微机原理与接口技术李珍香版课后习题1-10章参考答案

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1、习题一1.1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。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

2、缓冲的作用，寄存器的访问速度要比存储器快得多。1.3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

3、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。1.4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。1.5解释微处理

4、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。1.6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=271H 67.5=1000011.1=43.8H 24.25=11000.01B=18.4H1.7将下列二进制数分别转换成十

5、进制数和十六进制数。10110.001 11000.0101 1100010 101110参考答案：10110.001B=22.125=16.2H 11000.0101B=24.3125=18.5H1100010B=98=62H 101110B=46=2EH 1.8写出下列十进制数的原码、补码（采用8 位二进制数表示）。873448-100参考答案：（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=11100100B （-100）

6、补码=10011100B1.9写出下列十进制数的压缩BCD码表示形式。 456 789 123参考答案：456=010001010110BCD 789=011110001001BCD 123=000100100011BCD1.10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习题二2.1 8086 CPU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

7、器来使用？参考答案：8086 CPU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2.2 简述8086 CPU各通用寄存器的主要功能？参考答案：8086 CPU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；

8、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 。 2.3 8086 CPU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？参考答案：8086 CPU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

9、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AF1；无进位（借位）时AF0；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决定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

10、操作指令中地址指针的变化方向。在串操作指令中，当DF0时，地址指针为自动增量，即由低地址向高地址变化；当DF1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/NC2.4 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BP2.5有效地址就是偏移地址的说法正确吗？参考答案：正确2.6假

11、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=A1000H2.7 8086 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。2.8 给出下列8位数据在执行加法运算后，CF、OF、SF、ZF的值。（1

12、）EFH+2 （2）80H+80H （3）F9H+63H参考答案：（1）EFH+2=F1H CF= 0 OF=0 SF=1 ZF=0（2）80H+80H=00H CF= 1 OF=1 SF=0 ZF=1（3）F9H+63H=5CH CF= 1 OF=0 SF=0 ZF=02.9给出2.8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=EDH CF= 0 OF=0 SF=1 ZF=0（2）80H-80H=00H CF= 0 OF=0 SF=0 ZF=1（3）F9H-63H=96H CF= 0 OF=0 SF=1 ZF=02.10 简要说明8086 CPU的内部

13、结构及各部分的作用。参考答案：8086 CPU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。2.11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00000HFFFFFH）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。2.12 8086 CPU的最大工

14、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。2.13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”

15、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。2.14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2.15简要分析80486 微处理器的不同工作模式的特点。参考答案：略2.16 简述你对双核、多核及磁微处理器的认识。参考答案：略2.17 8086 CPU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：8086 CPU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。习题三1设BX=0123H，DI=1000

16、H，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）MOV AX,2A38H（2）MOV AX,BX（3）MOV AX,BX+38H（4）MOV AX,BX+DI（5）MOV AX,BX+DI+38H（6）MOV AX,2A38H（7）MOV AX,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=32

17、000H+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ADD AX,BX和SUB AX,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ADD AX,BX后，AX=4309H，BX= AC4DH ，SF=0 ZF=0 OF=1 C

18、F=1 PF=1 AF=1 执行SUB AX,BX后，AX=EA6FH，BX= AC4DH ，SF=1 ZF=0 OF=0 CF=1 PF=1 AF=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：XCHG AX，DX第二种：PUSH AX PUSH DX POP AX POP DX第三种：MOV BX，AX MOV AX，DX MOV DX，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：TEST DL,01HJNZ NEXTMOV AL,0NEXT

19、:MOV AL,-1 6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： MOV CL,4 ROL DL，CL ；ROR DL，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： SUB AL,0 JS FS MOV AH,0 FS: MOV AH,-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）SHL DL,1 （2）SHR DX,CL（3）SAR DX, CL（4）ROL DX,CL（5）ROR DX,CL（6）RCL DX,CL（7）RCR DX,1参考答案：（1）

20、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）XOR AX,F000H AND AX,F00FH OR AX,000FH （2）MOV AX,DX AND DX,0842H XOR DX,0842H JZ ZERO ZERO: DX中的第1、6、11位同时为1的情况 10分析下

21、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） MOV CL, 04 SHL DX, CL MOV BL, AH SHL AX, CL SHR BL, CL OR DL, 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 PUSH BX PUSH AX PUSHF POP CX之后，SP、SS、CX的值各为多少？参考答案：SP=1FFCH SS=1000H CX=4509H12指出下列指令中哪些是错误的，并说明错误原因。 （1）MOV DL

22、,CX （2）MOV DS,1000H （3）MOV DI,BX （4）MOV DL,BXBP （5）XCHG AX,5000H （6）PUSH 3541H （7）INC BX （8）POP CS （9）MOV ABX+SI,0 （10）MOV AL,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

23、状态如图3.19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。习题四4.1 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。4.2 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

24、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。4.3 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4.4 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4.5 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4.6 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4.7 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？MOV AX,TABLE MOV AX,OFFSET TABLE参考答

25、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。4.8 设有如下的变量定义：DATA SEGMENT ARRAY DW 1000H,2000H,3000H,4000H,5000HBUF DW ？DATA ENDS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）LEA BX,ARRAY（2）MOV AL，BYTE PTR ARRAY（3）MOV CX，（BUF- ARRAY

26、）/24.9 已知一数据段中的数据定义如下：DATA SEGMENT STR1 DB 1,2,3,4,5STR2 DB 12345CONT EQU 20NUMB DB 3 DUP(6)NUMW DW 20H,-80HTABLE DW 0DATA ENDS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）MOV AX,STR1 ；STR1定义为字节类型，不能当字变量使用（2）MOV BX,OFFSET NUMB MOV BX,+ ；+为立即数，BX存储器操作数应明确类型（3）MOV DL,NUMW+2 ；NUMW为字类型，不能当字节变量使用（4）MOV BX,OFFSE

27、T STR1 MOV DH,BX+3 ；源操作数“BX+3”不是正确表达式（5）INC CONT ；INC中的操作数不能为立即数（6）MOV STR1,STR2 ；MOV中的两个操作数不能同时为存储器操作数（7）MOV AX,NUMW+2 MOV DX,0 ；此处不应用MOV指令，而应该用CWD指令 DIV NUMW ；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4.10 编写一个汇编语言程序，将字符串“Hello Wowld!”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：DATA SEGMENTSTRING DB Hello Wowld!LEN

28、equ $-stringDATA ENDScode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax mov bx,offset string mov cl,lennext:mov al,bx cmp al,a jb lop cmp al,z ja lop sub al,20h mov bx,allop: inc bx dec cl jnz next mov ah,4ch int 21hcode endsend start4.11 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

29、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：DATA SEGMENT x DW 2y dw -10z dw 300v dw ?w dw ? DATA ENDScode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax mov ax,x mov bx,y imul bx mov cx,200 mov bx,0 add ax,cx adc dx,bx mov cx,z mov bx,0 sub cx,ax sbb bx,dx xchg cx,ax xchg bx,dx mov bx,20 idiv bx

30、mov v,ax mov w,dx mov ah,4ch int 21h code ends end start4.12 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:DATA SEGMENT buf DW -1,3,24,94,62,72,55,0,-48,99n equ ($-buf)/2max dw ?ave db ?,? DATA ENDScode segment assume cs:

31、code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax lea si,buf clc xor ax,ax xor dx,dx mov ax,si mov cx,nnext:adc dx,si cmp ax,si jge goon mov ax,sigoon:add si,2 loop next mov max,ax mov bl,n mov ax,dx idiv bl mov ave,al mov ave+1,ah mov ah,4ch int 21h code ends end start4.13 编写一个统计分数段的子程序，要求将100分、9099分、8089分、

32、7079分、6069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：DATA SEGMENT grad db 77,68,82,90,54,69,72,86,91,100s10 db ?s9 db ?s8 db ?s7 db ?s6 db ? s5 db ?DATA ENDScode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,ax mov cx,s10-grad call count mov ah,4ch int 21hcount pr

33、oc near mov si,0next:mov al,gradsi mov ah,0 mov bx,10 div bl cbw mov bx,ax sub bx,10 neg bx inc s10bx inc si loop next retcount endpcode ends end start4.14 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：code segment assume cs:codestart: MOV BX,AX MOV DX,AX MOV CL,4 SHR AH,CL MOV

34、AL,AH MOV BL,BH AND BL,0FH MOV DH,DL SHR DH,CL MOV CL,DH mov ah,4ch int 21hcode ends end start4.15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：DATA SEGMENT a dw ?b dw ?DATA ENDScode segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov

35、 ds,axlop: mov ax,a mov bx,b xor ax,bx test ax,0001H jz next test bx,0001H jz exit xchg bx,a mov b,bx jmp exitnext:test bx,0001h jz exit dec b dec aexit:mov ah,4ch int 21hcode ends end start4.16 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：DATA SEGMENT ENG db this is

36、 an program example$ n1 equ $-engstr db isn2 equ $-strDATA ENDScode segment assume cs:code,ds:data,es:datastart: mov ax,data mov ds,ax mov es,ax xor dx,dx mov cl,n1 xor ch,ch cmp cx,n2 jbe disp mov al,str lea di,eng cldsearch: repne scasb jne disp mov bl,str+1 cmp es:di,bl je exist jcxz displop: jmp

37、 search exist:inc dl cmp cx,1 jz disp jmp lopdisp: or dl,30h mov ah,2 int 21h mov ah,4ch int 21hcode ends end start4.17 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：DATA SEGMENT a Db 10b db -10c db 30d db ?DATA ENDScode segment assume cs:code,ds:dat

38、astart: mov ax,data mov ds,ax xor dx,dx cmp a,0 jz next mov dl,a cmp b,0 jnz lop1next:mov b,0 mov c,0 mov a,0 jmp exitlop1:add dl,b cmp c,0 jz next add dl,c mov d,dlexit:mov ah,4ch int 21h code ends end start4.18 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：data segments db ? ;统计字符d db ? ;

39、统计数字o db ? ;统计其它字符code segment assume cs:code,ds:datastart: mov ax,data mov ds,axlop: mov ah,1 int 21h cmp al,0dh jz disp cmp al,30h jb other cmp al,39h jbe shu cmp al,41h jb other cmp al,5ah jbe str cmp al,61h jb other cmp al,7ah jbe str jmp lopother:inc o jmp lopshu: inc d jmp lopstr: inc s jmp lo

40、pdisp: mov dl,0ah mov ah,2 int 21h mov dl,0dh mov ah,2 int 21h mov dl,s or dl,30h mov ah,2 int 21h mov dl,d or dl,30h int 21h mov dl,o or dl,30h int 21h mov ah,4ch int 21h code ends end start习题五5.1 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5.2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 Cache CPU内的通用寄存器

41、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、Flash5.3 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5.4 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5.5 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

42、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。5.6 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。5.7 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5.8 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

43、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。 5.9 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

44、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。（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。5.10 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

45、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。5.11 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

46、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。5.12 某RAM芯片的存储容量为2K8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

47、址线，8条数据线，那么该芯片的存储容量是多少？参考答案：2K8位芯片的外部引脚应有11地址线？8条数据线。具有15条地址线、8条数据线的芯片存储容量是32KB。5.13现提供有62256 SRAM （32K8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E0000HEFFFFH。请画出CPU与存储芯片的连接示意图。设：8088 CPU有A19A0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。习题六6.1 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

48、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6.2 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

49、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？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。（

50、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 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

51、/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）PCI Express总线支持双向传输模式和数据分通道传输模式。（3）PCI Express总线充分利用先进的点到点互连、基于交换的技术、基于包的协议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PCI Express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

52、性。（5） PCI Express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。6.5 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：CPU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/

53、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、PCI to PCI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。 6.6 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

54、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。6.7 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/s6.8 IEEE 1394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。IEEE 1394并不需要电脑来控制所有设备，它在没有PC机的情况下也