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習(xí)題答案微機(jī)原理與接口_基于ia32處理器與32位匯編語言_第四版(已修改)

2025-06-21 22:19 本頁面
 

【正文】 第1章 微型計算機(jī)系統(tǒng)〔〕簡答題(1)計算機(jī)字長(Word)指的是什么?(2)總線信號分成哪三組信號?(3)PC機(jī)主存采用DRAM組成還是SRAM組成?(4)Cache是什么意思?(5)ROMBIOS是什么?(6)中斷是什么?(7)32位PC機(jī)主板的芯片組是什么?(8)教材中MASM是指什么?(9)處理器的“取指-譯碼-執(zhí)行周期”是指什么?(10)本課程的主要內(nèi)容屬于計算機(jī)系統(tǒng)層次結(jié)構(gòu)中哪個層次?〔解答〕① 處理器每個單位時間可以處理的二進(jìn)制數(shù)據(jù)位數(shù)稱計算機(jī)字長。② 總線信號分成三組,分別是數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線。③ PC機(jī)主存采用DRAM組成。④ 高速緩沖存儲器Cache是處理器與主存之間速度很快但容量較小的存儲器。⑤ ROMBIOS是“基本輸入輸出系統(tǒng)”,操作系統(tǒng)通過對BIOS的調(diào)用驅(qū)動各硬件設(shè)備,用戶也可以在應(yīng)用程序中調(diào)用BIOS中的許多功能。⑥ 中斷是CPU正常執(zhí)行程序的流程被某種原因打斷、并暫時停止,轉(zhuǎn)向執(zhí)行事先安排好的一段處理程序,待該處理程序結(jié)束后仍返回被中斷的指令繼續(xù)執(zhí)行的過程。⑦ 主板芯片組是主板的核心部件,它提供主板上的關(guān)鍵邏輯電路。⑧ MASM是微軟開發(fā)的宏匯編程序。⑨ 指令的處理過程。處理器的“取指—譯碼—執(zhí)行周期” 是指處理器從主存儲器讀取指令(簡稱取指),翻譯指令代碼的功能(簡稱譯碼),然后執(zhí)行指令所規(guī)定的操作(簡稱執(zhí)行)的過程。⑩ 機(jī)器語言層,即指令集結(jié)構(gòu)。(學(xué)生很多認(rèn)為是:匯編語言層。前4章主要涉及匯編語言,但本書還有很多處理器原理等內(nèi)容)〔〕判斷題(1)軟件與硬件的等價性原理說明軟硬件在功能、性能和成本等方面是等價的。(2)IA64結(jié)構(gòu)是IA32結(jié)構(gòu)的64位擴(kuò)展,也就是Intel 64結(jié)構(gòu)。(3)8086的數(shù)據(jù)總線為16位,也就是說8086的數(shù)據(jù)總線的個數(shù)、或說條數(shù)、位數(shù)是16。(4)微機(jī)主存只要使用RAM芯片就可以了。(5)處理器并不直接連接外設(shè),而是通過I/O接口電路與外設(shè)連接。(6)處理器是微機(jī)的控制中心,內(nèi)部只包括5大功能部件的控制器。(7)Windows的模擬DOS環(huán)境與控制臺環(huán)境是一樣的。(8)16位IBM PC/AT機(jī)采用ISA系統(tǒng)總線。(9)IA32處理器吸取了RISC技術(shù)特長。RISC是指復(fù)雜指令集計算機(jī)。(10)處理器進(jìn)行讀操作,就是把數(shù)據(jù)從處理器內(nèi)部讀出傳送給主存或外設(shè)?!步獯稹尝?錯 ② 錯 ③ 對 ④ 錯 ⑤ 對 ⑥ 錯 ⑦ 錯 ⑧ 對 ⑨ 錯 ⑩ 錯〔〕填空題(1)CPU是英文___________的縮寫,中文譯為___________,微型機(jī)采用___________芯片構(gòu)成CPU。(2)Intel 8086支持___________容量主存空間,80486支持___________容量主存空間。(3)二進(jìn)制16位共有___________個編碼組合,如果一位對應(yīng)處理器一個地址信號,16位地址信號共能尋址___________容量主存空間。(4) DOS主要支持兩種可執(zhí)行文件,它們的擴(kuò)展名分別是___________和___________。(5)英文縮寫ISA常表示PC機(jī)工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)結(jié)構(gòu)(Industry Standard Architecture)總線,也表示指令集結(jié)構(gòu),后者的英文原文是___________。(6)Windows的文件夾對應(yīng)的專業(yè)術(shù)語是___________。(7)Pentium系列處理器的多媒體指令有___________,SSE,SSE2和___________類指令。(8)Pentium處理器采用___________位數(shù)據(jù)總線與主存相連。(9)最初由___________公司采用Intel 8088處理器和___________操作系統(tǒng)推出PC機(jī)。(10)當(dāng)前32位PC機(jī)主要采用___________總線連接I/O接口電路卡?!步獯稹尝?Central Processing Unit,中央處理單元,處理器② 1MB,4GB③ 216,64KB④ EXE,COM⑤ Instruction Set Architecture⑥ 目錄⑦ MMX,SSE3⑧ 64⑨ IBM,DOS⑩ PCI〔〕說明微型計算機(jī)系統(tǒng)的硬件組成及各部分作用?!步獯稹矯PU:CPU也稱處理器,是微機(jī)的核心。它采用大規(guī)模集成電路芯片,芯片內(nèi)集成了控制器、運(yùn)算器和若干高速存儲單元(即寄存器)。處理器及其支持電路構(gòu)成了微機(jī)系統(tǒng)的控制中心,對系統(tǒng)的各個部件進(jìn)行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和控制。存儲器:存儲器是存放程序和數(shù)據(jù)的部件。外部設(shè)備:外部設(shè)備是指可與微機(jī)進(jìn)行交互的輸入(Input)設(shè)備和輸出(Output)設(shè)備,也稱I/O設(shè)備。I/O設(shè)備通過I/O接口與主機(jī)連接。總線:互連各個部件的共用通道,主要含數(shù)據(jù)總線、地址總線和控制總線信號?!病呈裁词峭ㄓ梦⑻幚砥?、單片機(jī)(微控制器)、DSP芯片、嵌入式系統(tǒng)?〔解答〕通用微處理器:適合較廣的應(yīng)用領(lǐng)域的微處理器,例如裝在PC機(jī)、筆記本電腦、工作站、服務(wù)器上的微處理器。單片機(jī):是指通常用于控制領(lǐng)域的微處理器芯片,其內(nèi)部除CPU外還集成了計算機(jī)的其他一些主要部件,只需配上少量的外部電路和設(shè)備,就可以構(gòu)成具體的應(yīng)用系統(tǒng)。DSP芯片:稱數(shù)字信號處理器,也是一種微控制器,其更適合處理高速的數(shù)字信號,內(nèi)部集成有高速乘法器,能夠進(jìn)行快速乘法和加法運(yùn)算。嵌入式系統(tǒng):利用微控制器、數(shù)字信號處理器或通用微處理器,結(jié)合具體應(yīng)用構(gòu)成的控制系統(tǒng)?!病尘C述Intel 80x86系列處理器在指令集方面的發(fā)展?!步獯稹?086奠定了基本的16位指令集,80286提供了保護(hù)方式的各種指令,80386將指令集全面提升為32位,80486融入了浮點數(shù)據(jù)處理指令,奔騰系列陸續(xù)增加了多媒體指令MMX、SSE、SSE2和SSE3,最新的奔騰4處理器還支持64位指令集。題外話:大家可以通過閱讀相關(guān)資料、查詢互聯(lián)網(wǎng)獲得更加詳細(xì)的發(fā)展情況??梢钥紤]組織成一篇或多篇論文?!病硡^(qū)別如下概念:助記符、匯編語言、匯編語言程序和匯編程序。〔解答〕助記符:人們采用便于記憶、并能描述指令功能的符號來表示機(jī)器指令操作碼,該符號稱為指令助記符。匯編語言:用助記符表示的指令以及使用它們編寫程序的規(guī)則就形成匯編語言。匯編語言程序:用匯編語言書寫的程序就是匯編語言程序,或稱匯編語言源程序。匯編程序:匯編語言源程序要翻譯成機(jī)器語言程序才可以由處理器執(zhí)行。這個翻譯的過程稱為“匯編”,完成匯編工作的程序就是匯編程序(Assembler)?!病硡^(qū)別如下概念:路徑、絕對路徑、相對路徑、當(dāng)前目錄。系統(tǒng)磁盤上存在某個可執(zhí)行文件,但在DOS環(huán)境輸入其文件名卻提示沒有這個文件,是什么原因?〔解答〕路徑:操作系統(tǒng)以目錄形式管理磁盤上的文件,文件所在的分區(qū)和目錄就是該文件的路徑。絕對路徑:從根目錄到文件所在目錄的完整路徑稱為“絕對路徑”。是保證文件唯一性的標(biāo)示方法。相對路徑:從系統(tǒng)當(dāng)前目錄到文件所在目錄的路徑稱為相對路徑。當(dāng)前目錄:用戶當(dāng)前所在的目錄就是當(dāng)前目錄。指明的路徑不正確,或者執(zhí)行了另外一個同名的文件?!病呈裁词悄柖??它能永久成立嗎?〔解答〕每18個月,集成電路的性能將提高一倍,而其價格將降低一半。(1965年,Intel公司的創(chuàng)始人之一摩爾預(yù)言:集成電路上的晶體管密度每年將翻倍?,F(xiàn)在這個預(yù)言通常表達(dá)為:每隔18個月硅片密度(晶體管容量)將翻倍;也常被表達(dá)為:每18個月,集成電路的性能將提高一倍,而其價格將降低一半。)不能。由于電子器件的物理極限在悄然逼近,摩爾定律不會永遠(yuǎn)持續(xù)。〔〕馮諾依曼計算機(jī)的基本設(shè)計思想是什么?〔解答〕采用二進(jìn)制形式表示數(shù)據(jù)和指令。指令由操作碼和地址碼組成。將程序和數(shù)據(jù)存放在存儲器中,計算機(jī)在工作時從存儲器取出指令加以執(zhí)行,自動完成計算任務(wù)。這就是“存儲程序”和“程序控制”(簡稱存儲程序控制)的概念。指令的執(zhí)行是順序的,即一般按照指令在存儲器中存放的順序執(zhí)行,程序分支由轉(zhuǎn)移指令實現(xiàn)。計算機(jī)由存儲器、運(yùn)算器、控制器、輸入設(shè)備和輸出設(shè)備五大基本部件組成,并規(guī)定了5部分的基本功能?!病秤嬎銠C(jī)系統(tǒng)通常劃分為哪幾個層次?普通計算機(jī)用戶和軟件開發(fā)人員對計算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識一樣嗎? 〔解答〕最上層是用戶層。第5層是高級語言層。第4層是匯編語言層。第3層是操作系統(tǒng)層。第2層是機(jī)器語言層。第1層是控制層。第0層是數(shù)字電路層。普通計算機(jī)用戶和軟件人員對計算機(jī)系統(tǒng)的認(rèn)識并不一樣。普通計算機(jī)用戶看到的計算機(jī),也就是我們最熟悉的計算機(jī),屬于用戶層,而軟件人員看到的屬于高級語言層或是匯編語言層。〔〕什么是系列機(jī)和兼容機(jī)?你怎樣理解計算機(jī)中的“兼容”特性?例如,你可以用PC機(jī)為例,談?wù)勀銓浖嫒荩ɑ蚣嫒菪裕┑恼J(rèn)識,說明為什么PC機(jī)具有如此強(qiáng)大的生命力?〔解答〕系列機(jī)是指在一個廠家生產(chǎn)的具有相同計算機(jī)結(jié)構(gòu),但具有不同組成和實現(xiàn)的一系列(Family)不同檔次、不同型號的機(jī)器。兼容機(jī)是指不同廠家生產(chǎn)的具有相同計算機(jī)結(jié)構(gòu)(不同的組成和實現(xiàn))的計算機(jī)。兼容是一個廣泛的概念,包括軟件兼容、硬件兼容、系統(tǒng)兼容等。其中軟件兼容是指同一個軟件可以不加修改地運(yùn)行于體系結(jié)構(gòu)相同的各檔機(jī)器,結(jié)果一樣但運(yùn)行時間可能不同。軟件兼容可從機(jī)器性能和推出時間分成向上(向下)和向前(向后)兼容。例如32位PC機(jī)就陸續(xù)增加了對浮點處理指令、多媒體指令等的支持。在保證向后兼容的前提下,不斷改進(jìn)其組成和實現(xiàn),延續(xù)計算機(jī)結(jié)構(gòu)的生命,才使得PC機(jī)具有如此強(qiáng)大的生命力。〔〕英特爾公司最新Intel 80x86處理器是什么?請通過查閱相關(guān)資料(如英特爾公司網(wǎng)站),說明其主要特點和采用的新技術(shù)?!步獯稹晨犷?多核處理器?!病痴f明高級語言、匯編語言、機(jī)器語言三者的區(qū)別,談?wù)勀銓R編語言的認(rèn)識?!步獯稹掣呒壵Z言與具體的計算機(jī)硬件無關(guān),其表達(dá)方式接近于所描述的問題,易為人們接受和掌握,用高級語言編寫程序要比低級語言容易得多,并大大簡化了程序的編制和調(diào)試,使編程效率得到大幅度的提高。而匯編語言是為了便于理解與記憶,將機(jī)器指令用助記符代替而形成的一種語言。匯編語言的語句通常與機(jī)器指令對應(yīng),因此,匯編語言與具體的計算機(jī)有關(guān),屬于低級語言。它比機(jī)器語言直觀,容易理解和記憶,用匯編語言編寫的程序也比機(jī)器語言易閱讀、易排錯。機(jī)器語言的每一條機(jī)器指令都是二進(jìn)制形式的指令代碼,計算機(jī)硬件可以直接識別。高級語言程序通常也需要翻譯成匯編語言程序,再進(jìn)一步翻譯成機(jī)器語言代碼?!病碁榱烁玫剡M(jìn)行編程實踐,請進(jìn)入Windows操作系統(tǒng)下的控制臺環(huán)境(或MSDOS模擬環(huán)境),練習(xí)常用命令。第2章 處理器結(jié)構(gòu)〔〕簡答題(1)ALU是什么?(2)8086的取指為什么可以被稱為指令預(yù)取?(3)Pentium的片上Cache采用統(tǒng)一結(jié)構(gòu)還是分離結(jié)構(gòu)?(4)堆棧的存取原則是什么?(5)標(biāo)志寄存器主要保存哪方面的信息?(6)執(zhí)行了一條加法指令后,發(fā)現(xiàn)ZF=1,說明結(jié)果是什么?(7)匯編語言中的標(biāo)識符與高級語言的變量和常量名的組成原則有本質(zhì)的區(qū)別嗎?(8)匯編語言的標(biāo)識符大小寫不敏感意味著什么?(9)匯編語言源程序文件中,END語句后的語句會被匯編嗎?(10)為什么將查找操作數(shù)的方法稱為數(shù)據(jù)尋“址”方式?〔解答〕① ALU是算術(shù)邏輯運(yùn)算單元,負(fù)責(zé)處理器所能進(jìn)行的各種運(yùn)算,主要是算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算。② 取指是指從主存取出指令代碼通過總線傳輸?shù)教幚砥鲀?nèi)部指令寄存器的過程。8086分成總線接口單元和指令執(zhí)行單元,可以獨立操作。在執(zhí)行單元執(zhí)行一條指令的同時,總線接口單元可以讀取下一條指令,等到執(zhí)行時不需要進(jìn)行取指了,所以稱為預(yù)取。③ Pentium采用分離的Cache結(jié)構(gòu),一個用做指令Cache,一個用做數(shù)據(jù)Cache。④ 堆棧的存取原則是先進(jìn)后出(也稱為后進(jìn)先出)操作方式存取數(shù)據(jù)。⑤ 標(biāo)志寄存器主要保存反映指令執(zhí)行結(jié)果和控制指令執(zhí)行形式的有關(guān)狀態(tài)。⑥ 執(zhí)行了一條加法指令后,發(fā)現(xiàn)ZF=1,表明運(yùn)算結(jié)果為0。⑦ 沒有。⑧ 匯編語言的標(biāo)識符大小寫不敏感,即表示字母大小寫不同、但表示同一個符號。⑨ 不會。⑩ 指令的操作數(shù)需要通過存儲器地址或I/O地址,才能查找到數(shù)據(jù)本身,故稱數(shù)據(jù)尋址方式。〔〕判斷題(1)程序計數(shù)器PC或指令指針EIP寄存器屬于通用寄存器。(2)處理器的指令譯碼是將指令代碼翻譯成它代表的功能的過程,與數(shù)字電路的譯碼器是不同的概念。(3)EAX也被稱為累加器,因為它使用最頻繁。(4)處理器的傳送指令MOV屬于匯編語言的執(zhí)行性語句。(5)匯編語言的語句由明顯的4部分組成,不需要分隔符區(qū)別。(6)80減90(80-90)需要借位,所以執(zhí)行結(jié)束后,進(jìn)位標(biāo)志CF=1。(7)MASM匯編語言的注釋用分號開始,但不能用中文分號。(8)IA32處理器在實地址方式下,不能使用32位寄存器。(9)存儲器尋址方式的操作數(shù)當(dāng)然在主存了。(10)保護(hù)方式下,段基地址加偏移地址就是線性地址或物理地址?!步獯稹尝?錯 ② 對 ③ 對 ④ 對 ⑤ 錯⑥ 對 ⑦ 對 ⑧ 錯 ⑨ 對 ⑩ 對〔〕填空題(1)寄存器EDX是__________位的,其中低16位的名稱是__________,還可以分成兩個8位的寄存器,其中D8~D15部分可以用名稱__________表示。(2)IA32處理器在保護(hù)方式下,段寄存器是__________位的。(3)邏輯地址由__________和__________兩部分組成。代碼段中下一條要執(zhí)行的指令由CS和__________寄存器指示,后者在實地址模型中起作用的僅有__________寄存器部分。(4)進(jìn)行8位二進(jìn)制數(shù)加法:10111010+01101100,8位結(jié)果是__________,標(biāo)志PF=__________。(5)在實地址工作方式下,邏輯地址“7380H∶400H”表示的物理地址是__________,并且該段起始于__________
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