《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 諾依曼型計算機(jī)的設(shè)計方案有哪些特點(diǎn) 解答 馮 諾依曼型計算機(jī)的設(shè)計方案是 存儲程序 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)存儲在內(nèi)部存儲器中 按順序自動依次執(zhí)行指令 3 由運(yùn)算器 控制器 存儲器 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 多個晶體管 主頻 108KHz 尋址 640Byte 指令系統(tǒng)簡 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)算速度提高了一個數(shù)量級 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 萬個晶體管 主頻 33MHz 4GB 物理尋址 有分段存 儲和分頁存儲部件 可管理 64TB 虛擬存儲空間 Intel 80486 集成 120 萬個 晶體管 包含浮點(diǎn)運(yùn)算部件和 8KB 的一級高速緩沖存儲器 Cache 第五代 1993 1999 年 超級 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 是 一種采用長指令字 指令預(yù)測 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 計算精度高 有記憶能力和邏輯判斷能力 可自動連續(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 微型計算機(jī)性能指標(biāo)主要有 字長 主頻 內(nèi)存容量 指令數(shù) 基本指令執(zhí)行時間 可靠性 兼容性 性能價格比等 1 4 常見的微型計算機(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 微型計算機(jī)硬件一般由微處理器 內(nèi)存儲器 外存儲器 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)中的各個部件有機(jī)地工作 2 內(nèi)存儲器 用來存放計算機(jī)工作過程中需要的操作數(shù)據(jù)和程序 可分為隨機(jī)存儲器 RAM 和只 讀存儲器 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)后原存儲的信息不 會丟失 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 外存儲器 使用最多的是磁盤存儲器 軟盤 硬盤 和光盤存儲器 外存儲器容量大 保存 的信息不會丟失 7 輸入 輸入設(shè)備 是微型計算機(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 什么是微型計算機(jī)的系統(tǒng)總線 說明數(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 用來傳送數(shù)據(jù) 主要實現(xiàn) CPU 與內(nèi)存儲器或 I O 設(shè)備之間 內(nèi)存儲器與 I O 設(shè)備 或外存儲器之間的數(shù)據(jù)傳送 2 地址總線 用來傳送地址 主要實現(xiàn)從 CPU 送地址至內(nèi)存儲器和 I O 設(shè)備 或從外存儲器傳 送地址至內(nèi)存儲器等 3 控制總線 用于傳送控制信號 時序信號和狀態(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 符號位為 1 X是負(fù)數(shù) X 原 11111001B X 79H 2 X 補(bǔ) 3DH 00111101B 符號位為 0 X是正數(shù) X 3DH 3 X 補(bǔ) 0B62H 0000101101100010B 符號位為 0 X是正數(shù) X B62H 4 X 補(bǔ) 3CF2H 0011110011110010B 符號位為 0 X是正數(shù) X 3CF2H 1 14 按照字符所對應(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