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微型计算机原理与接口技术(第三版)课后习题答案

第一章

1. 什么是冯·诺依曼机？

答：冯·诺依曼于 1945 年提出了存储程序的概念和二进制原理，利用这种概念和原

理设计的电子计算机系统统称为冯·诺依曼机。

它包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个组成部分。

早期的冯·诺依曼机结构上以运算器和控制器为中心，随着计算机体系结构的发展，

现在已演化为以存储器为中心的结构。

2. 微处理器，微型计算机，微型计算机系统有什么联系与区别？

答：微处理器是微型计算机系统的核心，也称为 CPU（中央处理器）。主要完成：①从存储

器中取指令，指令译码；②简单的算术逻辑运算；③在处理器和存储器或者 I/O 之间传送

数

据；④程序流向控制等。

微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。

以微型计算机为主体，配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。

三者关系如下图：

3. 微处理器有哪些主要部件组成？其功能是什么？

答：微处理器是一个中央处理器，由算术逻辑部件 ALU、累加器和寄存器组、指令指针寄

存器 IP、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。

算术逻辑部件 ALU 主要完成算术运算及逻辑运算。

累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器，用来存放参加运算的数据、

中间结果或地址。

指令指针寄存器 IP 存放要执行的下一条指令的偏移地址，顺序执行指令时，每取一条

指令增加相应计数。

段寄存器存放存储单元的段地址，与偏移地址组成 20 位物理地址用来对存储器寻址。

标志寄存器 flags 存放算术与逻辑运算结果的状态。

时序和控制逻辑部件负责对整机的控制：包括从存储器中取指令，对指令进行译码和

分析，发出相应的控制信号和时序，将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件，使 CPU

内部及外部协调工作。

内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。

4. 画一个计算机系统的方框图，简述各部分主要功能。

答：计算机系统由硬件（Hardware）和软件（Software）两大部分组成。

硬件是指物理上存在的各种设备，如显示器、机箱、键盘、鼠标、硬盘和打印机等，

是计算机进行工作的物质基础。

软件是指在硬件系统上运行的各种程序、数据及有关资料。

一个完整的计算机系统不仅应该具备齐全的基本硬件结构，还必须配备功能齐全的基

本软件系统，后者是为了充分发挥基本硬件结构中各部分的功能和方便用户使用计算机而编

制的各种程序，一般称为计算机的软件系统。

主机、外部设备、总线、操作系统、编译系统、服务性程序、数据库系统、应用软件、系统

软件、中央处理器、内存、储器控制器、外存、输入设备、输出设备、运算器、硬件系统、

计算机系统、软件系统

5. 列出计算机系统中的三种总线结构，画出面向存储器的双总线结构图。

答：（1）面向系统的单总线结构

（2）面向 CPU 的双总线结构

（3）面向主存储器的双总线结构

6. 8086 微处理器可寻址多少字节存储器？Pentium II 微处理器可寻址多少字节存储器？

答：8086 微处理器有 20 条地址线，可寻址 220=1MB 存储器

Pentium II 处理器有 36 条地址线，可寻址 236=64GB 存储器

7. 什么是 PCI 总线？什么是 USB？

总线即系统总线的一种，是用来连接构成微处理机的

答：PCI 总线是微处理机机箱内的底板各个插件板的一种数据传输标准。PCI 全称为

Peripheral Component Interconnect，即外设互连局部总线，是 Intel 公司推出的 32/64 位标准

总线。数据传输速率为 132MB/s，适用于 Pentium 微型机。PCI 总线是同

8. 说明以下一些伪指令的作用。

（1）DB （2）DQ （3）DW

答：（1）在汇编语言中定义字节数据。

（2）在汇编语言中定义 4 字数据。

（3）在汇编语言中定义字数据。

（4）在汇编语言中定义双字数据。

第二章

1. 8086CPU 内部由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？

答：8086CPU 内部由执行单元 EU 和总线接口单元 BIU 组成。

主要功能为：执行单元 EU 负责执行指令。它由算术逻辑单元(ALU)、通用寄存器组、16

位标志寄存器(FLAGS)、EU 控制电路等组成。EU 在工作时直接从指令流队列中取指令代

码，对其译码后产生完成指令所需要的控制信息。数据在 ALU 中进行运算，运算结果的

特征保留在标志寄存器 FLAGS 中。总线接口单元 BIU 负责 CPU 与存储器和 I／O 接口

之间的信息传送。它由段寄存器、指令指针寄存器、指令队列、地址加法器以及总线控制逻

辑组成。

2. 8086CPU 中有哪些寄存器？各有什么用途？

答：8086CPU 内部包含 4 组 16 位寄存器，分别是通用寄存器组、指针和变址寄存器、段

寄存器、指令指针和标志位寄存器。

（1）通用寄存器组包含 4 个 16 位通用寄存器 AX、BX、CX、DX，用以存放普通

数据或地址，也有其特殊用途。如 AX（AL）用于输入输出指令、乘除法指令，BX 在间接

寻址中作基址寄存器，CX 在串操作和循环指令中作计数器，DX 用于乘除法指令等。

（2）指针和变址寄存器 BP、SP、SI 和 DI，在间接寻址中用于存放基址和偏移地址。

（3）段寄存器 CS、DS、SS、ES 存放代码段、数据段、堆栈段和附加段的段地址。

（4）指令指针寄存器 IP 用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。

（5）标志寄存器 Flags 用来存放运算结果的特征。

3. 8086CPU 和 8088CPU 的主要区别是什么？

答：8088CPU 的内部结构及外部引脚功能与 8086CPU 大部分相同，二者的主要不同之处

如下：

（1）8088 指令队列长度是 4 个字节，8086 是 6 个字节。

（2）8088 的 BIU 内数据总线宽度是 8 位，而 EU 内数据总线宽度是 16 位，这样对 16

位数的存储器读/写操作需要两个读/写周期才能完成。8086 的 BIU 和 EU 内数据总线宽度

都是 16 位。

（3）8088 外部数据总线只有 8 条 AD7～AD0，即内部是 16 位，对外是 8 位，故 8088 也

称为准 16 位机。

（4）8088 中，用 IO/M 信号代替 M/IO 信号。

（5）8088 中，只能进行 8 位数据传输，BHE 不再需要，改为 SS0，与 DT/R 和 IO/M 一起

决定最小模式中的总线周期操作。

4. 简要解释下列名词的意义：CPU，存储器，堆栈，IP，SP，BP，段寄存器，状态标志，

控制标志，物理地址，逻辑地址，机器语言，汇编语言，指令，内部总线，系统总线。

答：CPU：中央处理器，是整个计算机系统的控制中心，主要功能是进行算术和逻辑运算，

以及发出各种控制信号以协调整个系统正常工作。

存储器：是计算机系统中的记忆元件，用于存储指令和数据。

堆栈：在存储器中开辟的一个区域，用来存放需要暂时保存的数据。其操作特点是先进后出。

IP：指令指针寄存器，用来存放将要执行的下一条指令在现行代码段中的偏移地址。

SP：堆栈指针寄存器，用于指向当前栈顶单元。

BP：基址指针，间接寻址中用于存放基址，隐含段地址为 SS。

段寄存器：用于存放逻辑段的段地址。

状态标志：SF、ZF、OF、AF、PF 和 CF，反映运算结果的状态特征。

控制标志：IF、DF 和 TF，对可屏蔽中断、字符串操作指针变换方向和单步运行起控制作

用。

物理地址：指存储器中存储单元的实际地址编码，是一种绝对地址，是 CPU 访问存储器的

实际寻址地址，对于 8086 系统，地址范围为 00000H～FFFFFH。

逻辑地址：由段基址和偏移地址组成，均为无符号的 16 位二进制数，程序设计时采用逻辑

地址，可由逻辑地址变换为物理地址，物理地址=段基址×16+偏移地址。

机器语言：直接用二进制代码指令表达的计算机语言，指令是用 0 和 1 组成的一串代码，

计算机可以直接识别，不需要进行任何翻译。每台机器的指令，其格式和代码所代表的含义

都是硬性规定的，故称之为面向机器的语言，也称为机器语言，是第一代计算机语言。

汇编语言：使用助记符表示的二进制代码指令语言，是一种符号化的机器语言，必须经编译

程序将汇编语言编译成机器语言，计算机才能识别。

指令：能被计算机识别并执行的二进制代码，规定了计算机能完成的某一操作。

内部总线：微处理器内部各个部件之间传送信息的通道。

系统总线：微处理机机箱内的底板总线，用来连接构成微处理机的各个插件板，如 ISA 总

线、EISA 总线、PCI 总线等。

5. 要完成下述运算或控制，用什么标志位判别？其值是什么？

（1）比较两数是否相等（2）两数运算后结果是正数还是负数

（3）两数相加后是否溢出（4）采用偶校验方式，判定是否要补 1

（5）两数相减后比较大小（6）中断信号能否允许

答：（1）ZF，两数相减，若 ZF=1，则相等。

（2）SF，SF=1 则为负，否则为正

（3）对有符号数：OF，OF=1 为溢出；对无符号数：CF，CF=1 为溢出

（4）PF，PF=1，不补 1

（5）对有符号数：无溢出时（OF=0），如 ZF=1，则两数相等；如 ZF=0 且 SF=0，则

被减数大；如 ZF=0 且 SF=1，则减数大；有溢出时（OF=1），如 SF=1，则被减数大；如

SF=0，则减数大；对无符号数：如 ZF=1，则两数相等；如 CF=0，则被减数大；如

CF=1，

则减数大

（6）IF，IF=1，允许中断

6. 8086 系统中存储器采用什么结构？用什么信号来选中存储体？

答：8086 系统中，存储器采用分体结构，1MB 的存储空间分成两个存储体：偶地址存储

体和奇地址存储体，各为 512KB。使用 A0 和 BHE 来区分两个存储体。当 A0=0 时，选中

偶地址存储体，与数据总线低 8 位相连，从低 8 位数据总线读/写一个字节。当 BHE =0 时，

选中奇地址存储体，与数据总线高 8 位相连，从高 8 位数据总线读/写一个字节。

当 A0=0，BHE =0 时，同时选中两个存储体，读/写一个字。

9. 段寄存器装入如下数据，写出每段的起始和结束地址。

（1）1000H （2）1234H （3）2300H （4）E000H （5）AB00H

答：（1）10000H~1FFFFH

（2）12340H~2233FH

（3）23000H~32FFFH

（4）E0000H~EFFFFH

（5）AB000H~BAFFFH

10. 根据下列 CS：IP 的组合，求出要执行的下一条指令的存储器地址。

（1）CS：IP=1000H：2000H （2）CS：IP=2000H：1000H

（3）CS：IP=1A00H：B000H （4）CS：IP=3456H：AB09H

答：（1）12000H （2）21000H （3）25000H （4）3F069H

11. 求下列寄存器组合所寻址的存储单元地址：

（1）DS=1000H，DI=2000H （2）SS=2300H，BP=3200H

（3）DS=A000H，BX=1000H （4）SS=2900H，SP=3A00H

答：（1）12000H （2）26200H （3）A1000H （4）2CA00H

12. 若当前 SS=3500H，SP=0800H，说明堆栈段在存储器中的物理地址，若此时入栈 10 个

字节，SP 内容是什么？若再出栈 6 个字节，SP 为什么值？

答：物理地址：35000H～35800H。入栈 10 个字节后 SP 为 7F6H。再出栈 6 个字节后 SP

为 7FCH。

15. 说明 8086 系统中“最小模式”和“最大模式”两种工作方式的主要区别是什么？

答：为了便于组成不同规模的系统，在 8086 芯片中设计了两种工作模式，即最小模式和最

大模式。

最小模式用于单机系统，系统中所需要的控制信号全部由 8086 直接提供；最大模式用于多

处理机系统，系统中所需要的控制信号由总线控制器 8288 提供。

16. 8086 系统中为什么要用地址锁存器？8282 地址锁存器与 CPU 如何连接？

答：为了减少引脚的数量，8086CPU 的地址引脚和数据引脚分时复用，为了保证在总线操

作周期中地址信号能有效而稳定的输出，必须使用地址锁存器。由于 8086 有 20 条地址线，

故需使用三片 8282，其中 OE 接地，STB 与 CPU 的 ALE 相连，前两片 8282 的 DI0~DI7

分别与 CPU 的 AD0~AD15 相连，第三片 8282 的 DI0~DI3 分别与 CPU 的 AD16~AD19

相连，DI4 与 CPU 的 BHE 相连。

17. 哪个标志位控制 CPU 的 INTR 引脚？

答：IF，中断允许标志，IF=1 时，允许可屏蔽中断，IF=0 时，禁止可屏蔽中断。

18. 什么叫总线周期？在 CPU 读/写总线周期中，数据在哪个机器状态出现在数据总线上？

答：CPU 完成一次存储器访问或 I/O 端口操作所需要的时间称为一个总线周期，由几个 T

状态组成。在读/写总线周期中，数据在 T2～T4 状态出现在数据总线上。

19. 8284 时钟发生器共给出哪几个时钟信号？

答：OSC：振荡器输出信号，是内部振荡电路的 TTL 电平输出，其频率与晶振的频率相等，

在 PC/XT 中，其频率为 14.318MHz

CLK：三分频 OSC 后的时钟，输出频率为 4.77MHz，占空比为 1/3，供 8086CPU 使用。

PCLK：二分频 CLK 后的时钟，输出频率为 2.38636MHz，TTL 电平，占空比为 1/2，供 PC/XT

机的外设使用。

20. 8086CPU 重新启动后，从何处开始执行指令？

答：重新启动后，CS=FFFFH，IP=0000H，故从物理地址为 FFFF0H 的位置开始执行指令。

21. 8086CPU 的最小模式系统配置包括哪几部分？

答：8086 最小模式系统配置包括：

8086CPU，存储器，I/O 接口芯片，1 片 8284 时钟发生器，3 片 8282 地址锁存器，2 片 8286

双向数据总线收发器。

第三章

1. 分别说明下列指令的源操作数和目的操作数各采用什么寻址方式。

（1）MOV AX，2408H （2）MOV CL，0FFH （3）MOV BX，[SI]

（4）MOV 5[BX]，BL （5）MOV [BP+100H]，AX （6）MOV [BX+DI]，’$’

（7）MOV DX，ES：[BX+SI] （8）MOV VAL[BP+DI]，DX

（9）IN AL，05H （10）MOV DS，AX

答：（1）立即数，寄存器（2）立即数，寄存器（3）寄存器间接，寄存器

（4）寄存器，寄存器相对（5）寄存器，寄存器相对（6）立即数，基址变址

（7）基址变址，寄存器（8）寄存器，相对基址变址

（9）直接端口寻址，寄存器（10）寄存器，寄存器

16. 中断向量表的作用是什么？它放在内存的什么区域内？中断向量表中的什么地址用于类

型 3 的中断？

答：中断向量表用来存放中断服务程序的入口地址。8086 的 256 类中断的入口地址要占用

1K 字节，位于内存 00000H～003FFH 的区域内。中断向量表中 0000CH～0000FH 用于类

型 3 的中断。

17. 设类型 2 的中断服务程序的起始地址为 0485：0016H，它在中断向量表中如何存放？

答：物理地址内容

00008H 16H

00009H 00H

0000AH 85H

0000BH 04H

18. 若中断向量表中地址为 0040H 中存放 240BH，0042H 单元里存放的是 D169H，试问：

（1）这些单元对应的中断类型是什么？

（2）该中断服务程序的起始地址是什么？

答：（1）10H

（2）D169H:240BH

19. 简要说明 8086 响应类型 0～4 中断的条件是什么？

答：类型 0：除法错中断

执行除法指令时，若除数为 0 或所得商超过寄存器能容纳的范围，则自动产生类型 0 中断。

类型 1：单步中断

若 CPU 的单步标志 TF=1，则每执行完一条指令后，自动产生类型 1 中断。

类型 2：不可屏蔽中断 NMI

当 8086 的 NMI 引脚上接收到由低变高的电平变化时，将自动产生类型 2 中断。

类型 3：断点中断

若在程序中某位置设置断点，当程序执行到该断点时，则产生类型 3 中断。

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2023-03-30

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