微型计算机技术(第三版)孙德文(编)课后习题答案(全)

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微型计算机原理《微型计算机技术》 《微型计算机技术及应用》,清 华大学出版社，戴梅萼等编著。

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第一章 微型计算机概论

1.1 微型计算机简介 1.1.1 基本概念 一、微处理器 由一片或几片大规模集成电路组成的具有 运算器和控制器功能的中央处理器(CPU或 MPU) 二、微型计算机 三、微型计算机系统

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微型 计算机 系统

运算器 微处理器 控制器 寄存器组 微型计算机 内部总线(片总线) (主机) 内存储器(RAM和ROM) 输入/输出接口(并行和串行) 系统总线(内总线、微机总线)(AB、DB、CB) 硬件 定时电路(时钟脉冲发生器) 外存储器(磁盘、磁带、光盘) 外部设备 输入设备(键盘、鼠标等) 输出设备(CRT、打印机、绘图仪等) 外围设备 专用电路(过程控制I/O通道)(A/D、D/A、数据终端 外总线(通信总线) 电源、面板和机架等 软件 系统软件 应用软件 考虑到总线的微机系统，如图1-3

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1.1.2 微处理器发展简况

从1946年经历了5代,从71年开始,微机是第四代,也已 经历了4代. 第一代(1971~73) 4位和低档8位微处理器 集成度：2300管子/片，时钟：1MHz 如：Intel 4004、Intel 4040、 Intel 8008 第二代(73~78) 中、高档8位微处理器 集成度：5400管子/片，时钟：2~4MHz 如：Intel 8080、 MC6800、Z-80、 Intel 8085 第三代(78~81) 16位微处理器 集成度：68000管子/片，时钟：4~10MHz 如：Intel 8086、 MC68000和68010、Z-8000

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性能欲赶上中档小型机。 第四代(81~ ) 32位微处理器 集成度：17万~100万管子/片，时钟：20~, 200MHz~ 如：Intel 80386、 Intel 80486、Pentium (Pro、MMX、I~IV)、MC68020、 MC68030、MC68040、Z80000

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1.1.3 微型计算机的分类概述

(一)按数据总线位数划分 1、4位微机 应用： 2、8位微机 3、16位微机 4、32位微机 5、位片式

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(二)按组装形式和系统规模划分

1、单片机(微控制器、嵌入式计算机) 微型计算机制作在一个芯片中，有时包括A/D、 D/A转换器。 应用：智能化仪器仪表，控制领域。 特点：体积小、功耗低。 常用：MCS-518系列，-96系列，MC6805。 2、单板机 微型计算机、小键盘、发光二极管显示器、监控程 序等安装在一块印刷电路板上。 如：TP-801、TP-86

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应用：生产过程的实时控制、教学实验。 3、个人计算机(Personal Computer) 由微处理器芯片、存储器、接口装在印 刷电路上，加上插件板组成主机，再配 上外部设备、系统软件组成。 特点：便于搬动，不需要维护，价格低， 可供个人或家庭使用的计算机。 如：Altair 8080、Apple II

、IBM-PC/XT、 IBM-PC/AT、IBM-PS/2、PC兼容机 (PC286、386、486、Pentium等) 应用：商业、家用、科学和教育领域。 4、工程工作站和超级微型机

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第二章 80X86微处理器的结构

重点介绍8086和80386的结构特点、编程结构、 引脚信号功能及总线时序。 2.1 从8086到Pentium III 2.1.1 Intel 8086微处理器的基本结构 16位，约29000个晶体管，频率有5、8、 10MHz。 一、组成 由总线接口部件BIU和执行部件EU组成。

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1、总线接口部件BIU 负责与存储器、I/O端口传送数据。 组成：16位段寄存器(CS、DS、SS、ES) 16位指令指针(IP) 6个字节指令队列 地址形成逻辑(20位地址加法器) (I/O)总线控制逻辑 功能： 1)在EU执行指令的过程中，BIU始终能从 存储器中预先取出一些指令送到指令队列 中排队，遵从先进先出的次序。

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2)根据EU的请求，完成CPU与存储器或I/O设备 之间的数据传送，形成20位的内存物理地址。 2、执行部件EU 负责指令的执行。 组成：16位的算术/逻辑单元ALU(加法器) 16位状态标志寄存器 4个通用寄存器(AX、BX、CX、DX) AH和AL 4个专用寄存器(SP、BP、DI、SI) 暂存(运算)寄存器 EU控制系统

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注： 1)寄存器组和数据传输通路间可进行快速传输。 2)EU不与系统总线相联。 功能： 1)从BIU的指令队列中获取指令、执行指令。 2)向BIU发出请求，提供数据和所需访问的内存或I/O 端口的地址信息。 3)对通用寄存器和标志寄存器进行管理， 主要操作类型： 1)算术/逻辑运算、串处理、BCD码调整。 2)计算寻址要求的单元地址的位移量，EU将这个16位 位移量送BIU。

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二、工作方式 微处理器通过总线和外部部件交换信息， 当执行一条指令时，一般要占用二次总线， 总线非常忙，要提高微处理器的利用率和 整个系统的执行速度，必须充分利用总线。 并行工作方式：BIU和EU处于并行工作状 态，取指令与数据不占用额外时间，在执 行指令时同时取下一条指令与数据，这样 总线总不空闲。

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2.1.2 Intel 80286微处理器的 基本结构

标准的16位处理器,8086向上兼容。 一、组成： 4个部件 地址部件AU:形成物理地址 指令部件IU:译码，放已被译码指令队列 执行部件EU:执行指令 总线部件BU:取代码和读写数据，CPU与系统间 的高速接口，放预取队列。 二、并行工作方式 指令可预取、预译，提高吞吐率。

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三、优点 1、速度更快 2、地址空间更大，24位，虚存可达1GB。 3、工作于两种方式 1)实方式(实地址方式) DO

S应用程序占用全部系统资源。 2)保护方式(保护虚地址方式) A、通过硬件控制多任务间快速切换，用四层特权 支持操作系统和任务分离及程序和数据的保密，具 有多用户和多任务处理功能。 B、具有虚拟内存管理，通过软件切换进入虚拟的 8086工作方式。

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2.1.3 Intel 80386微处理器的基 本结构

1985年推出，32位微处理器,片内集成27.5 万只晶体管,速率从12.5MHz,高达50MHz。 一、组成 由三大部分的六个部件组成。如图2-3所示。 1、总线接口部件BIU 中央处理部件与系统之间的高速接口，对 总线使用进行排优，进行总线传送的控制 以充分利用总线宽度，并对80386和协处理 器的协调进行控制。

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2、中央处理部件CPU 1)指令预取部件IPU 16字节长，在总线空闲周期，读4个字节，可存5 条指令(平均3.5字节/条)。 2)指令预译码部件IDU(译码器和译码指令队 列) 3)执行部件EU ALU、8个32位通用寄存器、64位移位寄存器、 乘/除法器。 采用流水线技术： 1)指令提取和执行重叠进行；

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