微機(jī)原理及應(yīng)用課后答案_第1頁(yè)
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文檔簡(jiǎn)介

1、第一次課外作業(yè)題參考答案1微型計(jì)算機(jī)由哪5個(gè)主要部件組成?微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含哪些部分答:微型計(jì)算機(jī)的5個(gè)主要組成部分:運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、 輸出設(shè)備。微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)包含:硬件和軟件,其中硬件包括微型計(jì)算機(jī)和 外設(shè),軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件。2微機(jī)總線包括哪幾類總線?答:地址總線AB,數(shù)據(jù)總線DB,控制總線CB。3請(qǐng)簡(jiǎn)要描述數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線的基本特點(diǎn) 。答:地址總線AB:單向,用來(lái)傳送CPU輸出的地址信號(hào),確定被訪問(wèn)的存 儲(chǔ)單元、I/O端口,地址總線的條數(shù)決定 CPU的尋址能力。數(shù)據(jù)總線DB:雙向,用來(lái)在CPU與存儲(chǔ)器、I/O接口之間進(jìn)行數(shù)據(jù)傳 送,其條數(shù)決定一次可最

2、多傳送數(shù)據(jù)的寬度??刂瓶偩€CB:雙向,用于傳送各種控制信號(hào)。1 . CPU內(nèi)部由哪幾個(gè)主要功能部件構(gòu)成?各自的主要作用是什么?答:CPU是微機(jī)的核心芯片,它包括運(yùn)算器、控制器和寄存器。運(yùn)算器的功能是完成數(shù)據(jù)的算術(shù)和邏輯運(yùn)算。控制器一般由指令寄存器、指令譯碼器和控制電路組成。控制器的功能 是根據(jù)指令的要求,對(duì)微型計(jì)算機(jī)各部件發(fā)出相應(yīng)的控制信息,使它們協(xié)調(diào) 工作,從而完成對(duì)整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的控制。CPU內(nèi)部的寄存器是用來(lái)存放經(jīng)常使用的數(shù)據(jù)的。2 .指令譯碼器起什么作用?答:指令譯碼器對(duì)指令寄存器中的操作碼字段進(jìn)行分析,識(shí)別該指令規(guī)定的 操作,向操作控制器發(fā)出具體操作的特定信號(hào)。3 .請(qǐng)簡(jiǎn)述諾依曼計(jì)算

3、機(jī)的工作原理(指令執(zhí)行過(guò)程或計(jì)算機(jī)是如何執(zhí)行一條指 令的)。答:先由指令寄存器IP給出指令所在內(nèi)存的地址,地址經(jīng)地址寄存器 一地 址總線一地址譯碼器,選中指令所在的內(nèi)存的單元,CPU發(fā)出內(nèi)存讀控制信 號(hào),指令從內(nèi)存一數(shù)據(jù)總線一數(shù)據(jù)暫存器一指令寄存器一指令譯碼器對(duì)指令 進(jìn)行譯碼,經(jīng)譯碼的指令,由控制電路發(fā)出控制信號(hào)去執(zhí)行。當(dāng)一條指令取 走之后,指令指針寄存器會(huì)被修改成下一條要執(zhí)行指令的地址,這樣,當(dāng)一 條指令執(zhí)行之后,又進(jìn)入取指令階段,如此不斷重復(fù)。4 . CPU內(nèi)部16位地址寄存器如何尋址和訪問(wèn) CPU外部20根地址形成的1M 地址空間?答:用16位的段寄存器與16位的偏移量來(lái)解決這一問(wèn)題,即

4、各個(gè)段寄存器 分別用來(lái)存放各段的初始地址。當(dāng)由IP提供或EU按尋址方式計(jì)算出尋址單 元的16位偏移地址(又稱為邏輯地址)后,將與左移 4位后的段寄存器的 內(nèi)容同時(shí)送到地址加法器進(jìn)行相加,形成一個(gè)20位的實(shí)際地址(又稱為物理地址),以對(duì)存儲(chǔ)單元尋址。5 .什么是段地址、什么是偏移地址?答:段地址:只取段起始地址高16位值。偏移地址:段內(nèi)某內(nèi)存單元物理地址相對(duì)段起始地址的偏移值。6 . CPU內(nèi)部的CS段寄存器和IP (或稱PC)指令寄存器有什么作用?答:CS段寄存器用來(lái)識(shí)別當(dāng)前代碼段(程序一般放在代碼段);IP指令寄存器用來(lái)存儲(chǔ)代碼段中的偏移地址;程序運(yùn)行過(guò)程中IP始終指向下一次要取出的指令偏移

5、地址。IP要與CS寄存器相配合才能形成真正 的物理地址。7 .什么是物理地址、邏輯地址、有效地址和絕對(duì)地址?答:邏輯地址:由段基址和段內(nèi)偏移地址組成的地址(如CS:IP),段基址和段內(nèi)偏移地址都是16位的無(wú)符號(hào)二進(jìn)制數(shù),在程序設(shè)計(jì)時(shí)使用。物理地址:存儲(chǔ)器的絕對(duì)地址(20位的實(shí)際地址),范圍從00000H FFFFFH,是由CPU訪問(wèn)存儲(chǔ)器時(shí)由地址總線發(fā)出的地址。有效地址:是一 16位無(wú)符號(hào)數(shù),表示操作數(shù)所在單元到段首距離即邏 輯地址的偏移地址。絕對(duì)地址:是指在通信、計(jì)算機(jī)和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)中的一個(gè)地址方案。這 個(gè)地址直接鑒別一個(gè)存儲(chǔ)單元而不使用相關(guān)媒體,例如,一個(gè)基站地址或相 關(guān)地址。8 .分別說(shuō)

6、明1根、4根、8根、10根、16根、20根地址線各有多少存儲(chǔ)容量的 尋址能力?答:1 根一2Byte4 根一16Byte8 根一256Byte10 根一1K16 根一64K20 根一1M9.什么是寄存器?什么是存儲(chǔ)器??jī)烧哂泻萎愅??答:寄存器是中央處理器?nèi)的組成部分。寄存器是有限存貯容量的高速存貯 部件,它們可用來(lái)暫存指令、數(shù)據(jù)和位址。存儲(chǔ)器是微型計(jì)算機(jī)的存儲(chǔ)和記憶裝置,用以存放數(shù)據(jù)和程序。微型計(jì) 算機(jī)的內(nèi)存通常采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)器。相同點(diǎn):都可以儲(chǔ)存數(shù)據(jù)。不同點(diǎn):寄存器在CPU內(nèi)部,訪問(wèn)速度較快;存儲(chǔ)器在 CPU外部,訪 問(wèn)速度不如前者。13.請(qǐng)畫出8086CPU內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖ABDBCB14.

7、說(shuō)明是內(nèi)存單元??jī)?nèi)存單元地址如何表示?說(shuō)明是內(nèi)存單元的內(nèi)容?如何 實(shí)現(xiàn)對(duì)內(nèi)存單元的讀寫?答:內(nèi)存單元一般采用半導(dǎo)體存儲(chǔ)單元,包括隨機(jī)存儲(chǔ)器( RAM),只讀存 儲(chǔ)器(ROM),以及高速緩存(CACHE)。內(nèi)存單元地址表示:把某一段寄存器左移4位,然后與地址ADDR相加后被 直接送到內(nèi)存總線上,這個(gè)相加后的地址就是內(nèi)存單元的物理地址,而程序 中的這個(gè)地址就叫邏輯地址(或叫虛地址)。RAM可以被CPU隨機(jī)地讀寫,故又稱為讀寫存儲(chǔ)器。這種存儲(chǔ)器用于存放 用戶裝入的程序、數(shù)據(jù)及部分系統(tǒng)信息。當(dāng)機(jī)器斷電后,所存信息失。ROM 中的信息只能被CPU讀取,而不能由CPU任意寫入,故稱為只讀存儲(chǔ)器, 機(jī)器斷電

8、,信息仍保留。這種存儲(chǔ)器用于存放固定的程序,如:基本的 I/O 程序、BASIC解釋程序以及用戶編寫的專用程序等。ROM中的內(nèi)容只能用 專用設(shè)備寫入。讀操作是CPU將內(nèi)存單元的內(nèi)容讀入CPU內(nèi)部,而寫操作是CPU將其內(nèi)部 信息傳送到內(nèi)存單元保存起來(lái)。顯然,寫操作的結(jié)果改變了被寫內(nèi)存單元的 內(nèi)容,是破壞性的,而讀操作是非破壞性的,即,該內(nèi)存單元的內(nèi)容在信息 被讀 走”之后仍保持原信息。1.1 I/O單元地址與內(nèi)存單元地址有何異同?I/O單元內(nèi)容可以存放什么性質(zhì)數(shù) 據(jù)?如何實(shí)現(xiàn)I/O單元的讀寫操作?答:I/O單元地址與內(nèi)存單元地址都是為了區(qū)分不同的單元而設(shè)定的,方便 對(duì)其進(jìn)行操作,都用十六進(jìn)制表示

9、;不同點(diǎn)在于,I/O單元地址使用的是絕 對(duì)地址,而內(nèi)存單元需要使用段地址和偏移地址來(lái)尋址。I/O單元內(nèi)容可以存放二進(jìn)制數(shù)據(jù),分為狀態(tài)數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)和控制數(shù)據(jù)。CPU發(fā)出地址信號(hào),選中相應(yīng)的I/O端口。若是讀操作,CPU發(fā)出I/O端口 讀控制信號(hào),被選中的I/O端口將其內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線送入 CPU。若是寫操作, CPU發(fā)出I/O端口寫控制信號(hào),CPU將欲寫的內(nèi)容經(jīng)數(shù)據(jù)總線,寫入被選中 的I/O端口中。16 .什么是指令、指令系統(tǒng)和程序?答:指令是告訴計(jì)算機(jī)從事某一特殊運(yùn)算的代碼。指令系統(tǒng)是計(jì)算機(jī)硬件的語(yǔ)言系統(tǒng),也叫機(jī)器語(yǔ)言,它是軟件和硬件的主要 界面,從系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的角度看,它是系統(tǒng)程序員看到的計(jì)算機(jī)的主

10、要屬性。程序是為實(shí)現(xiàn)特定目標(biāo)或解決特定問(wèn)題而用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言編寫的命令序列的 集合。17 .是尋址方式? Intel系列有幾種主要的尋址方式?答:所謂尋址方式,是指如何通過(guò)尋找內(nèi)存操作數(shù)的地址尋找內(nèi)存操作數(shù)。Intel系列有七種尋址方式:(一)立即尋址(二)寄存器尋址(三)直接尋址(四)寄存器間接尋址(五)寄存器相對(duì)尋址(六)基址加變址尋址(七)相對(duì)基址加變址尋址18 .計(jì)算325D的十六進(jìn)制、二進(jìn)制和 BCD碼的值。325D=145H=101000101B=0011 0010 0101BCD第二次課外作業(yè)題參考答案1 .邏輯運(yùn)算指令對(duì)字或字節(jié)執(zhí)行邏輯運(yùn)算操作,它們都是按位進(jìn)行操作。2 .形成操作

11、數(shù)地址的方式,稱為尋址方式,用某個(gè)寄存器中操作數(shù)的值作為地 址的尋址方式稱為寄存器間接尋址。3 .中斷向量表中存放的是中斷程序入口地址的段地址及偏移地址。對(duì)于外部中 斷,CPU在獲取類型碼N后,以相應(yīng)偏移量將中斷向量表中的段地址及偏移地 址取至CPU中的CS寄存器和IP_寄存器中,以便在下一周期自動(dòng)實(shí)現(xiàn)程序轉(zhuǎn)移。4 .存儲(chǔ)器或IO設(shè)備經(jīng)緩沖后通過(guò)總線與CPU連接,且任一時(shí)刻只能有1個(gè)部件 通過(guò)總線與CPU進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊,這是由器件中的 三態(tài)門電路實(shí)現(xiàn)的。5 .8086從數(shù)據(jù)線上讀取數(shù)據(jù)的時(shí)候,具引腳 DT/R為低電平,將數(shù)據(jù)寫入存儲(chǔ)器 或IO設(shè)備的時(shí)候,具引腳DT/R為五電平。6 .已知某微機(jī)控

12、制系統(tǒng)中的 RAM容量為4KX16位.首地址為4800H.其最后 一個(gè)單元的地址為57FFH (=4800H+0FFFH)洪所用數(shù)據(jù)線和地址線分別為 16和 12根。7 .某微機(jī)系統(tǒng)的存儲(chǔ)容量為256K字節(jié),若采用單片容量為16Kxi位的SRAM 芯片,則組成該存儲(chǔ)系統(tǒng)共需該類芯片多少個(gè)?每個(gè)存儲(chǔ)芯片需要多少根地址選 擇線?若每8個(gè)芯片為一組構(gòu)成字節(jié)單元,則整個(gè)系統(tǒng)需要多少個(gè)芯片組?答:共需要該類芯片128個(gè),每個(gè)存儲(chǔ)芯片需要14根地址選擇線,若每8個(gè)芯 片為一組構(gòu)成字節(jié)單元,則整個(gè)系統(tǒng)需要16個(gè)芯片組。8 .某微機(jī)系統(tǒng)中只讀存儲(chǔ)器ROM為6K,最后一個(gè)單元的地址為9BFFH,隨 機(jī)存儲(chǔ)器RA

13、M為3K。已知存儲(chǔ)體地址為連續(xù)的,且 ROM在前,RAM在后, 分別求該存儲(chǔ)體的首地址和末地址、以及 ROM和RAM地址空間分布。答:首地址:8400H,末地址:A7FFHROM的地址空間分布:8400H-9BFFH RAM的地址空間分布:9C00H-A7FFH6k 是 17FFH, 9BFFH17FFH=8400H ; 3k 是 0BFFH, 9C00H+0BFFH=A7FFH第三次課外作業(yè)題參考答案一、計(jì)算題:1、十進(jìn)制數(shù)240.75的二進(jìn)制數(shù)、十六進(jìn)制數(shù)和BCD碼分別是多少?(240.75)d = (1111,0000.11)b = (F0.CH=(0010 0100 0000.0111

14、 0101) BCD2、設(shè) X=C3H, Y=5AH。試計(jì)算: (X或 Y)與(X異或 Y) 。X = C3H = 1101 0011 BY =5AH = 0101 1010 B(X異或 Y)與(X或 Y) = 1001 1001B = 99H二、填空題:1、512X4位的存儲(chǔ)器分別需要9 地址線和4數(shù)據(jù)線? 8Kx 8位的存儲(chǔ)器又分別需要 13地址線和8 數(shù)據(jù)線?2、下述機(jī)器數(shù)形式可表示的數(shù)值范圍是:?jiǎn)巫止?jié)無(wú)符號(hào)整數(shù) 0255;單字 節(jié)有符號(hào)整數(shù) -128127。(請(qǐng)用十進(jìn)制形式寫出)3、八片16Kx 4的存儲(chǔ)器可以設(shè)計(jì)為32K存儲(chǔ)容量的16位存儲(chǔ)器?4、宏匯編語(yǔ)言程序被匯編時(shí), 指令 語(yǔ)句

15、產(chǎn)生代碼指令,_偽指令 語(yǔ)句不產(chǎn)生代碼指令, 宏指令語(yǔ)句可能產(chǎn)生也可能不產(chǎn)生代碼指令。5、變址尋址的有效地址是變址寄存器的內(nèi)容與基址 代數(shù)和。三、問(wèn)答題:1、Intel系列的CPU單元一般由哪兩個(gè)控制單元組成?它們分別起什么作用?答:CPU由總線接口控制單元(BICU、執(zhí)行運(yùn)算單元 (EU組成。作用分別為:負(fù)責(zé)CPUt存儲(chǔ)器、I/O接口之間的信息傳送;執(zhí)行指令,分析指令,暫存中間運(yùn)算結(jié)果 并保留結(jié)果的特征。2、在Intel8086體系結(jié)構(gòu)中,在存儲(chǔ)原則上堆棧是遵循什么原則的內(nèi)存專用區(qū)域?若設(shè) SP=0056H,如果用棧操彳指令存入9個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),則 SP值為多少?若又用棧操作指令取出4個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù)

16、,則SP值又變?yōu)槎嗌伲看穑憾褩J且环N特殊的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)尋址方式,遵循 先進(jìn)后出 的原則。設(shè)SP=0056H如 果用棧操作指令壓入9個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),則SP指針變?yōu)?044H若又用棧操作指令彈出4 個(gè)字節(jié)數(shù)據(jù),則SP指針又變?yōu)?04C H。3、請(qǐng)畫出8086非屏蔽中斷響應(yīng)流程圖。尸"X4、試述CPU與外設(shè)交換數(shù)據(jù)的方式及其特點(diǎn)。答:1.無(wú)條件傳送方式。適用于外設(shè)動(dòng)作時(shí)間已知,在 CPUt外設(shè)進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送時(shí), 外設(shè)保證已準(zhǔn)備好的情況;軟硬件十分簡(jiǎn)單。2 .條件傳送方式。CPU通過(guò)不斷查詢外設(shè)狀態(tài),實(shí)現(xiàn)與外設(shè)的速度匹配; CPU的 工作效率低。3 .中斷傳送方式。CPU和外設(shè)大部分時(shí)間處在并行工作狀

17、態(tài),只在 CPU向應(yīng)外設(shè)的中斷申請(qǐng)后,進(jìn)入數(shù)據(jù)傳送的過(guò)程; 中斷傳送方式提高了 CPU勺效率4 . DMA傳送方式。外設(shè)和內(nèi)存之間,直接進(jìn)行數(shù)據(jù)傳送,不通過(guò) CPU傳送效率高電路結(jié)構(gòu)復(fù)適用于在內(nèi)存與高速外設(shè)、或兩個(gè)高速外設(shè)之間進(jìn)行大批量數(shù)據(jù)傳送;雜,硬件開銷較大四、應(yīng)用題(答案不唯一)1、試?yán)L制一個(gè)程序流程圖。從鍵盤輸入一行字符,要求第一個(gè)鍵入的必須是空格符(命令引導(dǎo)符)。如果不是則退出程序;如果是,則開始接收鍵入的字符并按順序存放在首地址為BUFFER勺緩沖區(qū)中(命令引導(dǎo)符不存入),直到接收到回車(Enter)字符時(shí)退出程 序。2、用1KX 8位的存儲(chǔ)芯片組成 2Kx 8位的ROM和2Kx 8位的RAM存儲(chǔ)器,要求的存儲(chǔ)器 空間范圍為:ROM: 1000 17FFH , RAM: 28002FFFH試畫出 CPU通過(guò)地址鎖存器、數(shù)據(jù)緩沖器、地址譯碼器與存儲(chǔ)器芯片之間的地址線、數(shù)據(jù)線、控制線和片選信號(hào)的連線圖,以構(gòu)成i8086最小系統(tǒng)。存儲(chǔ)體地址空間分布分析(供分析時(shí)選擇使用)A15 A14 A13A12AllAl0 A A A A6 A A4A A2 Ai AoROM1:001000000000000001001111111111ROM2:0010100000

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