第二章 8086 体系结构与 80x86CPU
1 。 8086CPU由哪两局部构成它们的主要功能是什么
答：8086CPU由两局部组成：指令执行部件〔EU， Execution Unit〕和总线接口 部件 行部件
〔ALU〕、
〔BIU， Bus Interface Unit〕。 指令执〔 EU〕 主要由算术逻辑运算单元
标志存放器FR、通用存放器组和EU控制器等4个部件组成，其主要功能是执行 指令。总线接口部件〔BIU〕主要由地址加法器、专用存放器组、指令队列和总线 控制电路等
4 个部件组成，其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存
I/O端口读取操作数
储器并取指令暂存到指令队列中等待执行，访问存储器或 参加 EU 运算或存放运算结果等。
2. 8086CPU预取指令队列有什么好处8086CPU内部的并行操作表达在哪里 答：8086CPU的预取指令队歹由6个字节组成，按照8086CPU的设计要求，指 令执行部件〔EU〕在执行指令时，不是直接通过访问存储器取指令，而是从指 令队列中取得指令代码，并分析执行它。从速度上看，该指令队列是在
部，EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。 8086CPU内部的并行操作表达在指令执行的同时，待执行的指令也同时从内存 中读取，并送到指令队列。
5．简述 程。
8086 系统中的物理地址最多有
8086 系统中物理地址的形成过
CPU内
多少个逻辑地址呢答： 8086 系统中的物理地址是由 20 根地址总线形成的。 8086 系统采用分段并附以地址偏移量方法形成
20 位的物理地址。采用分段结构的存
16 位二进
储器中，任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两局部构成，都是
制数。通过一个 20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。具体做法 是 16位的段基址左移 4位 〔相当于在段基址最低位后添 4个 “ 0〞〕，然后与偏移地
址相加获得物理地址。由于8086CPU的地址线是20根，所以可寻址的存储空间 为1M字节，即8086系统的物理地址空间是1MB。逻辑地址由段基址和偏移地 址两局部构成，都是无符号的
16 位二进制数，程序设计时采用逻辑地址，也是
1MB。
6． 8086 系统中的存储器为什么要采用分段结构有什么好处
答：8086CPU中的存放器都是16位的，16位的地址只能访问KB的内存。 086 系统中的物理地址是由 20 根地址总线形成的， 要做到对 20 位地址空间进行 访问，就需要两局部地址
采用段基址和偏移地址方式组成物理地址的优点是：满足对 1MB 存储空间的访问，同时在大局部指令中只要提供
8086 系统的
16位的偏移地址即可。
9 。在某系统中，当前〔SS =2360H， 〔S？ =0800H，那么该堆栈段 在存储器中的物理地址范围是什么假设往堆栈中存入 20 个字节数据，那么 SP 的 内容为什么值答：〔SS X10HP 〔S曰 =23600H+ 0800H= 23E00H，堆栈段在 存储器中的物理地址范围是23600H〜23E00Ho假设往堆栈中存入20个字节数据， 那么SP的内容为0800H- 14H = 07ECH 〔20的十六进制为14H〕。
10 。当前数据段位于存储器的 B4000H至ij C3FFFHE围内，那么段存放器 DS的内容为多少答：段存放器 DS的内容为B4000H。
11 ． 8086 系统中为什么一定要有地址锁存器需要锁存哪些信息
答：由于8086CPU受芯片封装的，只有40个管脚，所以地址线和数据 线只能采用复用的方式共同使用某些管脚。对存储器进行访问时，在读取数据 或写入数据时，存储器芯片要求在这个过程中地址信息必须稳定提供应存储器， 而由于8086CPU地址线和数据线是复用的，就不可能在同一时刻具有地址和数 据的两种功能。这就需要在 CPU提供地址信息时，将地址锁存起来，以保证下 一个时刻当这些复用的管脚起着数据线的功能时，存储器有正确的地址信息。 要锁存的信息包括这些复用管脚的地址和 BHE等信号。
12 ． 8086 读 /写总线周期各包括最少几个时钟周期什么情况下需要插入等待 周期TW插入多少个TW取决于什么因素答：8086读/写总线周期各包括最少四个 时钟周期。在系统中增加等待周期 TW的一般情况是：当CPU提供了地址后，由 于外设或存储器的读出或写入时间较慢，不能与
CPU的速度匹配，就需要插入
等待周期Tw，等待CPU能从外设或存储器将数据正确地读出或写入为止。 显然， 插入的等待周期TW的个数取决于外设或存储器的取出或写入时间。
13 。假设当前〔DS〕 =7F06H，在偏移地址为0075H开始的存储器中连续 存放6个字节的数据，分另I」为 11H， 22H， 33H， 44H， 55H和66H，请指出这些 数据在存储器中的物理地址，如果要从存储器中读出这些数据，需要设备部几 次存储器
各读出哪些数据
答：物理地址：7 F0 6 HX 1 0 H+ 0 0 7 5 H= 7 FO DSH，故从 7F0DSH起 6 个地址数据在存储器中的地址。最少要访问四次：第一次：11。第二次：3 3，22。第三次：5 5， 4 4。第四次：6 6。
1 4:某程序在当前数据段中存有两个数据字0 ABCDH和1234H，它们对应的 物理地址分别为3FF85H和40AFEH假设当前〔DS〕 =3FB0H，请说明这两个 数据的偏移地址，并用图说明它们在存储器中的存放格式。
答：偏移地址为： 0485H 和 0FFEH。
第三章 8086 的指令系统
1： MOV AX，[SI] 存放器寻址 存放器间接寻址 2: MOV DI，100存放器寻址 立即寻址 3： MOV [BX]，AL 存放器间接 4： MOV [BX][SI]，CX 基址
存放器 +变址
存放器
5: ADD DX，106H[SI变址 存放器
6: PUSH AX存放器 7: ADD DS:[BP]，AX 8:OR AX，DXf存器
2:设存放器 DS=2000H SS=1500H ES=3200H SI= 0 AO H， BX= 1 OOH，
BP= 1 0 H，数据段中变量VAL的偏移地址为50H，试指出以下各条指令中源操 作数的寻址方式是什么对于存储器操作数，其物理地址是多少
(1) (2) (3) (4) (5) (6)
MOV AX，[100H]ft 接寻址：20210H MOV CX，ES:[BX]存放器寻址
MOV DX，[BX][SI]S址 + 变址：200F0h MOV AX，VAL[SI 校址寻址：200F0h MOV BX，1234[BX基址寻址：205D2H MOV AX，[BP而存器寻址：15010H
3．答案
(3)OUT 3EBH，AX 改 MOV DX，3EBH OUT DX，AX (5)MUL AX，25 改 MOV BX，25
(4)MUL AL，CL 改 MUL
CL
6)ROL DX，畋 MOV CL，5
ROL DX，CL
(8)POP FR 改 POPF (9)MOV 234H，BX改 MOV
BX，234H
(11)ADD [BX]，456H改 ADD WORD 错 (12)INT O
(10)INC [SI改 INC BYTE PTR [SI]
(13)DIV AX ，BX改 DIV BX
(14)DEC [BP收 DEC WORD PTR [BP] (15)XLAT BX 错 (16)ADD CX+1 改 ADD CX，1 或 INC CX (17)DAA AX 改 DAA 4：带符号数 -86 所表示的二进制： B
执行 MOV DL，2AH 和 SHR DL，1 两条指令后：DL=00010101 CF=0 可将AX存放器中D0，D5，D8和D11位求反，其余位不变的指令：XOR AX，0921H
某存储单元物理地址为3B4FH，其段地址和偏移地址可选：3B40H和00FEH 两个8位二进制数00110101及做“异或〞操作后，存放器FR的下面3个状 态标志分别是： PF=0 SF=1 ZF=0
存放器写指令时，如 MOV [SI]，AX，那么CPU的外部管脚状态： WR=0 RD=1 M\\IO=1
5:，DS=2000H BX=100H SI=02HA物理地址20210H单元开始，依次存 放数据 12H 34H 56H 78H 而从物理地址 ， 21200h 单元开始，依次存放数据 2AH，，98H。试说明以下各条指令单独执行后 AX存放器的内容。
1) MOV AX，3600H 2) MOV AX，[1200H] 3) MOV AX，BX 4) MOV AX，[BX] 5) MOV AX，1100H[BX] 6) MOV AX，[BX][SI]
3600H 4C2AH 0100H 3412H 4C2AH 7856H
6。设堆栈指针 SP的初值为 2400H，(AX)=4000H，(BX)=3600H'可: (1)执行指令 \" PUSH AX后，SP= 23FEH (2)再执行 “ PUSH AX和\" POP AX后，(SP)=(AX)=(BX)= SP=23FEH AX=3600H 7。
(1)MOV DX，2000H
MOV BX，1000H XHGH BX，DX BX=2000H，DX=1000H (2)MOV AX，1234H
PUSH AX POP BX AX=1234H，BX=1234H (3)LEA DX，[2000H]
BX=3600H
MOV BX，DX BX=2000H (4)MOV AL，08 ADD AL，08 AAA AX=0106 (5)MOV AL，48H
ADD AL，39H DAA (AL)=87H (6)AND AL，AL
MOV AL，80 ADC AL，AL (AL)=0A0H
(7)MOV DX，OFFFH NEG DX (DX)=0001H (8)MOV BL，OB8H ROR BL，1 BL=5CH，CF=0 (9)SUB AX，AX AND DX，DX DX=0
(10)MOV CL，3 MOV AH，42H SHR AH，XL AH=08H，CF0 (11)MOV AX，34EBH MOV CL，5FH DIV CL
CF=8FH
(12)MOV AL，08H
MOV BL，09 MUL BL AAM AX=0702H (13)MOV BL，9 MOV AX，0702H ADD DIV BL， AX=0008H (14)MOV AL98H
CBW BX=0FF98H (15)MOV AH，2 MOV DL，'W' INT 21H
结果=执行DOS的2号功能调用，在屏幕上显示字母 W 第五章 存储器原理与接
口
1．按存储器在计算机中的作用，存储器可分为哪向类简述其特点。 答：存储器分：主存储器(内存)，辅助存储器(外存)，高压缓冲存储 器。主存储器用来存放活动的程序和数据，其速度高，容量较少、每位价格高。
辅助存储器用于存放当前不活泼的程序和数据，其速度慢、容量大、每位 价格低。缓冲存储器在两个不同工作速度的部件之间起缓冲作用。 2．什么是 RAM 和 ROM RAM 和 ROM 各有什么特点
答： RAM 是随机存储器，指计算机可以随机地、个别地对各个存储单元进 行访问，访问所需时间根本固定， 与存储单元的地址无关。 ROM 是只读存储器， 对其内容只能读，不能写入。与
RAM 相比，其信息具有非易失性，即掉电后，
ROM 中的信息仍会保存。
3 。什么是多层次存储结构它有什么作用
答：存储器的性能是计算机性能的最主要指标之一，其目标是大容量、高 速度和低本钱，因此应该在系统结构的设计上扬长避短，采用多层存储结构构 成一个较为合理的存储系统。多层存储结构是一个金字塔的结构，距塔尖〔即 CPU越近速度越快，容量越小，单位价格也较贵；反之速度较慢，容量较大， 单位价格也较廉价。其作用是获得最正确性价比。
5 。主存储器的主要技术指标有哪些答：主存储器的主要技术指标有主存容 量、存储器存取时间、存储周期和可靠性。
7 。假设用1KX1位的RAM芯片组成16Kx8位的存储器，需要多少片芯片在 CPU的地址线中有多少位参与片内寻址多少位用做芯片组选择信号
答：要128片。A1〜A9共10位参与片内寻址，其余可用于片选信号。 8 。在8086系统中，假设要从存储器奇地址体中读 1个字节数据，列出存储 器有关的控制信号和它们的有效逻辑电平信号。答： BHE=0
第六章微型计算机的输入输出
1。 CPU与外部设备通信为什么使用接口
答：存储器与CPU交换信息时，它们在数据格式、存取速度等方面根本上是匹 配的，，也就是说，CPU要从存储器读入指令、数据或向存储器写入新的结果和 数据，只要一条存储器访问就可以完成；在硬件连接方面，只需芯片与芯片之 间的管脚直接连接。但CPU要与外部设备通信至少有两方面的困难： 第一，CPU 的运行速度要比外设的处理速度高得多，通常简单地用一条输入输出的指令是 无法完成CPU与外设之间的信息交换的；第二，外设的数据线和控制线也不可 能与CPU直接连接。 CPU与外设通信具有如下特点：需要接口作为 CPU与外设通信的桥梁。需要有 数据传送之前的“联络〞。要传递的信息有三方面内容：状态、数据和控制信息。 CPU与外设通信必须借助于必要的电路来实现， 这样的电路称为接口或I/O接口。 1 。什么是接口为什么需要接口接口有哪些作用
答：而介于主机和外设之间用于完成某些控制功能、速度匹配、信号转换 的一种缓冲电路称为I/O接口电路，简称I/O接口〔Inteface〕。
I/O接口在CPU与外设之间建立一个缓冲区，解决 CPU与外设之间在数据 形式、数据的传递方式以及传递速率上存在很大差异的矛盾。
接口作用主要包括信号暂存、数据格式转换、传送路径的切换控制和状态 信号的交换、通讯控制、设备动作、定时控制、中断管理及错误检测等功能。
。答：CPU和外设之间的信息交换存在以下一些问题：速度不匹配；信号电平不 匹配；信号格式不匹配；时序不匹配。
RD=0 WD=1 CS=MIO=1
I/O接口电路是专门为解决CPU与外设之间的不匹配、不能协调工作而 设置
的，处于总线和外设之间，一般应具有以下根本功能：⑴设置数据缓冲以 解决两者速度差异所带来的不协调问题；⑵设置信号电平转换电路，如可采用 MC1488、
MC14、MAX232、MZX233芯片来实现电平转换。⑶设置信息转换 逻辑，如模拟量必须经 A/D变换成数字量后，才能送到计算机去处理，而计算 机送出的数字信号也必须经 D/A变成模拟信号后，才能驱动某些外设工作。 ⑷ 设置时序控制电路；⑸提供地址译码电路。 。接口有什么用途
1〕进行地址译码或设备选择，以便使 CPU能与某一指令的外部设备通信。 2〕状态信息的应答，以协调数据传送之前的准备工作。 3〕进行中断管理，提供中断信号。
4〕进行数据格式转换，如正负逻辑的转换、串行与并行数据转换等。 5〕进行电平转换，如 TTL电平与MOS电平间的转换。 6〕协调速度，如采用锁存、缓冲、驱动等。 7〕时序控制，提供实时时钟信号。 O端口有哪两种寻址方式各有何优砍点
答：存储器的映像I/O寻址 和 I/O映像的I/O寻址 存储器映射的I/O寻址方式优缺点
优点：由于I/O和存储器在地址上没有区别，在程序设计时可以使用丰富 的指令对端口进行操作，甚至包括对端口数据的运算。 缺点：I/O端口需要占用局部处理器的地址空间。
由于存储器和I/O端口地址在形式上没有区别，相对增加了程序设 计和阅读的难度。
I/O映射的I/O寻址方式优缺点
优点：程序阅读方便，使用IN或OUT指令就一定是对外设的通信；
由于I/O端口有自己的地址，使系统存储器地址范围扩大，适合大 系统使用。缺点：指令少，编程相对灵活性减少； 硬件上需要I/O端口的译码芯片，增加了硬件开支
5 。微机系统的输入输出指什么输入输出有什么不同
常用的打印机有：击打式、喷墨式和激光打印机。 输入与输出的不同
输入是指从被控设备到计算机的物理信号的传输和变换通道，其主要实现被控 设备和计算机之间原始参数和信号的变换。
输出是指从计算机到被控设备的控制信号和参数的传输通道，其与输入一样都 有模拟与数字之分，都是用以实现数据采集现场与计算机的连接 6 。输入输出有哪几种方式各有何优砍点
答：两种方式：程序控制方式和直接存储器存取方式〔 DMA方式〕 优砍点：程序控制方式：速度慢，但程序简单。
DMA:速度快，但程序复杂。
7 。在输入输出的电路中，为什么常常要用锁存器和缓冲器 因为I/O速度非常快，利用锁存器和缓存器解决同步问题
9。 8086CPU在执行输入输出指令时，CPU有哪些控制管脚的作用，什么样的电
平有效答：RD WD CS MI0 BHE 除了 BHE图电平有效，其它均低电平有 效。 分配的端口地址有何为什么
8086CPU与外设交换数据可按字节进行。当按字节进行时，偶地址端品的字节 数据由低8位数据线D7~D0位传输，奇地址端口的字节数据由高 8位数据线 D15~D8传输。当用户在安排外设的端口地址时，如果外设是以 8位方式与CPU 连接，就只能将其数据线与 CPU的低8位连接，或者只能与CPU的高8位方式 连接。这样，同一台外设的所有存放器端口地址都只能是偶地址或者奇地址， 所以设备的端口地址往往是不连续的。
例：设计一 ROM扩展电路，容量为32K字，地址从00000H开始。EPROM芯片 取 27256
81413gg11E10D7 -6 S 4 3 VA Anccccc V A G 匚匚匚〞匚匚气匚匚匚匚匚，匚匚A4A3A13CO01ND L a、确定芯片个数
/FF^12A7%U0 12 3 4 334S6T-8O11111 篝流雪石对笺怕值伯15 17242327
例：设计一 RAM扩展电路，容量为32K字，地址从10000H开始。芯片采用62256
解：
a、计算所需要的芯片个数
32Kx 16=K X8
K X 8/(32 KX 8)=2(片)
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