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1习题11.1什么是汇编语言？为什么要学习汇编语言？【解】：汇编语言是机器语言的符号表示形式。汇编语言将机器语言指令和地址符号化，程序员只需要记住符号名并用其编程，汇编器负责把汇编程序翻译成机器指令和正确的地址数值。大多数程序应该也可以用高级语言编写，但是在某些情况下汇编语言也是必不可少的。汇编语言可以访问计算机的所有指令，可以利用计算机的所有特性，而高级语言就没有这样的能力，高级语言能做的事情汇编语言都能做，而汇编语言能做的高级语言不一定能做到。学习汇编语言的原因主要有两个：性能和对计算机的完全控制。一般而言，汇编语言具有如下特点：执行速度快；程序短小；可以直接控制硬件；可以方便地编译；辅助计算机工作者掌握计算机体系结构。1.2把下列十进制数转换成二进制数、八进制数、十六进制数：①6.25②5.75③0.875④254【解】：①6.25D=(6.25)10=(110.01)2=(110.010)2=(6.2)8=(0110.0100)2=(6.4)16②5.75D=(5.75)10=(101.11)2=(101.110)2=(5.6)8=(0101.1100)2=(5.C)16③0.875D=(0.875)10=(0.111)2习题22.1什么是微处理器？它包含哪几部分？【解】：微处理器（CPU）的任务是执行存放在存储器里的指令序列。为此，除要完成算术逻辑操作外，还需要担负CPU和存储器以及I/O之间的数据传送任务。早期的CPU芯片只包括运算器和控制器两大部分。从80386开始，为使存储器速度能更好地与运算器的速度相匹配，已在芯片中引入高速缓冲存储器。它们主要由以下三部分组成。（1）算术逻辑部件算术逻辑部件（ArithmeticLogicUnit，ALU）用来进行算术和逻辑运算及其相应操作。（2）控制逻辑部件控制逻辑部件负责对全机的控制工作，包括从存储器取出指令，对指令进行译码分析，从存储器取得操作数，发出执行指令的所有命令，把结果存入存储器以及对总线及I/O的传送控制等。（3）工作寄存器工作寄存器在计算机中起着重要的作用，每一个寄存器相当于运算器中的一个存储单元，但它的存取速度比存储器要快得多。它用来存放计算过程中所需要的或所得到的各种信息，包括操作数地址、操作数及运算的中间结果等。2.28086微处理器由哪几部分组成？各部分的功能是什么？【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。2（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1MB。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64KB，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。2.78086和8088的主要区别有哪些？【解】：8086与8088的主要区别如下：8086的外部数据总线和内部数据总线都是16位的，是真正的16位机。8088的内部数据总线是16位的，而外部数据总线是8位的，所以称为准16位机或超级8位机。两者有着相同的内部寄存器和指令系统，在软件上是完全兼容的。它们的主要区别表现在：(1)8086的指令预取队列为6个字节，而8088只有4个字节。(2)8086的AD15～AD0为地址、数据双向分时复用的；而8088只有AD7～AD0为地址、数据双向分时复用的，A15～A8仅用于输出地址信号。在进行16位数据操作时，8086只需一个总线周期就可完成，而8088则需要两个总线周期来完成，因此8088的速度较8086要慢些。(3)8086上的BHE信号在8088上变为SSO。(4)8086的引脚28为M/IO，即CPU访问内存时该引脚输出高电平，访问接口时则输出低电平。对于8088而言，该引脚的状态正好相反，变为IO/M。38086/8088后继机型也包括准32位和标准32位机，如80386的SX和DX类型。2.880x86微处理器的指令队列的容量和作用是什么？【解】：当EU正在执行指令中，且不需占用总线时，BIU会自动地进行预取指令操作，将所取得的指令按先后次序存入1～6字节的指令队列寄存器，该队列寄存器按“先进先出”的方式工作，并按顺序取到EU中执行。其操作遵循下列原则：每当指令队列缓冲器中存满一条指令后，EU就立即开始执行。每当BIU发现队列中空了两个字节时，就会自动地寻找空闲的总线周期进行预取指令操作，直到填满为止。每当EU执行一条转移、调用或返回指令后，则要清除指令队列缓冲器，并要求BIU从新的地址开始取指令，新取的第一条指令将直接经指令队列缓冲器送到EU去执行，并在新地址基础上再作预取指令操作，实现程序段的转移。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。2.10有两个16位字1EE5H和2A3CH分别存放在80x86微机存储器的000B0H和000B3H单元中。请用图表示出它们在存储器里的存放情况。【解】：它们在存储区的存放情况如下：2.11哪些寄存器可以用来指示存储器地址?【解】：以下寄存器可以用来只是存储区地址：BX(Base)可以作为通用寄存器使用，此外，在计算存储器地址时，它经常用作基址寄存器；SP、BP、SI、DI四个16位寄存器可以像数据寄存器一样在运算过程中存放操作数，但它们只能以字(16位)为单位使用，此外，它们更经常的用途是在存储器寻址时，提供偏移地址，因此，它们可称为指针和变址寄存器；只有代码段(Cod