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微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案PAGEPAGE2微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案习题一微型计算机系统主要由哪些部分组成参考答案：微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成。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。微型计算机硬件结构由哪些部分组成各部分的主要功能是什么参考答案：微型计算机的硬件结构主要由微处理器、内存储器、输入/输出接口电路、输入/输出设备及系统总线组成。其中微处理器是微型计算机的核心部件，其主要功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作；内存储器的主要功能是用来存储微机工作过程中需要操作的数据、程序，运算的中间结果和最后结果，具有存数和取数的功能；输入/输出（I/O）接口电路的功能是完成主机与外部设备之间的信息交换；I/O设备是用户与微机进行通信联系的主要装置，其中输入设备是把程序、数据、命令转换成微机所能识别接收的信息，然后输入给微机；输出设备是把CPU计算和处理的结果转换成人们易于理解和阅读的形式，然后输出到外部。微机的系统总线实现将CPU、存储器和外部设备进行连接，共有数据总线、地址总线和控制总线三种，其中数据总线主要用来实现在CPU与内存储器或I/O接口之间传送数据；地址总线是由CPU输出用来指定其要访问的存储单元或输入/输出接口的地址的；控制总线；控制总线用于传送控制信号、时序信号和状态信息，实现CPU的工作与外部电路的工作同步。微型计算机的主要性能指标有哪些？参考答案：微型计算机的主要性能指标有字长、存储容量、运算速度、存取时间和存取周期、可靠性和可维护性、性能价格比等。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。将下列十进制数分别转换为二进制数和十六进制数。128　625　　　参考答案：128=B=80H625=01B=271H====将下列二进制数分别转换成十进制数和十六进制数。PAGE3　1100010　101110参考答案：====1100010B=98=62H101110B=46=2EH写出下列十进制数的原码、补码（采用8位二进制数表示）。87　　34　　48　　-100参考答案：（87）原码=01010111B（87）补码=01010111B（34）原码=00100010B（34）补码=00100010B（48）原码=00110000B（48）补码=00110000B（-100）原码=B（-100）补码=B写出下列十进制数的压缩BCD码表示形式。　456789123参考答案：456=0BCD789=0BCD123=0001BCD按照字符所对应的ASCII码表示，写出下列字符或符号所对应的ASCII码值。‘A’　‘b’　‘1’　CR　‘$’参考答案：字符‘A’的ASCII码值是41H字符‘b’的ASCII码值是62H字符‘1’的ASCII码值是31H字符CR的ASCII码值是0DH字符‘$’的ASCII码值是24H习题二8086CPU共有哪些16位寄存器？其中哪些16位寄存器可分为二个8位寄存器来使用？参考答案：8086CPU共有AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP、IP、FLAGS、CS、DS、ES、SS共14个16位的寄存器。其中AX、BX、CX、DX可分为二个8位寄存器来使用简述8086CPU各通用寄存器的主要功能？参考答案：8086CPU包含AX、BX、CX、DX、SI、DI、SP、BP共8个通用寄存器。其中AX主要用在字的乘、除法，输入/输出指令中；BX主要在寄存器间接寻址和XLAT指令中作基址寄存器使用；CX主要在串操作指令和LOOP指令中作计数器使用；DX主要在字的乘除法指令和输入/输出指令中使用；SI主要在字符串操作指令中作源变址寄存器使用；DI主要在字符串操作指令中作目的变址寄存器使用；SP主要在堆栈操作中作堆栈指针使用；BP主要在寄存器间接寻址中作基址指针使用。8086CPU的标志寄存器有几个状态标志位几个控制标志位它们各自的含义和作用是什么在Debug环境下，对应的用什么符号来表示之？PAGE4参考答案：8086CPU的标志寄存器有6个状态标志位，有3个控制标志位。其中CF进位标志位主要用来反映运算结果是否产生进位或借位，如果运算结果的最高位向前产生了一个进位（加法）或借位（减法），则其值为1，否则其值为0；PF奇偶标志位用于反映运算结果中低8位含有“1”的个数的奇偶性，如果“1”的个数为偶数，则PF的值为1，否则为0；AF辅助进位标志位表示加法或减法运算结果中D3位向D4位产生进位或借位的情况，有进位（借位）时AF＝1；无进位（借位）时AF＝0；ZF零标志位用来反映运算结果是否为0，如果运算结果为0，则其值为1，否则其值为0；SF用来反映运算结果的符号位，当运算结果为负数时，SF的值为1，否则其值为0；OF溢出标志位用于反映带符号数运算所得结果是否溢出，如果运算结果超过当前运算位数所能表示的范围，则称为溢出，OF的值被置为1，否则，OF的值被清为0。IF中断允许标志位用来CPU是否响应CPU外部的可屏蔽中断发出的中断请求，当IF=1时，CPU响应；当IF=0时，CPU不响应。DF方向标志位用来控制串操作指令中地址指针的变化方向。在串操作指令中，当DF＝0时，地址指针为自动增量，即由低地址向高地址变化；当DF＝1时，地址指针自动减量，即由高地址向低地址变化。TF追踪标志位被置为1时，CPU进入单步执行方式，即每执行一条指令，产生一个单步中断请求。在Debug环境下，对应的表示符号如下表标志位OFDFIFSFZFAFPFCF状 态1/01/01/01/01/01/01/01/0显 示OV/NVDN/UPEI/DING/PLZR/NZAC/NAPE/POCY/NC默认情况下，哪些寄存器可用于读取堆栈段的数据参考答案：SP和BP有效地址就是偏移地址的说法正确吗？参考答案：正确假设用以下寄存器组合来访问存储单元，试求出它们所访问单元的物理地址。（1）DS=1000H和DI=F000H（2）SS=C300H和BP=3200H（3）DS=A000H和BX=1000H参考答案：（1）物理地址=1000H*16+F000H=1F000H（2）物理地址=C300H*16+3200H=C6200H（3）物理地址=A000H*16+1000H=A1000H8086微机最大可编址的存储空间是多少它是由什么决定的参考答案：8086微机最大可编址的存储空间是1MB，由CPU的地址线条数决定。给出下列8位数据在执行加法运算后，CF、OF、SF、ZF的值。（1）EFH+2（2）80H+80H（3）F9H+63H参考答案：（1）EFH+2=F1HCF=0OF=0SF=1ZF=0（2）80H+80H=00HCF=1OF=1SF=0ZF=1（3）F9H+63H=5CHCF=1OF=0SF=0ZF=0给出中的每小题在执行减法运算后，CF、OF、SF、ZF的值。参考答案：（1）EFH-2=EDHCF=0OF=0SF=1ZF=0（2）80H-80H=00HCF=0OF=0SF=0ZF=1PAGE5（3）F9H-63H=96HCF=0OF=0SF=1ZF=0简要说明8086CPU的内部结构及各部分的作用。参考答案：8086CPU的内部结构分为两大部分，分别为总线接口部件BIU和执行部件EU。BIU负责取指令；EU负责指令的执行。解释说明逻辑地址、偏移地址、有效地址和物理地址的含义。参考答案：逻辑地址：是用户程序设计时所采用的地址，其表示形式为“段地址:偏移地址”。偏移地址：是指某存储单元距离本段段地址的偏移量（距离），偏移地址值最大不超过FFFFH。有效地址即为偏移地址。物理地址：对于CPU的20条地址线所形成的1MB个存储单元（从小到大范围为00000H～FFFFFH）就是存储单元的物理地址，每一个存储单元都有惟一的一个物理地址。8086CPU的最大工作模式和最小工作模式的主要区别是什么如何进行控制参考答案：主要区别反映在提供微处理器的数量及总线控制信号的产生。由引脚MN/MX来控制。试解释时钟周期、总线周期和指令周期的概念。并结合指令“ADD[2000H],BX”，说明执行该指令需要几个总线周期？属于什么样的总线周期参考答案：时钟周期为一个时钟脉冲的时间长度，是CPU的基本时间计量单位。总线周期：是CPU通过总线对存储器或I/O接口进行一次访问所需要的时间，一个基本的总线周期由4个T状态构成，分别称为T1、T2、T3和T4。指令周期：CPU执行一条指令所需要的时间，不同指令的指令周期是不等长的。指令“ADD[2000H],BX”共需要3个总线周期，分别为：存储器读、存储器读和存储器写。简述Pentium微处理器的内部组成结构和主要部件的功能，Pentium微处理器的主要特点有哪些？参考答案：略简要80486微处理器的不同工作模式的特点。参考答案：略简述你对双核、多核及磁微处理器的认识。参考答案：略8086CPU按每个逻辑段最大为64KB划分，最多可分为多少个最少可分为多少个各段之间的关系如何每个段寄存器的作用是什么参考答案：8086CPU按每个逻辑段最大为64KB划分，最多可划分成64K个逻辑段最少可划分成16个逻辑段。PAGE6习题三1．设BX=0123H，DI=1000H，DS=3200H，试指出下列各条指令中源操作数的寻址方式，对于是存储器操作数的，还需写出其操作数的有效地址和物理地址。（1）MOVAX,[2A38H]（2）MOVAX,[BX]（3）MOVAX,[BX+38H]（4）MOVAX,[BX+DI]（5）MOVAX,[BX+DI+38H]（6）MOVAX,2A38H（7）MOVAX,BX参考答案：（1）直接寻址有效地址=2A38H，物理地址=32000H+2A38H=34A38H（2）寄存器间接寻址有效地址=0123H，物理地址=32000H+0123H=32123H(3)寄存器相对寻址有效地址=0123H+38H=015BH，物理地址=32000H+015B=3215BH(4)基址变址寻址有效地址=0123H+1000H=1123H，物理地址=32000H+1123H=33123H（5）相对基址变址寻址有效地址=0123H+1000H+38H=115BH，物理地址=32000H+115BH=3315BH（6）立即寻址（7）寄存器寻址2．设AX=96BCH，BX=AC4DH，CF=0。求分别执行指令ADDAX,BX和SUBAX,BX后，AX与BX的值各为多少？并指出标志位SF、ZF、OF、CF、PF、AF的状态。参考答案：执行ADDAX,BX后，AX=4309H，BX=AC4DH，SF=0ZF=0OF=1CF=1PF=1AF=1执行SUBAX,BX后，AX=EA6FH，BX=AC4DH，SF=1ZF=0OF=0CF=1PF=1AF=13．试比较CMP指令与SUB指令的异同。参考答案：CMP指令与SUB指令的不同点有两点：4．采用三种不同的方法实现AX与DX的内容交换。参考答案：第一种：XCHGAX，DX第二种：PUSHAXPUSHDXPOPAXPOPDX第三种：MOVBX，AXMOVAX，DXMOVDX，BX5．编写程序段实现：当DL中存放的数据是奇数时使AL=0，否则使AL=-1。参考答案：TESTDL,01HPAGE7JNZNEXTMOVAL,0NEXT:MOVAL,-16．用尽可能少的指令实现使DL中的高4位内容与低4位内容互换。参考答案：MOVCL,4ROLDL，CL；RORDL，CL7．编写程序段，判断AL中的带符号数是不是负数。若是负数，则将-1送给AH；否则，将0送给AH。参考答案：SUBAL,0JSFSMOVAH,0FS:MOVAH,-18．假设DX=87B5H，CL=4，CF=0，确定下列各条指令单独执行后DX中的值。（1）SHLDL,1（2）SHRDX,CL（3）SARDX,CL（4）ROLDX,CL（5）RORDX,CL（6）RCLDX,CL（7）RCRDX,1参考答案：（1）DX=876AH（2）DX=087BH（3）DX=F87BH（4）DX=7B58H（5）DX=587BH（6）DX=7B54H（7）DX=43DAH9．按下列要求编写指令序列。（1）将AX中的低4位置1，高4位取反，其它位清0。（2）检查DX中的第1、6、11位是否同时为1。（3）清除AH中最低3位而不改变其它位，将结果存入BH中。参考答案：（1）XORAX,F000HANDAX,F00FHORAX,000FH（2）MOVAX,DXANDDX,0842HXORDX,0842HJZZEROPAGE7┆ZERO:…DX中的第1、6、11位同时为1的情况┆10．分析下面的程序段完成什么功能（提示：请将DX与AX中的内容作为一个整体来考虑）　　MOVCL,04SHLDX,CLMOVBL,AHSHLAX,CLSHRBL,CLORDL,BL参考答案：实现将DX与AX中的32位数据逻辑左移4位11．设SS=1000H，SP=2000H，AX=345AH，BX=F971H，Flags=4509H，试分析执行以下指令PUSHBXPUSHAXPUSHFPOPCX之后，SP、SS、CX的值各为多少？参考答案：SP=1FFCHSS=1000HCX=4509H12．指出下列指令中哪些是错误的，并说明错误原因。（1）MOVDL,CX（2）MOVDS,1000H（3）MOV[DI],[BX]（4）MOVDL,[BX][BP]（5）XCHGAX,[5000H]（6）PUSH3541H（7）INC[BX]（8）POPCS（9）MOVA[BX+SI],0（10）MOVAL,300参考答案：（1）数据类型不匹配（2）立即数不能送段寄存器（3）两个存储器操作数之间不能直接传送数据（4）源操作数寻址不能为基址加基址（5）正确（6）PUSH指令的操作数不能为立即数（7）存储器操作数类型不明确（8）CS不能作为目的操作数使用（9）目的操作数类型需明确（10）操作数数据类型不匹配13．已知各寄存器和存储单元的状态如图所示，请阅读下列程序段，并将中间结果填入相应指令右边的空格。PAGE9习题四简述汇编语言与机器语言及高级语言间的区别参考答案：要点：汇编语言与机器语言的区别：汇编语言采用符号表示，机器语言二进制表示。汇编语言与高级语言的区别：汇编语言属于低级语言，每条指令与对应的机器指令间是一一对应关系，而高级语言接近于自然语言。简述汇编语言程序的指令语句与伪指令语句在写法及功能上的不同参考答案：要点：写法上的不同主要表现在第一部分上，一条指令的第一部分“标号”若需要，则在标号后面一定有冒号“：”，而伪指令语句的第一部分在“名字”后没有冒号“：”。功能上的不同：每一条指令都有对应的机器指令，在程序运行过程中执行到每条指令时起作用；伪指令没有对应的机器指令，是在程序汇编时起作用。汇编语言程序的标号有何规定标号有哪三种属性参考答案：略汇编语言程序的变量如何定义变量有哪三种属性参考答案：略汇编语言程序中，算术表达式、逻辑表达式、关系表达式各有什么含义？参考答案：略简述汇编语言程序上机的基本步骤和每步所进行的主要操作参考答案：略设TABLE为数据段中0100H单元的符号名，其中存放的内容为FF00H，试分析以下两条指令分别执行后的结果，并指出它们之间的区别？MOVAX,TABLEMOVAX,OFFSETTABLE参考答案：第一条指令传送的是TABLE所指单元的内容，AX结果为FF00H；第二条指令传送的是TABLE的偏移地址，AX结果为0100H。设有如下的变量定义：DATASEGMENTARRAYDW1000H,2000H,3000H,4000H,5000HPAGE10BUFDWDATAENDS请分别完成以下操作（1）用一条指令完成将ARRAY的偏移地址送BX（2）用一条指令完成将ARRAY的第一字节单元内容送AL（3）用一条指令完成将ARRAY定义的数据个数送CX参考答案：（1）LEABX,ARRAY（2）MOVAL，BYTEPTRARRAY（3）MOVCX，（BUF-ARRAY）/2已知一数据段中的数据定义如下：DATASEGMENTSTR1DB1,2,3,4,5STR2DB‘12345’CONTEQU20NUMBDB3DUP(6)NUMWDW20H,-80HTABLEDW0DATAENDS试根据以上数据段的定义，指出下列每小题指令中的错误或者用得不当的指令。（1）MOVAX,STR1；STR1定义为字节类型，不能当字变量使用（2）MOVBX,OFFSETNUMBMOV[BX],’+’；’+’为立即数，[BX]存储器操作数应明确类型（3）MOVDL,NUMW+2；NUMW为字类型，不能当字节变量使用（4）MOVBX,OFFSETSTR1MOVDH,BX+3；源操作数“BX+3”不是正确表达式（5）INCCONT；INC中的操作数不能为立即数（6）MOVSTR1,STR2；MOV中的两个操作数不能同时为存储器操作数（7）MOVAX,NUMW+2MOVDX,0；此处不应用MOV指令，而应该用CWD指令DIVNUMW；此处不应用DIV指令，而应该用IDIV指令参考答案：分号“；”后面为答案编写一个汇编语言程序，将字符串“HelloWowld!”中的全部小写字母转换为大写字母，并存放回原地址处。参考程序：DATASEGMENTSTRINGDB"HelloWowld!"LENequ$-stringPAGE11DATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axmovbx,offsetstringmovcl,lennext:moval,[bx]cmpal,'a'jblopcmpal,'z'jalopsubal,20hmov[bx],allop:incbxdeccljnznextmovah,4chint21hcodeendsendstart编写一个带符号数四则运算的程序，完成（Z-(X*Y+200））/20的运算，商送V单元，余数送W单元。这里，X,Y,Z均为16位的带符号数，内容用户自己定义。参考程序：DATASEGMENTxDW2ydw-10zdw300vdwwdwDATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axmovax,xmovbx,yimulbxPAGE12movcx,200movbx,0addax,cxadcdx,bxmovcx,zmovbx,0subcx,axsbbbx,dxxchgcx,axxchgbx,dxmovbx,20idivbxmovv,axmovw,dxmovah,4chint21hcodeendsendstart编写一个汇编语言程序，完成以下要求。从BUF单元处定义有10个带符号字数据：-1、3、24、94、62、72、55、0、-48、99，试找出它们中的最大值和平均值，并依次分别存放至该数据区的后2个单元中（假设这10个数的和值不超过16位）。参考程序:DATASEGMENTbufDW-1,3,24,94,62,72,55,0,-48,99nequ($-buf)/2maxdwavedb,DATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axleasi,bufclcxorax,axxordx,dxmovax,[si]movcx,nPAGE13next:adcdx,[si]cmpax,[si]jgegoonmovax,[si]goon:addsi,2loopnextmovmax,axmovbl,nmovax,dxidivblmovave,almovave+1,ahmovah,4chint21hcodeendsendstart编写一个统计分数段的子程序，要求将100分、90～99分、80～89分、70～79分、60～69分、60分以下的学生人数统计出来，并分别送往S10、S9、S8、S7、S6、S5各单元中。（学生人数和每人的成绩由用户自己定义）参考程序：DATASEGMENTgraddb77,68,82,90,54,69,72,86,91,100s10dbs9dbs8dbs7dbs6dbs5dbDATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axmovcx,s10-gradcallcountmovah,4chint21hcountprocnearmovsi,0PAGE14next:moval,grad[si]movah,0movbx,10divblcbwmovbx,axsubbx,10negbxincs10[bx]incsiloopnextretcountendpcodeendsendstart将AX寄存器中的16位数据分成4组（从高到低），每组4位，然后把这四组数作为数当中的低4位分别放在AL、BL、CL和DL中。参考程序：codesegmentassumecs:codestart:MOVBX,AXMOVDX,AXMOVCL,4SHRAH,CLMOVAL,AHMOVBL,BHANDBL,0FHMOVDH,DLSHRDH,CLMOVCL,DHmovah,4chint21hcodeendsendstart设有两个16位整数变量A和B，试编写完成下述操作的程序：（1）若两个数中有一个是奇数，则将奇数存入A中，偶数存入B中。（2）若两个数均为奇数，则两数分别减1，并存回原变量中。（3）若两个数均为偶数，则两变量不变。参考程序：PAGE15DATASEGMENTadwbdwDATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axlop:movax,amovbx,bxorax,bxtestax,0001Hjznexttestbx,0001Hjzexitxchgbx,amovb,bxjmpexitnext:testbx,0001hjzexitdecbdecaexit:movah,4chint21hcodeendsendstart设有一段英文，其字符变量名为ENG，并以$字符结束。试编写一程序，查找单词“is”在该文中的出现次数，并将次数显示出来。（英文内容由用户自己定义）参考程序：DATASEGMENTENGdb'thisisanprogramexample$'n1equ$-engstrdb'is'n2equ$-strDATAENDScodesegmentassumecs:code,ds:data,es:datastart:movax,dataPAGE16movds,axmoves,axxordx,dxmovcl,n1xorch,chcmpcx,n2jbedispmoval,strleadi,engcldsearch:repnescasbjnedispmovbl,str+1cmpes:[di],bljeexistjcxzdisplop:jmpsearchexist:incdlcmpcx,1jzdispjmplopdisp:ordl,30hmovah,2int21hmovah,4chint21hcodeendsendstart请编写程序实现以下功能：设在A、B和C单元中分别存放着一个8位带符号数。试比较这3个数，若3个数都不是0，则求出3数之和并存放于D单元中；若其中有一个数为0，则把其它两个单元也清零。参考程序：DATASEGMENTaDb10bdb-10cdb30ddbDATAENDScodesegmentPAGE17assumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axxordx,dxcmpa,0jznextmovdl,acmpb,0jnzlop1next:movb,0movc,0mova,0jmpexitlop1:adddl,bcmpc,0jznextadddl,cmovd,dlexit:movah,4chint21hcodeendsendstart从键盘输入一系列字符（以回车符结束），并按字母、数字及其它字符分类计数，最后显示出这三类的计数结果。参考程序：datasegmentsdb;统计字符ddb;统计数字odb;统计其它字符codesegmentassumecs:code,ds:datastart:movax,datamovds,axlop:movah,1int21hcmpal,0dhjzdispcmpal,30hPAGE18jbothercmpal,39hjbeshucmpal,41hjbothercmpal,5ahjbestrcmpal,61hjbothercmpal,7ahjbestrjmplopother:incojmplopshu:incdjmplopstr:incsjmplopdisp:movdl,0ahmovah,2int21hmovdl,0dhmovah,2int21hmovdl,sordl,30hmovah,2int21hmovdl,dordl,30hint21hmovdl,oordl,30hint21hmovah,4chint21hcodeendsendstartPAGE19习题五列举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：略请指出下列存储部件中，哪些是由半导体材料构成的？并按照存取速度，将它们由快至慢排列。内存储器硬盘CacheCPU内的通用寄存器Flash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、Flash试举例说明半导体存储器芯片种类，至少说出5种，并说明它们各自的主要特点。参考答案：略请解释多级存储体系结构及采用这样结构的主要目的。参考答案：略存储器的地址译码有几种方式各自的特点是什么参考答案：存储器的地址译码有全译码、部分译码和线选法3种方式。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。线选法线主要特点：连接简单，片选信号的产生不需要复杂的逻辑电路，只用一条地址线就可以产生有效的CS，但会出现地址的不连续性和多义性。请解释SRAM和DRAM的主要区别。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。请解释RAM和ROM的主要区别。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说明Cache中采用的替换算法及每种算法的特点。目前常用的算法是什么？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。PAGE20（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。说明Cache中常用的地址映射方式及各自的特点。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，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。 （3）组相联映射：是直接映射和全相联映射的一种折衷方案，避免了全相联映射方式的大量计算，也减少了直接相联映射方式时的冲突，提高了存储体系的效率，在微机中的应用较为广泛。试比较Cache—内存和内存—辅存这两个存储层次的相同点和不同点。参考答案：相同点：都是基于程序局部性原理进行替换。不同点主要体现在以下4个方面：（1）Cache—内存是为了解决内存与CPU的速度差距，内存—辅存则是为了解决内存和辅存之间的容量差距。（2）Cache每次传送的信息块定长，读/写速度快，虚拟存储器的信息块可以是页、段或段页，长度可达几百或几千字节，读/写速度相对较慢。（3）CPU可以直接访问Cache，却不能直接访问辅存。（4）Cache存取信息的过程、地址变换和替换策略全部由辅助硬件实现，而虚拟存储器则是由操作系统的存储管理软件和一些辅助硬件相结合来进行信息块的划分和程序的调度。试解释实地址、虚地址及辅存地址的概念，并简述虚拟存储器的基本工作原理。参考答案：实地址：指访问内存空间的地址，即运行程序所使用的地址。虚拟地址：又称逻辑地址，是指访问虚拟空间的地址。由于指令中给出的地址是按虚存空间来统一编址的，因此指令中的地址实际上是虚拟地址。辅存地址：是磁盘存储器的地址，用来存放程序。虚拟存储器的基本工作原理：在执行程序时，允许将程序的一部分调入内存，其他部分保留在辅存。即由操作系统的存储管理软件先将当前要执行的程序段从辅存调入内存，暂时不执行的程序段仍保留在辅存，当需要执行存放在辅存的某个程序段时，由CPU执行某种程序调度算法将它们调入主存。某RAM芯片的存储容量为2K×8位，该芯片的外部引脚应有几条地址线几条数据线若已知某RAM芯片引脚中有15条地址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？参考答案：2K×8位芯片的外部引脚应有11地址线？8条数据线。PAGE21具有15条地址线、8条数据线的芯片存储容量是32KB。现提供有62256SRAM（32K×8位）的存储芯片若干，欲与8088组成64KB的RAM存储空间，所形成的地址范围为E0000H～EFFFFH。请画出CPU与存储芯片的连接示意图。设：8088CPU有A19～A0共20条地址线，8条数据线，对存储器的读写控制信号线分别为WR、RD、M/IO。习题六微型机系统中共有哪几类总线，简述各类总线的应用场合？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采用标准总线结构的微机系统有何优点？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。为什么要使用标准总线总线标准一般应包括哪些特性规范PAGE22参考答案：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。目前有哪几种典型的系统总线各有何特点参考答案：典型的系统总线有如ISA总线、PCI总线、AGP总线、PCI-Express总线等。ISA总线特点：（1）ISA总线具有比XT总线更强的支持能力。　　（2）ISA总线是一种多主控模块总线，允许多个主控模块共享系统资源。　　（3）ISA总线可支持8种类型的总线周期。（4）共包含98条引脚信号。　　PCI总线特点：高速性、即插即用性、可靠性、复杂性、自动配置、共享中断、扩展性好等AGP总线特点：（1）采用流水线技术进行内存读/写（2）采用双泵技术（3）采用DIME技术（4）采用边带寻址（5）显示RAM和系统RAM可以并行操作（6）缓解了PCI总线上的数据拥挤PCI-Express总线特点：（1）PCI-Express是串行总线，进行点对点传输，每个传输通道独享带宽。      （2）PCIExpress总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。      （3）PCIExpress总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的来实现新的总线性能和特征。电源管理、服务质量（QoS）、热插拔支持、数据完整性、错误处理机制等也是PCIExpress总线所支持的高级特征。      （4）与PCI总线良好的继承性，可以保持软件的继承和可靠性。      （5）PCIExpress总线充分利用先进的点到点互连，降低了系统硬件平台设计的复杂性和难度，从而大大降低了系统的开发制造设计成本，极大地提高系统的性价比和健壮性。简述PCI总线的系统结构和主要性能特点。参考答案：PCI总线的系统结构：PAGE23CPU总线和PCI总线由桥接电路（PCI总线控制器）相连。芯片中除了含有桥接电路外，还有Cache控制器和DRAM控制器等其它控制电路。PCI总线上可挂接高速设备接口，如显示卡、IDE设备或SCSI设备、网络接口卡等。PCI总线和ISA/EISA总线之间也通过桥接电路相连，ISA/EISA上挂接传统的慢速设备，继承原有的资源。PCI总线把ISA/EISA总线作为一种外部设备与之进行数据交换。此外，PCI总线还支持其它一些连接方式，如双PCI总线方式、PCItoPCI方式等。主要性能特点：高速、低延迟；同步传输方式；独立于处理器，与处理器频率无关，与处理器更新换代无关；自动识别外设，全自动配置与资源申请／分配（即插即用）；具有与处理器和存储器子系统完全并行操作的能力；具有隐含的集中式中央仲裁系统；采用地址线和数据线复用技术，减少了引线数量；支持一次读／写多个数据的Burst传输方式；完全的多总线主控能力；提供地址和数据的奇偶校验，使系统更可靠。请简要说明USB总线的性能特点。参考答案：USB总线的主要性能特点：具有热即插即用功能、采用集线器(Hub)方式连接各个外部设备、适用于低速外设的连接。AGP总线是一种通用标准总线吗为什么它有哪几种工作模式对应的数据传输速率分别为多少参考答案：严格的说，AGP不能称为总线，因为它是点对点连接，但在习惯上依然称其为AGP总线。AGP的工作模式有：AGP1×、AGP2×、AGP4×、AGP8×等，它们对应的数据传输速率分别为：266MB/s、533MB/s、1066MB/s和2133MB/sIEEE1394与USB总线的主要区别是什么？　不同点：（1）传输速率不同。对于同级版本而言，USB的传输速率要比IEEE1394慢的多。（2）结构不同。USB是基于主从构架，在连接时必须至少有一台电脑，并且需要用Hub来实现多台设备的连接，整个网络中最多可连接127台设备。IEEE1394并不需要电脑来控制所有设备，它在没有PC机的情况下也能把两个支持IEEE1394的设备直接连接起来，进行点对点的通信。同时也无需Hub即可以实现多台设备的互联。（3）智能化程度不同。IEEE1394网络可以在其设备进行增减时自动重设网络。而USB是以HUB来判断连接设备的增减情况。（4）应用范围不同。就目前而言，USB的应用更为广泛。习题七什么是I/O接口为什么在CPU和外部设备之间需要有I/O接口电路I/O接口是CPU与外设通信所需的电路，是CPU与外设的联系桥梁。PAGE24因为外部设备的功能各异且种类繁多，有的为输入设备，有的为输出设备，还有的既可以作为输入设备也可以作为输出设备；每种外部设备又具有不同的工作原理，使用不同的信息格式，有的是数字信息，有的是模拟信息，有并行信息，也有串行信息；同时，外部设备一般都是机械式或机电结合式的，它们的速度相对于高速的CPU来说要慢得多。因此，须通过I/O接口部件把外部设备与CPU连接起来，完成它们之间的信息格式转换、速度匹配及某些相关控制。I/O接口电路的主要功能是什么一般的I/O接口电路由哪些部分组成I/O接口电路主要功能：（1）地址译码或设备选择功能（2）数据缓冲功能（3）输入/输出功能（4）信息转换功能（5）中断请求与管理功能（6）可编程功能其中前4种功能一般接口都需要I/O接口电路组成部分：I/O接口电路一般都由端口寄存器和控制逻辑两大部分组成。其中端口寄存器包括数据缓冲寄存器、控制寄存器和状态寄存器，它们是接口电路的核心；控制逻辑电路包括数据总线缓冲器、地址译码、内部控制逻辑、联络控制逻辑。什么叫端口通常有哪几类端口端口是指I/O接口电路中能被直接访问的寄存器或某些特定器件。端口通常有三类，分别为：数据端口、状态端口和命令端口。I/O端口的编址方式有哪几种各有什么优缺点I/O端口编址通常有两种方式，一种是I/O端口地址与存储器地址统一编址方式；另一种是I/O端口地址独立编址方式。统一编址优点是无需专门的I/O指令，CPU可以像访问存储器那样访问I/O端口；缺点是端口占用了部分存储器地址空间，使存储器容量减少。独立编址优点是端口所需的地址线少，地址译码器较简单；I/O指令执行所需时间少，指令长度短；I/O指令与存储器指令有明显增加区别，使程序编制与阅读较清晰。缺点是增加了I/O读/写控制信号。8086系统采用什么样的编址方式，其寻址的具体指令形式是什么8086系统采用的是独立编址方式。具体指令为IN和OUT，指令只能在AL或AX寄存器与I/O端口之间进行。I/O端口的寻址方式有直接寻址与通过DX寄存器间接寻址两种，直接寻址的指令只能寻址256个端口（端口地址为0～255），间接寻址的指令可寻址64KB个端口（端口地址为0～65535）I/O地址译码方法的一般原则是什么I/O地址译码方法的一般原则是把地址分为两部分：一部分是高位地址线与CPU的控制信号组合，通过译码产生I/O接口芯片的片选信号，实现片间寻址；另一部分是低位地址线直接连到I/O接口芯片，实现片内寻址，即访问片内寄存器。CPU与外部设备之间进行信息传送的方式有哪几种各有什么特点CPU与外部设备之间的信息传送方式有四种。（1）无条件传送方式。优点：程序简单，所需的硬件和软件都比较少、传送速度快，但必须在确信外设已准备好的情况下才能使用，否则就会出错。（2）程序查询传送方式。优点：硬件线路简单，程序易于实现；缺点是CPU利用率低下，实时性差（3）中断传送方式。特点：实现了CPU与外设并行工作，大大提高了CPU的效率，一般适合于传送数据量少的中低速外部设备。对于高速外部设备的大批量数据传送不适合试述程序查询传送方式的工作原理。PAGE25查询传送方式在传送数据前先查询外设的状态，当外设准备好时，CPU执行I/O指令传送数据；若未准备好时，则CPU等待。优点：能较好地协调外设与CPU之间的定时关系，因而比无条件传送方式容易实现准确传送。缺点:该方式需要不断查询外设的状态，大量时间花在等待循环中，当主机与中、低速外设交换信息时，大大降低了CPU利用率。与查询方式相比，中断传送方式有什么优点优点：提高了CPU的效率；CPU与外设、外设与外设之间能并行工作什么是DMA传送？简述其工作过程。参考答案：DMA传送：不需CPU干予，由硬件实现存储器与外设之间交换数据。工作过程：（1）由专用接口芯片DMA控制器(称DMAC)控制传送过程；（2）当外设需传送数据时，通过DMAC向CPU发出总线请求；（3）CPU发出总线响应信号，释放总线；（4）DMAC接管总线，控制外设、内存之间直接数据传送习题八什么是中断中断处理的一般过程是什么？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什么是中断向量、中断向量地址及中断向量表？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。什么是中断优先级有哪几种解决中断优先级的方法参考答案：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8086CPU的中断共分为哪几种？各类中断的优先级是如何排列的参考答案：8086CPU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）：PAGE26除法出错、INTO、INTn、NMI、INTR、单步8086系统在中断时需要进行现场保护，哪些现场由系统自动保护哪些现场需要用户进行保护8086的中断返回指令IRET和子程序返回指令RET有何不同？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）简述8259A芯片的主要功能。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。试述8259A的初始化编程过程。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。8259A对外只有两个端口地址，但却有7个命令字，它是如何正确区分不同的命令字的？参考答案：通过奇偶地址、特征位以及写入的先后顺序区分。8086系统采用单片8259A作为外部可屏蔽中断的优先级管理，正常完全嵌套方式，边沿触发，非缓冲连接，非自动中断结束，端口地址为20H和21H。其中某中断源的中断类型号为0AH，其中断服务程序入口地址为2000:3A40H。（1）请按上述要求编写初始化程序。参考答案：MOVAL,00010011B;设置ICW1为边沿触发，单片8259A，需要ICW4OUT20H,ALMOVAL,00001000B;设置ICW2中断类型号基数为08HOUT21H,AL;可响应的8个中断类型号为08H～0FHMOVAL,00000001B;设置ICW4为8086/8088模式，正常EOI，非缓冲方式，完全嵌套方式OUT21H,AL…（2）本题中的中断源应该与8259A的哪个中断请求输入端相连接，其中断向量地址是多少向量区对应的4个单元的内容是什么PAGE27参考答案：中断类型号为0AH的中断源与8259A的IR2中断请求输入端相连接；其中断向量地址为000A0H，向量区对应的4个单元的内容依次为：40H、3AH、00H、20H设8259A的端口地址为20H和21H，工作于正常完全嵌套方式，要求在为中断源IR4服务时，设置特殊屏蔽方式，开放低级中断请求，请编写有关程序段。参考答案：MOVAL,00001010BOUT20H,AL；设置OCW3，D1D0=10为即将读取IRR的内容INAL，20H；取IRRTESTAL，10H；测试IR4是否有中断请求JNZEXITMOVAL,00001011BOUT20H,AL；设置OCW3，D1D0=11为即将读取ISR的内容INAL，20HORAL，10HOUT20H，AL；设置特殊屏蔽方式习题九8255A有哪几种工作方式各有什么特点不同的工作方式在连接方法上有什么不同参考答案：8255A有方式0、方式1和方式2三种工作方式。方式0特点：与外设传送数据时，通常不用联络信号或无固定的I/O联络信号；可以采用无条件或查询方式传送，输出有锁存，输入有三态缓冲而无锁存功能；A、B、C三个口均可设成此方式，且都能被指定为输入或者输出使用，各端口之间没有规定必然的关系，但同一个端口不能既做输入又做输出。方式1特点：是一种选通输入/输出方式，用以实现CPU与外设之间的中断或查询方式进行数据传送，使用灵活；用作一个或两个选通输入/输出端口；端口A、B均可为方式1，均可作为输入口或者输出口；若有一个端口为方式1，则端口C中有3位被规定为方式1的应答联络信号，此时，端口C中的其他引脚即作输入或输出；若端口A、B都工作在方式1，则端口C中有6位被作为应答联络信号，剩下的2位，仍可作为输入或输出。方式2特点：外设可在单一的8位总线上，既能发送，也能接收数据即双向总线I/O。工作时可用于程序查询方式，也可工作于中断方式；方式2只用于端口A，是方式1的输入和输出的组合；一个8位的双向总线端口A和一个5位控制端口C，5位控制端口C是用作端口A的控制和状态信息；输入和输出是锁存的。设8255A的端口地址为60H～63H，试按以下不同的要求编写相应的8255A初始化程序。（1）将A口、C口设为方式0输入口，B口设为方式0输出口。（2）将A口、B口设为方式1输入口，PC6、PC7作为输出口。（3）将A口设为方式2，B口设为方式1输入。PAGE28参考答案：（1）moval,BOut63h,al（2）moval,BOut63h,al；A口、B口设为方式1输入口moval,00000110BOut63h,al；PC6作为输出口moval,00001110BOut63h,al；PC7作为输出口（3）moval,BOut63h,al；A口为方式2，B口为方式1输入8253有哪几种工作方式各有什么特点参考答案：8253有方式0、方式1、方式2、方式3、方式4、方式5共6种工作方式。方式0主要特点：软件启动，不自动重复计数，计数器只计数一遍；计数过程中，由GATE信号控制暂停。送入高