微机原理与接口技术（第三版）课堂布置及需要关注习题参考答案 5

问的数据，S＝1表示段描述符，A＝0表示该段还没有被访问过，TYPE＝001表示该段是向上增长的可写的数据段。

2-42已知内存中的数据如表2.26所示，对于IA-32处理器，已知内部相应寄存器的值为：ESI=00001230H，DS=SS=ES=FS=GS=1003H。GDT表和LDT表的首地址均为0，CR4＝0。CR3＝000011FFH，内存数据如下所示。

（1）当CR0=70000010H时指令MOV EAX，[ESI]对应源操作数的物理地址及指令执行后EAX中的值。

[ESI]对应源操作数的物理地址及指令执行后EAX（2）当CR0=70000011H时 求指令MOV EAX，中的值。该段的最多能容纳多少字节数据？根据访问权字节说明该段是什么样的段，是否存在存储器中?

地址 ： 00011267H 00011266H 00011265H 00011264H 00011263H 00011262H 00011261H 00011260H 数据 ： 00H 70H 00H 01H 75H 39H 2AH 00H 地址 ： 00011237H 00011236H 00011235H 00011234H 00011233H 00011232H 00011231H 00011230H 数据 ： 00H 00H 11H 47H 32H 30H 31H 36H 地址 ： 00001047H 00001046H 00001045H 00001044H 00001043H 00001042H 00001041H 00001040H 数据 ： 00H 01H 1EH 13H 00H 00H 1FH FFH 地址 ： 00001007H 00001006H 00001005H 00001004H 00001003H 00001002H 00001001H 00001000H 数据 ： 00H 40H F3H 01H 00H 00H 1FH FFH 解：CR4＝0表示没有页的扩展，默认4KB页大小

（1）由CR0＝70000010H可知，PE＝0,处于实地址方式，因此物理地址＝段地址×16＋偏移地址EAX的值＝75392A00H； ＝10030H＋00001230H＝00011260H，由表可知执行完MOV EAX,[ESI]之后，

（2）由CR0＝70000011H知PE＝1且PG＝0为仅分段的保护方式，由DS＝1003H＝0001000000000011B，可知，TI＝0选择的是GDT表，RPL＝11表示一般用户访问，索引×8＝1000H

段描述符存放的首地址＝GDT表首址＋索引×8＝00001000H，所以通过上表可知，

段描述符＝0040F30100001FFFH，段基址＝00010000H，段界＝01FFFH，G＝0,段内偏移量＝ESI＝00001230H,因此物理地址＝段基址＋偏移地址＝00010000H＋00001230H＝00011230H，由表可得执行MOV EAX，[ESI]后，EAX的值就是从00011230H开始的4个字节，即EAX＝32303136H；

由于G＝0时段大小＝段界＋1＝01FFFH＋1＝2000H＝8192字节，即可容纳8192字节的数据 访问权字节＝F3H＝11110011B，A＝1该已经被访问过，同P＝1在物理存储器中，是向上增长的可写的数据段。

（3）由CR0＝E0000011H知PE＝1且PG＝10为分段且页的保护方式， 由（2）得线性地址＝00011230H，由于CR4＝0页大小为4KB（不扩展） 00011230H＝0000 0000 0000 0001 0001 0010 0011 0000B，偏移地址＝230H

CR3＝000011FFH，因此页目录基地址＝00001000H，页目录索引*4＝0，因此目录项地址＝00001000H，从表中找出页目录项为00001FFFH，因此页表基址＝00001000H，页表索引*4＝11H*4=44H因此页表项地址＝00001044H，页表项＝00011E13H，页基地址＝00011000H，物理地址＝页基地址+页内偏移量＝00011000H+230H＝00011230H，EAX的值就是从00011230H开始的4个字节，即EAX＝32303136H；

2-43 已知内存中的据如表2.26所示，IA-32处理器复位后，立即执行以下指令，求出指令执行完EAX中的值并说明处理器的工作状态。（注意自复位后处理器的状态，参见2.3.1中图2.22）。

MOV EAX，CR0 OR EAX，1 MOV CR0,EAX

MOV EAX，00011000H

6 IA-32 & Intel64微机原理与接口技术（第三版） 布置的习题参考答案

MOV CR3,EAX MOV EAX，CR0

OR EAX，80000000H MOV CR0,EAX

MOV EAX, [23401000H]

地址 ： 00011267H 00011266H 00011265H 00011264H 00011263H 00011262H 00011261H 00011260H 数据 ： 00H 70H 00H 01H 75H 39H 2AH 00H 地址 ： 00011237H 00011236H 00011235H 00011234H 00011233H 00011232H 00011231H 00011230H 数据 ： 00H 00H 11H 47H 32H 30H 30H 39H 地址 ： 00001007H 00001006H 00001005H 00001004H 00001003H 00001002H 00001001H 00001000H 数据 ： 00H 40H F4H 01H 00H 00H 1FH FFH 解：由前三条指令可知CR0.0（PE）＝1转入保护方式，CR3＝00011000H，知页目录表基址＝00011000H，由第6,7,8条指令可知，CR0.31（PG）＝1，即处理器工作在分段和分页的保护方式 由于复位后除代码段外，其它段基地址＝0因此段描述符所描述的段基地址也为0，因此线性地址＝段内偏移地址=23401000H=0010001101 0000000001 0000 0000 0000B

页目录索引×4＝001000110100B×4＝234H，页表索引×4＝0000000001H×4＝00000004H

页目录项基地址＝00011000H,因此页目录项的地址为页目录基地址＋页目录索引值×4＝00011000H＋234H＝00011234H，因此页目录项＝00001147H,页表基地址＝00001000H,因此页表项地址为页表基地址＋页表索引×4＝00001000H＋00000004H＝00001004H，页表项＝00001147H，页基地址＝00001000H，物理地址＝页基地址＋页内偏移地址＝00001000H＋0＝00011000H，因此EAX＝00001FFFH

第五章作业

5-2简述半导体存储器的分类及主要性能指标。

SRAM－静态随机存取存储器，主要用于Cache RAM DRAM－动态随机存取存储器，主要用于内存模块 MROM－掩膜型只读存储器 PROM－一次可编程只读存储器 ROM EPROM－紫外线可擦除可编程只读存储器，早期ROM BIOS EPROM-电可擦除可编程只读存储器 Flash－闪速存储器，现代ROM BIOS 新型存储器 答：（1）分类

2传统半导体存储器 FRAM－铁电存储器，非易失性RAM MRAM－磁阻式存储器，非易失性RAM

(2)主要性能指标：存储容量、存取速度和带宽（带宽=存储器总线频率×数据宽度/8 （单位：字节/S）） 5-3 说明SRAM、DRAM、MROM、PROM、EPROM及FRAM的特点及简单工作原理。

答：SRAM靠双稳态触发器的两个稳定状态存储信息的；DRAM靠极间电容的充放电来存储信息的；MROM靠光刻技术确定是否保留MOS管决定信息的，跨接MOS管，信息为0,没有跨接MOS管，信息为1；PROM是靠熔丝的通断决定信息的，没有熔断，则信息为1,熔断信息为1；EPROM是靠雪崩注入式场效应管（FAMOS管）的浮置栅是否积累足够的电荷来存储信息的，有足够的电荷积累，则记录信息0,没有足够的电荷积累信息记录；FRAM是靠铁电电容来存储信息的。

5-4 已知一个SRAM芯片的容量为4M×8，该芯片有一个片选信号引脚和一个读/写控制引脚，问该芯片至少有多少个引脚？

解：SRAM的引脚的确定从地址线、数据线、控制线及电源线四方面考虑，地址线m决定字数，2m=4M,因此m=22,

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容量4M×8，所以n=8，片选一条，读写控制一个，电源和地各一条，芯片共有引脚＝22＋8＋1＋1+2＝34条。如果算出来为奇数，则加1变偶数，以便于对称，便于制作。

5-6 50ns的512M×8的DRAM芯片，其外部数据线和地址线为多少条？1秒钟至少可存取多少次？如果系统接内存的总线周期40ns的微机系统，在访问存储器时要不要插入等待周期？如果处理器是Pentium,则需要插入多少ns的等待时间?

解：（1）寻址的地址线＝log2(单元数)=log2(512M)=log2(229)=29条，由于DRAM的外部地址线是内部的一半，因此DRAM的外部地址线为15条,数据线8条，1s/50ns=109/50=20000000次，即每秒可存取2千万次，总线周期为40ns，因此比 50ns快，因此需要插入等待周期，才能正常访问50ns的存储器。如果是Pentium处理器，，是由于一个总线周期含2个状态，因此一个状态为20ns,因此等待一个状态20ns后，访问时间为40ns+20ns＝60ns超过50ns即可访问。因此要插入20ns的等待时间。

5-9 试计算外频（内存模块的核心频率）为200MHz时DDR、DDR2、DDR3、双通道DDR4的带宽。 解：由于DDR、DDR2、DDR3、DDR4数据宽度为64位，200MHz下的速度如下： (1) DDR：200MHz×2×64/8＝1600MB/s (2) DDR2:200MHz×4×64/8=3200MB/s (3) DDR3:200MHz×8×64/8＝6400MB/s (4)DDR4:双通道200MHz×8×2×64/8=25600MB/S 5-10已知RAM的容量为

(1) 16K×8 (2) 64K×8 (3) 128K×8 (4) 256K×8

如果RAM的起始地址为3450H，则各RAM对应的末地址为多少？

解：（1）16K×8,单元数16K＝24×210=3FFFH+1,所以末地址＝首地址＋大小－1＝3450H＋3FFFH＝744FH （2）64K＝216=FFFFH+1，末地址＝3450H＋FFFFH＝1344FH （3）128K＝217＝1FFFFH＋1,末地址＝3450H＋1FFFFH＝2344FH （4）256K＝218＝3FFFFH＋1,末地址＝3450H＋3FFFFH＝4344FH

5-11如果一个应用系统中ROM为8KB，最后一个单元地址为57FFH，RAM紧接着ROM后面编址，RAM为16KB，求该系统中存储器的第一个地址和最后一个单元地址。

解：ROM最后一个单元为57FFH，8K＝213＝1FFFH＋1,因此首地址＝末地址－（大小－1）＝57FFH－1FFFH＝3800H，由于RAM紧跟ROM后面编址，因此RAM的首地址＝57FFH＋1＝5800H，RAM大小16K＝214＝3FFFH＋1,所以RAM的最后地址就是系统存储器的末地址（最后一个单元的地址）＝5800H＋3FFFH＝97FFH

5-14用4K×8的SRAM芯片构成16K×16的存储器,要求起始地址为08000H,画出联接图，选用8086。 解：需要的芯片数：16K×16/(4K×8)＝4×2＝8片。起始地址＝08000H,容量16K×16＝32K×8＝32KB（微机是按字节编址的），因此32K＝215＝7FFFH＋1,末地址＝08000H＋7FFFH＝0FFFFH，需要增加的地址线3条，08000H~0FFFFH可变的地址为A14～A0，其中A14、A13为增加的地址线，分别接2－4译码器输入端B和A，A11～A0是芯片本身的地址线接系统地址总线的A12～A1，不变的地址A19～A16均为0,A15＝1,A0与RD逻辑或后接存储器的偶地址（低字节）存储模块的读信号，A0与WR或后接存储器的偶地址（低字节）存储模块的写信号，BHE与RD逻辑或后接存储器的奇地址（高字节）存储模块的读信号，BHE与WR或后接存储器的奇地址（高字节）存储模块的写信号，即当读或写偶地址存储体时，A0＝0，能对如1＃，3＃，5＃，7＃进行读写操作，当读或写奇地址存储体时，

BHE＝0,能对2＃，4＃，6＃，8＃进行读操作，以保证对奇偶存储体的访问，当A0＝0并且BHE＝0时，可对一个字

（16位）进行访问，连接示意如图所示。

8 IA-32 & Intel64微机原理与接口技术（第三版） 布置的习题参考答案

A19 A18 A17 A16 A15 M/IOD15~D0 74LS139 WRY0D15~D8 D7~D0 D15~D8 D7~D0 WR D7~D0(1#) CS OE A11~A0 WE D7~D0(2#) WE D7~D0(3#)CS OE A11-A0 WE D7~D0(4#) CS OE A11~A0CS OE A11~A0E A14 A13 Y2 Y1Y3D15~D8 D7~D0 D15~D8 D7~D0 BA WE D7~D0(5#)BHE RD A0 2 WE D7~D0(6#)CS OE A11~A0 WE D7~D0 (7#) WE D7~D0(8#) CS OE A11~A0CS OE A11~A0CS OE A11~A0 A12~A11345-16写出图5.43(a)所示的片选信号CS以及(b)中Y0～Y7对应的端口地址。 DAENA9A81213A9A6A4A8A71U1A2123456111212U2A3U4A7A58CSA3AENA2A1A012131245U7B6910U7C8321CBAU7A3654DU3A12U5A12U6E3E2E1Y7Y6Y5Y4Y3Y2Y1Y079101112131415CA6A5A4A3A2A1A0B (a) Title (b) 图5.43 题5-16图 ＝07FH； ANumberRevision解：(a)由CS＝0可知：A9＝0,A8＝0,A7＝0,A6＝1,A5＝1,A4＝1,A3Size＝1,A2＝1,A1＝1,A0＝1,地址＝0001111111BA4Date:File:3-Sep-2004 Sheet of F:\\教学\\WJ\\第二版微机书稿\\书稿电路图.ddbDrawn By:4A(b)由3－8译码器使能端有效即E3＝1,E2＝E112＝0知：A9＝1,A8＝0,A7＝0,A6＝31,A5＝0,A4＝1，A3＝0 Y0:A2A1A0=000，因此Y0的地址＝1001010000B＝250H Y1:A2A1A0=001，因此Y1的地址＝1001010001B＝251H Y2:A2A1A0=010，因此Y2的地址＝1001010010B＝252H Y3:A2A1A0=011，因此Y3的地址＝1001010011B＝253H Y4:A2A1A0=100，因此Y4的地址＝1001010100B＝254H Y5:A2A1A0=101，因此Y5的地址＝1001010101B＝255H Y6:A2A1A0=110，因此Y6的地址＝1001010110B＝256H Y7:A2A1A0=111，因此Y7的地址＝1001010111B＝257H

5-17 简述8088、8086、80386、Pentium、Pentium II、Pentium III、Pentium4以及Core 2系统存储器的组成形式。 解： 8088为8位存储器组织，共一个8位存储体，总容量最大1MB；

8086和80286为16位存储器组织，共2个8位存储体，1个偶地址存储体和1个奇地址存储体，其中8086

的每个存储体最大512KB，共1MB，而80286每个8MB，共16MB；

80386为32位存储器组成，共4个8位存储体，每个最大1MB，共4GB；

Pentium~CureX均为64位存储器组织，共8个8位存储体，Pentium每个存储体最大512MB，共4GB，

PentiumII~CoreX每个最大8GB，共64GB。

5-19 对于80386/80486设计一个32位存储器模块，使用EPROM芯片，地址范围FFFF0000H~FFFFFFFFH。 解：80386/80486地址线32条，数据线32条，EPROM容量为FFFFFFFFH－FFFF0000H＋1＝10000H即64KB， 64KB＝64K×8＝（16×4）×8＝16K×32，即可用4片16KB的EPROM 27128通过位扩展构成这一存储器模块。