微机原理及应用习题库与答案

1微机原理及应用习题库与答案习题与练习题1第1章绪论1.计算机分那几类？各有什么特点？答：传统上分为三类：大型主机、小型机、微型机。大型主机一般为高性能的并行处理系统，存储容量大，事物处理能力强，可为众多用户提供服务。小型机具有一定的数据处理能力，提供一定用户规模的信息服务，作为部门的信息服务中心。微型机一般指在办公室或家庭的桌面或可移动的计算系统，体积小、价格低、具有工业化标准体系结构，兼容性好。2.简述微处理器、微计算机及微计算机系统三个术语的内涵。答：微处理器是微计算机系统的核心硬件部件，对系统的性能起决定性的影响。微计算机包括微处理器、存储器、I/O接口电路及系统总线。微计算机系统是在微计算机的基础上配上相应的外部设备和各种软件，形成一个完整的、独立的信息处理系统。3.80X86微处理器有几代？各代的名称是什么？答：从体系结构上可分为3代：8080/8085：8位机。8086/8088/80286：16位机。80386/80486：32位机。第2章微处理器结构及微计算机的组成1．8086是多少位的微处理器？为什么？答：8086是16位的微处理器，其内部数据通路为16位，对外的数据总线也是16位。2．EU与BIU各自的功能是什么？如何协同工作？答：EU是执行部件，主要的功能是执行指令。BIU是总线接口部件，与片外存储器及I/O接口电路传输数据。EU经过BIU进行片外操作数的访问，BIU为EU提供将要执行的指令。EU与BIU可分别独立工作，当EU不需BIU提供服务时，BIU可进行填充指令队列的操作。3．8086/8088与其前一代微处理器8085相比，内部操作有什么改进？答：8085为8位机，在执行指令过程中,取指令与执行执令都是串行的。8086/8088由于内部有EU和BIU两个功能部件，可重叠操作，提高了处理器的性能。4．8086/8088微处理器内部有那些寄存器，它们的主要作用是什么？答：执行部件有8个16位寄存器，AX、BX、CX、DX、SP、BP、DI、SI。AX、BX、CX、DX一般作为通用数据寄存器。SP为堆栈指针存器，BP、DI、SI在间2接寻址时作为地址寄存器或变址寄存器。总线接口部件设有段寄存器CS、DS、SS、ES和指令指针寄存器IP。段寄存器存放段地址，与偏移地址共同形成存储器的物理地址。IP的内容为下一条将要执行指令的偏移地址，与CS共同形成下一条指令的物理地址。5．8086对存储器的管理为什么采用分段的办法？答：8086是一个16位的结构，采用分段管理办法可形成超过16位的存储器物理地址，扩大对存储器的寻址范围(1MB，20位地址)。若不用分段方法，16位地址只能寻址64KB空间。6．在8086中，逻辑地址、偏移地址、物理地址分别指的是什么？具体说明。答：逻辑地址是在程序中对存储器地址的一种表示方法，由段地址和段内偏移地址两部分组成，如1234H：0088H。偏移地址是指段内某个存储单元相对该段首地址的差值，是一个16位的二进制代码。物理地址是8086芯片引线送出的20位地址码，用来指出一个特定的存储单元。7．给定一个存放数据的内存单元的偏移地址是20C0H，（DS）=0C00EH，求出该内存单元的物理地址。答：物理地址：320F8H。8．8086/8088为什么采用地址/数据引线复用技术？答：考虑到芯片成本，8086/8088采用40条引线的封装结构。40条引线引出8086/8088的所有信号是不够用的，采用地址/数据线复用引线方法可以解决这一矛盾，从逻辑角度，地址与数据信号不会同时出现，二者可以分时复用同一组引线。9．8086与8088的主要区别是什么？答：8086有16条数据信号引线，8088只有8条；8086片内指令预取缓冲器深度为6字节，8088只有4字节。10．怎样确定8086的最大或最小工作模式？最大、最小模式产生控制信号的方法有何不同答：引线MN/MX#的逻辑状态决定8086的工作模式，MN/MX#引线接高电平，8086被设定为最小模式，MN/MX#引线接低电平，8086被设定为最大模式。最小模式下的控制信号由相关引线直接提供；最大模式下控制信号由8288专用芯片译码后提供，8288的输入为8086的S2#~S0#三条状态信号引线提供。11．8086被复位以后，有关寄存器的状态是什么？微处理器从何处开始执行程序？答：标志寄存器、IP、DS、SS、ES和指令队列置0，CS置全1。处理器从FFFFOH存储单元取指令并开始执行。12．8086基本总线周期是如何组成的？各状态中完成什么基本操作？答：基本总线周期由4个时钟(CLK)周期组成，按时间顺序定义为T1、T2、T3、T4。在T1期间8086发出访问目的地的地址信号和地址锁存选通信号ALE；T23期间发出读写命令信号RD#、WR#及其它相关信号；T3期间完成数据的访问；T4结束该总线周期。13．结合8086最小模式下总线操作时序图，说明ALE、M/IO#、DT/R#、RD#、READY信号的功能。答：ALE为外部地址锁存器的选通脉冲，在T1期间输出；M/IO#确定总线操作的对象是存储器还是I/O接口电路，在T1输出；DT/R#为数据总线缓冲器的方向控制信号，在T1输出；RD#为读命令信号；在T2输出；READY信号为存储器或I/O接口“准备好”信号，在T3期间给出，否则8086要在T3与T4间插入Tw等待状态。14．8086中断分哪两类？8086可处理多少种中断？答：8086中断可分为硬件中断和软件中断两类。8086可处理256种类型的中断。15．8086可屏蔽中断请求输入线是什么？“可屏蔽”的涵义是什么？答：可屏蔽中断请求输入线为INTR；“可屏蔽”是指该中断请求可经软件清除标志寄存器中IF位而被禁止。16．8086的中断向量表如何组成？作用是什么？答：把内存0段中0~3FFH区域作为中断向量表的专用存储区。该区域存放256种中断的处理程序的入口地址，每个入口地址占用4个存储单元，分别存放入口的段地址与偏移地址。17．8086如何响应一个可屏蔽中断请求？简述响应过程。答：当8086收到INTR的高电平信号时，在当前指令执行完且IF=1的条件下，8086在两个总线周期中分别发出INTA#有效信号；在第二个INTA#期间，8086收到中断源发来的一字节中断类型码；8086完成保护现场的操作，CS、IP内容进入堆栈，请除IF、TF；8086将类型码乘4后得到中断向量表的入口地址，从此地址开始读取4字节的中断处理程序的入口地址，8086从此地址开始执行程序，完成了INTR中断请求的响应过程。18．什么是总线请求？8086在最小工作模式下，有关总线请求的信号引脚是什么？答：系统中若存在多个可控制总线的主模块时，其中之一若要使用总线进行数据传输时，需向系统请求总线的控制权，这就是一个总线请求的过程。8086在最小工作模式下有关总线请求的信号引脚是HOLD与HLDA。19．简述在最小工作模式下，8086如何响应一个总线请求？答：外部总线主控模块经HOLD引线向8086发出总线请求信号；8086在每个时钟周期的上升沿采样HOLD引线；若发现HOLD=1则在当前总线周期结束时(T4结束)发出总线请求的响应信号HLDA；8086使地址、数据及控制总线进入高阻状态，让出总线控制权，完成响应过程。20．在基于8086的微计算机系统中，存储器是如何组织的？是如何与处理器总线4连接的？BHE#信号起什么作用？答：8086为16位处理器，可访问1M字节的存储器空间；1M字节的存储器分为两个512K字节的存储体，命名为偶字节体和奇字节体；偶体的数据线连接D7~D0，“体选”信号接地址线A0；奇体的数据线连接D15~D8，“体选”信号接BHE#信号；BHE#信号有效时允许访问奇体中的高字节存储单元，实现8086的低字节访问、高字节访问及字访问。21．“80386是一个32位微处理器”，这句话的涵义主要指的是什么？答：指80386的数据总线为32位，片内寄存器和主要功能部件均为32位，片内数据通路为32位。22．80X86系列微处理器采取与先前的微处理器兼容的技术路线，有什么好处？有什么不足？答：好处是先前开发的软件可以在新处理器组成的系统中运行，保护了软件投资。缺点是处理器的结构发展受到兼容的约束，为了保持兼容性增加了硅资源的开销，增加了结构的复杂性。23．80386内部结构由哪几部分组成？简述各部分的作用。答：80386内部结构由执行部件(EU)、存储器管理部件(MMU)和总线接口部件(BIU)三部分组成。EU包括指令预取部件、指令译码部件、控制部件、运算部件及保护检测部件，主要功能是执行指令。存储器管理部件包括分段部件、分页部件，实现对存储器的分段分页式的管理，将逻辑地址转换成物理地址。总线接口部件作用是进行片外访问：对存储器及I/O接口的访问、预取指令；另外的作用是进行总线及中断请求的控制24．80386有几种存储器管理模式？都是什么？答：80386有三种存储器管理模式，分别是实地址方式、保护方式和虚拟8086方式25．在不同的存储器管理模式下，80386的段寄存器的作用是什么？答：在实地址方式下，段寄存器与8086相同，存放段基地址。在保护方式下，每个段寄存器还有一个对应的64位段描述符寄存器，段寄存器作为选择器存放选择符。在虚拟8086方式下，段寄存器的作用与8086相同。26．试说明虚拟存储器的涵义，它与物理存储器有什么区别？80386虚拟地址空间有多大？答：虚拟存储器是程序员面对的一个巨大的、可寻址的存储空间，这个空间是内存与外存联合形成的，在操作系统的管理下，程序可象访问内存一样去访问外存而获得所需数据。物理存储器是指机器实际拥有的内存储器，不包括外存。80386的虚拟地址空间为64TB大。27．试说明描述符的分类及各描述符的作用。5答：描述符分为三类：存储器段描述符、系统段描述符、门描述符。存储器段描述符由8字节组成，它用来说明一个段中保存信息的情况。32位段基地址和20位段界限值定位了该段在存储空间中的位置，其它有关位决定访问权限及段的长度单位。系统段描述符与存储器段描述符大多数字节段相同，有关访问权及属性字节段有些不同。门描述符用来改变程序的特权级别、切换任务的执行以及指出中断服务程序的入口。28．描述符表的作用是什么？有几类描述符表？答：描述符表顺序存放一系列描述符，描述符表定义了在80386系统中被使用的全部存储器段。有3类描述符表，即全局描述符表、局部描述符表及中断描述符表。29．80386的分段部件是如何将逻辑地址变为线性地址的？答：分段部件根据段选择符从全局描述符表或局部描述符表中取出对应的段描述符。把段描述符32位段基地址与逻辑地址中的32位偏移量相加就形成了线性地址。30．80386中如何把线性地址变为物理地址？答：分段部件形成的32位线性地址中高10位作为寻址页目录表的偏移量，与控制寄存器CR3中页目录表基地址共同形成一个32位的地址指向页表中的一个页项，即为一个页面描述符。该页面项中高20位作为页面基地址，线性地址的低12位为偏移量，相加后形成指向某一存储单元的32位物理地址。若禁止分页功能，线性地址就是物理地址。31．80386对中断如何分类？答：80386把中断分为外部中断和内部中断两大类，外部中断经NMI和INTR引线输入请求信号。内部中断也叫内部异常中断，分为陷阱中断、内部故障异常中断、异常终止中断。32．80386在保护方式下中断描述符表与8086的中断向量表有什么不同？答：8086工作在实地址方式，向量表是在存储器的0段中最低1024字节内存中。80386在保护方式下要通过中断描述符表中的描述符访问虚拟空间的中断向量，中断描述符表的位置不是固定的，要由IDTR寄存器实现在虚拟空间的定位。33．简述80386在保护方式下的中断处理过程。答：80386响应中断后，接收由中断源提供的类型码并将其乘8，与IDTR寄存器中基地址相加，指出中断描述符的位置，读出中断描述符，依其中的段选择符及条件决定从