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