第九章习题与参考答案
1．在8086中有些引脚是复用的，请说明为什么要采用这种方法？以地址／数据复用引脚为例，说明复用是如何实现的？指出在实现复用过程中起关键作用的信号和部件。 答：CPU与外部需要交换的信号很多，但受器件的物理尺寸限制，又不能制作这样多的引脚。为此只好采用引脚复用的方法解决这一矛盾。地址／数据复用引脚的过程是:CPU在总线周期的开始先经地址/数据复用引脚送出地址，待地址信号稳定后发出地址锁存信号ALE（下降沿）使地址锁存器锁存地址信号并将其送到地址总线。然后再发出数据使能信号DEN#，让与数据总线相连的数据收发器工作，经地址/数据复用引脚送出或接收数据。其中关键的信号是地址锁存信号与数据使能信号DEN#，关键的器件是地址锁存器和数据收发器。 2．何为最大模式? 如何使8086工作于最大模式? 何为最小模式? 如何使8086工作于最小模式?
答：所谓最小模式，就是在系统中只有8086一个微处理器。在这种系统中，所有的总线控制信号都直接由8086产生，因此，系统中的总线控制逻辑电路被减到最少。当8086的第33脚MN／MX#固定接到+5V时，就处于最小工作模式。最大模式是相对最小模式而言，它用在中等规模的或者大型的8086系统中，在此系统中，包含两个或多个微处理器，其中一个主处理器就是8086，其它的处理器称为协处理器，它们是协助主处理器工作的。和8086配合的协处理器有两个，一个是数值运算协处理器8087，一个是输入／输出协处理器8089。当8086的第33脚MN／MX#固定接地时，就处于最大工作模式。
3．在哪种工作模式必须使用8288? 8288的作用是什么?
答：在最大工作模式下必须使用总线控制器8288，8288主要用于解决主处理器与协处理器对总线的共享控制，它可按CPU的要求，产生相应的总线控制信号。 4．在最大工作模式必须使用8289吗? 为什么?
答：在最大工作模式必须使用8289。因为在8086多处理器系统中，主处理器8086，数值运算协处理器8087，输入／输出协处理器8089是分时占用总线的，必须使用总线仲裁器8289来确定每一时刻总线控制权的归属。
5．试说明最小模式的内存读、内存写、I/O读、I/O写靠哪些信号来区分，如何区分？ 答：在最小模式下，内存读、内存写、I/O读、I/O写靠控制信号M/IO#、RD#、WR#区分。具体方法是:①M/IO#高、RD#低、WR#高，是内存读操作②M/IO#高、RD#高、WR#低，是内存写操作③M/IO#低、RD#低、WR#高，是I/O读操作④M/IO#低、RD#高、WR#低，是I/O写操作。 6．指令MOV AX，[519H]译码后执行时，8086各有关引脚要送出何种电平信号？就最小工作模式予以说明(不妨假设(DS)=200H)。 答：最小工作模式下，指令MOV AX，[519H]译码后执行时，M/IO#为高、RD#为低、WR#为高、DT/R#为低，设(DS)=200H则内存单元物理地址为200H*10H+519H=2519H，故AD19～AD0依次为00000010010100011001。
7．什么是指令周期、总线周期及时钟周期? 它们之间有何关系? 答：时钟周期就是提供给CPU的振荡周期，它是CPU的基本时间单位，由计算机的主频决定；计算机完成一次总线操作所用的时间为总线周期；一般一个基本总线周期由4个时钟周期构成；指令周期是执行一条指令所需要的时间。一般一个指令周期由多个总线周期构成，具体数目与指令有关。
8．若CPU的主频为5M，每个时钟周期为多长时间？每个基本总线周期为多长时间？假设执
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行某条指令要占用3个总线周期，执行该指令至少要用多长时间？ 注: 1s(秒)=10ms(毫
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秒)=10μs(微秒)= 10ns(纳秒)
答：8. 一个时钟周期为 10/5000000=200 ns；一个基本总线周期为200*4=800 ns；执行该指令至少要用800*3=2400ns=2.4μs
9．我们知道，在复位的时候，代码段寄存器CS和指令指针寄存器IP分别初始化为FFFFH和0000H。所以，8086再重新启动时，便从内存的FFFF0处开始执行一条无条件转移指令，转移到系统程序入口处。试问为什么复位时不让CS和IP直接指向系统程序的入口处，而非要如此设计？
答：复位时不让CS和IP直接指向系统程序的入口处有两个好处：①可以使初始化CS和IP的操作方便；②为产品更新提供了柔性，例如，假设当前机型的系统程序放在800H处，则在FFFF0H处放一条JMP 800H，新机型根据需要，系统程序不得不放在900H处，这时只需在FFFF0H处放一条JMP 900H即可，初始化CS和IP的部分不需要作任何变动。 10．最小模式的读操作周期和写操作周期中，有哪些信号的电平时序变化不同？
答：最小模式的读操作周期和写操作周期中，RD#、WR#、DT/R#以及AD15～AD0的电平时序变化不同。
11．在最小模式下，对于写I/O端口的操作，RD#、WR#、M/IO#、DT/R# 各信号的电平高低如何(不考虑时序)? 假设I/O端口地址为3F8H，20根地址线的电平高低如何？
答：在最小模式下，对于写I/O端口的操作，RD#为高电平、WR#为低电平、M/IO#为低电平、DT/R#为高电平。假设I/O端口地址为3F8H，20根地址线AD19～AD0的电平信号依次为0000001111111000。
12．试说明为什么要在T3和T4之间插入Tw状态？
答：因为存储器和外设的速度慢，往往在一个基本总线周期（4个时钟）内，完成不了一次读写操作，为了实现与CPU的同步，以保证正确读写数据，就必须插入等待周期Tw 13．何为总线保持请求？何为总线保持应答？
答：当系统的其它总线设备（如8237A）要求占用总线时，就向CPU发出HOLD信号，请求接管总线。称其为总线保持请求。CPU收到HOLD信号后，如果允许其它总线设备占用总线，就发出一个应答信号HLDA，让出总线控制权。称其为总线保持应答。 第十章习题与参考答案
1．无条件传送适用于哪些场合？
答：无条件传送适用于对一些简单外设的操作，例如开关、七段显?器等。也就是要求传送不太频繁，每次传送时，外设都处于?绪状态。
2．试述条件查询方式输出的过程，查询传送方式输入的工作过程。(画出汁程图) 答：查询传送方式输入的工作过程包抬三个环节： A. CPU 从接口中读取状态字；
B. CPU 检测状态字的对应位是否满足‘准备好’?件； C. 如果不满足, 则继续读取状态字, 否则输入数据。 流程图如图10.1所示
查询传送方式输出的工作过程包括三个环节：
A. CPU 从接口中读取状态字；
B. B. CPU 检测状态字的对应位是否满足‘不忙’条件； C. C. 如果不满足, 则继续读取状态字, 否则输出数据。
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流程图如图10.2所示
3．条件查询方式传送与无条件传送相比有何优点？还有哪些问题？
答：查询传送方式输入/输出与无条件传送相比的优点是传送可靠性提高，不会丢失数据。但查询传送方式仍没有解决输入/输出独占CPU的问题。 4．叙述中断传送方式输入/输出的工作过程。
答：当外设将数据送入数据输入寄存器中（准备好一个新的数据）/将数据输出寄存器中的数据走（准备好接收一个新的数据）时,就经过INTR引腿向 CPU 发出一个中断请求信号, CPU 在收到中断请求信号后, 如果标志寄存器的IF位为1,则在当前指令执行完后, 通过 INTA# 引腿发出中断应答信号，同时,使当前标志寄存器的内容及断点地址入栈保护，转去执行相应的I/O中断处理子程序, 完成输入/输出后返回断点处继续工作。 5．中断传送方式与条件传送相比有何优点？还有哪些问题？
答：中断传送方式与查询传送方式相比的优点是CPU不再反复执行查询输入/输出程序，可以在两次传送的间隔期间处理其它工作，从而提高了CPU的工作效率。但在中断传送方式下，还是由CPU执行程序来实现数据传送的，CPU还未得到真正解放。 6．试述DMA方式输出的过程。
答：当外设准备好接收一个数据时向DMAC（8237）发出请求，DMAC向CPU发出总线保持请求信号HOLD并一直维持该信号为高，CPU如果允许让出总线，就向DMAC发出一个高电平的总线保持应答HLDA，同时与总线在逻辑上断开。DMAC得到总线控制权后，发出地址和内存读信号，将数据送到总线上，然后发出外设端口写信号将数据输出，然后将HOLD信号变低，CPU检测到HOLD变低，知道DMA输出已完成，将HLDA变低，收回总线控制权。 7．DMA传送方式与中断传送相比有何优点？
答：在中断传送方式下，还是由CPU执行程序来实现数据传送的。CPU响应中断去执行输入/输出处理程序时，要保存断点、保护现场，处理完毕还要恢复断点、恢复现场。这样占用了CPU的大量时间做许多与输入/输出无关的工作。此外，在进入中断或中断返回时，CPU内的指令队列就要清除，总线接口部件和执行部件之间的并行工作方式暂时会受到破坏，从而降低处理速度。如果外设速度很快，两次传送的间隔时间本来就很短，CPU就很难再有间隔时间去处理其它工作。而在DMA方式，是由DMAC控制I/O传送，进行DMA传送时，CPU可以做任何与总线无关的工作，CPU得到了真正的解放。
8．为什么一般I/O接口的地址总线总是单向的，而DMA的地址总线是双向的？ 答：DMA控制器作为主模块工作时，要控制内存和外设或内存和内存之间的数据传送，因此,必须通过地址总线向外传送内存地址；而当DMA作为从模块工作时，CPU又必须通过地址总线对其进行寻址；故DMA 的地址总线必须是双向的。 9．与一般接口相比DMAC的工作有何特点？
答：一般接口只作为从模块工作，而DMAC一旦获得总线控制权，是作为主模块工作的。它可以直接发送地址和控制信息，控制内存和外设或内存和内存之间进行数据传送。 10．判断下列指令书写是否正确，如有错误，指出错在何处？ （1）IN AX，3284H （2）OUT 34H，BX 答：（1）IN AX，3284H中外设端口地址为16位，这在直接寻址I/O操作中是不允许的，应
改为用间接寻址方式操作，既MOV DX, 3284H IN AX, DX
（2）OUT 34H，BX中使用寄存器BX是不允许的，必须用累加器与端口交换信息，故应
改为：
MOV AX，BX OUT 34H，AX
11．用两种方法写出从88H端口读入信息的指令。再用两种方法写出从42H口输出100H的指令。
答：从88H端口读入信息的指令分别为: ①IN AX, 88H ②MOV DX, 88H IN AX, DX
从42H口输出100H的指令分别为: ①MOV AX, 100H OUT 42H, AX ②MOV AX, 100H MOV DX, 42H OUT DX, AX 12．叙述中断输入输出中是如何解决快速CPU与慢速外设的矛盾，提高主机的工作效率的？ 答：在中断输入输出方式中，CPU不用专门等待慢速的外设送来（输入时）或取走（输出时）数据，它可以正常处理与I/O无关的工作，当外设已送来或取走数据，即接口准备好输入/输出时,就向 CPU 发出一个中断请求信号, CPU 响应中断，转去执行相应的I/O处理程序, 完成一次输入/输出，之后返回断点处继续原来的工作。可见，在中断传送方式下，CPU可以在慢速外设完成I/O操作时处理其它工作，从而大大提高了CPU的效率。 第十一章习题与参考答案
1．什么叫中断？采用中断有哪些优点？
答：所谓中断，是指由于种种原因，使CPU暂时停止当前程序的执行，而转去处理临时发生的事件，处理完毕后，再返回继续执行暂停的程序。也就是说，在程序执行过程中，插入另外一段程序运行。使用中断技术，使得外部设备与CPU不再是串行工作，而是分时操作，解决了快速的CPU与慢速的外设之间的矛盾，从而大大提高了计算机的效率。另外采用中断可以更好地实现实时信息处理等。
2．什么叫中断源？微型计算机中一般有哪几种中断源？识别中断源一般有哪几种方法？ 答：所谓中断源即指引起中断的原因或中断请求的来源。微型计算机中一般有以下几种中断源:(1)外部设备;(2)实时时钟;(3)故障源;(4)中断指令或为调试程序设置的中断。识别中断源一般有以下两种方法①查询中断②向量中断。 3．中断分为哪几种类型？它们的特点是什么？
答：中断包括外?中断（硬件中断）和内部中断（软件中断）两大类，其中外部中断又分为可屏蔽中断和不可屏蔽中断。勯屏蔽中断的特点是受标志寄存器中IF位的控制，当IF=1时，允许CPU响应可屏蔽中断请求，当IF=0时，CPU不响应可屏蔽?断请求；不可屏蔽中
断的特点是丌受标志寄存器中IF位的控制；内部中断除单步中断外都是不可屏蔽的，但单步中断的屏蔽不是靠IF位，而是靠TF位的置0实现。 4．什么叫中断向量、中断优先权和中断嵌套？ 答：设置在内存0～3FFH区域，对应于每个中断类型的中断处理子程序的入口地址称为中断向量；在有多个中断源的情况下，根据轻重缓急，为每一个中断类型设置一个响应级别，称之为中断优先权；当CPU正在处理某一中断时，又出现了优先权级别更高的中断请求，CPU就响应此中断而挂起正在执行的中断服务程序，在高优先权中断处理完后，再返回执行被挂起的中断服务程序，这种情况称为中断嵌套或多重中断。 5．CPU响应中断的条件是什么？ CPU如何响应中断？
答：对于软中断和不可屏蔽中断，CPU无条件响应。对于可屏蔽中断，CPU响应中断的条件是IF位为1。CPU响应中断的过程是：CPU 在遇到中断指令或收到中断请求信号后, 如果为可屏蔽中断，首先看标志寄存器的IF位是否为1, 如为0，则不响应，否则在当前指令执行完后, 通过INTA#引腿发出中断应答信号，从8259获取中断类型号(其它中断无此步骤)，使当前标志寄存器的内容及断点地址入栈保护，根据中断类型号在中断向量表中取出中断处理程序的入口地址,送CS、IP从而转去执行相应的中断处理子程序, 执行完后将断点地址及标志从栈中弹回IP、CS和FR，返回断点处继续工作。
6．已知某中断的中断类型号为2， 假设此时内存第 06H～0DH 的内容依次为40H、50H、60H、70H、80H、90H、A0H、 B0H，求该中断的中断处理程序的入口地址。 答： 2*4=8H, 从内存第8H～BH的内容应依次为IP的低位字节, IP的高位字节, CS的低位字节, CS的高位字节, 故 IP=7060H, CS=9080H, 中断处理程序的入口地址为: 9080H*10H+7060H=97860H 7．假设对应某个中断的中断处理程序入口地址为 83A00H，内存第14H～1BH的内容依次为：50H、3AH、00H、80H、00H、3AH、00H、80H，求该中断的中断类型号。 答：该中断向量应存放在以 4 的倍数为起始地址的 4 个单元中, 依次为 IP的低位、IP 的高位、CS 的低位、CS 的高位， 比较所给中断程序的入口地址和中断向量表的内容可知, 所求中断向量在中断向量表中的起始地址为18H, 故该中断的中断类型号为 18H/4=06H. 8．TF=0时，将禁止什么中断？编写程序将TF置0。
答：TF=0时，将禁止单步（陷阱）中断。将TF置0的程序如下： code segment
assume cs:code
start:pushf
pop ax
and ax,FEFFH push ax popf
mov ax,4c00h int 21h
code ends
end start
9．为什么INTR中断有两个中断响应周期，而NMI和内部中断却没有中断响应周期？ 答：CPU在接收到INTR中断请求后，需要在第一个周期内送出中断应答信号INTA，告知8259。8259在收到中断应答信号后，在第二个周期内送出中断类型号，以便CPU去处理中断。而NMI的中断类型号已知为2，因而不需中断响应周期，同样内部中断类型号也是已知的，也不需要中断响应周期。