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微机原理寄存器
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微机原理考研总结
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微机组成原理和工作过程：程序存储与程序控制
微处理器：也就是中央处理器CPU，是一个大规
模集成电路器件，是微型计算机的核心部件。
微处理器的基本功能：能进行算术和逻辑运算；寄存器阵列：相当于微处理器的RAM，包括通用寄存器组和专用寄存器组。通用寄存器用来存放操作数，中间结果或者地址。专用寄存器组包括程序计数器PC或指令指针IP、堆栈指针SP分段的原因：8086CPU有20条地址线，可以寻访1M的空间，而其内部寄存器都是16位的，只能寻访64K字节，为了能对1M字节的存储器空间进行寻访，所以采用分段技术。 访问，将1M的存储空间分给两个存储体，一个存储体中包含偶数地址（偶存储体），另一个包含奇数地址（奇存储体）。两存储体中之间采用交叉编址方式。 可与存储器或外设进行数据交换；可暂存少量数
据；能对指令进行译码并完成指令所规定的操
作；能提供整个系统所需要的定时和控制信号；
可响应其他各部件发出的中断请求。
存储器：用来存放当前正在使用或经常使用的程
I/O接口：是微型计算机的重要组成部件，是微
型计算机连接外部输入，输出设备和各种控制对
象并与外界进行信息交换的控制逻辑电路。
系统总线：是计算机系统中各功能部件间传送信
息的公共通道。由地址总线，数据总线，控制总
线和起驱动、隔离作用的三态门组成。
微型计算机采用系统总线的优点：简化了系统结
构；简化了软件，硬件的设计；系统功能扩充或
性能更新方便。
评估微型计算机性能的主要指标：字长；执行指
令时间；内部存储器容量；外部设备配置。
字长：计算机内部一次可以处理的二进制代码的
执行指令时间：反映计算机速度的快慢。测量计
算机速度的三种方法：直接给出CPU的时钟频
率（计算机的主频）；根据不同类型指令在计算
过程中出现的频繁程度乘上不同系数，求平均
值；以执行时间最短的指令为标准估算运算速度
内部存储器容量：内部存储器容量是衡量计算机
可以存储二进制信息量大小的重要指标。
外部设备配置：一台微型计算机可配备外设的数
量即外设的接口电路的数量以及可以配备的外
设类型，对系统性能有重大影响。
数制和码制：数制及不同数制间的转换
机器数的三种形式：原码、反码和补码（正数三
种形式相同，符号位为0，数值部分与真值相同；
负数三种形式不同，符号位为1，数值部分与真
值有不同关系，原码：与真值相同；反码：先求
原码再求真值；补码：先求原码再求真值）。
补码加减法运算：代数和的补码等于补码的代数
和。[X±Y]补=[X]补±[Y]补
微处理器组成：算术逻辑单元；累加器和通用寄
存器组；程序计数器（或指令指针）；时序和控
制逻辑部件；数据地址锁存器/缓冲器；内部总线。
算术逻辑单元ALU的功能：主要完成算术运算
和各种逻辑运算的操作。 和标志寄存器FR等。用来存放地址或地址基址。 3.地址指针：包括堆栈指针寄存器SP（用于访问存放规则：一个字节数据占据一个字节单元，可定时与控制逻辑部件：是微处理器的核心部件，堆栈段的栈顶单元）和基址指针寄存器BP（用以放在奇存储体中也可以放在偶存储体中。低字负责对全机的控制还向其他部件发出控制信号，于访问堆栈段的任意单元）。 节放在低地址，高字节放在高地址，并规定将低协调各部件工作。 变址寄存器：常用于寻址。包括源地址寄存器 SI字节的地址作为该字的字地址。 内部总线：用来连接微处理器的各功能部件，传和目的变质寄存器DI。 规则字（对准字）：把从偶地址开始存放的字称送CPU内部的数据和控制信号。 4.指令指针IP（16位）：用于存放下一条要执行为规则字，这种存放叫字对准存放。 内部结构：总线接口部件（BIU）＋执行部件（EU）。 指令的有效地址。 非规则字（对准字）：把从奇地址开始存放的字总线接口部件BIU 标志寄存器FR：分状态标志和控制标志两类。 称为非规则字，这种存放叫字不对准存放。 功能：BIU是根据EU的要求，负责与存储器或状态标志有：符号标志SF，零标志ZF，奇偶标物理地址：是指存储单元的实际地址。包括段内I／O端口传送信息。 志PF，进位标志CF，辅助进位标志AF和溢出标偏移地址和段地址两部分。 组成：4个16位段地址寄存器： 代码段寄存器志OF。控制标志有：方向标志DF，中断标志IF20位物理地址＝段基址*16＋偏移地址。 CS，数据段寄存器DS，堆栈段寄存器SS，附加和跟踪标志TF。 逻辑地址一般表示为段基址：偏移地址。逻辑地段寄存器ES。指令指针IP（16位）：存放要执外部特征： 址是将来在程序中使用的地址。 行指令的16位偏移地址。20位的地址加法器：总线：是计算机系统中广泛采用的一种技术，是计算机机器指令包括的三部分内容：指令操作码用来产生20位存储器物理地址。6个字节的指令计算机系统各功能部件之间进行信息传送的公字段：给出此指令要完成何种操作。寻址方式字队列：提高CPU的效率。总线控制逻辑：以控共通道。总线结构决定了及其系统硬件的组成结段：给出对操作数的寻址方式。操作数字段：指制逻辑实现分时信息传输。 构，是计算机系统总体结构的支柱。 出参与操作的对象是什么。 执行部件EU： 系统总线：又称内总线，或板级总线。用于微型操作数：指令中操作的对象称为操作数。 功能：负责指令的执行 计算机系统内各功能部件之间的连接。 分类：1.数据操作数：与数据有关的操作数，又组成：算术逻辑单元ALU：用于完成8位或16数据总线DB：16根。用来在CPU、存储器以及分为：立即数操作数，寄存器操作数，存储器操位的二进制算术逻辑运算。4个16位通用数据寄I/O端口间传送数据。 作数和I/O操作数。2.转移地址操作数：与程序存器：累加器AX，基址寄存器BX，计数器CX，地址总线AB：20根。为输出信号，用于寻址内转移地址有关的操作数。又分为：立即数操作数，数据寄存器DX。4个16位专用地址指针和变址存空间和I/O端口。 寄存器操作数和存储器操作数。 寄存器：即可用于专用的地址操作，也可当作数控制总线CB：20根。 RD
M/IO 寻址方式：在地址指定方式下，指令中提供操作据寄存器用。标志寄存器FR：寄存了ALU运算结存储器的分类： 数或操作数地址的方法称为寻址方式，也就是寻果的某些特性以及由指令数设置的一些控制标按存储介质分类：1.随机存储器RAM：是易失性找指令中操作数存放地址的方法。分为数据寻址志。EU控制电路：丛指令队列中取得指令并执行。 存储器，即其所储存的内容在断电后会全部丢方式和转移地址寻址方式。数据寻址方式：立即寄存器的结构 ： 失。又可分为静态随机存储器（SRAM）和动态随数寻址，寄存器寻址，存储器寻址。转移地址寻1.通用数据寄存器： 机存储器（DRAM）。2.只读存储器ROM：非易失性址方式：段内直接寻址，段内间接寻址，段间直累加器AX：有些指令指定AX寄存器为累加器。存储器，其储存的内容断电后不会丢失，但其内接寻址，段间间接寻址。 如乘除，输入输出等。基址寄存器BX ：可用作容在系统运行时只能读出不能写入。可分为掩膜对存储器的寻址操作： 间接寻址的地址寄存器和基址寄存器。计数器ROM，可变成ROM，可擦除PROM，电可擦除PROM。 体选：选择奇存储体还是偶存储体。片选：选择CX：在循环和串操作中充当计数器，执行指令后，按与CPU的关系分类：1.内存储器（内存）：位存储器芯片。通过片外地址译码方法来完成。实寄存器内容自动改变。数据寄存器DX ：除用作于计算机内部，是计算机的主要存储器，用来存现片选的三种方法：1.全译码法。2.部分地址译通用寄存器外，在I/O指令中用作地址寄存器。 放CPU当前使用的或经常使用的程序和数据。2.码法。3.线选法。字选：选择所要访问的存储单2.段地址寄存器： 外存储器（外存）：也称为辅助存储器，主要由元。通过存储器芯片内部的地址译码器完成。 代码段寄存器CS（16位）：存放当前程序所在段磁表面存储器和光存储器等构成。 数据线的连接：根据CPU数据线的条数直接同存的段首基址。数据段寄存器DS（16位）：存放当存储容量：指存储器存放二进制信息总位数。以储器芯片的数据线相连，当存储器芯片的数据线前程序所用数据段的段基址。堆栈段寄存器 SS字节为单位计算：存储容量＝储存单元数*每个条数小于CPU数据线的条数时，选择多个存储器（16位）：存放当前程序所用辅助数据段的段基单元的位数。 芯片以满足CPU数据线的条数。 址。附加段寄存器 ES（16位）：存放当前程序存储器组织：按字节组织。 控制线的连接：6264芯片的控制线中，有两个片所用堆栈段的段基址。 奇偶地址体：为了能够对存储器进行字节和字的选信号CS1、CS2和两条读/写控制线OE、WE。为
PPT制作技巧CPU的程序计数器PC和指令指针寄存器IP是一个东西吗？该如何解决 - 汇编语言当前位置:& &&&CPU的程序计数器PC和指令指针寄存器IP是一个东西吗CPU的程序计数器PC和指令指针寄存器IP是一个东西吗？该如何解决&&网友分享于：&&浏览：193次CPU的程序计数器PC和指令指针寄存器IP是一个东西吗？看上去好像功能完全一样，又觉得不应该是一回事，求教------解决方案--------------------看百科最后一段：　当程序转移时，转移指令执行的最终结果就是要改变PC的值，此PC值就是转去的地址，以此实现转移。有些机器中也称PC为指令指针IP（Instruction Pointer）。/view/178145.htm
------解决方案--------------------很容易混淆的概念。.cn/s/blog_5ede281a0100sn4w.html
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12345678910 上一篇：下一篇：文章评论相关解决方案 12345678910 Copyright & &&版权所有2015年9月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第二2015年7月 硬件/嵌入开发大版内专家分月排行榜第二2014年5月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第二2014年3月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第二2013年10月 VB大版内专家分月排行榜第二2013年7月 VB大版内专家分月排行榜第二2012年5月 VB大版内专家分月排行榜第二2012年4月 VB大版内专家分月排行榜第二2012年2月 VB大版内专家分月排行榜第二2011年11月 VB大版内专家分月排行榜第二
2015年11月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第三2015年6月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第三2015年2月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第三2014年1月 VC/MFC大版内专家分月排行榜第三2012年3月 VB大版内专家分月排行榜第三2011年12月 VB大版内专家分月排行榜第三2011年10月 VB大版内专家分月排行榜第三
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本帖子已过去太久远了，不再提供回复功能。导读：参考答案：①215D，参考答案：若E3为有符号数，参考答案：（1）30H（2）41H（3）61H，参考答案：在做两个二进制数的加法时，参考答案：ALU是算术逻辑部件，参考答案：累加器作为ALU每次运行结果的暂时存储器，参考答案：三态输出电路能使输出电路与总线脱离，参考答案：L门即LOAD控制端，参考答案：ROM为只能读出的存储器，参考答案：5根地址线可选25=32个地址，参考答案：通常有地址译
1、将下列二进制数转换成十进制数和十六进制数
参考答案：①215D，D7H
②169D， A9H
2.设计算机字长为8位，求机器数E3H分别为有符号、无符号数时对应的值。 参考答案：若E3为有符号数，为-29D；若E3为无符号数，为227D。
3.写出下列字符所对应的ASCII 码
（1）‘0’
（2）‘A’ （3）‘a’
参考答案：（1）30H
1.1 为什么需要半加器和全加器？它们之间的主要区别是什么？
参考答案：在做两个二进制数的加法时，右边第一位（最低有效位）相加时不用考虑进位位，只要用半加器就可实现相加；除此位外，其它各位相加都要带进位位相加，要用全加器电路。全加器的输入端有进位输入，而半加器没有。
1.2 用补码法写出下列减法的步骤：
（1）B C B = B + B = 1（舍去） B = 5 D
（2）B C B = B + B = 1（舍去） B = 9 D
2.1 ALU是什么部件？它能完成什么运算功能？试画出其符号。
参考答案：ALU是算术逻辑部件，它能完成二进制的加减乘除四则运算，也能进行布尔代数的逻辑运算。
2.4 累加器有何用处？画出其符号。
参考答案：累加器作为ALU每次运行结果的暂时存储器，在CPU中起着存放中间结果的作用。除了能装入及输出数据外，还能使存储其中的数据左移或右移。
2.5 三态输出电路有何意义？其符号如何画？
参考答案：三态输出电路能使输出电路与总线脱离，使总线结构具有公共通路的作用。
2.6 何谓L门及E门？它们在总结结构中有何用处？
参考答案：L门即LOAD控制端，是用以使寄存器接受数据输入的控制门，又称装入门。E门即ENABLE控制端，是三态输出门，用以使寄存器中的数据输出至总线，又称三态输出门。L门和E门的运用可以保证数据在共用总线中有序传输互不干扰。
2.8 ROM和RAM各有何特点和用处？
参考答案：ROM为只能读出的存储器，可用以存放固定的程序和数据。由于半导体存储器技术的发展，目前出现了诸如Flash ROM的存储器，它可读可写，并且掉电后写入的信息不丢失。ROM通常用于固化生产厂家或开发者的程序或数据，用于启动计算机或控制计算机的工作。RAM为可写入又可读出的存储器，可用以随时写入、改写或读出数据，也可用以写入随时有可能改变的用户程序。RAM通常用于存储各种动态的输入输出数据、中间结果以及与外部存储器交换的数据或程序。
2.10 除地线公用处，5根地址线和11根地址线各可选多少个地址？
参考答案：5根地址线可选25=32个地址；11根地址线可选211=2048个地址；
2.11 译码器有何作用？
参考答案：通常有地址译码器和指令译码器两种说法，功能基本类似。地址译码器将地址线翻译成存储单元的地址；指令译码器将指令代码翻译成控制信号。
第3章作业3.2程序计数器PC的内容是什么意义？参考答案：程序计数器PC的内容是下一条指令所在的存储单元的地址。
3.5环形计数器有何用处？什么叫环形字？
参考答案：环形计数器能产生计算机运行的机器节拍，用于控制多条电路，使它们依次轮流为高电位，作为顺序控制信号，即产生按时钟周期来安排每条指令的取指及执行的顺序，从而形成例行程序。如将环形计数器的输出看作是一个字T，则T=T5T4T3T2T1T0就是一个6位的环形字。
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？
参考答案：例行程序是由控制部件内部的结构确定了的各条指令的执行步骤。机器周期是一条指令从取指到执行完了所需的时钟周期数。取指周期为从PC开始，PROM中的指令进入IR到PC+1为止的时钟周期数。执行周期为从指令进入控制器执行起至执行完毕的时钟周期数。本章模型机的机器周期包括6个时钟周期。机器周期在本章举例中是固定，但对不同的计算机而言，那就不一定是固定的了。
3.7控制部件包括哪些主要环节？各有何用处？
参考答案：包括下列环节：
（1） 指令译码器：将来自PROM的二进制指令的最高四位译成控制动作信号送入控制矩
（2） 环形计数器：产生环形字以指挥例行程序的运行顺序。
（3） 控制矩阵：将来自环形计数器的时钟节拍及指令译码器的控制动作信号进行分析而产
生控制字，使整个计算机协调一致地动作。
（4） 其它控制电路：包括时钟脉冲发生器、运行/停车触发器、启动/清除按钮等。
第4章作业4.1 8086CPU与8088CPU有哪些相同之处？又有哪些区别？参考答案：8086CPU与8088CPU内部结构基本相同：内部数据总线都是16位的，都采用16字进行操作及存储器寻址，两者的程序代码完全兼容，程序的编制和执行也完全相同。不同之处：8088的指令队列为4个字节，8086的指令队列为6个字节；8086的外部数据总线是16位的，而8088的外部数据总线是8位的，因此8088是准16位的CPU，在处理一个16位数据字的外部访问操作时，8088需要两步操作而8086只需要一步，因此对于相同的程序，8088要比8086有较多的外部存取操作，相应地8088执行得较慢。
4.2 8086CPU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？
参考答案：8086从功能上分为两大部分：执行部件（EU）和总线接口部件（BIU）。 执行部件EU由以下4部分组成：
（1）4个通用寄存器：AX，BX，CX，DX；
（2）4个专用寄存器：基址指示器BP，堆栈指示器SP，源变址寄存器SI，目的变址寄存器DI；
（3）标志寄存器FR；
（4）算术逻辑运算部件ALU。
EU的功能：负责执行所有的指令，向总线接口部件BIU提供指令执行的结果数据和地址，并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。
总线接口部件BIU由以下部件组成：
（1）4个段寄存器：代码段寄存器CS，数据段寄存器DS，附加段寄存器ES，堆栈段寄存器SS；
（2）指令指示器IP；
（3）地址加法器；
（4）指令队列。
BIU的功能：执行外部总线周期，负责存储器与I/O端口的访问，即负责CPU与存储器及I/O外设之间的信息交换。
4.3 8086CPU由哪些寄存器组成？各有什么用途？标志寄存器和各标志位在什么情况下置位？参考答案：共有 14 个寄存器，通 用 寄 存 器AX, BX , CX, DX , SP , BP ,SI ,DI. AX , BX ,CX ,，数据寄存器，段寄存器，控制寄存器,D X 为数据寄存器,用来保存运算中的中间结果和有效地址.//AX 用作累计器.//BX 用作基址寄存 器,//CX 用作计数器//,DX 用作数据寄存器.//SP; 堆栈指针寄存器;装栈顶指针偏移量//.BP;基 址指针寄存器;装栈段中一个数据区的基址 偏移量//.SI;源变址寄存器,装源操作数地址 的偏移量//.DI; 目的变址寄存器,装目的操 作数地址偏移量（.2）段寄存器 4 个;CS;代 码段寄存器,装代码段的起始地址.//DS;数据 段寄存器,装数据段的起始地址://SS;堆栈段 寄存器,装堆栈段的起始地址 //ES;附加段寄 存器,装附加段的起始地址（3）控制寄存器 2 个;IP,FR. IP;指令指针寄存器;始终存放 当前指令的下一条的起始存储单元的偏移 地址//.FR;状态标志寄存器用来存放运算结 果和特征.//16 位寄存器,用 39 位.标志位分 为两大类;一类是状态标志,用来表示算术, 逻 辑 运 算 的 结 果 特 征 . （CF,PF,AF,ZF,SF,OF）一类是控制标志;用 来 表 示 控 制 CPU 的 操 作 特 征 . （IF,DF,TF） .CF:CF=1 为加减运算结果的最 高位有进位或有借位,否则 C F=0.PF;PF=1 位操作结果 “1” 的个数为偶数， 否则 PF=0.FA:AF=1 位运算结果的低 4 位向 高 4 位有进位或有借位,否则 AF=0.ZF:ZF=1 运算结果为 0,否则 ZF=0.SF;SF=1 运算结果 最高为 0（E）否则 SF=0.OF;OF=1 在算数运 算时,带符号数的运算结果超出数的表示范 围.否则 OF=0.TF;TF=1CPU 进入单步工作方 式.IF;IF=1 允许 CPU 响应可屏蔽外部中断 请求.IF=0 禁止中断.DF;DF=1 在字符串操作 时使地址指针自动减量.DF=0 自动增量.
4.4 8086系统中的物理地址是如何得到的？假如CS=2000H，IP=2100H，其物理地址就是多
少？参考答案：将存储系统的段地址寄存器的内容左移4位（二进制位）或乘以16，加上偏移地址，即可得到20位的物理地址。 CS：IP=H，物理地址为：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TW等待周期？插入多少个TW取决于什么因素？
参考答案：CPU把BIU完成一次访问存储器或外设操作所需的时间称为一个总线周期。一个总线周期最少包含4个时钟周期（T1～T4）。当访问存储器（读、写）或外设时，存储器或外设不能及时地配合CPU传送数据，存储器或外设通过“READY”信号在T3之前向CPU发一个“数据未准备好”的低电平信号，CPU检测到这个信号后会在T3之后插入一个或多个等待时钟周期TW。当存储器或外设准备好数据，通过拉高“READY”电平，发出“准备好”信号，CPU检测到这个信号后，会自动脱离TW状态进入T4状态，完成总线操作。因此插入多少个TW取决于“READY”信号低电平持续时间。
4.6 什么是锁存器？系统中为什么要用地址锁存器？锁存的是什么信息？
参考答案：地址锁存器就是一暂存器，它根据控制信号的状态，将总线上的地址信息暂存起来。8086CPU的AD0～AD15，8088CPU的AD0～AD7是地址/数据信号分时复用的，当CPU与存储器交换信号时，首先由CPU发送存储器的地址信号，同时发地址锁存允许信号ALE给锁存器，当锁存器接到该信号后将地址/数据总线上的地址锁存在锁存器中，随后才能传送数据信号。对于8086CPU所用的锁存器锁存的是地址总线的低16位和BHE信号，8088CPU所用的地址锁存器锁存的是地址总线的低8位信号。
4.10 RESET信号来到后，CPU的CS和IP分别等于多少？
参考答案：高电平的RESET信号维持4个时钟周期以上时，CPU结束当前的操作，并对处理器标志寄存器、DS、SS、ES、IP及指令队列清零，将CS设置为FFFFH，由于IP = 0000H，因此当复位信号变为低电平时，CPU从FFFF0H的存储单元开始执行程序。第7章作业7.4 设SP = 0040H，如果用进栈指令存入5个数据，则SP = 若又用出栈指令取出2个数据，则SP =
7.8 AX中有一负数，欲求其绝对值，若该数为补码，则用指令码，则用指令
AX， 7FFFH
7.9 （2）将CX中间8位取反，其余位不变。
（6）不用乘法指令实现AL（无符号数）乘以20。结果存放在AX中。
MOV AL，055H ; 给AL赋单字节任意数
MOV AL，055H ; 给AL赋单字节任意数
包含总结汇报、办公文档、旅游景点、外语学习、党团工作、行业论文以及最新微机原理与应用习题参考答案(郑学坚)等内容。本文共2页
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