微机第三版教材习题参考答案马维华（参考）.docVIP

第二章作业 2-2简述微处理器的工作方式、各工作方式的含义和区别是什么?它们之间是如何切换的？ 答： 1.五种工作方式：实地址方式、保护虚地址方式、虚拟86方式、系统管理方式以及IA-32E方式。 2.含义： (1)实地址方式是指处理器工作在8086/8088编程环境下的工作方式，其最大地址空间为1MB。 (2)保护地址方式，又称保护虚地址方式，简称保护方式，是真正发挥处理器潜能的一种工作方式。所谓保护是指在执行多任务操作时，对不同任务使用的不同存储空间进行完全隔离，保护每个任务顺利执行，能够寻址的地址空间为实际的物理地址空间即2m（m为处理器外部地址线的引脚条数）。 (3)虚拟86方式是指一个多任务的环境，即模拟多个8086的工作方式。在这个方式之下，处理器被模拟成多个8086微处理器同时工作。 (4) 系统管理方式（SMM）是为实现特定功能及系统安全提供的一种工作方式，SMM的功能主要包括电源管理以及为操作系统和正在运行的程序提供安全性。SMM最显著的应用就是电源管理。 以上四种方式是IA-32所有处理器所具有的工作方式。 (5)从后期的P4到以Core为核心的处理器开始支持64位扩展技术，引入了IA-32E工作方式。在这种方式下，处理器支持两种模式即兼容的工作方式（兼容IA-32处理器的方式）和64位工作方式。在兼容模式下，允许在64位操作系统下运行原来的16位和32位应用程序，可使用前缘REX访问64位数据，最大支持的32位地址空间，而在64位方式下，采用EM64T技术，支持64位操作，同时支持36位的地址（从Pentium Pro开始处理器的外部地址线就提供36条），支持64位线性地址，默认的地址空间为64位，默认的数据宽度为32位，指令允许32/64地址和32/64数据 以上工作方式中，系统管理方式需要用硬件切换即有/SMI引脚中断方可以从原来的工作方式进入系统管理方式，其它工作方式的切换均可用软件控制来切换工作方式。 2-3 IA-32E方式兼容模式和64位模式下，Cure X系列处理器能够寻址的物理地址空间分别有多大？ 答： 具有IA-32E工作方式处理器在兼容模式下，最大支持的32位地址空间即4GB，而在64位方式下，采用EM64T技术，支持64位操作，同时支持36位的物理地址即64GB，支持64位线性地址，默认的地址空间为64位。 2-10 Pentium处理器的Ｕ和Ｖ两条指令流水线的功能是什么？主频为100MHz的Pentium处理器，最快执行两条指令的时间为多少ns？ 答：（1）U流水线主要用于执行复杂指令，而V流水线只能执行简单指令。 （2）最快执行两条指令的时间是一个时钟周期，100MHz主频其一个时钟周期为1/100 (us)=10ns。 2-11简述Pentium处理器的BTB的功能。 答：BTB（分支目标缓冲器）可对分支指令进行预测，目的是提高流水线执行效率。在Pentium微处理器中，使用了BTB预测分支指令，这样可在分支指令进入指令流水线之前预先安排指令的顺序，而不致使指令流水线的执行产生停滞或混乱。 2-18 总结一下8086/8088到Core i7处理器外部地址线、数据线条数、通用寄存器的位数以及所处的工作方式。各自的位长以及所能寻址的物理地址空间有多大？ 答：从8086到Corei的相关参数如下表所示表。 处理器 主要参数 8086 80286 80386 80486 Pentium P6（Pro,PII,PIII） Pentium 4 Core 2 Duo Core i7 Corei3/i5/ i7 (二代到六代) 通用寄存器位数 16 16 32 32 32 32 32 32/64 32/64 32/64 外部数据线条数 16 16 32 32 64 64 64 64 64 64 外部地址线条数 20 24 32 32 32 36 36 36 36 36 物理地址空间 1MB 16MB 4GB 4GB 4GB 64GB 64GB 64GB 64GB 64GB I/O组织(端口个) 64K 64K 64K 64K 64K 64K 64K 64K 64K 64K 工作方式 实方式 实方式 保护方式 实方式 保护V86 实方式 保护、V86 实，保护、V86、系统管理 实、保护、V86、系统管理 实、保护、V86、系统管理 实、保护、系统管理、IA-32E 实、保护、系统管理、IA-32E 实、保护、系统管理、IA-32E 2-26 已经从内存1FF00000开始存放12H, 34H, 56H, 78H, 90H, ABH, CDH, EFH, 11H, 22H, 33H, 44H, 55H, 66H, 77H, 88H，99H,00H,AAH,BBH,CCH,DD