计算机硬件练习题2(带答案)

成逻辑地址到物理地址转换的部件是什么？

答：8086的存储器空间最大可以为2^20（1MB）；8086计算机引入了分段管理机制，当CPU寻址某个存储单元时，先将段寄存器内的内容左移4位，然后加上指令中提供的16位偏移地址形成20位物理地址。

2. 段寄存器CS＝1200H，指令指针寄存器IP=FF00H，此时，指令的物理地址为多少?指向这一物理地址的CS值和IP值是唯一的吗?

答：指令的物理地址为21F00H；CS值和IP值不是唯一的，例如：CS=2100H，IP=0F00H。 3. 设存储器的段地址是4ABFH，物理地址为50000H，其偏移地址为多少？

答：偏移地址为54100H。（物理地址=段地址*16+偏移地址）

4. 8086/8088CPU有哪几个状态标志位，有哪几个控制标志位？其意义各是什么？

答：状态标志位有6个： ZF，SF，CF，OF，AF，PF。其意思是用来反映指令执行的特征，通常是由CPU根据指令执行结果自动设置的；控制标志位有3个：DF，IF，TF。它是由程序通过执行特定的指令来设置的，以控制指令的操作方式。 5. 8086CPU的AD0~AD15是什么引脚？

答：数据与地址引脚

6. INTR、INTA、NMI、ALE、HOLD、HLDA引脚的名称各是什么?

答：INTR是可屏蔽请求信号，INTA中断响应信号，NMI是不可屏蔽中断请求信号，ALE是地址锁存允许信号，HOLD总线请求信号，HLDA总线请求响应信号。 7. 虚拟存储器有哪两部分组成？

答：有主存储器和辅助存储器。

8. 在80x86中，什么是逻辑地址、线性地址、物理地址？

答：线性地址是连续的不分段的地址；逻辑地址是由程序提供的地址；物理地址是内存单元的实际地址。

9. 若用4K＊１位的RAM芯片组成8K＊8为的存储器，需要多少芯片？A19—A0地址线中哪些参与片内寻址，哪些用做芯片组的片选信号？

答：需要16片芯片；其中A11-A0参与片内寻址；A12做芯片组的片选信号。 10. 若系统分别使用512K＊8、１Ｋ＊４、16Ｋ＊８、64Ｋ＊１的RAM，各需要多少条地

址线进行寻址，各需要多少条数据线？

答：512K＊8需要19条地址线，8条数据线。１Ｋ＊４需要10条地址线，4条数据线。16Ｋ＊８需要14条地址线，8条数据线。64Ｋ＊１需要14条地址线，1条数据线。 11. 某微机系统的RAM容量为8K*8，若首地址为4800H，则最后一个单元的地址是多少？

答：最后一个单元的地址是：4800H+2^13-1 12. 微处理器为什么需要用接口和外设相连接？

答：因为许多接口设备中，在工作原理，驱动方式，信息格式以及工作速度方面彼此相差很大，因此为了进行速度和工作方式的匹配，并协助完成二者之间数据传送控制任务。 13. 一般的I/O接口电路有哪四种寄存器，它们各自的作用是什么？

答：数据输入寄存器，数据输入寄存器，状态寄存器和控制寄存器。数据端口能对传送数据提供缓冲，隔离，寄存的作用 ；状态寄存器用来保存外设或接口的状态；控制寄存器用来寄存CPU通过数据总线发来的命令。

14. 8086最多可有多少级中断?按照产生中断的方法分为哪两大类?

答：有8级；按照产生中断的方法可分为硬件中断和软件中断。 15. 什么是中断？什么是中断向量？中断向量表的地址范围？

答：中断就是CPU在执行当前程序时由于内外部事件引起CPU暂时停止当前正在执行的程序而转向执行请求CPU暂时停止的内外部事件的服务程序，该程序处理完后又返回继续执行被停止的程序；中断向量是中断处理子程序的入口地址；地址范围是00000H-003FFH。 16. 中断向量表的功能是什么？若中断向量号分别为1AH和20H，则它们的中断向量在中

断向量表的什么位置上？

答：中断向量表的功能是当中断源发出中断请求时，即可查找该表，找出其中断向量，就可转入相应的中断服务子程序。1AH在中断向量表的位置是1AH*4=68H在中断向量表0000：0068处；20H在中断向量表的位置是80H在中断向量表0000：0080处。

17. 通常，解决中断优先级的方法有哪几种？

答：3种，软件查询确定优先级，硬件优先级排队电路确定优先级，具体中断屏蔽的接口电路。

18. 8253有几个计数通道，每条计数通道有哪些信号线，其作用是什么？

答：8253有三个计数通道，每个计数通道有3条信号线：CLK：计数输入用于输入定时基准脉冲或计数脉冲.OUT:输出信号以相应的电平指示计数的完成或输出脉冲的波型.GATA:选通输入用于启动或禁止计数器的操作，以使计数器和计数输入信号同步。 19. 8253有几种工作方式，其特点是什么？

答：六种方式（见课本）

20. 8253的内部寄存器及各位的意义是什么？

答：8253的内部寄存器有四个，8位的控制寄存器：初始化时，将控制字写入该寄存器；16位的计数器初值寄存器，初始化是写入该计数器的初始值，其最大初始值为0000H；16位的减一计数器，计数器的初值由计数初值寄存器送入减法计数器，当计数输入端输入一个计数脉冲时，减法计数器内容减一；16位的输出锁存器用来锁存计数脉冲时，减法计数器内容减一。

21. 同步通信、异步通信的帧格式各是什么？什么是奇、偶校验？

答：异步通信的帧格式是用一个起始位表示传送字符的开始，用1-2个停止位表示字符结束。起始位与停止位之间是数据位，数据位后是校验位，数据的最底位紧跟起始位,其他各位顺序传送；同步通信的帧格式是在每组字符之前必须加上一个或多个同步字符做为一个信息帧的起始位。

22. 什么是波特率？若在串行通信中的波特率是1200b/s，8位数据位，1个停止位，无校验位，传输1KB的文件需要多长时间？

答：波特率是单位时间内通信系统所传送的信息量。 需要多长时间=1024/（1200/10）=8.53s

23. 试编程对8253初始化启动其工作。要求计数器0工作于模式1，初值为3000H；计数器1工作于模式3，初值为100H；计数器2工作于模式4，初值为4030H。设端口地址为40H、41H、42H和43H。

答：MOV AL,00011110H ; 控制字 OUT 43H,AL

MOV AL,3000H ;计数初值 OUT 40H,AL

MOV AL,01010110H ; 计数器1 OUT 43H,AL MOV AL,100H OUT 41H,AL

MOV AL,10011000H ; 计数器2 OUT 43H,AL MOV AL,4030H OUT 42H,AL

2.1 8086CPU具有 20 条地址线，可直接寻址 1MB 容量的内存空间，在访问I/O端口时，使用地址线 16条 ，最多可寻址 64K 个I/O端口。

2.2 8086CPU的内部结构有何特点？由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？ 【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了2.9万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。

8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。

2.8 解释逻辑地址、偏移地址、有效地址、物理地址的含义，8086存储器的物理地址是如何形成的？怎样进行计算？

【解答】逻辑地址：表示为段地址：偏移地址，书写程序时用到，一个存储单元可对应出多个逻辑地址；

偏移地址：是某一存储单元距离所在逻辑段的开始地址的字节个数。 有效地址：是指令中计算出的要访问的存储单元的偏移地址。

物理地址：是CPU访问存储器时用到的20位地址，是存储单元的唯一的编号。 物理地址计算公式：物理地址 = 段地址×10H＋有效地址（或偏移地址）

2.10 I/O端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么？ 【解答】I/O端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。

统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在1MB的存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。该方式主要优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。

独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。

2.12 在内存有一个由20个字节组成的数据区，其起始地址为1100H:0020H。计算出该数据区在内存的首末单元的实际地址。

【解答】逻辑地址1100H:0020H对应的物理地址为PA=1100H×10H＋0020H= 11020H，即该数据区在内存中的首单元的物理地址为11020H；因为存储空间中每个字节单元对应一个地址，所以20个字节对应20个地址，则该数据区在内存中的末单元的物理地址PA = 11020H＋20D = 11020H＋14H = 11034H。

3.4 分析下列指令的正误，对于错误的指令要说明原因并加以改正。

(1) MOV AH，BX (2) MOV [BX]，[SI] (3) MOV AX，[SI][DI] (4) MOV MYDAT[BX][SI]，ES：AX

(5) MOV BYTE PTR[BX]，1000 (6) MOV BX，OFFSET MAYDAT[SI]

(7) MOV CS，AX (8) MOV DS，BP 【解答】(1) MOV AH，BX

错误，寄存器类型不匹配，可改为MOV AX，BX (2) MOV [BX]，[SI]

错误，两个操作数不能都为存储单元，可改为MOV BX，[SI]或MOV [BX]，SI

(3) MOV AX，[SI][DI]

错误，寻址方式中只能出现一个变址寄存器，可改为MOV AX，[BX][DI]。

(4) MOV MYDAT[BX][SI]，ES：AX

错误，AX签不能有段跨越前缀，去掉ES:，改为MOV MYDAT[BX][SI]，AX

(5) MOV BYTE PTR[BX]，1000 错误，1000超出字节空间存储范围

(6) MOV BX，OFFSET MAYDAT[SI] ；正确 (7) MOV CS，AX

错误，MOV指令CS不能做目的操作数，可改为MOV DS，AX

(8) MOV DS，BP ；正确

注：本题错误改正部分有的答案并不唯一，可参考原题题意改成合法形式。

3.16 已知在内存中从BLOCK单元起存放有20个带符号字节数据，统计其中负数的个数并放入COUNT单元。

【解答】

DATA SEGMENT

BLOCK DB -7，1，12，-90，-70，34，-1，56，45，-12

DB -3，-4，23，0，12，11，-9，-8，67，-56 CN EQU $-BLOCK COUNT DB ? DATA ENDS

CODE SEGMENT

ASSUME DS:DATA，CS:CODE START:MOV AX，DATA MOV DS，AX MOV DL，0

LEA SI，BLOCK MOV CX，CN LP: MOV AL，[SI] TEST AL，80H JZ NEXT INC DL NEXT: INC SI LOOP LP

MOV COUNT，DL MOV AH，4CH INT 21H CODE ENDS

END START

4.8 已知一个具有14位地址和8位数据的存储器，回答下列问题：

（1）该存储器能存储多少字节的信息？

（2）如果存储器由8K×4位RAM芯片组成，需要多少片？ （3）需要多少位地址作芯片选择？

【解答】（1）该存储器能存储的字节个数是214= 24×210 = 16K。

（2）该存储器能存储的总容量是16KB，若由8K×4位RAM芯片组成，需要的片数为（16K×8）/（8K×4）= 4片

（3）因为该存储器中读写数据的宽度为8位，所以4片8K×4位RAM芯片要分成两组，用一位地址就可区分；另一方面，每一组的存储容量为8K×8位 = 213×8位，只需要13位地址就可完全访问。

4.10 若用4K×1位的RAM芯片组成16K×8位的存储器，需要多少芯片？A19~A0地址线中哪些参与片内寻址？哪些作为芯片组的片选信号？

【解答】（16K×8位）/（4K×1位）= 32片

每8片一组，分成4组。每组的存储容量为4KB = 212B，片内寻址需要12位地址线，即A11~A0；4组芯片可用2位地址线进行区分，即可用A13~A12做片选信号，A19~A14可浮空或做其他用途。

6.1 什么是接口？其作用是什么？

【解答】连接外部设备与微型计算机的接口电路。

作用：（1）解决CPU与外设工作速度不匹配的问题；（2）解决CPU与外设工作时序配合问题；（3）实现信息格式转换；（4）解决信息类型与信号电平匹配的问题。

6.3 什么叫端口？I/O端口的编址方式有哪几种？各有何特点？

【解答】端口指输入/输出接口中的寄存器。 I/O端口有两种编址方式：

统一编址方式是将I/O端口与内存单元统一起来进行编号。该方式优点是不需要专门的I/O指令，对I/O端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。

独立编址的端口单独构成I/O地址空间，不占用存储器地址。优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。

6.5 CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种？无条件传送方式通常用在哪些场合？

【解答】CPU和外设之间的数据传送方式通常有四种：程序传送方式、中断传送方式、DMA传送方式和I/O处理机方式。

7.1 什么是中断？常见的中断源有哪几类？CPU响应中断的条件是什么？

【解答】中断是指CPU在正常执行程序时，由于内部/外部时间或程序的预先安排引起CPU暂时终止执行现行程序，转而去执行请求CPU为其服务的服务程序，待该服务程序执行完毕，又能自动返回到被中断的程序继续执行的过程。

7.2 简述微机系统的中断处理过程。

【解答】（1）中断请求：外设需要进行中断处理时，向CPU提出中断请求。 （2）中断响应：CPU执行完现行指令后，就立即响应非屏蔽中断请求。可屏蔽中断请求，CPU若要响应必须满足三个条件。

（3）中断处理：保护现场、开中断、中断服务。

（4）中断返回：CPU执行IRET中断返回指令时，自动把断点地址从堆栈中弹出到CS和IP中，原来的标志寄存器内容弹回Flags，恢复到原来的断点继续执行程序。