内容发布更新时间 : 2024/12/22 18:59:15星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
《微机原理与接口技术》习题解答
习题1
1.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点？
【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”，有以下5方面特点： （1）用二进制数表示数据和指令；
（2）指令和数据存储在内部存储器中，按顺序自动依次执行指令； （3）由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统； （4）由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行； （5）以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段？各典型芯片具备哪些特点？ 【解答】经历了6代演变，各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点
发展时代 第一代 （1971~1973年） 第二代 （1974~1977年） 第三代 （1978~1984年） 第四代 （1985~1992年） 类别 4、8位低档微处理器 8位中高档微处理器 16位 微处理器 32位 微处理器 典型芯片及性能特点 Intel 4004集成2300多个晶体管，主频108KHz，寻址640Byte，指令系统简单；Intel 8008采用PMOS工艺，集成3500晶体管，基本指令48条，主频500KHz。 Intel 8080采用NMOS工艺，集成6000晶体管，主频2MHz，指令系统较完善，寻址能力增强，运算速度提高了一个数量级。 Intel 8086采用HMOS工艺，集成29000晶体管，主频5MHz/8MHz/10MHz ，寻址1MB。Intel 80286集成度达到13.4万晶体管，主频20MHz。 Intel 80386集成27.5万个晶体管，主频33MHz，4GB物理寻址。有分段存储和分页存储部件，可管理64TB虚拟存储空间。Intel 80486集成120万个晶体管，包含浮点运算部件和8KB的一级高速缓冲存储器Cache。 Intel Pentium、Pentium Pro、Pentium MMX、Pentium II、 Pentium III、Pentium 4微处理器等，采用新式处理器结构，数据加密、视频压缩和对等网络等方面性能有较大幅度提高。 由Intel公司与HP公司联手开发的Merced采用全新的IA-64结构设计，是一种采用长指令字、指令预测、分支消除、推理装入和其他一些先进技术的全新结构微处理器。 第五代 （1993~1999年） 超级32位 微处理器 64位 微处理器Merced 第六代 （2000年以后） 1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?
【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外，还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。常用的微型计算机性能指标主要有：字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成？各部分的主要功能和特点是什么？
【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下：
（1）微处理器：是微型计算机的核心部件，由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成，其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
（2）内存储器：用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。RAM存放当前参与运行的各种程序和数据，特点是信息可读可写，存取方便，但信息断电后会丢失；ROM用于存放各种固定的程序和数据，特点是信息固定不变，关机后原存储的信息不会丢失。
（3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。
（4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。
（5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。
（6）外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。外存储器容量大，保存的信息不会丢失。
（7）输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。
1.5 什么是微型计算机的系统总线？说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。 【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。
（2）地址总线：用来传送地址。主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。
（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。 1.6 什么是系统的主机板？由哪些部件组成？
【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。
1.7 计算机中有哪些常用的数制和码制？如何进行数制之间的转换？
【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。
（1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”； （2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。
（3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。 （4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。
十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。
1.8 将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。
（1）15.32 （2）325.16 （3）68.31 （4）214.126
【解答】：
（1）15.32 = 1111.0101B = F.5H=00010101.00110010BCD。
（2）325.16 = 10000101.0001B = 85.1H= 001100100101.00010110BCD。 （3）68.31 = 1000100.0100B = 64.4H= 01101000.00110001BCD。
（4）214.126 = 11010110.0010B = D6.2H= 001000010100.000100100110BCD。 1.9 将下列二进制数分别转化为十进制数、八进制数和十六进制数。
（1）10010101 （2）11001010 （3）10111.1101 （4）111001.0101 【解答】
（1） 11001010 = 202 = 312Q = CAH （2） 10111.1101 = 23.8125 = 27.64Q = 17.DH （3） 111001.0101 = 57.625 = 71.24Q = 39.5H
1.10 将下列十六进制数分别转化为二进制数、十进制数。
（1）FAH 【解答】
（1） FAH = 11111010B = 250
（2） 12B8H = 0001001010111000B = 4792
（3） 5A8.62H = 010110101000.01100010B = 1448.3828125 （4） 2DF.2H = 001011011111.0010B = 735.0078125
1.11 写出下列带符号十进制数的原码、反码、补码表示（采用8位二进制数）。
（1）+38 （2）+82 【解答】
（1）X =+38，[X]补 = 00100110B （2）X =+82，[X]补 = 01010010B （3）X =－57，[X]补 = 11000111B （4）X =－115，[X]补 = 10001101B 1.12 写出下列二进制数的补码表示。
（1）+1010100 （2）+1101101 （3） －0110010 （4） －1001110 【解答】
（1）X = +1010100，[X]补 = 01010100B （2）X = +1101101，[X]补 = 01101101B （3）X = －0110010，[X]补 = 11001110B （4）X = －1001110，[X]补 = 10110010B 1.13 已知下列补码求出其真值。
（1）87H （2）3DH （3）0B62H （4）3CF2H 【解答】
（1） [X]补 =87H = 10000111B，符号位为1，X是负数，[X]原 =11111001B，X =-79H （2） [X]补 =3DH = 00111101B，符号位为0，X是正数，X = 3DH
（3） [X]补 =0B62H =0000101101100010B，符号位为0，X是正数，X = +B62H （4） [X]补 =3CF2H = 0011110011110010B，符号位为0，X是正数，X =3CF2H 1.14 按照字符所对应的ASCII码表示，查表写出下列字符的ASCII码。
A 、g 、W、*、ESC、LF、CR 、% 【解答】
（3）－57 （4）－115
（2）12B8H （3）5A8.62H
（4）2DF.2H