最新微型计算机技术及应用第四版习题和答案

微型计算机技术及应用第四版习题和答案

微型计算机技术及应用（第四版）

习题和答案

第二章

1、8088与8086的区别

[解答] ①外部数据总线位数不同。8086外部数据总线16位，在一个总线周期内可以输入/输出一个字（16位数据），而8088外部数据总线8位，在一个总线周期内只能输入/输出一个字节（8位数据）。

②指令队列缓冲器大小不同。8086指令队列可容纳6个字节，且在每一个总线周期中从存储器取出2个字节的指令代码填入指令队列；而8088指令队列只能容纳4个字节，在一个机器周期中取出一个字节的指令代码送指令队列。

③部分引脚的功能定义有所区别。

(1) AD15-AD0的定义不同。在8086中都定义为地址/数据分时复用引脚；而在8088中，由于只需要8条数据线，因此，对应于8086的AD15-AD8这8根引脚在8088中定义为A15-A8，它们在8088中只做地址线用。

(2) 引脚28和34的定义不同。在最大方式下，8088的第34引脚保持高电平，在最小模式时，8088和8086的第28引脚的控制信号相反，而8086的第34引脚为BHE/S7，BHE用来区分是传送字节、还是字，8088的第34引脚为SS0，用来指出状态信息，不能复用。

(3) 引脚28的有效电平高低定义不同。8088和8086的第28引脚的功能是相同的，但有效电平的高低定义不同。8088的第28引脚为IO/M，当该引脚为低电平时，表明8088正在进行存储器操作；当该引脚为高电平时，表明8088正在进行I/O操作。8086的第28引脚为M/IO，电平与8088正好相反。

2、根据8086CPU的存储器读写时序图，请说明：

(1)地址信号应在哪些时间内有效？

(2)读、写动作发生在什么时间内？

(3)为什么读与写数据的有效时间长短不一样？

(4)T1状态下数据/地址线上是什么信息？数据信息是什么时候给出？

[解答] 地址信号只在T1状态时有效，并被锁存起来。读动作发生在T3、T4状态，而写动作发生在T2、T3、T4状态。读与写数据的有效时间长短不一样是因为CPU的速度与外设的速度不相匹配所造成的。T1状态下数据/地址线上是地址信息，数据信息是在T2状态，由AD15-AD0给出。

3、8086CPU形成三大总线时，为什么要对部分地址线进行锁存？用什么信号控制锁存？

[解答] 为了确保CPU对存储器和I/O端口的正常读/写操作，需要求地址和数据同时出现在地址总线和数据总线上。而在8086CPU中有AD0-AD15部分总线是地址/数据复用的，因此需在总线周期的前一部分传送出地址信息，并存于锁存器中，而用后一部分周期传送数据。8086CPU中是通过CPU送出的ALE高电平信号来控制锁存的。

4、BHE信号的作用是什么？试说明当起始地址为奇地址、偶地址、一次读写一个字节和一个字时，BHE和A0的状态。

[解答] BHE信号的作用是高8位允许引脚。若BHE为0则表示对一个字进行操作，即高8位有效，若BHE为1则表示对一个字节进行操作，即高8位无效。当起始地址为奇地址时，一次读写一个字节时，BHE为1，A0状态为1；当起始地址为偶地址时，一次读写一个字节时，BHE为1，A0状态为0；当起

始地址为奇地址时，一次读写一个字时，BHE为0，A0状态为1；当起始地址为偶地址时，一次读写一个字时，BHE为0，A0状态为0。

5、CPU在8086的微机系统中,为什么常用AD0作为低8位数据的选通信号? [解答] 在8086系统中，常将AD0作为低８位数据的选通信号，因为每当CPU 和偶地址单元或偶地址端口交换数据时, 在Ｔ１状态, AD0引脚传送的地址信号必定为低电平,在其他状态, 则用来传送数据.而CPU的传输特性决定了只要是和偶地址或偶地址端口交换数据,那么，CPU必定通过总线低８位(AD7- AD0)传输数据.可见,如果在总线周期的Ｔ１状态, AD0为低电平,实际上就指示了在这一总线周期中，CPU将用总线低８位和偶地址单元或偶地址端口交换数据。

6、系统中有多个总线模块时，在最大模式和最小模式下分别用什么方式来传递总线控制权？

[解答] 在最小模式下总线控制权是通过HOLD引脚来实现的，当系统中CPU 之外的另一个模块要求占用总线时，通过此引脚向CPU发一个高电平的请求信号。这时，如果CPU允许让出总线，就在当前总线周期完成时，于T4状态从HOLD引脚发出一个回答信号，对刚才的HOLD 请求作出响应。同时，CPU使地址/数据总线和控制状态线处于浮空状态。总线请求部件收到HLDA信号后，就获得了总线控制权。在最大模式下总线控制权是通过LOCK、 RQ/GT1，RQ/GT0引脚来实现的，首先，总线模块通过RQ/GT1向CPU发出一个请求信号，并通过RQ/GT0来接受CPU的响应，如果LOCK为低电平，则总线请求部件就获得了总线控制权。

7、8086CPU在内部结构上的主要特点是什么？

[解答] ：8086CPU在内部结构上从结构上可分为：总线接口部件BIU和执行部件EU。它是16位微处理器有16根数据线20根地址线，内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的。

8、什么是流水线结构？流水线操作有什么好处？试举一个例子说明流水线操作的过程。

[解答] ：流水线结构是把处理执行部件分成几个功能不同的处理执行部件，不同的处理执行部件就可以同时并行工作,分别负责不同的任务.这样的好处是可以实现多任务重叠执行,以提高效率。

例如:有一任务共可以分成N个子任务，每子任务需要时间T，则完成该个任务需要时间NT。若单独执行方式完成K个任务，则共需要时间K*NT。若采用流水线执行方式完成K个任务，则共需要时间NT+（K-1）T。当K较大时,很明显K*NT》NT+（K-1）T

9、画出8086CPU各寄存器图，并声明每个寄存器的作用。

[解答] 8086CPU各寄存器图如图：

1）四个通用寄存器：AX，BX，CX，DX既可以作16位寄存器使用，也可以作8位寄存器使用。

2）四个专用寄存器：BP用作基数指针寄存器，SP用作堆栈指针寄存器，SI 用作源变址寄存器，DI用作目的变址寄存器。

3）四个段地址寄存器：CS为16位的代码段地址寄存器，DS为16位的数据段地址寄存器，ES为16位的扩展段地址寄存器，SS为16位的堆栈段地址寄存器。

4）IP为16位的指令指针寄存器

5）标志寄存器有16位,其中7位未用，各位的含义如下：

(1)标志有6个，即SF、ZF、PF、CF、AF、和OP。

符号标志SF：与运算结果的最高位相同。

零标志ZF：若结果为零则为1，若结果非零则为0。

奇/偶标志PF：若运算结果的低8位有1的个数为偶数，则PF为1，否则为0。

进位标志CF：若运算中有进位或有借位时，则为1。另外循环指令也会影响该位。

辅助进位标志AF：当加法运算时，如果第三位往第四位有进位或者当减法时，如果第三位从第四位有借位，则AF为1。另外，辅助进位标志一般在BCD码运算中作为是否进行十进制调整的判断依据。

溢出标志OF：当运算过程中产生溢出时，

(2)标志有3个，即DF、IF、TF。

方向标志DF：这是控制串操作指令用的标志。如果DF为0，则串操作过程中地址会不断增加；反之，如果DF为1，则串操作过程中地址会不断减少。

中断标志IF：这是控制可屏蔽中断的标志.如果IF为0,则CPU不能对可屏蔽中断请求作出响应;如果IF为1,则CPU可以接受可屏蔽中断请求.

跟踪标志TF：如果TF为1,则CPU按跟随方式执行指令.

会使OF为1。

10、总线接口部件有哪些功能?请逐一说明。

[解答]：总线接口部件的功能是负责与存储器、I/O端口传送数据。具体讲，总线接口部件要从内存取指令队列；CPU执行指令时，总线接口部件要配合执行部件从指定的内存单元或者外设端口中取数据，将数据传送给执行部件，或者把执行部件的操作结果传送到指定的内存单元或外设端口中。

11、8086的总线接口部件有那几部分组成?

[解答] ：8086的总线接口部件有以下4部分组成：

（1）4个段地址寄存器，即：CS——16位的代码段寄存器，DS——16位的数据段寄存器，ES——16位的扩展段寄存器，SS——16位的堆栈段寄存器；（2）16位的指令指针寄存器IP

（3）20位的地址加法器

（4）6字节的指令队列