02习题答案

微处理器体系与结构。

习题与答案。

1. 8086／8088 cpu 由哪两大部分组成？请分别叙述它们的功能。

答：8086/8088 cpu均由两个独立的逻辑单元组成，一个称为总线接口单元biu（bus interface unit），另一个称为执行单元eu(execution unit）。

总线接口单元biu取指令时，从存储器指定地址取出指令送入指令队列排队；执行指令时，根据eu命令对指定存储器单元或i/o端口存取数据。

执行单元eu任务是执行指令，进行全部算术逻辑运算、完全偏移地址的计算，向总线接口单元biu提供指令执行结果的数据和偏移地址，并对通用寄存器和标志寄存器进行管理。

2. 8086／8088与传统的计算机相比在执行指令方面有什么不同？这样的设计思想有什么优点？

答：总线接口部分和执行部分是分开的，每当eu执行一条指令时，造成指令队列空出2个或空出一个指令字节时，biu马上从内存中取出下面一条或几条指令，以添满他的指令队列。这样，一般情况下，cpu在执行完一条指令后，便可马上执行下一条指令，不像以往8位cpu那样，执行完一条指令后，需等待下一条指令。

即eu从指令队列中取指令、执行指令和biu补充指令队列的工作是同时进行的。这样大大提高了cpu利用率，降低了系统都对存储器速度的要求。

3. 状态标志和控制标志有何不同？8086／8088的状态标志和控制标志分别有哪些？

答：8086/8088 cpu设立了一个两字节的标志寄存器，共九个标志。其中标志位o、s、z、a、p、c是反映前一次涉及alu操作结果的状态标志，d、i、t是控制cpu操作特征的控制标志。

4. 8086／8088 cpu寻址存储器时，什么是物理地址？逻辑地址？它们之间有何关系？

答：8086/8088系统中每个存储单元都有一个物理地址，物理地址就是存储单元的实际地址编码。在cpu与存贮器之间进行任何信息交换时，需利用物理地址来查找所需要的访问的存储单元。

逻辑地址由段地址和偏移地址两部分组成。

逻辑地址的表示格式为：段地址：偏移地址。知道了逻辑地址，可以求出它对应的物理地址：物理地址=段地址×10h+偏移地址。

5. 段寄存器cs＝1200h，指令指针寄存器ip＝ff00h，此时，指令的物理地址为多少？指向这一物理地址的cs值和ip值是唯一的吗？

答：根据：物理地址=段地址×10h+偏移地址，指令的物理地址为21f00h。指向这一物理地址的cs值和ip值不唯一。

6. 8086 cpu中信号和a0信号是通过怎样的组合解决存储器和外设端口的读／写的？这种组合决定了8086系统中存储器偶地址体及奇地址体之间应该用什么信号区分？怎样区分？

答：若存取一个字节的数据，总是用一个总线周期来完成该操作；若存取一个字，则依该字是规则字还是不规则字需用一个或两个总线周期来完成。对规则字，只用一个总线周期来完成16位数据的传送，而对于非规则字则用相邻两个总线周期来完成该字的存储操作，先取其奇地址字节（即数据的低位字节），然后存取偶地址字节。

在组成存储系统时，总是偶地址单元的数据通过ad0~ad7传送，而奇地址单元的数据通过ad8~ad15传送，即通过总线高字节传送。信号和a0信号控制存储器读写见下表：

7. 请分别画出80386微处理器运行在实模式和保护模式时的存储器映像图。

答：80386微处理器在实模式和保护模式时的存储器映像图如下：

ffffffffh

000fffffh

00000000h00000000h

8. 请说出80386微处理器的控制寄存器cr0、cr1、cr2和cr3的功能作用。

答：cr0选择分页，以及选择进入还是退出保护模式；

cr1为将来预留；

cr2保存任何错误的线性地址；

cr3保存页目录的基地址。

9. 什么是描述符？段描述符和系统描述符之间的区别是什么？

答：描述符是一个8字节长的序列，它描述了保护模式下存储器段的地址、长度和属性。

段描述符描述数据、**或堆栈段；而系统描述符则描述call，中断门或任务。

10. 请说明80386微处理器是如何实现从实模式到保护模式的切换的？

答：80386通过设置或清除cr0的d0位来实现实模式到保护模式的切换。

11. 已知80386微处理器的物理存储地址为c0000000h，请问分页单元如何将线性地址d0000000h映射到此物理存储单元？

答：线性地址d0000000h通过访问页目录项1101000000b来寻址物理页，在该项中给出了描述4mb的存储空间的页表地址。页表项***保存存储地址c0000000h，以便将线性地址d0000000h转换为c0000000h。