《微機(jī)原理與接口技術(shù)》習(xí)題1解答.pdf

習(xí)題 1 1 1 馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案有哪些特點(diǎn) 解答 馮 諾依曼型計(jì)算機(jī)的設(shè)計(jì)方案是 存儲(chǔ)程序 和 程序控制 有以下 5 方面特點(diǎn) 1 用二進(jìn)制數(shù)表示數(shù)據(jù)和指令 2 指令和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)在內(nèi)部存儲(chǔ)器中 按順序自動(dòng)依次執(zhí)行指令 3 由運(yùn)算器 控制器 存儲(chǔ)器 輸入設(shè)備和輸出設(shè)備組成基本硬件系統(tǒng) 4 由控制器來(lái)控制程序和數(shù)據(jù)的存取及程序的執(zhí)行 5 以運(yùn)算器為核心 1 2 微處理器和微型計(jì)算機(jī)的發(fā)展經(jīng)歷了哪些階段 各典型芯片具備哪些特點(diǎn) 解答 經(jīng)歷了 6 代演變 各典型芯片的特點(diǎn)如表 1 1 所示 表 1 1 微處理器的發(fā)展及典型芯片的特點(diǎn) 發(fā)展時(shí)代 類別 典型芯片及性能特點(diǎn) 第一代 1971 1973 年 4 8 位低檔 微處理器 Intel 4004 集成 2300 多個(gè)晶體管 主頻 108KHz 尋址 640Byte 指令系統(tǒng)簡(jiǎn) 單 Intel 8008 采用 PMOS 工藝 集成 3500 晶體管 基本指令 48 條 主頻 500KHz 第二代 1974 1977 年 8 位中高檔 微處理器 Intel 8080 采用 NMOS 工藝 集成 6000 晶體管 主頻 2MHz 指令系統(tǒng)較完 善 尋址能力增強(qiáng) 運(yùn)算速度提高了一個(gè)數(shù)量級(jí) 第三代 1978 1984 年 16 位 微處理器 Intel 8086 采用 HMOS 工藝 集成 29000 晶體管 主頻 5MHz 8MHz 10MHz 尋址 1MB Intel 80286 集成度達(dá)到 13 4 萬(wàn)晶體管 主頻 20MHz 第四代 1985 1992 年 32 位 微處理器 Intel 80386 集成 27 5 萬(wàn)個(gè)晶體管 主頻 33MHz 4GB 物理尋址 有分段存 儲(chǔ)和分頁(yè)存儲(chǔ)部件 可管理 64TB 虛擬存儲(chǔ)空間 Intel 80486 集成 120 萬(wàn)個(gè) 晶體管 包含浮點(diǎn)運(yùn)算部件和 8KB 的一級(jí)高速緩沖存儲(chǔ)器 Cache 第五代 1993 1999 年 超級(jí) 32 位 微處理器 Intel Pentium Pentium Pro Pentium MMX Pentium II Pentium III Pentium 4 微處理器等 采用新式處理器結(jié)構(gòu) 數(shù)據(jù)加密 視頻壓縮和對(duì)等網(wǎng)絡(luò)等方 面性能有較大幅度提高 第六代 2000 年以后 64 位 微處理器 Merced 由 Intel 公司與 HP 公司聯(lián)手開發(fā)的 Merced 采用全新的 IA 64 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 是 一種采用長(zhǎng)指令字 指令預(yù)測(cè) 分支消除 推理裝入和其他一些先進(jìn)技術(shù)的 全新結(jié)構(gòu)微處理器 1 3 微型計(jì)算機(jī)的特點(diǎn)和主要性能指標(biāo)有那些 解答 除具有運(yùn)算速度快 計(jì)算精度高 有記憶能力和邏輯判斷能力 可自動(dòng)連續(xù)工作等基本特 點(diǎn)以外 還具有功能強(qiáng) 可靠性高 價(jià)格低廉 結(jié)構(gòu)靈活 適應(yīng)性強(qiáng) 體積小 重量輕 功耗低 使用 和維護(hù)方便等 微型計(jì)算機(jī)的性能指標(biāo)與系統(tǒng)結(jié)構(gòu) 指令系統(tǒng) 硬件組成 外部設(shè)備以及軟件配備等有關(guān) 常用的 微型計(jì)算機(jī)性能指標(biāo)主要有 字長(zhǎng) 主頻 內(nèi)存容量 指令數(shù) 基本指令執(zhí)行時(shí)間 可靠性 兼容性 性能價(jià)格比等 1 4 常見的微型計(jì)算機(jī)硬件結(jié)構(gòu)由哪些部分組成 各部分的主要功能和特點(diǎn)是什么 解答 微型計(jì)算機(jī)硬件一般由微處理器 內(nèi)存儲(chǔ)器 外存儲(chǔ)器 系統(tǒng)總線 接口電路 輸入 輸出 設(shè)備等部件組成 主要組成部件的功能和特點(diǎn)分析如下 1 微處理器 是微型計(jì)算機(jī)的核心部件 由運(yùn)算單元 ALU 控制單元 寄存器組以及總線接口 部件等組成 其功能是負(fù)責(zé)統(tǒng)一協(xié)調(diào) 管理和控制系統(tǒng)中的各個(gè)部件有機(jī)地工作 2 內(nèi)存儲(chǔ)器 用來(lái)存放計(jì)算機(jī)工作過(guò)程中需要的操作數(shù)據(jù)和程序 可分為隨機(jī)存儲(chǔ)器 RAM 和只 讀存儲(chǔ)器 ROM RAM 存放當(dāng)前參與運(yùn)行的各種程序和數(shù)據(jù) 特點(diǎn)是信息可讀可寫 存取方便 但信息 斷電后會(huì)丟失 ROM 用于存放各種固定的程序和數(shù)據(jù) 特點(diǎn)是信息固定不變 關(guān)機(jī)后原存儲(chǔ)的信息不 會(huì)丟失 3 系統(tǒng)總線 是 CPU 與其它部件之間傳送數(shù)據(jù) 地址和控制信息的公共通道 可分成數(shù)據(jù)總線 DB 地址總線 AB 控制總線 CB 4 輸入 輸出接口電路 完成微型計(jì)算機(jī)與外部設(shè)備之間的信息交換 由寄存器組 專用存儲(chǔ)器 和控制電路等組成 5 主機(jī)板 由 CPU 插座 芯片組 內(nèi)存插槽 系統(tǒng) BIOS CMOS 總線擴(kuò)展槽 串行 并行接 口 各種跳線和一些輔助電路等硬件組成 6 外存儲(chǔ)器 使用最多的是磁盤存儲(chǔ)器 軟盤 硬盤 和光盤存儲(chǔ)器 外存儲(chǔ)器容量大 保存 的信息不會(huì)丟失 7 輸入 輸入設(shè)備 是微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)與外部進(jìn)行通信聯(lián)系的主要裝置 常用的有鍵盤 鼠標(biāo) 顯示器 打印機(jī)和掃描儀等 1 5 什么是微型計(jì)算機(jī)的系統(tǒng)總線 說(shuō)明數(shù)據(jù)總線 地址總線 控制總線各自的作用 解答 系統(tǒng)總線是 CPU 與其它部件之間傳送數(shù)據(jù) 地址和控制信息的公共通道 1 數(shù)據(jù)總線 用來(lái)傳送數(shù)據(jù) 主要實(shí)現(xiàn) CPU 與內(nèi)存儲(chǔ)器或 I O 設(shè)備之間 內(nèi)存儲(chǔ)器與 I O 設(shè)備 或外存儲(chǔ)器之間的數(shù)據(jù)傳送 2 地址總線 用來(lái)傳送地址 主要實(shí)現(xiàn)從 CPU 送地址至內(nèi)存儲(chǔ)器和 I O 設(shè)備 或從外存儲(chǔ)器傳 送地址至內(nèi)存儲(chǔ)器等 3 控制總線 用于傳送控制信號(hào) 時(shí)序信號(hào)和狀態(tài)信息等 1 6 什么是系統(tǒng)的主機(jī)板 由哪些部件組成 解答 CPU RAM ROM I O 接口電路以及系統(tǒng)總線組成的計(jì)算機(jī)裝置稱為 主機(jī) 主機(jī)的 主體則是主機(jī)板 主機(jī)板上主要有 CPU 插座 芯片組 內(nèi)存插槽 系統(tǒng) BIOS CMOS 總線擴(kuò)展槽 串行 并行接口 各種跳線和一些輔助電路等硬件 1 7 計(jì)算機(jī)中有哪些常用的數(shù)制和碼制 如何進(jìn)行數(shù)制之間的轉(zhuǎn)換 解答 數(shù)值數(shù)據(jù)經(jīng)常用二進(jìn)制 十進(jìn)制 八進(jìn)制和十六進(jìn)制 字符數(shù)據(jù)使用 ASCII 碼 表示十進(jìn) 制數(shù)字用 BCD 碼 1 十進(jìn)制到二進(jìn)制 整數(shù)部分連續(xù)除以 2 后 倒取余 小數(shù)部分連續(xù)乘以 2 后 正取整 2 二進(jìn)制到十進(jìn)制 將二進(jìn)制數(shù)按權(quán)展開即可 3 二進(jìn)制到八進(jìn)制 將 3 位二進(jìn)制一組對(duì)應(yīng) 1 位八進(jìn)制數(shù)碼 4 八進(jìn)制到二進(jìn)制 將 1 位八進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng) 3 位二進(jìn)制數(shù)碼 十六進(jìn)制與二進(jìn)制間轉(zhuǎn)換與八進(jìn)制與二進(jìn)制間轉(zhuǎn)換類似 只是比例關(guān)系為 1 位十六進(jìn)制數(shù)碼對(duì)應(yīng) 4 位二進(jìn)制數(shù)碼 1 8 將下列十進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù) 十六進(jìn)制數(shù)和壓縮 BCD 碼 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 將下列二進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)化為十進(jìn)制數(shù) 八進(jìn)制數(shù)和十六進(jìn)制數(shù) 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 將下列十六進(jìn)制數(shù)分別轉(zhuǎn)化為二進(jìn)制數(shù) 十進(jìn)制數(shù) 1 FAH 2 12B8H 3 5A8 62H 4 2DF 2H 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 寫出下列帶符號(hào)十進(jìn)制數(shù)的原碼 反碼 補(bǔ)碼表示 采用 8 位二進(jìn)制數(shù) 1 38 2 82 3 57 4 115 解答 1 X 38 X 補(bǔ) 00100110B 2 X 82 X 補(bǔ) 01010010B 3 X 57 X 補(bǔ) 11000111B 4 X 115 X 補(bǔ) 10001101B 1 12 寫出下列二進(jìn)制數(shù)的補(bǔ)碼表示 1 1010100 2 1101101 3 0110010 4 1001110 解答 1 X 1010100 X 補(bǔ) 01010100B 2 X 1101101 X 補(bǔ) 01101101B 3 X 0110010 X 補(bǔ) 11001110B 4 X 1001110 X 補(bǔ) 10110010B 1 13 已知下列補(bǔ)碼求出其真值 1 87H 2 3DH 3 0B62H 4 3CF2H 解答 1 X 補(bǔ) 87H 10000111B 符號(hào)位為 1 X是負(fù)數(shù) X 原 11111001B X 79H 2 X 補(bǔ) 3DH 00111101B 符號(hào)位為 0 X是正數(shù) X 3DH 3 X 補(bǔ) 0B62H 0000101101100010B 符號(hào)位為 0 X是正數(shù) X B62H 4 X 補(bǔ) 3CF2H 0011110011110010B 符號(hào)位為 0 X是正數(shù) X 3CF2H 1 14 按照字符所對(duì)應(yīng)的 ASCII 碼表示 查表寫出下列字符的 ASCII 碼 A g W ESC LF CR 解答 A 的 ASCII 碼為 41H G 的 ASCII 碼為 47H W 的 ASCII 碼為 57H 的 ASCII 碼為 2AH ESC 的 ASCII 碼為 1BH LF 的 ASCII 碼為 0AH