【正文】 0001 1000 運(yùn)算后各個(gè)標(biāo)志的狀態(tài)： OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 0 0 0 0 1 0 (4) 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 12 0000 0001 1110 0011 － 0000 0001 1110 0011 0000 0000 0000 0000 運(yùn)算后各個(gè)標(biāo)志的狀態(tài)： OF DF IF TF SF ZF AF PF CF 0 0 1 0 1 0 6. 8086 CPU 中存儲(chǔ)器的邏輯地址和物理地址之間有什么關(guān)系，各有多少值 ? 【解】物理地址為某一個(gè)存儲(chǔ)單元的實(shí)際地址，對(duì)于 8086 它是一個(gè) 20 位的地址。該標(biāo)志可由中斷控制指令 STI或 CLI 設(shè)置或清除。 OF（ Overflow Flag）溢出標(biāo)志，反映運(yùn)算結(jié)果是否超出了帶符號(hào)數(shù)的表數(shù)范圍。若結(jié)果的低 8 位中有偶數(shù)個(gè)“ 1”則 PF=1，否則 PF=0。 IP 中存放當(dāng)前將要執(zhí)行的指令的有效地址，每取出一條指令 IP 自動(dòng)增量，即指向了下一條指令。用于存放段地址，根據(jù)其主要用途，分為代碼段寄存器 CS、數(shù)據(jù)段寄存器 DS、堆棧段寄存器 SS、附加段寄存器 ES。 SI（ Source Index Register）源變址寄存器。 BX 可用作間接尋址的地址寄存器和基地址寄存器， BH、 BL可用作 8 位通用數(shù)據(jù)寄存器。 2. 8086CPU 與傳統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比在執(zhí)行指令方面有什么不同？這樣的設(shè)計(jì)思想有什么優(yōu)點(diǎn)？ 【解】 8086 CPU 與傳 統(tǒng)的計(jì)算機(jī)相比增加了指令隊(duì)列緩沖器，從而實(shí)現(xiàn)了執(zhí)行部件（ EU）與總線接口 (BIU)部件的并行工作，因而提高了 8086 系統(tǒng)的效率。 (4) Linux Linux 是 Unix 克隆的操作系統(tǒng)，在源代碼上兼容絕大部分 Unix 標(biāo)準(zhǔn)，是一個(gè)支持多用戶、多進(jìn)程、多線程、實(shí)時(shí)性較好的且穩(wěn)定的操作系統(tǒng)。 功能特點(diǎn)：小巧靈活、文件管理方便、外設(shè)支持良好、應(yīng)用程序眾多 (2) Windows Windows 是一個(gè)為個(gè)人電腦和服務(wù)器用戶設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。系統(tǒng)軟件包括：①各種語(yǔ)言的匯編或解釋、編譯程序。 鍵盤：鍵盤是最主要的輸入設(shè)備。按照 Micro ATX 標(biāo)準(zhǔn)，板上還應(yīng)該集成圖形和音頻處理功能。 AT 主板的尺寸為 13 12，板上集成有控制芯片和 8 個(gè) I/0 擴(kuò)充插槽。它是將 Pentium II 處理器的二級(jí) Cache 去掉，并簡(jiǎn)化了封裝形式，沒(méi)有塑料殼，另加一一塊散熱片組成。它增加了 57條多媒體指令，內(nèi)部高速緩存增加到 32KB。 (4) 80486 于 1989 年由 Intel 公司首先出。盡管從計(jì)算機(jī)誕生到現(xiàn)在已經(jīng)歷了半個(gè)多世紀(jì)，計(jì)算機(jī)的 體系結(jié)構(gòu)已發(fā)生了很大變化，計(jì)算機(jī)的性能也有了巨大提高，但目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍遵從馮計(jì)算機(jī)中每個(gè)字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長(zhǎng)。硬微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 5 件和軟件合起來(lái)才組成一個(gè)完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。 數(shù)據(jù)總線用來(lái)傳輸數(shù)據(jù)，地址總線專門用來(lái)傳送地址信息，控制總線用來(lái)傳輸控制信號(hào)。 運(yùn)算器完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；控制器分析命令并指揮協(xié)調(diào)各部件統(tǒng)一行動(dòng)完成命令規(guī)定的各種動(dòng)作或操作；存儲(chǔ)器存放原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果以及程序；輸入設(shè)備、輸出設(shè)備與外界交換信息。計(jì)算機(jī)中，通過(guò)數(shù)字化編碼技術(shù)，對(duì)所表示的數(shù)值、文字、符號(hào)及控制信息等進(jìn)行數(shù)字編碼，這種數(shù)字化表示方法不僅要適合于人的自然習(xí)慣，同時(shí)要滿足機(jī)器中所用器件、線路的工作狀態(tài)以及數(shù)據(jù)可靠傳輸與易于校驗(yàn)糾錯(cuò)等方面的要求。 微型計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲(chǔ)器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。 以書中的例子為例，在此三條指令執(zhí)行中，以下信號(hào)屬于數(shù)據(jù)流： ① IP→ M； ② IP+1→ IP； ③ M→ IR； ④ IR→ ID； addr→ M； M→ ACC ⑤ ALU 結(jié)果→ ACC。 17. 如果某幾種 CPU 的地址總線分別有 1 32 條，它們各自能尋址的存儲(chǔ)器的容量是多少？ 【解】地址總線 8 條： 28＝ 256B 地址總線 16 條： 216＝ 64KB 地址總線 20 條： 220＝ 1MB 地址總線 32 條： 232＝ 4GB 18. 什么是硬件，什么是軟件，硬件和軟件的關(guān)系如何？ 【解】硬件是指組成計(jì)算機(jī)的各種電子的、機(jī)械的、光磁學(xué)的物理器件和設(shè)備，它們構(gòu)成了計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體。 (2) 字（ Word）。諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)理論的核心是“存儲(chǔ)程序”和“程序控制”。 (3) 80386 80386 屬于 32 位微處理器，其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是 32 位，地址總線也是 32 位，可尋址 4GB 內(nèi)存。 (5) Pentium 處理器 Pentium（奔騰）是 Intel 公司于 1993 年推出的新一代微處理器， Pentium 微處理器使用更高的時(shí)鐘頻率，最初為 60MHZ 和 66MHZ，后提高到 200MHZ。該形式的封裝結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)總線與 L2 高級(jí)緩存之間的接口提供了獨(dú)立的連接電路。 KNI 指令集中提供了 70 條全新的指令，可以大大提高 3D 運(yùn)算、動(dòng)畫片、影像、音效等功能，增強(qiáng)了視頻處理和語(yǔ)音識(shí)別的功能。 Baby AT 主板是從最早的 XT 主板繼承來(lái)的，它的大小為 15 ，比 AT 主板是略長(zhǎng)，而寬度大大窄于 AT 主板。 CDROM 的特點(diǎn)是：存儲(chǔ)容量大，只能讀不能寫，讀寫數(shù)據(jù)速度低于硬盤。 掃描儀：是一種輸入圖片和文字的外部設(shè)備。應(yīng)用軟件則是為了解決各種應(yīng)用問(wèn)題的軟件，其目的為了擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能和應(yīng) 用領(lǐng)域，方便各應(yīng)用領(lǐng)域的用戶的使用。從此以后其優(yōu)越性不可阻擋的占領(lǐng)網(wǎng)絡(luò)。 總線接口部件（ BIU）負(fù)責(zé) CPU 與存儲(chǔ)器、 I/O 設(shè)備之間傳送數(shù)據(jù)、地址、狀態(tài)及控制信息。有些指令約定以 AX（或 AL）為源或目的寄存器。 ② 指針和變址寄存器。 SI 一般用于數(shù)據(jù)段， DI 一般用于數(shù)據(jù)段或附加段。 附加段寄存器 ES：附加段是為某些字符串操作指令存放目的操作數(shù)而設(shè)置的一個(gè)附加的數(shù)據(jù)段，附加段寄存器用來(lái)存放該附加數(shù)據(jù)段存儲(chǔ)區(qū)域的起始地址。 標(biāo)志寄存器的內(nèi)容如下： 15 14 13 12 11 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1 0 OF DF IF TF SF ZF AF PF CF CF（ Carry Flag）進(jìn)位標(biāo)志，反映在運(yùn)算結(jié)果的最高位有無(wú)進(jìn)位或借位。 若結(jié)果為零則 ZF=1，否則 ZF=0。該標(biāo)志由方向控制指令 STD 或CLD 設(shè)置或清除。 (1) 1278H + 3469H (2) 54E3H 27A0H (3) 3881H + 3597H (4) 01E3H 01E3H 【解】 CF 進(jìn)位標(biāo)志，反映在運(yùn)算結(jié)果的最高位有無(wú)進(jìn)位或借位。根據(jù)尋址方式的不同，偏移地址可以來(lái)自程序計(jì)數(shù)器（ IP）或其它寄存器。 堆棧段寄存器 SS：用來(lái)存放堆棧存儲(chǔ)區(qū)的起始地址。 AD15～ AD8 上的數(shù)據(jù)被忽略，字節(jié)內(nèi)容通過(guò)AD7～ AD0傳送。 9. 8086 系統(tǒng)中為什么要采用地址鎖存器 8282？采用什么方法從分時(shí)復(fù)用地址 /數(shù)據(jù)線中將數(shù)據(jù)和地址信號(hào)分離出來(lái) ? 【解】 8086 地址總線與數(shù)據(jù)總線是分時(shí)復(fù)用的，高 8 位數(shù)據(jù)有效信號(hào) BHE 也是復(fù)用信號(hào)。用 A0 位來(lái)區(qū)分兩個(gè)存儲(chǔ)體。偏移地址從≥ 1 M/ ≥ 1 M/ ≥ 1 M/ ≥ 1 M/ 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 14 0000H～ FFFFH 變化，對(duì)應(yīng) 64KB 的空間。配置協(xié)處理器的系統(tǒng)，主處理器不用處理費(fèi)時(shí)的復(fù)雜運(yùn)算和 I/O 操作，因此可大大提高主處理器的運(yùn)行效率。在 T3的前沿（下降沿）， CPU 查詢 READY 引腳，若內(nèi)存或外設(shè)工作速度較慢，來(lái)不及在基本總線周期內(nèi)完成數(shù)據(jù)傳送工作，則應(yīng)通過(guò)邏輯電路在 T3前沿之前產(chǎn)生 READY 低電平信號(hào)， T3前沿若查到 READY 為低電平，則在 T3后自動(dòng)插入一個(gè)等待狀態(tài) TW，在 TW前沿繼續(xù)查詢 READY 信號(hào)，若 READY 仍為低電平，則繼續(xù)插入 TW，直到 READY 上升為高電平，則等待狀態(tài)結(jié)束，進(jìn)入 T4狀態(tài)。 【解】 8086 系統(tǒng)在最小模式時(shí)的典型配置：一片 8284A 時(shí)鐘發(fā)生器產(chǎn)生系統(tǒng)所需要的時(shí)鐘信號(hào) CLK，同時(shí)對(duì)外部 READY信號(hào)和系統(tǒng)復(fù)位信號(hào) RESET進(jìn)行同步，其輸出送向 8086應(yīng)相引腳。 【解】 80286 的特點(diǎn)： ① CPU 內(nèi)部分為四個(gè)處理部件： EU（執(zhí)行部件）、 AU（地址部件）、 IU（指令部件）和 BU（總線部件）。 保護(hù)模式體現(xiàn)了 80286 的特色，主要是對(duì)存儲(chǔ)器管理、虛擬存儲(chǔ)和對(duì)地址空間的保護(hù)。 80386 的硬件結(jié)構(gòu)可分成 6 個(gè)邏輯單元，它們以流水線方式工作，運(yùn)行速度可達(dá) 4MIPS。 80386 響應(yīng)該請(qǐng)求后，將按照指令的要求控制對(duì)存儲(chǔ)器的讀寫。 【解】 80386 共有 34 個(gè)寄存器，按功能可分為：通用寄存器、段寄存器、狀態(tài)和控制寄存器、系統(tǒng)地址寄存器、調(diào)試寄存器及測(cè)試寄存器。段限指出本段的實(shí)際長(zhǎng)度，與段屬性一起主要用于段保護(hù)，防止不同任務(wù)進(jìn)入不該進(jìn)入的段進(jìn)行操作。 TR6 是測(cè)試命令寄存器。所謂保護(hù)，主要是對(duì)存儲(chǔ)器的保護(hù)，即對(duì)存儲(chǔ)器中存放的程序和數(shù)據(jù)的保護(hù)。在虛擬 86 模式下，程序運(yùn)行在最低特權(quán)級(jí)（ 3 級(jí)）上，這時(shí) 80386 的一些特權(quán)指令是不能使用的。 程序提供的邏輯地址，包括偏移地址和段選擇符兩部分。 CACHE 單元存儲(chǔ)當(dāng)前讀入的指令、操作數(shù)及其它數(shù)據(jù)的副本。 7. Pentium 微處理器采用了哪些新的技術(shù)和結(jié)構(gòu)？ 【解】 Pentium 新型體系結(jié)構(gòu)的特點(diǎn)可以歸納為以下四個(gè)方面： (1) 超標(biāo)量流水線 超標(biāo)量流水線（ Superscalar）設(shè)計(jì)是 Pentium 處理器技術(shù)的核心。 第 4章 指令系統(tǒng) 教材習(xí)題解答 1. 若 DS=3000H， BP=2020H， SI=1000H， [32020H]=00H， [32020H]=40H， SS=3000H，[31000H]=20H， [31001H]=60H， [33000H]=50H， [33001H]=60H，說(shuō)明下列各條指令執(zhí)行后，AX 中的內(nèi)容是什么？并說(shuō)明各條指令中源操作數(shù)的尋址方式。 (5) 將 BX 中的低 2 位變?yōu)槿?1。請(qǐng)?jiān)谙铝锌崭裰刑钊牒线m的指令，使程序段完成上述功能。 【解】 (1) MOV AX， 1234H MOV DS， AX 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 21 (2) ADD AX， 5678H (3) MOV AX， DATAX ADD AX， DATAY MOV DATAY， AX (4) AND AX， 0FFFH (5) OR AX， 0003H (6) MOV AX， CX AND AX， 07H XOR CX， 0FFFFH AND CX， 0FFF8H ADD CX， AX 5. 若 AL=0FFH， BL=03H，指出下列指令執(zhí)行后標(biāo)志 AF、 OF、 ZF、 SF、 PF、 CF 的狀態(tài)。 (1) MOV BX， AL (2) MOV CS， 2020H (3) PUSH 4567H (4) XCHG VAR1， VAR2 (5) ADD AL， 148H (6) MOV DS， 2020H (7) MOV BH， SI (8) SUB 38H， AL 【解】非法指令： (1) MOV BX， AL BX 和 AL 的長(zhǎng)度不一致 (2) MOV CS， 2020H CS 段寄存器不能作目的操作數(shù) (3) PUSH 4567H 只能將寄存器或存儲(chǔ)單元的內(nèi)容壓入堆棧，不能是立即數(shù) (4) XCHG VAR1， VAR2 兩個(gè)存儲(chǔ)單元之間不能直接交換數(shù)據(jù) (5) ADD AL， 148H 運(yùn)算溢出 (6) MOV DS， 2020H 立即數(shù)不能直接傳送給 DS 段寄存器 (7) MOV BH， SI BH 和 SI 的長(zhǎng)度不一致 (8) SUB 38H， AL 目的操作數(shù)不能是立即數(shù) 3. 若 SP=2020H， AX=3355H， BX=4466H，試指出下列指令或程序段執(zhí)行后有關(guān)寄存器的內(nèi)容。每條流水線都擁有自己的 ALU、地址生成電路和數(shù)據(jù) CACHE 的接口。 指令譯碼單元從指令預(yù)取單元接受指令，將其譯碼成低級(jí)控制信號(hào)和微代碼入口指針。段 描述符給出一個(gè)段基地址，該段基址與偏移地址相加，產(chǎn)生線性地址。在實(shí)模式下，通過(guò) LMSW 或數(shù)據(jù)傳送指令，將控制寄存器 CR0 的第 0 位（即 PE，允許保護(hù)控制位）置為 1，即可進(jìn)入保護(hù)模式。 在保護(hù)模式下，采用虛擬存儲(chǔ)器的概念，存儲(chǔ)空間可使用虛擬地址空間、線性地址空間、微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 18 物理地址空間。 4. 簡(jiǎn)述 80386 的三種工作模式的特點(diǎn)和異同。 80386 有四個(gè)系統(tǒng)地址寄存器，用來(lái)保護(hù)操作系統(tǒng)需要的保護(hù)信息和地址轉(zhuǎn)換表信息，定義目前正在執(zhí)行任務(wù)的環(huán)境、地址空間和中斷向量空間。在實(shí)方式下，段寄存器的用法和 8086 系統(tǒng)相同，只是增加了兩個(gè)附加 段寄存器 FS、 GS。 (3)ERROR ：協(xié)處理器向