1、習題課習題課第一部分第一部分 微型計算機基礎微型計算機基礎第二部分第二部分 8086系統結構系統結構 第一部分第一部分 微型計算機基礎微型計算機基礎考點考點1 微機概述微機概述 考點考點2 微型計算機的數制及其轉換微型計算機的數制及其轉換考點考點3 機器數的機器數的3種編碼形式及其相應種編碼形式及其相應的運算規則的運算規則 考點考點4 溢出及其判斷方法溢出及其判斷方法 考點考點1 微機概述微機概述1、微處理器、微機和微機系統之間有什、微處理器、微機和微機系統之間有什么不同？（電子科技大學么不同？（電子科技大學2004年）年）解答： 微處理器是構成微機的一個核心部件，通微處理器是構成微機的一個核

2、心部件，通常是包含有運算器和控制器的一塊集成電路。常是包含有運算器和控制器的一塊集成電路。它具有解釋指令、執行指令和與外界交換數據它具有解釋指令、執行指令和與外界交換數據的能力。微處理器也稱為的能力。微處理器也稱為CPU。 微機是通過總線把微機是通過總線把CPU、I/O接口電路和接口電路和半導體存儲器（半導體存儲器（ROM和和RAM）組合在一起構）組合在一起構成的一臺計算機的物理裝置。成的一臺計算機的物理裝置。 微機配上外部設備、系統電源和系統軟件微機配上外部設備、系統電源和系統軟件就構成一個微機系統，簡稱系統機。其中，所就構成一個微機系統，簡稱系統機。其中，所有的物理裝置的集合稱為硬件系統，

3、也稱裸機有的物理裝置的集合稱為硬件系統，也稱裸機和硬核，它是計算機存儲和執行程序、實現各和硬核，它是計算機存儲和執行程序、實現各種功能的物質基礎。硬件系統必須在由系統軟種功能的物質基礎。硬件系統必須在由系統軟件和應用軟件構成的軟件系統的配合下，構成件和應用軟件構成的軟件系統的配合下，構成一個微機系統，才能完成各種工作。一個微機系統，才能完成各種工作。2、計算機的主機由、計算機的主機由_、控制器、控制器、主存儲器組成。（北方交通大學主存儲器組成。（北方交通大學2002） 運算器運算器3_確定了計算機的確定了計算機的5個個基本部件：輸入器、基本部件：輸入器、_、運算器、運算器和和_和控制器，程序和

4、和控制器，程序和數據存放在數據存放在_中，并采用中，并采用二進制數。（西安電子科技大學二進制數。（西安電子科技大學2001） 馮馮.諾依曼、輸出器、存儲器、存儲器諾依曼、輸出器、存儲器、存儲器4、在計算機中為什么都采用二進制數而、在計算機中為什么都采用二進制數而不采用十進制數？二進制數有哪兩種縮不采用十進制數？二進制數有哪兩種縮寫形式？（廈門大學寫形式？（廈門大學2000） 答：計算機的邏輯器件均采用高低答：計算機的邏輯器件均采用高低電平來表示。二進制數的電平來表示。二進制數的0和和1剛好和邏剛好和邏輯電平的高低吻合，且二進制數使用方輯電平的高低吻合，且二進制數使用方便，還能節省元器件，便，還

5、能節省元器件，4個不同元器件的個不同元器件的組合可以表示組合可以表示16個數。二進制數的兩種個數。二進制數的兩種縮寫形式是縮寫形式是8進制數和進制數和16進制數。進制數。考點考點2：微型計算機的數制及其轉換：微型計算機的數制及其轉換1、10110.10111B的十六進制數是的十六進制數是_，34.9BH的十進制數的十進制數是是_，將，將114.625轉換為二進轉換為二進制為制為_。（西南交通。（西南交通大學大學1998年試題）年試題）16.B8H 52.6055H 1110010.101B2、100101.11B+（110101.1）BCD+5A.18H = _D163.6438D第二部分第二

6、部分 8086系統結構系統結構考點考點1 8086 CPU結構結構考點考點2 8086 CPU的寄存器結構的寄存器結構考點考點3 FR寄存器寄存器考點考點4 三總線結構三總線結構考點考點5 存儲器結構存儲器結構考點考點6 8086總線的工作周期總線的工作周期考點考點7 8086CPU引腳及功能引腳及功能考點考點8 8086 CPU最小和最大工作模式最小和最大工作模式考點考點9 8086 CPU總線操作時序總線操作時序考點考點1 8086 CPU結構結構1、8086/8088 CPU在結構上由哪兩個獨在結構上由哪兩個獨立的處理單元構成？這樣的結構最主要立的處理單元構成？這樣的結構最主要的優點是什

7、么？（上海交通大學的優點是什么？（上海交通大學2004年年試題）試題） 答：在微機中，一條機器指令是由操作碼和操作數構成的，再答：在微機中，一條機器指令是由操作碼和操作數構成的，再由若干指令構成程序。微處理器執行一條指令的完整步驟需要連由若干指令構成程序。微處理器執行一條指令的完整步驟需要連個階段：取指令和執行。取指令是從內存中取出指令，執行是分個階段：取指令和執行。取指令是從內存中取出指令，執行是分析指令要求實現的功能，讀取所需要的操作數，執行指令規定的析指令要求實現的功能，讀取所需要的操作數，執行指令規定的操作。傳統的操作。傳統的8位微處理器采用順序執行方式，各條指令的執行位微處理器采用順

8、序執行方式，各條指令的執行按照以上兩個步驟交替進行。也就是說，首先取出一條指令，然按照以上兩個步驟交替進行。也就是說，首先取出一條指令，然后執行該指令，之后再取下一條指令，再執行，如此重復，直到后執行該指令，之后再取下一條指令，再執行，如此重復，直到整個程序執行完畢。整個程序執行完畢。 在在8086中，為了加快程序的執行過程，采用了重疊執行方中，為了加快程序的執行過程，采用了重疊執行方式，各條指令的執行過程是重疊進行的。每條指令的執行過程也式，各條指令的執行過程是重疊進行的。每條指令的執行過程也包含取指令和執行兩個階段，但是相鄰的兩條指令的執行過程有包含取指令和執行兩個階段，但是相鄰的兩條指令

9、的執行過程有一部分是同時進行的。在執行一條指令時，可以同時取出下一條一部分是同時進行的。在執行一條指令時，可以同時取出下一條指令。在當前指令完畢后，就可以立即執行下一條指令。顯然這指令。在當前指令完畢后，就可以立即執行下一條指令。顯然這種重疊方式大大加快了程序的執行速度。種重疊方式大大加快了程序的執行速度。 為了實現指令的重疊執行方式，為了實現指令的重疊執行方式，8086/8088 CPU內部分成兩內部分成兩個獨立的功能部件：個獨立的功能部件：BIU和和EU。EU單元專門負責指令的執行，單元專門負責指令的執行，BIU是從內存指定區域取出指令并送到指令隊列緩沖期。是從內存指定區域取出指令并送到指

10、令隊列緩沖期。BIU和和EU兩個功能部件并行工作，兩個功能部件并行工作，EU執行的是執行的是BIU在前一時刻取出的在前一時刻取出的指令，于此同時，指令，于此同時，BIU又取出下一條要執行的指令，由此，能使又取出下一條要執行的指令，由此，能使大部分取指令和執行指令的操作重疊進行，大大縮短了等待指令大部分取指令和執行指令的操作重疊進行，大大縮短了等待指令所需要的時間，提高了微處理器的利用率和整個系統的執行速度。所需要的時間，提高了微處理器的利用率和整個系統的執行速度。2、8086/8088 CPU在結構上由兩個獨立在結構上由兩個獨立的單元的單元_和和_構成，這兩個單元可構成，這兩個單元可以以_工作

11、，從而加快程序的工作，從而加快程序的運行速度。運行速度。3、運算器的主要功能是、運算器的主要功能是_和和_。（同濟大學（同濟大學2005年試題）年試題）4、判斷：、判斷：8086 CPU和和BIU分時交替地分時交替地工作。（北京航空航天大學工作。（北京航空航天大學2005年試題）年試題）5、8086 是是Intel系列的系列的16位微處理器，從功能位微處理器，從功能上，它分為兩個部分：即總線接口部件和執行上，它分為兩個部分：即總線接口部件和執行單元。其中，總線接口單元由單元。其中，總線接口單元由_、_、_、_等寄存器等寄存器和和20位地址加法器和位地址加法器和6字節指令隊列構成。執字節指令隊列

12、構成。執行單元由行單元由4個通用寄存器，即個通用寄存器，即_；4個專用寄存器，即個專用寄存器，即_等寄存器和算等寄存器和算數邏輯單元。（首都師范大學數邏輯單元。（首都師范大學2002）6、8086中的中的BIU由由_個個_位段寄存器、位段寄存器、1個個_位指令指針、位指令指針、_字節指令隊字節指令隊列、列、_位地址加法器和位地址加法器和_控制電路組成。（天津工控制電路組成。（天津工業大學業大學2006）7、8086 CPU預取指令隊列有什么好處？預取指令隊列有什么好處？8086 CPU內部的并行操作體現在哪里？內部的并行操作體現在哪里？（西南交通大學（西南交通大學1998） 答：答：8086

13、CPU的預取指令隊列由的預取指令隊列由6個字節組成，個字節組成，按照按照8086 CPU的設計要求，執行單元在執行指令的時的設計要求，執行單元在執行指令的時候，不是直接通過訪問存儲器去取指令，而是從指令候，不是直接通過訪問存儲器去取指令，而是從指令隊列中取得指令代碼，并分析執行它。從速度上看，隊列中取得指令代碼，并分析執行它。從速度上看，該指令隊列是在該指令隊列是在CPU內部，內部，EU從指令隊列中獲得指令從指令隊列中獲得指令的速度會遠遠超過直接從內存中讀取指令。的速度會遠遠超過直接從內存中讀取指令。 要說明的是，要說明的是，BIU是從給定的地址中取出指令代是從給定的地址中取出指令代碼送到指令

14、隊列中等待執行的，當指令隊列中空出碼送到指令隊列中等待執行的，當指令隊列中空出2個個字節，字節，BIU將自動進入讀指令的操作以填滿指令隊列；將自動進入讀指令的操作以填滿指令隊列；當遇到轉移類指令并執行轉移時，當遇到轉移類指令并執行轉移時，BIU將指令隊列中將指令隊列中尚存的指令尚存的指令“作廢作廢”，從新從存儲器新的目標地址中，從新從存儲器新的目標地址中取出指令并送到指令隊列中。取出指令并送到指令隊列中。 一般情況下，一般情況下，BIU盡量保證指令隊列中總是能填盡量保證指令隊列中總是能填滿指令，是的滿指令，是的EU可以不斷地得到等待執行的指令。而可以不斷地得到等待執行的指令。而8086CPU內

15、部的并行操作就體現在執行指令的同時，內部的并行操作就體現在執行指令的同時，待執行的指令也同時從內存中讀取，并送到指令隊列。待執行的指令也同時從內存中讀取，并送到指令隊列。8、指令隊列位于、指令隊列位于_，它存放，它存放_，8086隊列有隊列有_個字，而個字，而8088的指令隊列有的指令隊列有_字。字。考點考點2 8086 CPU的寄存器結構的寄存器結構1、8086 CPU中有哪些寄存器？其主要中有哪些寄存器？其主要作用是什么？（西安理工大學作用是什么？（西安理工大學2004） 答：在答：在EU中，包含中，包含4個通用寄存器個通用寄存器AX、BX、CX、DX；4個專用寄存器個專用寄存器SI、DI

16、、SP、BP。主要作用是保。主要作用是保存數據和地址（包括內存地址和存數據和地址（包括內存地址和I/O端口地址）。其中，端口地址）。其中，AX、BX、CX、DX主要用于保存數據，主要用于保存數據，BX可用于保可用于保存地址，存地址，DX還用于保存還用于保存I/O端口地址；端口地址；SI、DI、BP主主要用于保存地址；要用于保存地址；SP用于保存堆棧指針。用于保存堆棧指針。FR寄存器存寄存器存放運算結果和控制放運算結果和控制CPU操作。操作。 在在BIU中有中有4個個16位的段寄存器，分別是位的段寄存器，分別是CS、DS、ES和和SS，專門用于存放各段在內存中的起始地址（段，專門用于存放各段在內

17、存中的起始地址（段基址）。指令指針基址）。指令指針IP是一個專門寄存器，程序運行時，是一個專門寄存器，程序運行時，它始終指向要執行的下一條指令所在的內存單元的偏它始終指向要執行的下一條指令所在的內存單元的偏移地址。當移地址。當EU執行本條指令時，執行本條指令時，IP中的值自動增加，中的值自動增加，以指向下一條指令所在的內存單元。以指向下一條指令所在的內存單元。2、決定計算機指令執行順序的寄存器是、決定計算機指令執行順序的寄存器是_，它總是指向，它總是指向_。（北京郵電大學（北京郵電大學1999年試題）年試題）IP 下一條指令所在的內存單元的偏移下一條指令所在的內存單元的偏移地址地址3、CPU內

18、的指令指針寄存器內的指令指針寄存器IP的作用是（）的作用是（）A 用于存放某特定程序的地址指針用于存放某特定程序的地址指針B 用于存放某條指令的地址用于存放某條指令的地址C 總是跟蹤記憶當前要執行的指令的地址總是跟蹤記憶當前要執行的指令的地址D CPU總是在總是在IP所指明的物理地址中取指所指明的物理地址中取指令執行，與令執行，與CS無關無關考點考點3 FR寄存器寄存器1、任何、任何CPU中都有一個寄存器存放程序中都有一個寄存器存放程序運行狀態的標志信息，在運行狀態的標志信息，在8086中，該寄中，該寄存器是存器是_。其中，根據運算結構是否為零，決定程其中，根據運算結構是否為零，決定程序分支走

19、向的位分別是序分支走向的位分別是_。FR ZF 2、控制字符串操作指令步進方向的標志、控制字符串操作指令步進方向的標志是是_ A CF B DF C ZF D OF3、8086/8088CPU中中FLAGS寄存器中寄存器中3個控制位是個控制位是_、_、_。 DF IF TF 考點考點4 三總線結構三總線結構1、微型計算機中各部件之間是用、微型計算機中各部件之間是用_連接起來的。連接起來的。 A AB B CB C DB D 系統總線系統總線2、8086外部的地址總線和數據總線分外部的地址總線和數據總線分別是別是_位、位、_位。位。3、數據總線和地址總線在結構上有什么、數據總線和地址總線在結構上

20、有什么不同？如果一個系統的數據和地址合用不同？如果一個系統的數據和地址合用一套總線或合用部分總線，那么，靠什一套總線或合用部分總線，那么，靠什么來區分地址和數據？么來區分地址和數據？ 答：在結構上看，數據總線是雙向答：在結構上看，數據總線是雙向的，即數據既可以從的，即數據既可以從CPU送到其他部件，送到其他部件，也可以從其他部件送到也可以從其他部件送到CPU。地址總線。地址總線是專門用來傳送地址信息的，地址總線是專門用來傳送地址信息的，地址總線是從是從CPU送出去的，所以地址總線是單送出去的，所以地址總線是單向的。如果采用地址總線和數據總線復向的。如果采用地址總線和數據總線復用技術，則需要在總

21、線周期中依靠時序，用技術，則需要在總線周期中依靠時序，并 配 合 一 定 的 控 制 信 號 來 區 分 ，并 配 合 一 定 的 控 制 信 號 來 區 分 ，8086CPU就采用了這種數據地址總線復就采用了這種數據地址總線復用技術。用技術。考點考點5 存儲器結構存儲器結構1、存儲器采用分段方法進行組織有哪、存儲器采用分段方法進行組織有哪些好處？些好處？ 答：答：8086微處理器微處理器CPU中寄存器都是位的，中寄存器都是位的，的地址只能訪問大小為以內的內存。的地址只能訪問大小為以內的內存。系統的物理地址是由根地址線形成的，怎系統的物理地址是由根地址線形成的，怎樣利用位數據處理能力實現位地址

22、的尋址呢？樣利用位數據處理能力實現位地址的尋址呢？即做到對位地址空間進行訪問，就需要兩部分地即做到對位地址空間進行訪問，就需要兩部分地址，在系統中，就是由段基址和偏移量組成址，在系統中，就是由段基址和偏移量組成的。而這兩個地址都是位的，將這兩個地址采用的。而這兩個地址都是位的，將這兩個地址采用相加的方式組成位的地址去訪問存儲器。相加的方式組成位的地址去訪問存儲器。 在系統的形成中，當段基址確定后，該在系統的形成中，當段基址確定后，該段的尋址范圍就確定了，其容量不大于。同段的尋址范圍就確定了，其容量不大于。同時，通過修改段寄存器內容，可達到邏輯段在整個時，通過修改段寄存器內容，可達到邏輯段在整個

23、存儲空間浮動。各個邏輯段之間可以緊密相連，存儲空間浮動。各個邏輯段之間可以緊密相連，可以中間有間隔，也可以相互重疊。采用段基址和偏可以中間有間隔，也可以相互重疊。采用段基址和偏移地址方式組成物理地址的優點是：滿足對移地址方式組成物理地址的優點是：滿足對系統的存儲空間的訪問，同時在大部分指令中系統的存儲空間的訪問，同時在大部分指令中只要提供位的偏移地址即可。只要提供位的偏移地址即可。2、若總線地址為若總線地址為26位，可尋址的空間位，可尋址的空間為為_。3、簡述、簡述8086中物理地址的形成過程。中物理地址的形成過程。8086系統中最多分別有多少個物理地系統中最多分別有多少個物理地址和邏輯地址呢

24、？址和邏輯地址呢？ 答：答：8086系統中的物理地址是由系統中的物理地址是由20根地址根地址線形成的。這線形成的。這20位的物理地址由兩部分組成，位的物理地址由兩部分組成，分別是分別是16位段基址和位段基址和16位偏移地址，通過一個位偏移地址，通過一個20位的加法器將這兩個地址相加形成。具體做位的加法器將這兩個地址相加形成。具體做法是段地址左移法是段地址左移4位，然后與偏移地址相加，位，然后與偏移地址相加，組成組成20位的物理地址。位的物理地址。 由于由于8086的地址線是的地址線是20根，所以其尋址空根，所以其尋址空間是間是1MB，即，即8086的地址空間是的地址空間是1MB。8086的邏輯

25、地址由段基址和偏移地址兩部分組成，的邏輯地址由段基址和偏移地址兩部分組成，都是無符號的都是無符號的16位二進制數，程序設計時采用位二進制數，程序設計時采用邏輯地址。在邏輯地址。在8086中，邏輯地址也是中，邏輯地址也是1MB。4、在、在8086/8088存儲空間中，把存儲空間中，把_字節的存儲空間稱為字節的存儲空間稱為1節。要求各個邏節。要求各個邏輯段從節的整數開始，即段首址的低輯段從節的整數開始，即段首址的低4位必須是位必須是_。（天津工。（天津工業大學業大學2006）5、如果有一個、如果有一個30個字的數據區，它的個字的數據區，它的起始地址是起始地址是2000H：3000H，則這個數，則這

26、個數據區的首字單元物理地址是據區的首字單元物理地址是_、末字單元物理地址、末字單元物理地址是是_。 23000H，2303AH考點考點6 8086總線的工作周期總線的工作周期1、總線周期的含義是什么？、總線周期的含義是什么？8086 CPU的基本總線周期由幾個時鐘組成？如果的基本總線周期由幾個時鐘組成？如果一個一個8086CPU的時鐘頻率為的時鐘頻率為5MHZ，它，它的時鐘周期是多少？一個基本總線周期的時鐘周期是多少？一個基本總線周期是多少？是多少？ 答：微機實現指令的功能體現為執行指令，每條答：微機實現指令的功能體現為執行指令，每條指令的執行過程包括取指令和執行指令兩個步驟，執指令的執行過程

27、包括取指令和執行指令兩個步驟，執行一條指令說需的時間稱為指令周期。實現不同功能、行一條指令說需的時間稱為指令周期。實現不同功能、完成不同操作的指令，其指令周期是不一樣的。在執完成不同操作的指令，其指令周期是不一樣的。在執行指令的過程中，行指令的過程中，CPU要占用系統總線訪問存儲器或要占用系統總線訪問存儲器或外部設備接口，以便從存儲器或外部接口中讀取指令外部設備接口，以便從存儲器或外部接口中讀取指令或指令所需要的操作數。或指令所需要的操作數。CPU每占用一次系統總線，每占用一次系統總線，進行信息輸入進行信息輸入/輸出所需要的時間就是總線周期。輸出所需要的時間就是總線周期。 在一個總線周期中訪問

28、一次存儲器或外部在一個總線周期中訪問一次存儲器或外部設備接口，每一次訪問過程都需要多個基本步驟并按設備接口，每一次訪問過程都需要多個基本步驟并按一定順序執行，因此可以將每一個總線周期劃分為若一定順序執行，因此可以將每一個總線周期劃分為若干個小的階段，每個階段稱為一個時鐘周期。一個基干個小的階段，每個階段稱為一個時鐘周期。一個基本的總線周期由個時鐘周期組成，每個時本的總線周期由個時鐘周期組成，每個時鐘周期為一個狀態。鐘周期為一個狀態。 如果一個的時鐘頻率為如果一個的時鐘頻率為5MHZ，它的時鐘周期為它的時鐘周期為0.2us，一個總線周期包含，一個總線周期包含4個時鐘周個時鐘周期，那么一個基本總線

29、周期期，那么一個基本總線周期=0.8us。2、當、當8086 CPU采樣到采樣到READY=0，則，則CPU將將_（中科院（中科院2006試卷）試卷） A執行停機指令執行停機指令 B 插入等待周期插入等待周期 C 執行空操作執行空操作 D 重新發送地址重新發送地址考點考點7 8086CPU引腳及功能引腳及功能1、Intel 8086/8088處理器芯片功能強處理器芯片功能強大，但引腳數目有限，為了建立其與外大，但引腳數目有限，為了建立其與外圍豐富的信息聯系，圍豐富的信息聯系，Intel 8086/8088處處理器引腳采用了復用方式。說明其采用理器引腳采用了復用方式。說明其采用了何種復用方式？了

30、何種復用方式？ 答：答：8086CPU采用了封裝，采用了封裝，具有條引腳。由于受到引腳數的限具有條引腳。由于受到引腳數的限制，引腳安排采用了復用技術，制，引腳安排采用了復用技術，它的復用方式有兩種：一種是采用它的復用方式有兩種：一種是采用分時分時復用復用技術，在不同時刻通過相同的引腳技術，在不同時刻通過相同的引腳傳送不同的信息，從而將少引腳的數量；傳送不同的信息，從而將少引腳的數量；二是采用二是采用兩種工作方式兩種工作方式，在不同的工作，在不同的工作方式下，引腳具有兩種不同的引腳功能方式下，引腳具有兩種不同的引腳功能。2、8086 CPU運用其運用其BHE，AD0兩個引腳配合，兩個引腳配合，執行讀寫操作，若執行讀寫操作，若BHE=1，AD0=0，則其執，則其執行相應的操作為行相應的操作