微型计算机原理及应用技术_第二版(朱金钧版).pdf

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1、1 第 1 章计算机基础知识 教材习题解答 1. 计算机中为什么都采用二进制数而不采用十进制数？ 【解】计算机的基本功能是对数的运算和处理。计算机中，通过数字化编码技术， 对所表示的数值、文字、符号及控制信息等进行数字编码，这种数字化表示方法 不仅要适合于人的自然习惯，同时要满足机器中所用器件、线路的工作状态以及 数据可靠传输与易于校验纠错等方面的要求。一个具有两种不同的稳定状态且能 相互转换的器件，就可以用来表示一位二进制数，所以表示二进制的器件易于制 造且工作可靠，并且二进制数的运算规则也最简单，因此目前计算机中均采用二 进制数来表示各种信息及进行信息处理。 2. 写出下列用原码或补码表示

2、的机器数的真值： (1)01101101 (2)10001101 (3)01011001 (4)11001110 【解】 (1) X原01101101109 X补01101101109 (2) X原1000110113 X补10001101115 (3) X原0101100189 X补0101100189 (4) X原1100111078 X补1100111050 3. 填空： (1) (1234) 10( )2( )16 (2) (34.6875)10( )2( )16 (3) (271.33)10( )2( )16 (4) (101011001001) 2( )10( )16 (5) (1

3、AB.E) 16( )10( )2 (6) (10101010.0111)2( )10( )16 【解】 (1) (1234) 10( 10011010010 )2( 4D2 )16 (2) (34.6875) 10( 100010.1011 )2( 22.B )16 (3) (271.33)10( 100001111.010101 )2( 10F.54 )16 (4) (101011001001)2( 2761 )10( AC9 )16 (5) (1AB.E)16( 427.875 )10(110101011.111 )2 (6) (10101010.0111)2( 170.4375 )10

4、( AA.7 )16 4. 已知 X=36，Y=136，Z=1250，请写出 X、Y、Z 的 16 位原码、反码和补码。 【解】 X原0000 0000 0010 0100 Y原1000 0000 1000 1000 Z原1000 0100 1110 0010 X反0000 0000 0010 0100 2 Y反1111 1111 0111 0111 Z反1111 1011 0001 1101 X补0000 0000 0010 0100 Y补1111 1111 0111 1000 Z补1111 1011 0001 1110 5. 已知X补=01010101B ，Y补=10101010B ，Z补

5、=1000111111111111B ，求 X、Y、 Z 及 XY、YZ 的十进制值为多少 ? 【解】 YZ 运算时 Y需要扩展符号位 X85 Y86 Z28673 XY01010101B 10101010B 11111111B 1 YZ11111111 10101010B 10001111 11111111B 11111111 10101010B01110000 00000001B 0110 1111 1010 1011B 28587 6. 用 8 位补码进行下列运算 , 并说明运算结果的进位和溢出： (1) 33 114 (2) 33114 (3) (-33)114 (4) (-33)-1

6、14 【解】 (1) 33补00100001 114补01110010 0 0 1 0 0 0 0 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 0 1 0 0 1 1 正确的运算结果147127，出现溢出，使符号位发生变化，出现结果：109 (2) 33补00100001 114补10001110 0 0 1 0 0 0 0 1 1 0 0 0 1 1 1 0 1 0 1 0 1 1 1 1 运算结果： 81 (3) -33补11011111 114补01110010 1 1 0 1 1 1 1 1 0 1 1 1 0 0 1 0 1 0 1 0 1 0 0 0 1 最高位进位，自然丢失，运算

7、结果：81 (4) -33 补11011111 -114补10001110 3 1 1 0 1 1 1 1 1 1 0 0 0 1 1 1 0 10 1 1 0 1 1 0 1 正确的运算结果 147127， 出现溢出，使符号位发生变化， 出现运算结果： 109 7. 将下列十进制数表示为8421BCD 码： (1) 8609 (2) 5254 (3) 2730 (4) 2998 【解】 (1) 1000 0110 0000 1001 (2) 0101 0010 0101 0100 (3) 0010 0111 0011 0000 (4) 0010 1001 1001 1000 8. 将下列 8

8、421BCD 码表示为十进制数和二进制数： (1) 01111001 (2) 001010000101 (3) 011000000111 (4) 010110010000 【解】 (1) 79， 1001111B (2) 285，100011101B (3) 607， 1001011111B (4) 590，1001001110B 9. 将下列数值或字符串表示为相应的ASCII 码： (1) 51 (2) 7FH (3) C6H (4) Computer (5) how are you? 【解】 (1) 0110101 0110001 (2) 0110111 1100110 1101000 (

9、3) 1100011 0110110 1101000 (4) 1100011 1101111 1101101 1110000 1110101 1110100 1100101 1110010 (5) 1101000 1101111 1110111 0100000 1100001 1110010 1100101 0100000 1111001 1101111 1110101 0111111 10. 定点数和浮点数表示方法各有什么特点？ 【解】用浮点表示法比定点表示法表示数的范围大，浮点数的运算比定点数的运 算复杂 11. 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】微处理器（

10、CPU ） ，由运算器和控制器组成。运算器完成算术运算和逻辑运 算， 控制器分析命令并指挥协调各部件统一行动完成命令规定的各种动作或操作。 微型计算机由运算器、控制器、 存储器、输入设备、输出设备五大部分组成。 微型计算机系统包括微型计算机硬件和软件。 12. 微型计算机由哪几部分组成，各部分的功能是什么？ 【解】微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部分组 成。 4 运算器完成算术运算和逻辑运算；控制器分析命令并指挥协调各部件统一行 动完成命令规定的各种动作或操作；存储器存放原始数据、中间结果和最终结果 以及程序；输入设备、输出设备与外界交换信息。 13. CPU 在内部

11、结构上由哪几部分组成，CPU 应具备什么功能？ 【解】微处理器（ CPU ）由运算器和控制器组成。 CPU应具备的功能：对数据进行处理并对处理过程进行控制。 14. 简述计算机执行指令和执行程序的过程。以书中的例子为例， 说明在此三条 指令执行中，哪些信号属于数据流，哪些信号属于控制流？ 【解】计算机执行指令和执行程序的过程分为：(1) 取指阶段，从存储器中取出 指令； (2) 分析执行阶段，由控制器进行分析译码、发出一系列控制信号完成该 指令的执行。 以书中的例子为例，在此三条指令执行中，以下信号属于数据流： IP M ； IP+1 IP； MIR； IR ID；addrM ；M ACC A

12、LU 结果 ACC 。 以下信号属于控制流： 控制上述操作过程的信号流； 控制 IP 自动加 1 存储器对地址译码，找到100单元； ID 对指令译码后，由控制信号发生器产生一系列控制信号来执行这条指令 ALU执行“ ADD ”运算； 15. 微型计算机外部为什么采用三总线结构？ 【解】有了总线结构以后，系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件面向 总线的单一关系。一个部件或设备只要符合总线标准，就可以连接到采用这种总 线标准的系统中，使系统功能能很简便地得到扩展。 数据总线用来传输数据，地址总线专门用来传送地址信息，控制总线用来传 输控制信号。 16. 数据总线和地址总线在结构和作用上有什

13、么不同？ 【解】数据总线用来传输数据，地址总线专门用来传送地址信息。从结构上看， 数据总线是双向的，即数据既可以从CPU 送到其它部件，也可以从其它部件传送 到 CPU 。因地址总是从CPU送出去的，所以地址总线是单向的。地址总线的位数 决定了 CPU 可以直接寻址的内存范围。 17. 如果某几种 CPU 的地址总线分别有8、16、20、32 条，它们各自能寻址的存 储器的容量是多少？ 【解】地址总线 8 条： 2 8256B 地址总线 16 条：2 1664KB 地址总线 20 条：2 201MB 5 地址总线 32 条：2 324GB 18. 什么是硬件，什么是软件，硬件和软件的关系如何？

14、 【解】硬件是指组成计算机的各种电子的、机械的、光磁学的物理器件和设备， 它们构成了计算机的物理实体。软件则是指为了运行、管理和维护计算机而编制 的各种程序及其有关的文档资料的总称。硬件是基础，软件是灵魂，两者既相互 独立，又相互依存， 缺一不可。硬件和软件合起来才组成一个完整的计算机系统。 19. 说明位、字节、字长的概念及它们之间的关系。 【解】 (1) 位（bit ） 。位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它只能有 两种状态“ 0”和“ 1” ，即二进制位。 (2) 字（Word ） 。计算机中作为一个整体参与运算、处理和传送的一串二进制 数，是计算机中信息的基本单位。 (3) 字

15、长(Word Length) 。计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。 它们之间的关系：字由位构成，字长指每个字所包含的位的个数。 20. 计算机的发展趋势有哪些？你如何看待冯诺依曼计算机体系结构理论？ 【解】计算机的发展趋势包括：微处理器的位数增加（4 位64 位） ；采用并行处 理技术； 集中式主机模式逐渐被客户/ 服务器模式所取代；网络技术的应用和普及； 多媒体技术技术应用等。 冯诺依曼计算机体系结构理论的核心是“存储程序” 和 “程序控制”。冯诺 依曼提出的这些基本概念奠定了现代计算机体系结构的基本框架，并由此产生了 程序设计思想。尽管从计算机诞生到现在已经历了半个多世纪，计算机的

16、体系结 构已发生了很大变化，计算机的性能也有了巨大提高，但目前大多数计算机仍遵 从冯诺依曼体系结构理论。 21. 说出几种型号的CPU ，它们各有什么特点？ 【解】 (1) 8088 ，8086 Intel公司于 1981 年推出， 16 位微处理器，地址线有20条，内存寻址范围 为 1M字节。它们的区别在于， 8086 外部的数据也是 16 位，而 8088 的外部数据 为 8 位。 (2) 80286 80286 也是 16 位处理器，其频率比8086更高，它有 24 条地址线，内存寻址 范围是 16M字节。 (3) 80386 80386 属于 32 位微处理器，其内部和外部数据总线都是

17、32 位，地址总线也 是 32 位，可寻址 4GB内存。它除具有实模式和保护模式外，还增加了虚拟86的 工作方式，可以通过同时模拟多个8086处理器来提供多任务能力。 386处理器的 主频有 16，20，25，33，40MHz 五种。 (4) 80486 于 1989年由 Intel公司首先出。其时钟频率从25MHz 逐步提高到 33MHz 、 50MHz 。它也属于 32 位处理器。 80486 是将 80386和数学协处理器 80387以及一 6 个 8KB的高速缓存集成在一个芯片内， 并且在 80X86系列中首次采用了RISC技术， 可以在一个时钟周期内执行一条指令。它还采用了突发总线方

18、式， 大大提高了 CPU 与内存的数据交换速度。 (5) Pentium处理器 Pentium（奔腾）是 Intel公司于 1993年推出的新一代微处理器， Pentium 微处理器使用更高的时钟频率，最初为60MHZ 和 66MHZ ，后提高到 200MHZ 。64位 数据总线， 16KB的高速缓存。接着Intel推出使用 MMX 技术的 Pentium MMX 的多 能奔腾。它增加了57条多媒体指令，内部高速缓存增加到32KB 。最高频率是 233MHz 。MMX 是 Multimedia Extension 的缩写，意即多媒体扩展，一种基于多媒 体计算以及通讯功能的技术，它能生成高质量的

19、图像、视频和音频，加速对声音 图像的处理。 (6) Pentium II PentiumII与以往的 Pentium 处理器使用了不同的封装方式，它将处理器放 到了盒中。而且采用SLOT 1模式的插座。该形式的封装结构为系统总线与L2高 级缓存之间的接口提供了独立的连接电路。然后再将处理器、高速缓存芯片，都 放置在一个小型电路板上（SEC卡盒） 。 (7) 塞扬 塞扬属于 Pentium II的低价位版本，被称为 “Celeron“ 。它是将 Pentium II 处理器的二级 Cache去掉，并简化了封装形式，没有塑料壳，另加一一块散热片 组成。因为没有了Cache ，其速度明显下降。 (8

20、) 塞扬 300 A Celeron 300A处理器是包含了128K 二级缓存的 Pentium II 处理器，其缓存 是集成在 CPU 内部的，速度和 CPU 相同，比 Pentium II/III的 Cache速度还要 高，这样 CPU 从二级缓存中读写数据时不需等待，可以大大提高计算速度；塞扬 300 A 仍没有塑料外壳，采用了SLOT1的结构，加了一个散热片和一块风扇。 (9) Pentium III 它采用了与 Pentium II 相同的 SLOT1 结构，具有 100MHz 的外频，其内部集 成了 64K的一级缓存， 512K的二级缓存仍然安装在SLOT1的卡盒内，工作频率是 C

21、PU 的一半。提供了比PentiumII更强劲的性能，这主要表现在其新增加了KNI 指令集。 KNI指令集中提供了70条全新的指令，可以大大提高3D运算、动画片、 影像、音效等功能，增强了视频处理和语音识别的功能。 22. 说出目前流行的几种主机板的类型以及他们的性能特点。 【解】ATX是目前市场上最常见的主板结构，扩展插槽较多，PCI 插槽数量在 4-6 个，大多数主板都采用此结构； Micro ATX 又称 Mini ATX ，是 ATX结构的简化版，扩展插槽较少，PCI 插槽 数量在 3 个或 3 个以下，多用于品牌机并配备小型机箱； BTX是英特尔制定的最新一代主板结构。 AT主板的尺

22、寸为 13“12“，板上集成有控制芯片和8 个 I/0扩充插槽。由于 AT主板尺寸较大，因此系统单元（机箱）水平方向增加了2 英寸，高度增加了1 7 英寸，这一改变也是为了支持新的较大尺寸的AT格式适配卡。 AT主板尺寸较大， 板上能放置较多的元件和扩充插槽。 Baby/Mini AT主板：随着电子元件集成化程度的提高，相同功能的主板不再 需要全 AT的尺寸。因此在1990 年推出了规范，简称为Baby AT 主板。 Baby AT 主板是从最早的XT主板继承来的，它的大小为15“8.5“ ，比 AT主板是略长， 而宽度大大窄于 AT主板。Baby AT 主板沿袭了 AT主板的 I/0扩展插槽

23、、键盘插 座等外设接口及元件的摆放位置，而对内存槽等内部元件结构进行了紧缩，再加 上大规模集成电路使内部元件减少，使得 Baby AT主板比 AT主板布局紧凑而功能 不减。 Micro ATX 主板把扩展插槽减少为3-4 只，DIMM 插槽为 2-3 个，从横向减小 了主板宽度， 其总面积减小约0.92 平方英寸，比 ATX标准主板结构更为紧凑。 按 照 Micro ATX 标准，板上还应该集成图形和音频处理功能。目前很多品牌机主板 使用了 Micro ATX 标准。 BTX是英特尔提出的新型主板架构Balanced Technology Extended的简称， 是 ATX结构的替代者。 B

24、TX具有如下特点：支持 Low-profile，也即窄板设计， 系 统结构将更加紧凑； 针对散热和气流的运动， 对主板的线路布局进行了优化设计； 主板的安装将更加简便，机械性能也将经过最优化设计。 23 常用的外部设备有哪些，它们各有什么特点？如何衡量它们的性能？ 【解】常用的外部设备有外存储器（如CD-ROM、磁带存储器、硬盘、软盘） 、键 盘、鼠标、打印机、显示器、多媒体设备（如扫描仪、扬声器）、网络设备等。 CD-ROM 的特点是：存储容量大，只能读不能写，读写数据速度低于硬盘。 磁带存储器的特点是：存储容量大，顺序存取方式，主要用于在系统中备份 数据。 硬盘的特点是：存储容量大，读写速

25、度高 软盘的特点是：便宜、适宜于由用户保存数据，容易损坏，容量小，速度慢。 键盘：键盘是最主要的输入设备。 鼠标：鼠标器是控制显示屏上光标移动位置并向主机输入用户所选中的某个 操作命令或操作对象的一种常用的输入设备。 打印机：打印机是产生硬拷贝输出的一种设备，供用户保存计算机处理的结 果。 显示器：是用户与计算机对话的主要窗口。分辨率、彩色数目及屏幕尺寸是 显示器的主要指标。 扫描仪：是一种输入图片和文字的外部设备。 24 计算机软件包括哪些种类，它们有什么不同？ 【解】计算机软件包括系统软件和应用软件两大类。 系统软件指由机器的设计者提供的，使用和管理计算机的软件。系统软件包 括：各种语言的

26、汇编或解释、编译程序。机器的监控管理程序、操作系统、 调试程序、故障诊断程序。程序库。 应用软件指用户用各种语言编制的解决各种问题的软件，如财务管理软件、 8 银行管理软件、文字处理软件等。 系统软件和应用软件的不同：系统软件指由机器的设计者提供的，其目的是 让用户更方便地使用和管理计算机，而不必了解具体的计算机硬件，从而使用户 编制各种源程序更为简单、方便和可靠。应用软件则是为了解决各种应用问题的 软件，其目的为了扩大计算机的功能和应用领域，方便各应用领域的用户的使用。 25. 你知道或用过哪些系统软件，它们各有什么功能特点？ 【解】 (1) DOS 系统是 1981年由微软公司为IBM个人

27、电脑开发的，它是一个单用户 单任务的操作系统。在1985年到 1995年间 DOS 占据操作系统的统治地位。 功能特点：小巧灵活、文件管理方便、外设支持良好、应用程序众多 (2) Windows Windows 是一个为个人电脑和服务器用户设计的操作系统。它的第一个版本 由微软公司发行于1985 年，并最终获得了世界个人电脑操作系统软件的垄断地 位。 功能特点：具有友好的图形用户界面；具有强大的内存管理功能（可直接管 理 4GB内存） ；允许多任务操作（可同时运行多个程序），且速度较快；具有出色 的多媒体功能；支持新硬件，如DVD 、数字相机等；可靠性更强。 (3) Unix Unix 是一种

28、分时计算机操作系统，1969在 AT&TBell 实验室诞生。从此以后 其优越性不可阻挡的占领网络。大部分重要网络环节都是Unix 构造。 功能特点：具有强大的可移植性，适合多种硬件平台；可操作性很强；具有 良好的用户界面和程序接口；为用户提供了数千条系统命令，有助于系统操作和 系统管理；管道机制；为用户提供了良好的开发环境；其跨平台的文件系统和网 络文件系统；具有强大的网络功能；完善的系统审计；增强的系统安全机制；系 统备份功能完善；系统结构清晰，有利于操作系统的教学和实践；具有强稳定性 和健壮的系统核心。 (4) Linux Linux 是 Unix 克隆的操作系统，在源代码上兼容绝大部分

29、Unix 标准，是一 个支持多用户、多进程、多线程、实时性较好的且稳定的操作系统。 功能特点：完全免费；完全兼容POSIX 1.0 标准；多用户、多任务；良好的 界面；丰富的网络功能；多进程、多线程、实时性较好；支持多种平台 26. 说出你用过的一种计算机的主要性能指标。 【解】 (1) 联想天骄 e1050x的主要性能指标： 处理器类型 Celeron D 331，处理器主频 2660MHz ，处理器的一级缓存128KB ， 二级缓存 256KB ，处理器运算位数 64 位 主板的系统总线频率 533MHz 内存类型 DDR ，容量 256 MB 外围设备包括： DVD-ROM (16X)

30、光驱，硬盘 (7200rpm，80GB) ，17英寸液晶 显示器，显卡，声卡，音响系统， 10/100M 网卡，键盘， USB 光电鼠标 9 (2) 联想家悦 C 1066E的主要性能指标： 处理器类型 SEM 2200+，处理器主频 2200MHz ，处理器的一级缓存128KB ，二 级缓存 256KB ，处理器运算位数 64 位 主板的系统总线频率 533MHz 内存类型 DDR ，容量 256 MB 外围设备包括： DVD-ROM (16X) 光驱，硬盘 (7200rpm，80GB) ，17英寸液晶 显示器，显卡，声卡，音响系统， 10/100M 网卡，键盘， USB 光电鼠标 第 2

31、章 8086 微处理器及其系统 教材习题解答 1. 8086 CPU 由哪两部分构成，它们的主要功能是什么?在执行指令期间 ,EU 能 直接访问存储器吗，为什么? 【解】 8086CPU 由执行部件（ EU ）和总线接口部件（ BIU）两部分组成。 执行部件由内部寄存器组、算术逻辑运算单元（ALU ）与标志寄存器（ FR ）及 内部控制逻辑等三部分组成。寄存器用于存储操作数和中间结果；算术逻辑单元 完成 16位或 8 位算术逻辑运算， 运算结果送上 ALU内部数据总线， 同时在标志寄 存器中建立相应的标志；内部控制逻辑电路的主要功能是从指令队列缓冲器中取 出指令，对指令进行译码，并产生各种控制

32、信号，控制各部件的协同工作以完成 指令的执行过程。 总线接口部件（ BIU）负责 CPU 与存储器、 I/O 设备之间传送数据、地址、状 态及控制信息。 每当 EU部件要执行一条指令时， 它就从指令队列头部取出指令， 后续指令自 动向前推进。 EU要花几个时钟周期执行指令，指令执行中若需要访问内存或I/O 设备，EU就向 BIU 申请总线周期，若 BIU 总线空闲，则立即响应，若BIU 正在取 一条指令，则待取指令操作完成后再响应EU的总线请求。 2. 8086CPU 与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同？这样的设计思想 有什么优点？ 【解】 8086 CPU 与传统的计算机相比增加了指

33、令队列缓冲器，从而实现了执行部 件（EU ）与总线接口 (BIU) 部件的并行工作，因而提高了8086系统的效率。 3. 8086 CPU 中有哪些寄存器，各有什么用途？ 【解】 8086 共有 8 个 16 位的内部寄存器，分为两组： 通用数据寄存器。四个通用数据寄存器AX 、BX 、CX 、DX均可用作 16 位寄 存器也可用作 8 位寄存器。用作 8 位寄存器时分别记为AH 、AL、BH 、BL、CH 、CL 、 DH 、DL。 10 AX （AH 、AL）累加器。有些指令约定以AX （或 AL）为源或目的寄存器。实际 上大多数情况下， 8086 的所有通用寄存器均可充当累加器。 BX

34、（BH 、BL）基址寄存器。 BX可用作间接寻址的地址寄存器和基地址寄存器， BH 、BL可用作 8 位通用数据寄存器。 CX （CH 、CL）计数寄存器。 CX在循环和串操作中充当计数器，指令执行后CX 内容自动修改，因此称为计数寄存器。 DX （DH 、DL ）数据寄存器。除用作通用寄存器外，在I/O 指令中可用作端口 地址寄存器，乘除指令中用作辅助累加器。 指针和变址寄存器。 BP （Basic Pointer Register）基址指针寄存器。 SP （Stack Pointer Register）堆栈指针寄存器。 SI（Source Index Register）源变址寄存器。 DI

35、（Destination Index Register）目的变址寄存器。 BP 、SP称为指针寄存器，用来指示相对于段起始地址的偏移量。BP和 SP一 般用于堆栈段。 SI、DI 称为变址寄存器，可用作间接寻址、变址寻址和基址变址 寻址的寄存器。 SI 一般用于数据段， DI 一般用于数据段或附加段。 标志寄存器 （FR ） ：是一个 16 位寄存器，算术逻辑单元进行算术逻辑运算后， 在标志寄存器中建立相应的标志。 段地址寄存器（ CS 、DS 、SS 、ES ） 。用于存放段地址，根据其主要用途，分为 代码段寄存器 CS 、数据段寄存器 DS 、堆栈段寄存器SS 、附加段寄存器 ES 。 代

36、码段寄存器 CS ：代码段是存放程序代码的存储区域，代码段寄存器用来存 放代码段存储区域的起始地址。 数据段寄存器 DS ：数据段是存放程序中所使用的数据的存储区域，数据段寄 存器用来存放程序的数据存储区的起始地址。 堆栈段寄存器 SS ：堆栈段寄存器用来存放堆栈存储区的起始地址。由堆栈段 寄存器 SS与堆栈指针寄存器SP来确定当前堆栈指令的操作地址。 附加段寄存器 ES ： 附加段是为某些字符串操作指令存放目的操作数而设置的 一个附加的数据段，附加段寄存器用来存放该附加数据段存储区域的起始地址。 指令指针寄存器（ IP） 。又称程序计数器，是16 位寄存器。 IP 中存放当前将 要执行的指令

37、的有效地址，每取出一条指令IP 自动增量，即指向了下一条指令。 指令队列缓冲器： 是一个与 CPU 速度相匹配的高速缓冲寄存器。 在 EU执行指 令的同时， BIU 可以从内存中取出下一条或下几条指令放到指令缓冲器中，EU执 行完一条指令后，可以立即从指令缓冲器中执行下一条指令。 4. 状态标志与控制标志有何不同，程序中是怎样利用这两类标志的？标志寄存 器有哪些标志位，各在什么情况下置位? 【解】状态标志根据算术逻辑运算结果由硬件自动设定，它们反映运算结果的某 些特征或状态，可作为后继操作（如条件转移）的判断依据。控制标志由用户通 过指令来设定，它们可控制机器或程序的某些运行过程。 标志寄存器

38、的内容如下： 11 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OF DF IF TF SF ZF - AF - PF - CF CF （Carry Flag ）进位标志，反映在运算结果的最高位有无进位或借位。如 果运算结果的最高位产生了进位（加法）或借位（减法）则CF=1 ，否则 CF=0 。 PF（Parity Flag）奇偶标志，反映运算结果中“1”的个数的奇偶性，主要 用于判断数据传送过程中是否出错。若结果的低8 位中有偶数个“ 1”则 PF=1 ， 否则 PF=0 。 AF（Auxiliary Carry Flag）辅助进位标志，又称半进位标志。加减运

39、算时， 若 D3向 D4产生了进位或借位则AF=1 ，否则 AF=0 。在 BCD码运算时，该标志用于 十进制调整。 ZF（Zero Flag ）零标志，反映运算结果是否为0。 若结果为零则 ZF=1，否 则 ZF=0。 SF （Sign Flag ）符号标志，反映运算结果最高位即符号位的状态。如果运算 结果的最高位为则SF=1 （对带符号数即为负数） ，否则 SF=0 （对带符号数即为 正数） 。 OF （Overflow Flag ）溢出标志，反映运算结果是否超出了带符号数的表数范 围。若超出了机器的表数的范围，即为产生溢出，则OF=1 ，否则 OF=0 。 DF （Direction F

40、lag）方向标志，用于串处理指令中控制串处理的方向。当 DF=1时，每次操作后变址寄存器SI、DI 自动减量，因此处理方向是由高地址向 低地址方向进行。当DF=0 ，则 SI、DI 自动增量，处理方向由低地址向高地址方 向进行。该标志由方向控制指令STD或 CLD设置或清除。 IF （Interrupt Flag）中断允许标志，用于控制CPU 是否允许响应可屏蔽中 断请求。IF=1 为允许响应可屏蔽中断请求， IF=0 则禁止响应可屏蔽中断请求。 该 标志可由中断控制指令STI 或 CLI 设置或清除。 TF （Trap Flag）陷阱标志，用于单步操作。TF=1时，每执行一条用户程序指 令后

41、自动产生陷阱，进入系统的单步中断处理程序。TF=0时，用户程序会连续不 断地执行，不会产生单步中断。 5. 求出下列运算后各个标志的状态，并说明进位标志和溢出标志的区别。 (1) 1278H + 3469H (2) 54E3H - 27A0H (3) 3881H + 3597H (4) 01E3H - 01E3H 【解】CF进位标志， 反映在运算结果的最高位有无进位或借位。OF溢出标志，反 映运算结果是否超出了带符号数的表数范围。机器实际处理时判断是否溢出的方 法是根据最高位的进位（ CF ）与次高位的进位是否相同来确定，若两者不相同则 OF=1 （表示有溢出），否则 OF=0 （表示无溢出）

42、。 (1) 0001 0010 0111 1000 0011 0100 0110 1001 0100 0110 1110 0001 12 运算后各个标志的状态： OF DF IF TF SF ZF - AF - PF - CF 0 0 0 1 1 0 (2) 0101 0100 1110 0011 0010 0111 1010 0000 0010 1100 0100 0011 运算后各个标志的状态： OF DF IF TF SF ZF - AF - PF - CF 0 0 0 0 0 0 (3) 0011 1000 1000 0001 0011 0101 1001 0111 0110 1110

43、 0001 1000 运算后各个标志的状态： OF DF IF TF SF ZF - AF - PF - CF 0 0 0 0 1 0 (4) 0000 0001 1110 0011 0000 0001 1110 0011 0000 0000 0000 0000 运算后各个标志的状态： OF DF IF TF SF ZF - AF - PF - CF 0 0 1 0 1 0 6. 8086 CPU 中存储器的逻辑地址和物理地址之间有什么关系，各有多少值? 【解】物理地址为某一个存储单元的实际地址，对于 8086它是一个 20 位的地址。 物理地址从 00000H FFFFFH 变化，对应 1M

44、B 的空间。 逻辑地址，又称偏移地址或有效地址，即对段首的偏移量。偏移地址从 0000H FFFFH变化，对应 64KB的空间。 物理地址的获得方法是： 将段寄存器的内容左移4 位（即 16） ，与逻辑地址 相加，得到 20 位物理地址。 根据寻址方式的不同， 偏移地址可以来自程序计数器 （IP）或其它寄存器。 7. 8086CPU 使用的存储器为什么要分段，怎样分段？为什么要设置段寄存器， 有几个段寄存器 ?各段寄存器有什么意义？ 【解】 8086 CPU 内部数据结构是 16 位的，即所有的寄存器都是16 位的，而外部 寻址空间为 1MB ，即需要 20 位地址线。为了能用内部寄存器中的1

45、6 位地址来寻 址 1MB空间， 8086 将 1MB空间以 16 字节为一个内存节，共分成64K个节。节的 起始地址分别为 00000H 、00010H 、00020H 、FFFF0H ，称为段基址。节的起始 13 地址的后 4 位二进制数为全0，称为节的段地址。 用于存放段地址的寄存器称为段寄存器，根据其主要用途，分为代码段寄存 器 CS 、数据段寄存器 DS 、堆栈段寄存器 SS 、附加段寄存器 ES 。 代码段寄存器 CS ：用来存放代码段存储区域的起始地址。 数据段寄存器 DS ：数存放程序的数据存储区的起始地址。 堆栈段寄存器SS ：用来存放堆栈存储区的起始地址。由堆栈段寄存器SS

46、与 堆栈指针寄存器 SP来确定当前堆栈指令的操作地址。 附加段寄存器 ES ： 附加段是为某些字符串操作指令存放目的操作数而设置的 一个附加的数据段，附加段寄存器用来存放该附加数据段存储区域的起始地址。 8. 简述 A0与BHE在 8086 系统中的应用。 【解】8086系统中将 1MB存储空间分成两个512KB的物理存储体。一个存储体由 偶数地址组成，另一个存储体由奇数地址组成。用A0位来区分两个存储体。 用BHE和 A0的组合来选择存储体，其组合关系及操作情况如下： (1) 从偶地址读写一个字节（BHE A010） 。AD15AD8上的数据被忽略，字节 内容通过 AD7AD0传送。 (2)

47、 从奇地址读写一个字节 （BHE A001） 。在 AD15AD8上传送的数据有效， AD7AD0上数据被忽略。 (3) 从偶地址开始读写一个字 （BHE A000） 。在 AD15AD0上传送的数据同时 有效。 (4) 从奇地址开始读写一个字。第一个总线周期BHE A001，从奇地址读写 低字节，在 AD15AD8上传送的数据有效。第二个总线周期BHE A010，从偶地址 读写高字节，在 AD7AD0上传送的数据有效。 9. 8086系统中为什么要采用地址锁存器8282？采用什么方法从分时复用地址/ 数据线中将数据和地址信号分离出来? 【解】 8086 地址总线与数据总线是分时复用的，高8

48、位数据有效信号BHE也是复 用信号。在 T1状态，总线上输出20 位地址信号及BHE信号，而在 T2T4状态，总 线用于数据传送， BHE信号也失效。为了正确地交换数据，地址信号及BHE信号在 T2T4期间必须保持，所以需要设一组地址锁存器（3 片 8282） ，用于锁存地址及 BHE信号。 在 T1状态，CPU 送出地址锁存允许信号ALE ，将 ALE接向 8282的选通输入端 STB 。当 ALE 1 时，8282 输出跟随输入变化，用ALE的下降沿将总线上已经稳定 的地址信号锁入 8282。 10. 8086和 8088 CPU的主要区别是什么 ? 【解】 8088 的内部结构和指令功能与8086完全相同，只是为了和原有的8 位微 处理器外围芯片兼容，其外部数据总线是8 位的。 11. 8086系统中的存储器采用什么结构？如何与地址、数据线连接？ 【解】8086系统中将 1MB存储空间分成两个512KB的物理存储体。一个存储体由 偶数地址组成，另一个存储体由奇数地址组成。用A0位来区分两个存储体。 12. 8086的 I/O 端口寻址范围是多少？什么是I/O 端口与内存分别独立编址？ 14 【解】 8086的 I/O 端口使用 16位地址 A15A0， I/O 端口地址范围为 0000H FFFFH ， 可寻址空间为 64KB 。