（完整版）微型计算机原理应⽤第四版答案
第1章习题
1.1 将下列⼆进制数转换为⼗进制数和⼗六进制。
（1）1101（2）=13=D（H）
（2）11010（2）=26=1A（H）
（3）110100（2）=52=34（H）
（4）10101001（2）=169=A9（H）
要点：从低位起，按每4位将对应⼆进制转换成⼗六进制。⽽不是通过⼗进制转换。
1.2 见上。
1.3简述3个门电路的基本元素在电路中对电平⾼低的作⽤。
答：与、或、⾮。
1.4 布尔代数有哪两个特点？
答：（1）值只有两个；
（2）只有与、或、反3种运算。
1.5 布尔代数的“或运算”结果可⽤哪两句话来归纳？其“与运算”⼜可归纳成哪两句话“答：（1）“或运算”运算结果为有⼀真必为真，两者皆假才为假。
（2）“与运算”有⼀假即为假，两者皆真才为真。
1.6 什么叫原码、反码及补码？
答：原码就是⼀个数的机器数。
反码：将原码每位取反，即为反码。
更准确的是：正数的反码就等于它的原码；
负数的反码就是它的原码除符号位外，各位取反。
补码：反码加1就是补码。
两个负数的补码相加更准确的是：正数的补码就等于它的原码；
负数的补码就是它的反码加1。
例：X1=＋100 1001 X2=－100 1001
则：
[X1]原 = 0100 1001
[X1]反 = 0100 1001
[X1]补= 0100 1001
[X2]原 = 1100 1001
[X2]反 = 1011 0110
[X2]补 = [X2]反+1= 1011 0111
1.7 为什么需要半加器和全加器，它们之间的主要区别是什么？
答：（1）因为加法的第⼀位没有进位，所以⽤半加器即可；⽽第⼆位起可能有进位，故需要考虑全加器；
（2）两者的区别是半加器为双⼊双出，全加器为三⼊双出。
1.8 ⽤补码法写出下列减法的步骤：
（1）1111（2）-1010（2）=？（2）=？（10）
答：
（2）1100（2）-0011（2）=？（2）=？（2）
答：按上述所讲的正规⽅法做。
第⼀个数的补码=原码=01100；第⼆个数的原码（即机器码）为10011，其反码为11100，其补码为11101；
两个数的补码相加，即为：
01100
+ 11101
= 101001
将最⾼位的进位1删去，得结果为01001，即为9（10）
1.9 做出101011（2）+011110（2）的门电路图并求其相加的结果。
答：相加结果为： 101011
+ 011110
= 1001001
得结果为1001001（2）。（注：相加时不去掉最⾼位的进位）
门电路图略去。
1.10 做出第1.9题中两数相减的门电路图并求其相减的结果。
答：若为101011-011110
则第⼀个数为正数，其补码=原码=0101011；
第⼆个数为负数，其原码为1011110，反码为1100001，补码=反码+1=1100001+1=1100010 两个数的补码相加为： 0101011 + 1100010
= 1 0001101
去掉最⾼位的进位1，得结果为0001101，即为13（10）。
例2： [+0]反 = 00000000
[-0]反 = 11111111
即：数0的反码也不是唯⼀的。
第2章习题
2.2 触发器、寄存器及存储器之间有什么关系？请画出这⼏种器件的符号。
答：触发器是存放⼀位⼆进制数字信号的基本单元。触发器是计算机的记忆装置的基本单元，也可以说是记忆细胞。触发器可以组成寄存器，寄存器⼜可以组成存储器。寄存器和存储器统称为计算机的记忆装置。
(2)其符号分别表⽰如下：
2.4 累加器有何⽤处？画出其符号。
答：累加器作为ALU运算过程的代数和的临时存储处。
2.5 三态输出电路有何意义？其符号如何画？
答：三态输出电路使得⼀条信号传输线既能与⼀个触发器接通，也可以与其断开⽽与另外⼀个触发器接通，从⽽使得⼀条信号线可以传输多个触发器的信息。
2.6 何谓L门及E门？它们在总线结构中有何⽤处？
答：（1）L门：⾼电平时使数据装⼊、低电平时数据⾃锁其中的电路；
E门：E门即三态门，当选通端E门为⾼电平时，可将信息从A端送到B端。
（2）L门专管对寄存器的装⼊数据的控制，⽽E门志管由寄存器输出数据的控制。
2.7 控制字是什么意义？试举个例⼦说明。
答：（1）控制字CON将各个寄存器的L门和E门的按次序排成⼀列，并且为了避免住处在公共总线中乱窜，规定在某⼀时钟节拍，只有⼀个寄存器的L门为⾼电平，⼀个寄存器的E门为⾼电平，从⽽保证了E门为⾼电平的寄存器的数据流⼊到L门为⾼电平的寄存器中去。
（2）略去，详见教材P31的表2-3
2.8 ROM和RAM各有何特点与⽤处？
答：ROM是只读存储器，是⽤以存放固定程序的存储器，⼀旦程序放进去之后，就不能再改变。也不能再写⼊新的字节，⽽只能读出其中所存储的内容；
RAM是随机存储器（⼜称读/写存储器），它与ROM的区别在于它不但能读出存放在其中各个存储单元的数据，⽽且能够随时写进新的数据，或者改变原有数据。
2.9 为什么要建⽴“地址”这个概念？
答：因为⼀个存储器可以包含数以千计的存储单元，可以存储很多数据，为了便于存⼊和取出，需要对每个存储单元确定⼀个固定地址。
2.11 译码器有何⽤处？
答：译码器⽤来确定存储单元的地址。地址译码器常⽤于计算机中对存储单元地址的译码，即将⼀个地址代码转换成⼀个有效信号，从⽽选中对应的单元。
2.12 存储地址寄存器（MAR）和存储数据寄存器（MDR）各有何⽤处？
答：MAR将所要寻的存储单元的地址暂存下来，以备下⼀条指令之⽤。
MDR是将要写⼊RAM中去的数据暂存起来，以等待控制器发出指令再将数据写⼊RAM 中去。
P33 2，4，5，6，7，8，9，11，12
第3章习题
3.1 略去
3.2 程序计数器PC的内容是什么意义？
答：程序计数器PC存储的内容是指令的地址码。每次运⾏指令前，先复位到0，每取出执⾏⼀条指令，PC加1.
3.3指令寄存器IR从PROM接收到指令字（8位）后的运⾏过程如何？起什么作⽤？
答：（1）指令寄存器IR从PROM接收到指令字后，就⽴即将其⾼4位送到控制部件。
（2）控制部件经过分析后就发出控制指令，将IR的低4位数送到存储地址寄存器MAR，MAR将此低4位数作为地址并⽤于访问PROM。
故第1次访问PROM的是其指令区，第2次访问的是其数据区。
3.4 略
3.5 环形计数器有何⽤处？什么叫环形字？
答：（1）环形计数器⽤来发出顺序控制信号（即⽤来发出环形字），从⽽产⽣机器节拍。（2）环形字是其6位输出端依次轮流为⾼电平，并且是在最位⼀位（左边第1位）置1后⼜回到右边第1位，从⽽形成环形置位。
3.6 什么叫例⾏程序？什么叫机器周期、取指周期和执⾏周期？本章简化式计算机的机器周期包括⼏个时钟周期（机器节拍）？机器周期是否⼀定是固定不变的？
答：（1）例⾏程序：由⼚家编好的执⾏每个程序（在本章中即为每条指令）所需要的机器节拍（3个，见P49）
（2）机器周期：执⾏⼀条指令的时间。
（3）取指周期：取⼀条指令所需的3个机器节拍。
（4）执⾏周期：执⾏⼀条指令所需的机器节拍（⼀般也为3个机器节拍）
（5）本章简化式计算机的机器周期包括6个机器节拍。
补充：
机器节拍：即⼀个时钟周期（时钟⼀个⾼电平+⼀个低电平）
（6）不⼀定。只不过固定了在6个节拍完成⼀个机器周期的计算机被称为固定周期的计算机。
3.7 控制部件包括哪些主要环节？各有何⽤处？
答：（1）控制部件包括环形计数器、指令译码器、控制矩阵和其他控制电路。
（2）环形计数器⽤来产⽣环形字，从⽽产⽣机器节拍；
指令译码器：将⾼四位组成的编码信息译成某⼀控制线为⾼电位。
控制矩阵：⽤来产⽣控制字CON，即产⽣所有控制信号。
其他控制电路包含时钟脉冲发⽣器、运⾏/停车触发器、“启动”和“清除”按钮。其作⽤见P54.
3.8 ⼦程序计数器有何⽤处？
答：也是⽤来作为⼀个程序计数器的。
3.9-3.11
略去
3.12 指令寄存器IR是如何将其指令字段和地址字段分送出去的？这两个字段的位数是否保
答：（1）指令寄存器IR将8位指令字的⾼4位作为指令字段送到控制部件，⽽将低4位做为地址字段通过总线送到存储地址寄存器MAR中去。
（2）对，保持不变。这由制造⼚家确定。
第4章习题
4.1 8086CPU与8088CPU有哪些相同之处？⼜有哪些区别？
答：两者的内部结构基本相同，内部都采⽤16位字进⾏操作及存储器寻址，两者的软件完全兼容，程序的执⾏也完全相同，两种处理器都封装在相同的40脚双列直插组件（DIP）中。
但它们的外部性能有区别。8086是16位数据总线，⽽8088是8位数据总线，在处理⼀个16位数据字时，8088需要两步操作⽽8086只需要⼀步。
4.2 8086 CPU从功能上分为⼏部分？各部分由什么组成？各部分的功能是什么？
答：8086CPU从功能上分为总线接⼝部分BIU和执⾏部件EU两部分。
其中总线接⼝部分的功能是负责与存储器、I/O端⼝传送数据，即BIU管理在存储器中存取程序和数据的实际处理过程。
执⾏部件EU的功能负责指令的执⾏。将指令译码并利⽤内部的寄存器和ALU对数据进⾏所需的处理。
BIU由4个段寄存器（CS、ES、DS、SS）、16位指令指针寄存器IP、20位的地址加法器和6字节的指令队列组成。
EU由4个通过寄存器（AX、BX、CX、DX）、4个专⽤寄存器（SI、DI、SP、BP）、标志寄存器FR、算术逻辑部件ALU组成。
4.3 8086 CPU有哪些寄存器组成？各有什么⽤途？标志寄存器的各标志位在什么情况下置位？
答：8086 CPU由4个通⽤寄存器（AX、BX、CX、DX）、4个专⽤寄存器（SI、DI、SP、BP）、标志寄存器FR组成，共9个寄存器。
4个通⽤寄存器既可作为16位寄存器⽤，也可作为8位寄存器使⽤。其中AX寄存器也常称为累加器。其它寄存器的⽤途见教材。
标志寄存器有6个状态标志（SF、ZF、PF、CF、AF、OF）和3个控制标志位（DF、IF、TF）。
其具体置位见P75的表4-1.
4.4 8086系统中的物理地址是如何得到的？假如CS=2000H，IP=2100H其物理地址应是多少？
答：8086系统中的物理地址是通过BIU中的20位地址加法器得到的。
物理地址计算公式为CS段地址*16（即⼆进制左移4位，或者⼗六进制左移1位）+IP偏
按计算公式，本题中的物理地址为20000H+2100H=22100H。
4.5 什么叫总线周期？8086CPU的⼀个总线周期包括多少时钟周期，什么情况下要插⼊T W 等待周期？插⼊多少个T W取决于什么因素？

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