微机原理与接口技术第二版课后习题答案 龚尚福版.docx
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微机原理与接口技术第二版课后习题答案龚尚福版
微机原理与接口技术部分答案第二版
主编:
龚尚福
2.28086微处理器由哪几部分组成?
各部分的功能是什么?
16355
【解】:
按功能可分为两部分:
总线接口单元BIU(BusInterfaceUnit)和执行单元EU(ExecutionUnit)。
总线接口单元BIU是8086CPU在存储器和I/O设备之间的接口部件,负责对全部引脚的操作,即8086对存储器和I/O设备的所有操作都是由BIU完成的。
所有对外部总线的操作都必须有正确的地址和适当的控制信号,BIU中的各部件主要是围绕这个目标设计的。
它提供了16位双向数据总线、20位地址总线和若干条控制总线。
其具体任务是:
负责从内存单元中预取指令,并将它们送到指令队列缓冲器暂存。
CPU执行指令时,总线接口单元要配合执行单元,从指定的内存单元或I/O端口中取出数据传送给执行单元,或者把执行单元的处理结果传送到指定的内存单元或I/O端口中。
执行单元EU中包含1个16位的运算器ALU、8个16位的寄存器、1个16位标志寄存器FR、1个运算暂存器和执行单元的控制电路。
这个单元进行所有指令的解释和执行,同时管理上述有关的寄存器。
EU对指令的执行是从取指令操作码开始的,它从总线接口单元的指令队列缓冲器中每次取一个字节。
如果指令队列缓冲器中是空的,那么EU就要等待BIU通过外部总线从存储器中取得指令并送到EU,通过译码电路分析,发出相应控制命令,控制ALU数据总线中数据的流向。
2.3简述8086CPU的寄存器组织。
【解】:
(1)通用寄存器:
通用寄存器又称数据寄存器,既可作为16位数据寄存器使用,也可作为两个8位数据寄存器使用。
当用作16位时,称为AX、BX、CX、DX。
当用作8位时,AH、BH、CH、DH存放高字节,AL、BL、CL、DL存放低字节,并且可独立寻址。
这样,4个16位寄存器就可当作8个8位寄存器来使用。
(2)段寄存器:
段寄存器共有4个CS、DS、SS、ES。
代码段寄存器CS表示当前使用的指令代码可以从该段寄存器指定的存储器段中取得,相应的偏移值则由IP提供;堆栈段寄存器SS指定当前堆栈的起始地址;数据段寄存器DS指示当前程序使用的数据所存放段的起始地址;附加段寄存器ES则指出当前程序使用附加段地址的起始位置,该段一般用来存放原始数据或运算结果。
(3)指针和变址寄存器:
堆栈指针SP用以指出在堆栈段中当前栈顶的地址。
入栈(PUSH)和出栈(POP)指令由SP给出栈顶的偏移地址。
基址指针BP指出要处理的数据在堆栈段中的基地址,故称为基址指针寄存器。
变址寄存器SI和DI用来存放当前数据段中某个单元的偏移量。
(4)指令指针与标志寄存器:
指令指针IP的功能跟Z80CPU中的程序计数器PC的功能类似。
正常运行时,IP中存放的是BIU要取的下一条指令的偏移地址。
它具有自动加1功能,每当执行一次取指令操作时,它将自动加1,使它指向要取的下一内存单元,每取一个字节后IP内容加1,而取一个字后IP内容则加2。
某些指令可使IP值改变,某些指令还可使IP值压入堆栈或从堆栈中弹出。
标志寄存器FLAGS是16位的寄存器,8086共使用了9个有效位,标志寄存器格式如图2.5所示。
其中的6位是状态标志位,3位为控制标志位。
状态标志位是当一些指令执行后,表征所产生数据的一些特征。
而控制标志位则可以由程序写入,以达到控制处理机状态或程序执行方式的表征。
2.4试述8086CPU标志寄存器各位的含义与作用。
【解】:
(1)6个状态标志位的功能分别叙述如下:
CF(CarryFlag)——进位标志位。
当执行一个加法(或减法)运算,使最高位产生进位(或借位)时,CF为1;否则为0。
PF(ParityFlag)——奇偶标志位。
该标志位反映运算结果中1的个数是偶数还是奇数。
当指令执行结果的低8位中含有偶数个1时,PF=1;否则PF=0。
AF(AuxiliarycarryFlag)——辅助进位标志位。
当执行一个加法(或减法)运算,使结果的低4位向高4位有进位(或借位)时,AF=1;否则AF=0。
ZF(ZeroFlag)——零标志位。
若当前的运算结果为零,ZF=1;否则ZF=0。
SF(SignFlag)——符号标志位。
它和运算结果的最高位相同。
OF(OverflowFlag)——溢出标志位。
当补码运算有溢出时,OF=1;否则OF=0。
(2)3个控制标志位用来控制CPU的操作,由指令进行置位和复位。
DF(DirectionFlag)——方向标志位。
它用以指定字符串处理时的方向,当该位置“1”时,字符串以递减顺序处理,即地址以从高到低顺序递减。
反之,则以递增顺序处理。
IF(InterruptenableFlag)——中断允许标志位。
它用来控制8086是否允许接收外部中断请求。
若IF=1,8086能响应外部中断,反之则不响应外部中断。
注意:
IF的状态不影响非屏蔽中断请求(NMI)和CPU内部中断请求。
TF(TrapFlag)——跟踪标志位。
它是为调试程序而设定的陷阱控制位。
当该位置“1”时,8086CPU处于单步状态,此时CPU每执行完一条指令就自动产生一次内部中断。
当该位复位后,CPU恢复正常工作。
2.58086中,存储器为什么采用分段管理?
【解】:
8086/8088的地址总线宽度为20位,其最大寻址空间是1?
MB。
而其他微处理器则在实模式下只能访问前1MB的存储器地址。
实际上,实模式就是为8086/8088而设计的工作方式,它要解决在16位字长的机器里怎么提供20位地址的问题,而解决的办法是采用存储器地址分段的方法。
程序员在编制程序时要把存储器划分成段,在每个段内地址空间是线性增长的。
每个段的大小可达64?
KB,这样段内地址可以用16位表示。
存储器分段的方法虽然给程序设计带来一定的麻烦,但这种方法可以扩大存储空间,而且对于程序的再定位也是很方便的。
2.6什么是逻辑地址?
什么是物理地址?
如何由逻辑地址计算物理地址?
【解】:
物理地址:
完成存储器单元或I/O端口寻址的实际地址成为物理地址,CPU型号不同其物理地址也不同。
物理地址是指CPU和存储器进行数据交换时实际所使用的地址,而逻辑地址是程序使用的地址。
物理地址由两部分组成:
段基址(段起始地址高16位)和偏移地址。
前者由段寄存器给出,后者是指存储单元所在的位置离段起始地址的偏移距离。
当CPU寻址某个存储单元时,先将段寄存器的内容左移4位,然后加上指令中提供的16位偏移地址而形成20位物理地址。
在取指令时,CPU自动选择代码段寄存器CS,左移4位后,加上指令提供的16位偏移地址,计算出要取指令的物理地址。
堆栈操作时,CPU自动选择堆栈段寄存器SS,将其内容左移4位后,加上指令提供的16位偏移地址,计算出栈顶单元的物理地址。
每当存取操作数时,CPU会自动选择数据段寄存器(或附加段寄存器ES),将段基值左移4位后加上16位偏移地址,得到操作数在内存的物理地址。
2.9在80x86微机的输入/输出指令中,I/O端号通常是由DX寄存器提供的,但有时也可以在指令中直接指定00H~0FFH的端口号。
试问可直接由指令指定的I/O端口数是多少?
【解】:
由于在80x86的输入/输出指令中,可以直接在00H~0FFH指定,所以直接由指令指定的I/O端口数是256。
3.1指令分成几部分?
每部分的作用是什么?
【解】:
每条指令由两部分组成:
操作码字段和地址码字段。
操作码字段:
用来说明该指令所要完成的操作。
地址码字段:
用来描述该指令的操作对象。
一般是直接给出操作数,或者给出操作数存放的寄存器编号,或者给出操作数存放的存储单元的地址或有关地址的信息。
3.2指出下列MOV指令的源操作数的寻址方式:
MOVAX,1234H
MOVAX,BX
MOVAX,[BX]
MOVAX,TABLE;TABLE;TABLE是一个变量名
MOVAX,[1234H]
MOVAX,[BX+1234H]
MOVAX,[BP][SI]
MOVAX,[BX+SI-1234H]
【解】:
MOVAX,1234H立即寻址
MOVAX,BX寄存器寻址
MOVAX,[BX]寄存器间接寻址
MOVAX,TABLE;TABLE是一个变量名直接寻址方式
MOVAX,[1234H]直接寻址方式
MOVAX,[BX+1234H]寄存器相对寻址
MOVAX,[BP][SI]基址变址寻址
MOVAX,[BX+SI-1234H]相对地址变址寻址
3.3设:
(DS)=2000H,(BX)=0100H,(SS)=1000H,(BP)=0010H,TABLE的物理地址为2000AH,(SI)=0002H。
求下列每条指令源操作数的存储单元地址:
MOVAX,[1234H]
MOVAX,[BX]
MOVAX,TABLE[BX]
MOVAX,[BP]
MOVAX,[BP][SI]
【解】:
存储单元地址:
(DS)×10H+EA=2000H×10H+1234H=21234H
存储单元地址:
(DS)×10H+(BX)=2000H×10H+0100H=20100H
存储单元地址:
(DS)×10H+EA=2000H×10H+0100H+000AH=2010AH
存储单元地址:
(SS)×10H+EA=1000H×10H+0010H=10010H
储单元地址:
(SS)×10H+EA=1000H×10H+0010H+0002H=10012H
3.4设ARRAY是字数组的首地址,写出将第5个字元素取出送AX寄存器的指令,要求使用以下几种寻址方式:
⑴直接寻址⑵寄存器间接寻址⑶寄存器相对寻址⑷基址变址寻址
【解】:
(1)直接寻址
(2)寄存器间接寻址(3)寄存器相对寻址(4)基址变址寻址
MOVAX,ARRAY+8MOVBX,ARRAY+8MOVBX,8LEABX,ARRAY
MOVAX,[BX]MOVAX,ARRAY[BX]MOVSI,8
MOVAX,[BX+SI]
3.5设当前(CS)=2000H,(IP)=2000H,标号NEXT定义在当前代码段偏移地址是0100H处,(DS)=1000H,(BX)=1000H,(11000H)=00H,(11001H)=30H,数据段定义的字变量ARRAY的内容为1000H,试写出下列转移指令的目标转移地址
⑴JMPNEARPTR
⑵JMPBX
⑶JMPWORDPTRARRAY
【解】:
⑴JMPNEARPTR此转移指令的目标转移地址为:
20100H
⑵JMPBX此转移指令的目标转移地址为:
21000H
⑶JMPWORDPTRARRAY此转移指令的目标转移地址为:
23000H
3.6设当前(CS)=2000H,(IP)=2000H,标号NEXT定义在3000H:
1000H处。
当前(DS)=1000H,(BX)=1000H,(11000H)=00H,(11001H)=03H,(11002H)=00H,(11003H)=30H,数据段定义的字变量ARRAY的内容为0300H,(ARRAY+2)=3000H,试写出下列转移指令的目标转移地址:
⑴JMPFARPTRNEXT
⑵JMPDWORDARRAY
【解】:
⑴JMPFARPTRNEXT此转移指令的目标转移地址为:
31000H
⑵JMPDWORDARRAY此转移指令的目标转移地址为:
30300H
3.7下列每组指令有何区别?
(1)MOVAX,1234HMOVAX,[1234H]
(2)MOVAX,TABLEMOVAX,[TABLE]
(3)MOVAX,TABLELEAAX,TALBE
(4)MOVAX,BXMOVAX,[BX]
【解】:
(1)MOVAX,1234H将立即数1234H送到寄存器AX中
MOVAX,[1234H]将存储区[1234H]中的内容送到寄存器AX中
(2)MOVAX,TABLE将标号TABLE的地址送到寄存器AX中
MOVAX,[TABLE]将存储区[TABLE]中的内容送到寄存器AX中
(3)MOVAX,TABLE将标号TABLE的地址送到寄存器AX中
LEAAX,TALBE将标号TABLE的地址送到寄存器AX中
(4)MOVAX,BX寄存器寻址
MOVAX,[BX]寄存器间接寻址
3.8MOVCS,AX指令正确吗?
【解】:
MOVCS,AX指令不正确。
因为CS是指令寄存器,由系统自动改变,不能由指令进行更改。
3.9写一指令序列,将3456H装入DS寄存器。
【解】:
MOVAX,3456H
MOVDS,AX
3.10若正在访问堆栈中03600H单元,则SS和SP的值是多少?
【解】:
若正在访问堆栈中03600H单元,则SS和SP的值会有好多组合,其中可以有SS是0300H,SP是0600H。
3.11若(SS)=2000H,(SP)=000AH,先执行将字数据1234H和5678H压入堆栈的操作,再执行弹出一个字数据的操作,试画出堆栈区及SP的内容变化过程示意图(标出存储单元的物理地址)。
【解】:
物理地址=(SS)×10H+SP
3.16解释XLAT指令是怎样转换AL寄存器中的内容的。
并编写一段程序用XLAT指令将BCD码0~9转换成对应的ASCII码,并将ASCII码存入数据ARRAY中。
【解】:
XLAT指令是将AL的内容替换成存储单元中的一个数,往往用于代码转换。
使用此指令前,先在数据段建立一个表格,表格首地址存入BX寄存器,欲取代码的表内位移量存入AL寄存器中。
XLAT指令将(AL)值扩展成16位,与(BX)相加形成一个段偏移地址,段地址取(DS),据此读出代码送入AL寄存器。
程序如下:
TABLEDB30H,31H,┅,39H
ARRAYDB1ODUP(?
)
MOVCL,10
MOVSI,0
MOVBX,OFFSETTABLE
MOVAL,AL
AGAIN:
XLAT
MOV[SI],AL
INCSI
INCAL
LOOPAGAIN
3.17若(AX)=0001H,(BX)=0FFFFH,执行ADDAX,BX之后,标志位ZF、SF、CF和OF各是什么?
【解】:
(AX)=0001H=0000000000000001B
+(BX)=0FFFFH=1111111111111111B
(AX)=0001H=10000000000000000B则:
ZF=1、SF=0、CF=1、OF=0
3.18写一指令序列完成将AX寄存器的最低4位置1,最高3位清0,第7、8、9位取反,其余位不变。
【解】:
ORAX,000FH(ORAX,0000000000001111B)
ANDAX,1FFFH(ANDAX,0001111111111111B)
XORAX,01C0H(XORAX,0000000111000000B)
3.19试写出执行下列指令序列后AX寄存器的内容。
执行前(AX)=1234H。
MOVCL,7
SHLBX,CL
【解】:
(AX)=1234H=0001001000110100B
执行后:
(AX)=0001101000000000B=0001101000000000B=1A00H
4.1假设下列指令中的所有标识符均为类型属性为字的变量,请指出下列指令中哪些是非法的?
它们的错误是什么?
⑴MOVBP,AL⑵MOVWORD_OP[BX+4*3][DI],SP
⑶MOVWORD_OP1,WORD_OP2⑷MOVAX,WORD_OP1[DX]
⑸MOVSAVEWORD,DS⑹MOVSP,SS:
DATA_WORD[BX][SI]
⑺MOV[BX][SI],2⑻MOVAX,WORD_OP1+WORD_OP2
⑼MOVAX,WORD_OP1-WORD_OP2+100⑽MOVWORD_OP1,WORD_OP1-WORD_OP2
【解】:
⑴MOVBP,AL两个操作数不匹配
⑵MOVWORD_OP[BX+4*3][DI],SP
⑶MOVWORD_OP1,WORD_OP2 两个内存单元之间不能直接传送数据
⑷MOVAX,WORD_OP1[DX]
⑸MOVSAVEWORD,DS
⑹MOVSP,SS:
DATA_WORD[BX][SI] 当基址为BX时,选取DS寄存器
⑺MOV[BX][SI],2
⑻MOVAX,WORD_OP1+WORD_OP2
⑼MOVAX,WORD_OP1-WORD_OP2+100
⑽MOVWORD_OP1,WORD_OP1-WORD_OP2
4.2假设VAR1和VAR2为字变量,LAB为标号,试指出下列指令的错误之处:
⑴ADDVAR1,VAR2⑵SUBAL,VAR1
⑶JMPLAB[SI]⑷JNZVAR1
⑸JMPNEARLAB
【解】:
⑴ADDVAR1,VAR2
ADD两个操作数不能同时为存储单元,
MOVAX,VAR1
ADDAX,VAR2
⑵SUBAL,VAR1
两个操作数不匹配
SUBAX,VAR1
⑶JMPLAB[SI]
LAB与[SI]不能相加
JMPWORDPTR[SI]
⑷JNZVAR1
JNZ后面应是标号,不应是变量
JNZLAB
⑸JMPNEARLAB
缺少PTR运算符
JMPNEARPTRLAB
4.3画图说明下列语句所分配的存储空间及初始化的数据值。
⑴BYTE_VARDB’BYTE’,12,-12H,3DUP(0,?
,2DUP(1,2),?
)
⑵WORD_VARDW5DUP(0,1,2),?
,-5,,'BY','TE',256H
【解】:
(1)
(2)
4.4假设程序中的数据定义如下:
PARTNODW?
PNAMEDB16DUP(?
)
COUNTDD?
PLENTHEQU$-PARTNO
问PLENTH的值为多少?
它表示什么意义?
【解】:
PLENTH的值为22,它表示数据的个数。
4.5有符号定义语句如下:
BUFFDB1,2,3,’123’
EBUFFDB0
LEQUEBUFF-BUFF
问L的值是多少?
【解】:
PLENTH的值为6。
4.6假设程序中的数据定义如下:
LNAMEDB30DUP(?
)
ADDRESSDB30DUP(?
)
CITYDB15DUP(?
)
CODE-LISTDB1,7,8,3,2
⑴用一条MOV指令将LNAME的偏移地址放入AX。
⑵用一条指令将CODE_LIST的头两个字节的内容放入SI。
⑶写一条伪操作使CODE_LENGHT的值等于CODE_LIST域的实际长度。
【解】:
⑴用一条MOV指令将LNAME的偏移地址放入AX。
MOVAX,OFFSETLANME
⑵用一条指令将CODE_LIST的头两个字节的内容放入SI。
MOVSI,WORDPTRCODE_LSIT
⑶写一条伪操作使CODE_LENGHT的值等于CODE_LIST域的实际长度。
CODE_LENGHTEQUCITY-CODE_LIST
4.7试写出一个完整的数据段DATA_SEG,它把整数5赋予一个字节,并把整数-1,0,2,5和4放在10字数组DATA_LIST的头5个单元中。
然后,写出完整的代码段,其功能为:
把DATA_LIST中头5个数中的最大值和最小值分别存入MAX和MIN单元中。
【解】:
参考程序如下:
DATA_SEGSEGMENT
DB1DB5
DATA_LISTDB-1,0,2,5,4,5DUP(?
)
COUNTDB5
MAXDB?
MINDB?
DATA_SEGENDS
CODE_SEGSEGMENT
ASSUMECS:
CODE_SEG,DS:
DATA_SEG
STARTPROCFAR
PUSHDS
MOVAX,0
PUSHAX
MOVAX,DATA_SEG
MOVDS,AX
LEABX,DATA_LIST
MOVCX,COUNT-1
MOVAL,[BX]
MOVAH,[BX+1]
LOOP1:
INCBX
CMPAH,AL
JAELOOP1
XCHGAH,AL
LOOP2INCBX
CMPAH,[BX]
JAELIS
XCHGAH,[BX]
JMPLOP2
LIS:
CMPAL,[BX]
JBELOP2
XCHGAL,[BX]
LOOP2
MOVMAX,AH
MOVMIN,AL
RET
STARTENDP
CODE_SEGENDS
ENDSTART
4.10给出等值语句如下:
ALPHAEQU100
BETAEQU25
GAMMAEQU2
下列表达式的值是多少?
⑴ALPHA*100+BETA⑵ALPHAMODGAMMA+BETA
⑶(ALPHA+2)*BETA-2⑷(BETA/3)MOD5
⑸(ALPHA+3)*(BETAMODGAMMA)⑹ALPHAGEGAMMA
⑺BETAAND7⑻GAMMAOR3
【解】:
⑴ALPHA*100+BETA
100×10025=10025
⑵ALPHAMODGAMMA+BETA
100/(25+2)=19
⑶(ALPHA+2)*BETA-2
(100+2)*25=2548
⑷(BETA/3)MOD5
(25/3)MOD5=3
⑸(ALPHA+3)*(BETAMODGAMMA)
(100+3)*(25MOD2)=103
⑹ALPHAGEGAMMA
100GZGAMMA=0FFFFH
⑺BETAAND7
25AND7=1
⑻GAMMAOR3
2OR3=3
4.9对于下面的数据定义,三条MOV指令分别汇编成什么?
(可用立即数方式表示)
TABLEADW10DUP(?
)
TABLEBDB10DUP(?
)
TABLECDB’1234’
┇
MOVAX,LENGTHTABLEA
MOVBL,LENGTHTABLEB
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