【導(dǎo)讀】計(jì)算機(jī)的基本功能是對(duì)數(shù)的運(yùn)算和處理。計(jì)算機(jī)中，通過(guò)數(shù)字化編碼技術(shù)，對(duì)所表示。一個(gè)具有兩種不同的穩(wěn)定狀態(tài)且能相互轉(zhuǎn)換的器件，就可以用來(lái)表示一位二進(jìn)。此目前計(jì)算機(jī)中均采用二進(jìn)制數(shù)來(lái)表示各種信息及進(jìn)行信息處理。Y－Z的十進(jìn)制值為多少?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。輸出設(shè)備與外界交換信息。微處理器由運(yùn)算器和控制器組成。CPU應(yīng)具備的功能：對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對(duì)處理過(guò)程進(jìn)行控制。

　　

【正文】 即出現(xiàn)在地址總線上的地址。當(dāng)采用分頁(yè)機(jī)制時(shí)，線性地址通過(guò)分頁(yè)機(jī)構(gòu)再轉(zhuǎn)換成物理地址。 6. 簡(jiǎn)述 80486 CPU 的組成及各部分的作用。 【解】 486 微處理器的內(nèi)部結(jié)構(gòu)包括九個(gè)功能單元，這些單元是：總線接口單元、高速緩存（ CACHE）、指令預(yù)取單元、指令譯碼單元、控制單元、整數(shù)和數(shù)據(jù)通路單元、浮點(diǎn)單元、分段單元和分頁(yè)單元等。 總線接口單元用于數(shù)據(jù)傳輸、指令預(yù)取和處理器內(nèi)部單元與外部系統(tǒng)的控制 功能。 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。 指令預(yù)取單元：當(dāng)指令執(zhí)行中不使用總線周期時(shí)，指令預(yù)取單元就通過(guò)總線接口單元預(yù)取指令。 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。 控制單元的功能是解釋指令字和從譯碼單元獲得的微代碼入口指針。 整數(shù)（數(shù)據(jù)通路）單元：數(shù)據(jù)在整數(shù)單元中存儲(chǔ)并完成 386 處理器指令及幾條新增指令的所有算術(shù)邏輯運(yùn)算。 浮點(diǎn)單元執(zhí)行協(xié)處理器 387 同樣的指令組。 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 19 分段單元將程序發(fā)出的邏輯地址轉(zhuǎn)換成線性地址，并將此線性地址發(fā)向分頁(yè)單元和CACHE。 分頁(yè)單元用把程序和數(shù)據(jù)一部分存在存儲(chǔ)器中、一部分存在磁盤(pán)上的方法，能夠存取的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)大于實(shí)際的物理空間。 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。它由 U 與 V 兩條指令流水線構(gòu)成。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。這種流水線結(jié)構(gòu)允許 Pentium 在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)執(zhí)行兩條整數(shù)指令，比相同頻率的 486DX CPU 性能提高了一倍。 (2) 獨(dú)立的指令 CACHE 和數(shù)據(jù) CACHE Pentium 片內(nèi)有兩個(gè) 8K CACHE B，一個(gè)作為指令 CACHE，另一個(gè)作為數(shù)據(jù) CACHE，即雙路 CACHE 結(jié)構(gòu)，指令和數(shù)據(jù)分別使用不同的 CACHE，使 Pentium 的性能大大 超過(guò) 486 微處理器。 (3) 重新設(shè)計(jì)的浮點(diǎn)單元 Pentium 的浮點(diǎn)單元在 486 的基礎(chǔ)上進(jìn)行了徹底的改進(jìn)，其執(zhí)行過(guò)程分為 8 級(jí)流水，使每個(gè)時(shí)鐘周期能完成一個(gè)浮點(diǎn)操作。 (4) 分支預(yù)測(cè) Pentium 提供一個(gè)稱為分支目標(biāo)緩沖器 BTB（ Branch Target Buffer）的小 CACHE 來(lái)動(dòng)態(tài)地預(yù)測(cè)程序分支，當(dāng)一條指令導(dǎo)致程序分支時(shí)， BTB 記下這條指令和分支目標(biāo)的地址，并用這些信息預(yù)測(cè)這條指令再次產(chǎn)生分支時(shí)的路徑，預(yù)先從此處預(yù)取指令，保證流水線的指令預(yù)取步驟不會(huì)空置。因此循環(huán)越多， BTB 的效益越明顯。 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。 (1) MOV AX， DS (2) MOV AX， [2020H] (3) MOV AX， [SI] (4) MOV AX， [BP] (5) MOV AX， [BP+SI] 【解】 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 20 (1) AX＝ 3000H 寄存器尋址 (2) AX＝ 4000H 直接尋址 (3) AX＝ 6020H 寄存器間接尋址 (4) AX＝ 4000H 寄存器間接尋址 (5) AX＝ 6020H 基址加變址尋址 2. 指出下列指令中的非法指令。 (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。 (1) PUSH AX 執(zhí)行后 AX=？， SP=？ (2) PUSH AX PUSH BX POP DX POP CX 執(zhí)行后 AX=？， CX=？， DX=？， SP=？ 【解】 (1) 執(zhí)行后 AX=3355H， SP=1FFEH (2) 執(zhí)行后 AX=3355H， CX=3355H， DX=4466H， SP=2020H 4. 請(qǐng)按下面的要求寫(xiě)出相應(yīng)的匯編指令或指令序列。 (1) 將 1234H 送入 DS 中。 (2) 將 5678H 與 AX 中的數(shù)相加，結(jié)果放在 AX 中。 (3) 將 DATAX 和 DATAY 相加，其和放在 DATAY 中。 (4) 將 AX 中的高 4 位變?yōu)槿?0。 (5) 將 BX 中的低 2 位變?yōu)槿?1。 (6) 將 CX 中的 D3～ D7 位取反。 【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) ADD BL， AL (2) INC BL (3) SUB BL， AL (4) NEG BL (5) AND BL， AL (6) MUL BL (7) CMP BL， AL (8) IMUL BL (9) OR BL， AL (10)XOR BL， BL 【解】執(zhí)行后： AF OF ZF SF PF CF (1) ADD BL， AL 1 0 0 0 0 1 (2) INC BL 0 0 0 0 0 不影響 (3) SUB BL， AL 1 0 0 0 0 1 (4) NEG BL 1 0 0 1 0 1 (5) AND BL， AL 任意值 0 0 0 1 0 (6) MUL BL 任意值 1 任意值 任意值 任意值 1 (7) CMP BL， AL 1 0 0 0 0 1 (8) IMUL BL 任意值 1 任意值 任意值 任意值 1 (9) OR BL， AL 任意值 0 0 1 1 0 (10) XOR BL， BL 任意值 0 0 1 1 0 6. 已知存儲(chǔ)器中有兩個(gè)壓縮 BCD 碼 6543 和 4672 存放在從 BUF 開(kāi)始的連續(xù) 4 個(gè)單元中（高字節(jié)放在高地址單元），試編制兩數(shù)相減的程序，結(jié)果存放在后面的兩個(gè)單元中。 【解】程序段如下： MOV BX， BUF MOV AX， [BX] MOV CX， [BX＋ 2] SUB AL， CL MOV DL， AL DAA 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 22 MOV AL， AH SBB AL， CH DAA MOV AH， AL MOV AL， DL MOV [BX＋ 4]， AX 7. 假設(shè) DX=36A5H， CL=3， CF=1，確定下列各條指令執(zhí)行后 DX 和 CF 的值。 (1) SHR DX， 1 (2) SAR DX， CL (3) SHL DX， CL (4) SHL DL， 1 (5) ROR DX， CL (6) ROL DL， CL (7) SAL DH， 1 (8) SAR DH， CL (9) RCL DX， CL (10)RCR DX， CL 【解】 (1) 指令執(zhí)行后 DX： 1B52H， CF： 1 (2) 指令執(zhí)行后 DX： 06D4H， CF： 1 (3) 指令執(zhí)行后 DX： 6D4AH， CF： 0 (4) 指令執(zhí)行后 DX： 364AH， CF： 1 (5) 指令執(zhí)行后 DX： 0C6D4H， CF： 1 (6) 指令執(zhí)行后 DX： 362DH， CF： 1 (7) 指令執(zhí)行后 DX： 6CA5H， CF： 0 (8) 指令執(zhí)行后 DX： 06A5H， CF： 1 (9) 指令執(zhí)行后 DX： 0B529H， CF： 1 (10)指令執(zhí)行后 DX： 0A6D4H， CF： 1 8. 編寫(xiě)程序段將寄存器 AL 中的 8 位二進(jìn)制數(shù)的內(nèi)容顛倒過(guò)來(lái)，即將原來(lái)的最高位變?yōu)樽畹臀唬胃呶蛔優(yōu)榇蔚臀?，以此類推，若?AL的內(nèi)容為 01110001B，則顛倒之后變?yōu)?10001110B。 【解】程序段如下： XOR AH， AH ； AH 清零 MOV CX,8 ；重復(fù) 8 次 LP1： SHR AL， 1 ；邏輯右移 ,將最最低位移入 CF RCL AH， 1 ；帶進(jìn)位的循環(huán)左移，將 CF 移入 AH的最低位 LOOP LP1 MOV AL， AH ；存回 AL 9. 執(zhí)行下列程序段，指出各相關(guān)寄存器的內(nèi)容。 MOV AX， 0A0BH DEC AX SUB AX， 0FFH AND AX， 00FFH MOV CL， 3 SAL AL， CL 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 23 ADD AL， 25H XCHG AL， AH PUSH AX POP BX INC BL 【解】各相關(guān)寄存器的內(nèi)容： MOV AX， 0A0BH ； AX： 0A0BH DEC AX ； AX： 0A0AH SUB AX， 0FFH ； AX： 090BH AND AX， 00FFH ； AX： 000BH MOV CL， 3 ； CL： 03H SAL AL， CL ； AX： 0058H ADD AL， 25H ； AX： 007DH XCHG AL， AH ； AX： 7D00H PUSH AX ； AX： 7D00H POP BX ； BX： 7D00H INC BL ； BX： 7D01H 10. 用串操作指令將 100H 個(gè)字符從 2100H 處搬到 1000H 處，并且從中檢索與 AL 中所存字符相同的存儲(chǔ)單元，并將該單元的內(nèi)容替換成空格，本程序只替換檢索到的第一個(gè)相同的單元。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。 ┇ MOV SI， 2100H (1) MOV CX， 100H CLD (2) MOV DI， 1000H MOV CX， 100H (3) JNZ K1 (4) MOV [DI]， 20H K1: ┇ 【解】 (1) MOV DI， 1000H (2) REP MOVSB (3) REPNE SCASB (4) DEC DI 11. 試分析下列程序段，如果 AX 和 BX 的內(nèi)容分別為下列 5 種情況，問(wèn)程序分別轉(zhuǎn)向何處 ? 微型計(jì)算機(jī)原理及應(yīng)用技術(shù) 24 (1) AX=147FH， BX=80DCH (2) AX=0B586H， BX=54B5H (3) AX=42C0H， BX=608AH (4) AX=0D023H， BX=9FD7H (5) AX=94B7H， BX=0B568H ADD AX， BX JNO L1 JNC L2 SUB AX， BX JNC L3 JNO L4 JMP L5 【解】 (1) L1；不溢出，轉(zhuǎn)移到 L1 (2) L1；不溢出，轉(zhuǎn)移到 L1 (3)