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接口和系統總線，是微型計算機系統的主體。

③ 微型計算機系統包括微型計算機、外設及系統軟件三部分。

1.2 CPU在內部結構上由哪幾部分組成？CPU應具備哪些主要功

能？

答：1.CPU在內部結構上由以下幾部分組成：

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

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內部產生的。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的其他部件送到CPU的。通常用來向CPU發出請求。如中斷請求、總線請求等。

1.5 微型計算機采用總線結構有什么優點？

答：首先是系統中各功能部件之間的相互關系變為各個部件面向總線的單一關系。其次是一個部件只要符合總線標準，就可以連接到采用這種總線標準的系統中，使系統功能得到擴充。

1.6 數據總線和地址總線在結構上有什么不同之處？如果一個系統

的數據和地址合用一套總線或者合用部分總線，那么，要靠什么來區分地址或數據？

答：1.數據總線是雙向三態；地址總線是單向輸出三態。

2.數據和地址復用時，必須有一個地址選通信號來區分該總線上輸出的是地址還是數據。

1.7 控制總線傳輸的信號大致有哪幾種？

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、中斷響應信號、存儲器和I/O接口區分信號等。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責與存儲器、I/O端口傳送數據。 2.具體講：① 總線接口部件要從內存取指令送到指令隊列；

② CPU執行指令時，總線接口部件要配合執行部件從指定的內存單元或者外設

端口中取數據，將數據傳送給執行部件，或者把執行部件的操作結果傳送到指定的內存單元或外設端口中。

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的執行部件有什么功能？由哪幾部分組成？

答：1.8086的執行部件的功能是負責指令的執行。

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

2.5 狀態標志和控制標志有何不同？程序中是怎樣利用這兩類標志

的？8086的狀態標志和控制標志分別有哪些？

答：1.不同之處在于：狀態標志由前面指令執行操作的結果對狀態標志產生影響，即前面指令執行操作的結果決定狀態標志的值。控制標志是人為設置的。 2.利用狀態標志可進行計算和判斷等操作。利用控制標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的狀態標志有：SF、ZF、PF、CF、AF和OF計6個。 8086的控制標志有：DF、IF、TF計3個。

2.6 8086/8088和傳統的計算機相比在執行指令方面有什么不同？

這樣的設計思想有什么優點？

答：1.傳統的計算機在執行指令時，指令的提取和執行是串行進行的。8086/8088 CPU的總線接口部件和執行部件在提取和執行指令時是并行同時工作的。 2.8086/8088 CPU的設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據的完整操作所需的最少時鐘周期數。

2.8086/8088的基本總線周期由4個時鐘周期組成。

3.當主頻為24MHz時，Tφ=1/24MHz≈41.7ns，T總=4Tφ≈167ns。 4.當主頻為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，CPU分別執行什么動作？

什么情況下需要插入等待狀態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，CPU分別執行下列動作：

T1狀態：CPU往多路復用總線上發出地址信息，以指出要尋找的存儲單元或外設端口的地址。

T2狀態：CPU從總線上撤銷地址，而使總線的低16位浮置成高阻狀態，為傳輸

總結

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