存放代码段的段基地址DS:数据段寄存器,用于存放数据段的段基地址SS:堆栈段寄存器,用于存放堆栈段的段基地址ES:附加数据段寄存器,用于存放附加段的段基地址IP:指令指针寄存器,用于存放吓一跳要执行指令的偏移地址FLAGS:标志寄存器,用于存放运算结果的特征2.9 在8088CPU中物理地址和逻辑地址是什么?一直逻辑地址为1F00:38A0H,如何计算出其对应的物理地址?若已知物理地址,其逻辑地址唯一吗?解:物理地址是CPU存取存储器所用的地址。
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案
微机原理与接口技术(第二版)课后习题答案第1章作业答案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:把CPU(运算器和控制器)用大规模集成电路技术做在一个芯片上,即为微处理器。
微处理器加上一定数量的存储器和外部设备(或外部设备的接口)构成了微型计算机。
微型计算机与管理、维护计算机硬件以及支持应用的软件相结合就形成了微型计算机系统。
1.2 CPU在内部结构上由哪几部分组成?CPU应该具备哪些主要功能? 解:CPU主要由起运算器作用的算术逻辑单元、起控制器作用的指令寄存器、指令译码器、可编程逻辑阵列和标志寄存器等一些寄存器组成。
其主要功能是进行算术和逻辑运算以及控制计算机按照程序的规定自动运行。
1.3 微型计算机采用总线结构有什么优点?解:采用总线结构,扩大了数据传送的灵活性、减少了连线。
而且总线可以标准化,易于兼容和工业化生产。
1.4 数据总线和地址总线在结构上有什么不同之处?如果一个系统的数据和地址合用一套总线或者合用部分总线,那么要靠什么来区分地址和数据?解:数据总线是双向的(数据既可以读也可以写),而地址总线是单向的。
8086CPU为了减少芯片的引脚数量,采用数据与地址线复用,既作数据总线也作为地址总线。
它们主要靠信号的时序来区分。
通常在读写数据时,总是先输出地址(指定要读或写数据的单元),过一段时间再读或写数据。
1.8在给定的模型中,写出用累加器的办法实现15×15的程序。
解: LD A, 0LD H, 15LOOP:ADD A, 15DEC HJP NZ, LOOPHALT第 2 章作业答案2.1 IA-32结构微处理器直至Pentillm4,有哪几种?解:80386、30486、Pentium、Pentium Pro、Peruium II 、PentiumIII、Pentium4。
2.6 IA-32结构微处理器有哪几种操作模式?解:IA一32结构支持3种操作模式:保护模式、实地址模式和系统管理模式。
微机原理与接口技术课后习题答案 清华大学出版社
微机原理与接口技术课后部分习题参考答案第一章2. 第3项任务,根据状态标志位的状态决定转移方向。
3. 程序存储是将要执行的程序的全部指令存储到存储器中,程序控制指程序开始执行后,通过指令流控制数据或计算机,完成设定的任务。
4. 分BIU 总线接口部件和EI执行部件两大部件,其中总线接口部件BIU负责取指令和数据,执行部件EI负责执行指令及运算。
在执行一条指令的同时可以取下一条指令,重叠运行,速度快。
5. 有6个状态标志,分别为进位标志CF、溢出标志OF、零标志ZF、奇偶标志PF、负标志SF、辅助进位标志AF。
3个控制标志分别为中断允许标志IF、单步标志TF、方向标志DF。
标志位的内容可以通过标志位操作指令来操作,例如CLC指令清除进位位,即使CF=0,STC指令使CF=1,CLI指令使IF=0,禁止中断,STI指令使IF=1,允许中断。
还可以通过LAHF指令取来标识寄存器的内容修改后用SAHF指令送回去。
也可以用PU SHF/POPF指令来修改标志寄存器的内容。
6. 实模式下分段靠4个段寄存器实现。
段寄存器中的值就是段地址,当偏移地址为0时的段地址+偏移地址就是该段的起始地址。
物理地址是由段地址左移4位后与偏移地址相加形成的20位地址。
7. 说法不一定正确。
对顺序执行指令的计算机是对的。
对重叠或流水线的计算机就不对了。
例如对8086CPU,由于采用了取指令与执行指令的一次重叠,尽管执行一条指令的总时间并没有变化,但连续执行n条指令时,总的时间会大大缩短,可以简单的比喻成总时间为原时间的二分之一,快了一倍。
8. 引入流水线后,执行一条指令的总时间并没有变化。
9. 高速缓存的目的是提高存储器的速度,进而提高了CPU的速度。
虚拟存储器的目的是为了给程序员或程序一个大的存储或运行空间。
10。
8086采用总线接口部件BIU与执行部件EU分开提高了速度,286将8086的BIU进一步分成3个部件,提高了并行性。
习题1参考答案-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
习题与思考题11.1微型计算机系统中的硬件部分就是微机,这种说法对吗?参考答案:不对。
因为微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成,仅有硬件部分的只是裸机。
1.2微型计算机中的CPU由哪些部件组成?各部件的功能是什么?参考答案:微型计算机中的CPU由运算器、控制器、寄存器组等部件组成。
其中运算器也称算术逻辑单元(ALU),主要用来完成对数据的运算(包括算术运算和逻辑运算);控制器是控制部件,它能自动、逐条地从内存储器中取指令,将指令翻译成控制信号,并按时间顺序和节拍发往其它部件,指挥各部件有条不紊地协同工作。
微机的数据输入/输出、打印、运算处理等一切操作都必须在控制器的控制下才能进行。
寄存器组是微处理器内部的一组暂时存储单元,主要起到数据准备、调度和缓冲的作用,寄存器的访问速度要比存储器快得多。
1.3请对字和字长的含义加以区分。
参考答案:字是计算机中作为一个整体被存取、传送或处理的二进制位数;字长是每个字中所包含的二进制位数。
一个字由若干个字节组成,不同的计算机系统的字长是不同的,常见的有8位、16位、32位、64位等,字长越长,计算机一次处理的信息位就越多,精度就越高,字长是计算机性能的一个重要指标。
字与字长的区别:字是单位,而字长是指标,指标需要用单位去衡量。
1.4解释微处理器、微型计算机、微型计算机系统的含义,并说明它们之间的关系。
参考答案:微处理器是微型计算机的核心部件,由运算器、控制器、寄存器组等部件组成;微型计算机是由微处理器、内存储器、接口等组成;微型计算机系统是以微型计算机为中心构成的一个比较大的应用系统。
微型计算机系统包含有微型计算机,而微型计算机又包含有微处理器。
1.5将下列十进制数分别转换为二进制数和十六进制数。
128 625 67.524.25参考答案:128=10000000B=80H 625=1001110001B=271H67.5=1000011.1=43.8H 24.25=11000.01B=18.4H1.6将下列二进制数分别转换成十进制数和十六进制数。
习题5参考答案-微机原理与接口技术(第2版)-李珍香-清华大学出版社
习题与思考题55.1 理解半导体存储器的主要性能指标及它们对微机的影响。
参考答案:略5.2参考答案:按照存取速度由快至慢排列由半导体材料构成的存储部件:CPU内的通用寄存器、Cache、内存储器、Flash5.3、5.4参考答案省略5.5 参考答案:全译码方式主要特点:所有的地址线均参与片内或片外的地址译码,不会产生地址的多义性和不连续性。
部分译码方式主要特点:部分地址线参与片外的地址译码,会产生地址重叠。
5.6参考答案:DRAM需要不断的刷新才能保存数据,而SRAM在加电情况下,不需要刷新,数据不会丢失。
5.7参考答案:ROM是只读存储器,在断电后数据不会丢失,但RAM是断掉后数据不保存的存储器5.8参考答案:442368个5.9参考答案:(1)随机替换策略:不顾Cache块过去、现在及将来使用的情况而随机地选择某块进行替换,这是一种最简单的方法。
(2)先进先出替换策略:总是把最先调入Cache 中的字块替换出去,它不需要随时记录各个字块的使用情况。
这种策略实现起来较容易,开销小,但一些需要经常使用的程序块可能会被调入的新块替换掉。
(3)近期最少使用替换策略:把Cache 中CPU近期最少使用的数据块被替换出去。
这种替换算法相对合理,命中率最高,是目前最常采用的方法。
但它需要随时记录Cache中各块的使用情况,以便确定哪个块是近期最少使用的块,实现起来比较复杂,系统开销较大。
5.10参考答案:(1)全相联映射:内存中的每一块都可以映射到Cache的任何一块位置上。
这种映射方式块冲突的概率低,Cache 的利用率高,是一种最理想的解决方案,但由于Cache 的速度要求高,因此全部比较和替换策略都要用硬件实现,控制复杂,实现起来系统开销大。
(2)直接相联映射:规定内存中每个区的块和Cache内的块一一对应。
硬件简单,较容易实现,且地址转换速度快;但当程序恰好要使用两个及两个以上内存区中同一个位置的内存块时,就会发生冲突,性能也会下降。
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习题11.什么是汇编语言,汇编程序,和机器语言?答:机器语言是用二进制代码表示的计算机能直接识别和执行的一种机器指令的集合。
汇编语言是面向及其的程序设计语言。
在汇编语言中,用助记符代替操作码,用地址符号或标号代替地址码。
这种用符号代替机器语言的二进制码,就把机器语言编程了汇编语言。
使用汇编语言编写的程序,机器不能直接识别,要由一种程序将汇编语言翻译成机器语言,这种起翻译作用的程序叫汇编程序。
2.微型计算机系统有哪些特点?具有这些特点的根本原因是什么?答:微型计算机的特点:功能强,可靠性高,价格低廉,适应性强、系统设计灵活,周期短、见效快,体积小、重量轻、耗电省,维护方便。
这些特点是由于微型计算机广泛采用了集成度相当高的器件和部件,建立在微细加工工艺基础之上。
3.微型计算机系统由哪些功能部件组成?试说明“存储程序控制”的概念。
答:微型计算机系统的硬件主要由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成。
“存储程序控制”的概念可简要地概括为以下几点:①计算机(指硬件)应由运算器、存储器、控制器和输入/输出设备五大基本部件组成。
②在计算机内部采用二进制来表示程序和数据。
③将编好的程序和原始数据事先存入存储器中,然后再启动计算机工作,使计算机在不需要人工干预的情况下,自动、高速的从存储器中取出指令加以执行,这就是存储程序的基本含义。
④五大部件以运算器为中心进行组织。
4.请说明微型计算机系统的工作过程。
答:微型计算机的基本工作过程是执行程序的过程,也就是CPU自动从程序存放的第1个存储单元起,逐步取出指令、分析指令,并根据指令规定的操作类型和操作对象,执行指令规定的相关操作。
如此重复,周而复始,直至执行完程序的所有指令,从而实现程序的基本功能。
5.试说明微处理器字长的意义。
答:微型机的字长是指由微处理器内部一次可以并行处理二进制代码的位数。
它决定着计算机内部寄存器、ALU和数据总线的位数,反映了一台计算机的计算精度,直接影响着机器的硬件规模和造价。
计算机的字长越大,其性能越优越。
在完成同样精度的运算时,字长较长的微处理器比字长较短的微处理器运算速度快。
6.微机系统中采用的总线结构有几种类型?各有什么特点?答:微机主板常用总线有系统总线、I/O总线、ISA总线、IPCI总线、AGP总线、IEEE1394总线、USB总线等类型。
7.将下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数。
①(4.75)10=(0100.11)2=(4.6)8=(4.C)16②(2.25)10=(10.01)2=(2.2)8=(2.8)16③(1.875)10=(1.111)2=(1.7)8=(1.E)168.将下列二进制数转换成十进制数。
①(1011.011)2=(11.375)10②(1101.01011)2=(13.58)10③(111.001)2=(7.2)109.将下列十进制数转换成8421BCD码。
① 2006=(0010 0000 0000 0110)BCD② 123.456=(0001 0010 0011.0100 0101 0110)BCD10.求下列带符号十进制数的8位基2码补码。
① [+127]补= 01111111② [-1]补= 11111111= 10000000③ [-128]补= 00000001④[+1]补11.求下列带符号十进制数的16位基2码补码。
① [+655]补= 0000001010001111② [-1]补=1111111111111111③ [-3212]补=1111001101110100=0000000001100100④ [+100]补习题 21.8086 CPU在内部结构上由哪几部分组成?各部分的功能是什么?答:8086 CPU内部由两大独立功能部件构成,分别是执行部件和总线接口部件。
执行部件负责进行所有指令的解释和执行,同时管理有关的寄存器。
总线接口部件是CPU在存储器和I/O设备之间的接口部件,负责对全部引脚的操作。
2.简述8086 CPU的寄存器组织。
答:8086 CPU内部共有14个16位寄存器,按用途可分为数据寄存器,段寄存器,地址指针与变址寄存器和控制寄存器。
数据寄存器包括累加器,基址寄存器,计数器,和数据寄存器。
段寄存器用来存放各分段的逻辑段基值,并指示当前正在使用的4个逻辑段。
地址指针与变址寄存器一般用来存放主存地址的段内偏移地址,用于参与地址运算。
控制寄存器包括指令寄存器和标识寄存器。
3.试述8086 CPU标志寄存器各位的含义与作用。
答:标志寄存器是16位的寄存器,但实际上8086只用到9位,其中的6位是状态标识位,3位是控制标识位。
状态标志位分别是CF,PF,AF,ZF,SF,和OF;控制标志位包括DF,IF,TF。
CF:进位标志位。
算数运算指令执行后,若运算结果的最高位产生进位或借位,则CF=1,否则CF=0。
PF:奇偶标志位。
反应计算结果中1的个数是偶数还是奇数。
若运算结果的低8位中含有偶数个1,则PF=1;否则PF=0.AF:辅助进位标志。
算数运算指令执行后,若运算结果的低4位向高4位产生进位或借位,则AF=1;否则AF=0.ZF:零标志位。
若指令运算结果为0,则ZF=1;否则ZF=0。
SF:符号标志位。
它与运算结果最高位相同。
OF:溢出标志位。
当补码运算有溢出时,OF=1;否则OF=0。
DF:方向标志位。
用于串操作指令,指令字符串处理时的方向。
IF:中断允许标志位。
用来控制8086是否允许接收外部中断请求。
TF:单步标志位。
它是为调试程序而设定的陷阱控制位。
4.8086 CPU状态标志和控制标志有何不同?程序中是怎样利用这两类标识的?8086的状态标志和控制标识分别有哪些?答:状态标志位反应了当前运算和操作结果的状态条件,可作为程序控制转移与否的依据。
它们分别是CF,PF,AF,ZF,SF,和OF。
控制标志位用来控制CPU的操作,由指令进行置位和复位,控制标志位包括DF,IF,TF。
5.将1001 1100和1110 0101相加后,标识寄存器中CF, PF, AF, ZF, SF, OF各为何值?答:CF=1,PF=1,AF=1,ZF=0,SF=1,OF=06.什么是存储器的物理地址和逻辑地址?在8086系统中,如何由逻辑地址计算物理地址?答:逻辑地址是思维性的表示,由段地址和偏移地址联合表示的地址类型叫逻辑地址。
物理地址是真实存在的唯一地址,指的是存储器中各个单元的单元号。
在8086系统中,物理地址=段地址×10H+偏移地址7.段寄存器CS=1200H,指令指针寄存器IP=4000H,此时,指令的物理地址为多少?指向这一地址的CS指和IP值是唯一的吗?答:此指令的物理地址=1200H×10H+4000H=16000H 并且指向这一物理地址的CS值和IP值并不是唯一的。
8.在8086系统中,逻辑地址FFFF:0001,00A2:37F和B800:173F的物理地址分别是多少?答:9.在8086系统中,从物理地址388H开始顺序存放下列3个双字节的数据651AH,D761H和007BH,请问物理地址388H,389H,38AH,38BH,38CH 和38DH 6个单元中分别是什么数据?答:(388H)=1AH,(389H)=65H,(38AH)=61H,(38BH)=DTH,(38CH)=7BH,(38DH)=00H10.8086微处理器有哪几种工作模式?各有什么特点?答:8086微处理器有最大和最小工作模式。
在最小模式下:8086 CPU直接产生全部总线控制信号(DT/R,DEN,ALE,M/IO)和命令输出信号(RD,WR,INTA)并提出请求访问总线的逻辑信号HOLD,HLDA。
在最大工作模式下,必须配置8288总线控制器,并且根据8086提供的状态信号S2,S1,S0,输出读写控制命令,可以提供灵活多变的系统配置,以实现最佳的系统性能。
11.简述8086引脚信号中M/IO,DT/R,RD,WR,ALE,DEN和BHE的作用。
答:M/IO:输出信号,高电平时,表示CPU与存储器之间数据传输;低电平时,表示CPU与I/O设备之间数据传输。
DT/R:控制其数据传输方向的信号。
DT/R=1时,进行数据发送;DT/R=0时,进行数据接收。
RD:CPU的读信号,RD=0时,表示8086为存储口或I/O端口读操作。
WR:CPU的写信号,WR =0时,表示8086为存储口或I/O端口写操作。
ALE:地址存锁信号,在T1能时刻有效。
DEN:数据选通信号,当DEN有效时,表示允许传输。
BHE:数据总线允许信号,与A0组合使用,表示是否访问奇地址字节。
12.简述8086读总线周期和写总线周期和引脚上的信号动尖态变化过程。
8086的读周期时序和写周期时序的区别有哪些?答:在8086读周期内,有关总线信号的变化如下:①M/IO:在整个读周期保持有效,当进行存储器读操作时,M/IO为高电平;当进行I/O端口读操作时,M/IO为低电平。
②A19/S6~A16/S3:在T1期间,输出CPU要读取的存储单元或I/O端口的地址高4位。
T2~T4期间输出状态信息S6-S3。
③BHE/S7:在T1期间,输出BHE有效信号(BHE为低电平),表示高8位数据总线上的信息可以使用,BHE信号通常作为奇地址存储体的体选信号(偶地址存储体的体选信号是最低地址位A0)。
T2—T4期间输出高电平。
④AD l5~AD0:在T1期间,输出CPU要读取的存储单元或I/O端口的地址A15~A0。
T2期间为高阻态,T3~T4期间,存储单元或I/O端口将数据送上数据总线。
CPU从AD l5~AD0上接收数据。
⑤ALE:在T1期间地址锁存有效信号,为一正脉冲,系统中的地址锁存器正是利用该脉冲的下降沿来锁存A19/S6~A16/S3,AD l5~AD0中的20位地址信息以及BHE。
⑥RD:T2期间输出低电平送到被选中的存储器或I/O接口,注意,只有被地址信号选中的存储单元或I/O端口,才会被RD信号从中读出数据(数据送上数据总线AD l5~AD0)。
⑦DT/R:在整个总线周期内保持低电平,表示本总线周期为读周期,在接有数据总线收发器的系统中,用来控制数据传输方向。
⑧DEN:在T2~T3期间输出有效低电平,表示数据有效,在接有数据总线收发器的系统中,用来实现数据的选通。
总线写操作的时序与读操作时序相似,其不同处在于:①AD l5~AD0:在T2~T4期间送上欲输出的的数据,而无高阻态。
②W R:从T2~T4,W R引脚输出有效低电平,该信号送到所有的存储器和I/O 接口。
注意,只有被地址信号选中的存储单元或I/O端口才会被W R信号写入数据。