微型计算机原理作业第二章 习题与思考题

第二章 习题与思考题

一、填空题:

1. 8086 CPU内部数据总线宽度为______位，外部数据总线宽度为______位。 2. 8088 CPU内部数据总线宽度为______位，外部数据总线宽度为______位。 3. 8086 CPU地址总有____位，寻址范围是______________。

4. 8086 CPU的编程结构一般为________ ____和______ ______两部分. 5. SP常称为____________，其位数为___位，作用是____ _______________。 6. CS常称为____________，其位数为___位，作用是________ ___________。 7. IP常称为____________，其位数为___位，作用是___ ________________。 8. FLAGS常称____________，其位数为___位，作用是_______ __________ 。 9. 段基值是________________，存放在__________ __________。

10. 偏（位）移量是指_______________ 。 11. 若访问存储器取指令，段基值一般来源于_______寄存器，偏移量来源于________寄存器。 12. 若访问存储器对堆栈进行操作，段基值一般来源于____ 寄存器，偏移量来源于

____寄存器。

13. 总线周期是指____ 。 14. 总线操作一般为____ 和___ __ 。

15. 内存单元的逻辑地址一般表示为______ 。 16. 8086系统中一个基本的总线周期由 个时钟周期组成。

17. 8086系统中，主频若为10MHz，一个基本的总线周期为___ _ 秒。

18. 已知某存储单元的段基值为2500H，偏移地址为3600H，该单元的物理地址是 。 19. 若代码段位于内存的45000H到54FFFH的64KB范围内，那么CS=____ 。 20. 时钟周期是指________________________________________________________。 21. 指令周期是指________________________________________________________。

22. DS常称为____________，其位数为___位，作用是___________________。

二、选择题：

1. ?微处理器主要包括（ ）。

? A.运算器和总线接口 B.控制器和寄存器组

? C.运算器和寄存器组 D.运算器、控制器、寄存器组、总线接口 2. ?某微机有16MB内存空间，其CPU的地址总线应有（ ）条。

? A. 16 B. 28 C. 20 D. 24

3. ?当RESET信号进高电平状态时，将使8086／8088 CPU的（ ）寄存器初

始化为0FFFFH。

? A. ss B. DS C. ES D. CS 三、判断题：

1. 逻辑地址由段基值和偏移地址两个部分组成，逻辑地址是无符号的１６位

二进制数。（ ）

2. 物理地址由段基值和偏移地址两个部分组成，物理地址是无符号的１６位

二进制数。（ ）

3. 偏移地址是指要寻址的内存单元距本逻辑段段基值的偏移距离。 （ ） 4. 任何一个存储单元只对应一个逻辑地址。（ ）

5. 总线接口部件BIU的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。（ ） 6. 8086/8088 CPU的编程结构可分为运算器和控制器。（ ） 7. 指令队列是内存中用于存储予取指令的存储空间。（ ） 8. SS是用于存放堆栈段首址高16位地址的段寄存器。（ ）

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四、问答题：

1. 试述8086CPU的编程结构及各部分的作用?

2. 何谓总线周期？8086/8088的基本总线周期由几个时钟周期组成？若CPU

的主时钟频率为10MHz，则一个时钟周期为多少？一个基本总线周期为多少？

3. 什么叫指令队列?长度为多少?试述8086和8088CPU指令队列的作用? 4. 试说明指令周期、总线周期、时钟周期三者的关系。 5. 何谓堆栈和堆栈指针?试述其作用与特点? 6. 试述物理地址和逻辑地址的特点与区别? 7. 什么是段基值和偏移量?它们之间有何联系? 8. 8086CPU使用的存储器为什么要分段?如何分段? 9. 何谓状态标志，何谓控制标志，二者有何区别？

10. 复位信号RESET到来后，8086/8088CPU的内部状态有何特征？系统从何处开始执行指

令？

11. 8086/8088系统中为何要配置地址锁存器8282和总线收发器8286？可不用吗？ 12. 8086/8088R的最大模式系统配置与最小模式系统配置在结构上有何区别？总线控制器

8288的作用是什么？ 五、其它题

1． 已知两个16位数据3E50H和2F80H存放在数据段中偏移地址分别为6501H和5410H，当

前DS=2340H，画图说明这两个字数据在内存的存放情况，若要读出这两个字，需要对存储器进行几次读操作？

2． 设当前SS=B000H，SP=1000H，AX=3355H，BX=1122H，CX=7788H，则当前栈顶的

物理地址是多少？若连续执行指令PUSH AX，PUSH BX，POP CX三条指令后，堆栈内

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容发生什么变化？AX，BX，CX中的内容是什么？用图示说明。

参考答案

一、填空题： 1. 16、16 2. 16、8 3. 20、1MB

4. 执行部件EU、总线接口部件BIU

5. 堆栈指针寄存器、16、存放当前栈顶的偏移地址 6. 代码段寄存器、 16、存放代码段的段基值 7. 指令指针寄存器、16、存放待执行指令的偏移地址 8. 标志寄存器、16、存放指令执行后的控制和状态标志 9. 逻辑段首地址的高16位、逻辑段段寄存器 10. 存储单元相对逻辑段首地址的偏移距离 11. CS、IP 12. SS、SP

13. 系统存取一个字节的读写操作所需要的时间 14. 读操作、写操作 15. 段基值：偏移量 16. 4 17. 4?10-7 18. 28600H 19. 4500H

20. 时钟周期是指CPU主时钟频率一个振荡周期所需要的时间，即为系统主频的倒数

T=

1 f21. 指令周期是指CPU完成一个指令操作所需的时间 22. 数据段寄存器、16、存放数据段首地址的高16位地址 二、选择题

1-3 DDD

4

三、判断题

1-8 √×××√××√ 四问答题

1. 答：8086CPU的偏程结构主要由总线接口部件BIU和执行部件EU组成。

总线接口部件的作用是负责与存储器和I/O端口传送数据，总线接口部件主要包括：4个段地址寄存器；一个指令指针寄存器IP；一个20位地址加法器；6字节指令队列；内部通信寄存器和总线控制逻辑。

执行部件的作用是执行指令，主要包括：4个16位通用寄存器；4个16位专用寄存器；标志寄存器；算术逻辑单元ALU和EU控制系统。

2. 答： 总线周期是指系统完成一个字节的读或写操作所需要的时间。8086/8088的基本总线周期由4个时钟周期组成。若CPU的主时钟频率为10MHz，则一个时钟周期为T=

1?10?7s，一个基本的总线周期为4?10-7s。 f

3. 答：指令队列是指CPU子系统中用于存储予取指令的存储空间。8086中指令队列为6个字节，8088中为4个字节，指令队列的作用主要是为了提高CPU的效率，将待执行的指令预先取出一部份，存放在指令队列中，此项工作由总线接口部件完成，使“取指”工作和执行部件的“指令译码执行”工作可并行进行，提高了工作效率。 4. 答：时钟周期是指CPU主时钟频率一个振荡周期所需要的时间，即为系统主频的倒数T=

1；总线周期是指系统完成一个字节的读写操作所需要的时间，总线周期由若干f个时钟周期组成，在8086CPU中，一个总线周期为4个时钟周期；指令周期是指CPU完成一个指令操作所需的时间，根据指令复杂程度的不同，指令周期由若干个总线周期组成。

5. 答：堆栈是存储器（内存）中的一个区域，一般?64KB，主要用于存放调用子程序时保存的入口信息和存放中断时所需保存的断点现场信息，堆栈操作主要是入栈和出栈二种（字操作），采用“先入后出”或“后入先出”和“向下增长”（即向低地址增长）的原理进行操作。堆栈指针是指16位的SP寄存器，SP是用来存放堆栈当前栈顶的偏移地址的寄存器。当堆栈进行出栈和入栈操作时，SP依次±2。

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6. 答：逻辑地址是存储器按照分段所采用的逻辑段标识地址，用于编程时地址的表示方法，由段基值和偏移地址二部分构成，分别为16位二进制数，表示方法为：段基值：偏移地址。物理地址是唯一标识存储单元的实际地址，在8086系统中，用20位二进制数表示，物理地址也由段基值和偏移地址组成，表示方法为：物理地址PA=段基值?16+偏移地址。

7. 答：段基值是存储器中逻辑段首地址的高16位（二进制），存放在段地址寄存器中；偏移量是存储单元相对于逻辑段首址的偏移地址（字节数），段基值和偏移量可按逻辑地址表示方法：段基值：偏移量表示某一存储单元的地址，也可按物理地址=段基值?16+偏移量的方法表示某一存储单元的地址（20位），20位地址由20位地址加法器形成。

8. 答：8086系统中，存储器为1M空间，要寻址1M空间，须用20位地址，而系统中寄存器和数据总线均为16位，因此系统中采用了分段的方法，把内存分成了若干个“逻辑段”，逻辑段之间可以交错或重迭，每个逻辑段≤64KB。故可采用段基值和偏移地址二个16位数来表示存储单元的确切地址。

9. 答：8086的标志寄存器FR用于存放CPU执行操作以后的状态标志和为系统设置的控制标志。状态标志记录了算术运算和逻辑运算结果的一些特征，表示CPU执行一个操作后，算术逻辑部件处于怎样一种状态，这种状态会影响后面的操作；控制标志是人为设置的，指令系统中有专门的指令用于控制标志的设置和清除，每个控制标志都对某一特定的功能起控制作用。在8086 CPU中，16位的标志寄存器包括6个状态标志和3个控制标志，6个状态标志即SF、ZF、PF、CF、AF和OF；3个控制标志即DF、IF和TF。

10. 答：8086/8088 CPU系统的复位和启动操作由RESET引脚上的触发信号来执行。当复位信号RESET到来后，8086/8088 CPU内各寄存器初值如表2–4所示。

表2–4 复位时各寄存器初值

标志寄存器 指令指针(IP) CS寄存器 DS寄存器 SS寄存器 ES寄存器 指令队列 其他寄存器

清零 0000H FFFFH 0000H 0000H 0000H 空 0000H

由表2–4可知，CPU复位时，代码段寄存器CS被置为FFFFH，指令指示器IP被清0，所

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以8086/8088在复位后重新启动时，系统从内存的FFFF0H单元处开始执行指令。

一般在FFFF0H单元存放一条无条件转移指令，用以转移到系统程序的入口处，这样，系统一旦被启动便自动进入系统程序。

11. 答：8086/8088系统中配置地址锁存器8282是由于8086/8088 CPU受外部引脚数的限制，其地址/数据和地址/状态总线是分时复用的，在一个总线周期中，前部是地址有效，后部是数据有效。但是，对于CPU对外进行存储器访问或I/O访问期间时，常要求进行数据传送。在整个总线周期内保持稳定的地址信息，可以保证准确地寻址某个存储器单元或I/O端口。因而必须在总线的第一个时钟周期内，将地址锁存起来。因此，需要使用8282地址锁存器将总线周期前部出现的地址值锁存。因此，系统中必须配置地址锁存器。 8086/8088系统中当数据总线上连接的设备(如系统外接存储器或I/O接口)较多时，为使系统能稳定地工作，提高系统数据总线的电流驱动能力和承受容性负载的能力，这时应在CPU和系统数据总线之间配置总线收发器8286，用于增加数据总线的驱动能力。如果系统中外接的存储器或I/O接口较少时，则可以不用配置总线收发器8286。

12. 答：8086/8088 CPU有两种系统配置模式，即最小工作模式系统和最大工作模式系统。 最小模式下系统的结构组成(典型配置)为： ①8284 时钟发生器一片 ②8282 地址锁存器三片 ③8286数据收发器二片

最大模式下系统的结构组成(典型配置)为： ①8284 时钟发生器一片 ②8282 地址锁存器三片 ③8286数据收发器二片 ④8288 总线控制器一片

两种系统配置的最主要区别是最大模式系统中增加了总线控制器8288，也因此使总线控制信号的产生和种类有所不同。

总线控制器8288的作用是将8086 CPU输出的状态信号S2、S1、S0转换成系统所需要的总线和总线控制信号。 五、其它题：

1． 答：已知两个16位数据3E50H和2F80H存放在数据段中偏移地址分别为6501H和

5410H，当前DS=2340H，这两个字数据在内存的存放情况如图2-12所示。

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数据段首址 ? ? 6501H 80H 2FH ? ? 50H 3EH ? ?

图2-12数据在内存中的存放情况

5410H 若要读出3E50H这个16位数据，由于它是一个从奇地址开始的“非对准字”，因此需要对存储器进行二次读操作。

若要读出2F80H这个16位数据，由于它是一个从偶地址开始的“对准字”，因此只需要对存储器进行一次读操作即可。

2. 答：已知当前SS=B000H，SP=1000H，则当前栈顶的物理地址为： PA=SS×16+SP=B000H×16+1000H=B1000H。

已知AX=3355H，BX=1122H，CX=7788H，执行指令PUSH AX指令后，堆栈变化如图2-13（a）所示。

执行指令PUSH BX指令后，堆栈变化如图2-13（b）所示。 执行指令POP CX指令后，堆栈变化如图2-13（c）所示。

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堆栈段首地址 ? ? SP=0FFEH 55H 33H ? ? 栈底 （a）

堆栈段首地址 ? ? SP=0FFCH 22H 11H 55H 33H ? ? 栈底 （b）

堆栈段首地址 SP=0FFEH 55H 33H ? ? 栈底 （c）

图2-13执行指令后堆栈的变化情况AX=3355H BX=1122H CX=7788H

AX=3355H BX=1122H CX=7788H

AX=3355H BX=1122H CX=1122H

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