第1章作業(yè)詳解

1、第 1 章計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)知識教材習(xí)題解答1. 計(jì)算機(jī)中為什么都采用二進(jìn)制數(shù)而不采用十進(jìn)制數(shù)？【解】計(jì)算機(jī)的基本功能是對數(shù)的運(yùn)算和處理。計(jì)算機(jī)中，通過數(shù)字化編碼技術(shù)，對所表示的數(shù)值、文字、符號及控制信息等進(jìn)行數(shù)字編碼，這種數(shù)字化表示方法不僅要適合于人的自然習(xí)慣，同時要滿足機(jī)器中所用器件、線路的工作狀態(tài)以及數(shù)據(jù)可靠傳輸與易于校驗(yàn)糾錯等方面的要求。一個具有兩種不同的穩(wěn)定狀態(tài)且能相互轉(zhuǎn)換的器件，就可以用來表示一位二進(jìn)制數(shù)，所以表示二進(jìn)制的器件易于制造且工作可靠，并且二進(jìn)制數(shù)的運(yùn)算規(guī)則也最簡單，因此目前計(jì)算機(jī)中均采用二進(jìn)制數(shù)來表示各種信息及進(jìn)行信息處理。2. 寫出下列用原碼或補(bǔ)碼表示的機(jī)器數(shù)的真值：(1)0

2、1101101(2)10001101(3)01011001(4)11001110【解】(1)X 原 01101101 109X 補(bǔ) 01101101 109(2)X 原 10001101 13X 補(bǔ) 10001101 115(3)X 原 01011001 89X 補(bǔ) 01011001 89(4)X 原 11001110 78X 補(bǔ) 11001110 503. 填空：(1)(1234) 10 ()2 ()16(2)(34.6875) 10()2 ()16(3)(271.33) 10 ()2 ()16(4)(101011001001) 2 ()10()16(5)(1AB.E) 16 ()10 ()

3、2(6)(10101010.0111) 2 ()10 ()16【解】(1) (1234) 10 ( 10011010010 ) 2 ( 4D2 ) 16(2) (34.6875) 10( 100010.1011 ) 2 ( 22.B ) 16(3) (271.33) 10 ( 100001111.010101 )2 ( 10F.54 )16(4) (101011001001) 2 ( 2761 )10 ( AC9 ) 16(5) (1AB.E) 16 ( 427.875 )10(110101011.111 )2(6) (10101010.0111) 2 ( 170.4375 ) 10 ( AA

4、.7 ) 164. 已知 X=36 ， Y= 136， Z= 1250，請寫出 X 、 Y 、 Z 的 16 位原碼、反碼和補(bǔ)碼?！窘狻縓 原 0000 0000 0010 0100Y 原 1000 0000 1000 10001Z 原 1000 0100 1110 0010X 反 0000 0000 0010 0100Y 反 1111 1111 0111 0111Z 反 1111 1011 0001 1101X 補(bǔ) 0000 0000 0010 0100Y 補(bǔ) 1111 1111 0111 1000Z 補(bǔ) 1111 1011 0001 11105. 已知 X 補(bǔ)=01010101B ，Y 補(bǔ)

5、 =10101010B ，Z 補(bǔ) =1000111111111111B，求 X 、 Y 、Z 及 X Y 、Y Z 的十進(jìn)制值為多少?【解】 Y Z 運(yùn)算時 Y 需要擴(kuò)展符號位X 85Y 86Z 28673X Y 01010101B 10101010B 11111111B 1Y Z 11111111 10101010B 10001111 11111111B 11111111 10101010B 01110000 00000001B 0110 1111 1010 1011B 285876. 用 8 位補(bǔ)碼進(jìn)行下列運(yùn)算 ,并說明運(yùn)算結(jié)果的進(jìn)位和溢出：(1) 33 114 (2) 33 114 (3

6、) (-33) 114 (4) (-33)-114 【解】(1) 33 補(bǔ) 00100001114 補(bǔ) 01110010 00100001 0111001010010011正確的運(yùn)算結(jié)果147>127，出現(xiàn)溢出，使符號位發(fā)生變化，出現(xiàn)結(jié)果：109(2) 33 補(bǔ) 00100001 114補(bǔ) 1000111000100001 1000111010101111運(yùn)算結(jié)果： 81(3) -33 補(bǔ) 11011111 114 補(bǔ) 0111001011011111 01110010101010001最高位進(jìn)位，自然丟失，運(yùn)算結(jié)果：812(4) -33 補(bǔ) 11011111 -114 補(bǔ) 100011

7、10 1101111110001110101101101正確的運(yùn)算結(jié)果147< 127，出現(xiàn)溢出，使符號位發(fā)生變化，出現(xiàn)運(yùn)算結(jié)果：1097. 將下列十進(jìn)制數(shù)表示為 8421BCD 碼：(1) 8609(2) 5254(3) 2730(4) 2998【解】(1) 1000 0110 0000 1001(2) 0101 0010 0101 0100(3) 0010 0111 0011 0000(4) 0010 1001 1001 10008. 將下列 8421BCD 碼表示為十進(jìn)制數(shù)和二進(jìn)制數(shù)：(1) 01111001(2) 001010000101(3) 011000000111(4) 0

8、10110010000【解】(1)79，1001111B(2)285，100011101B(3)607，1001011111B(4)590，1001001110B9. 將下列數(shù)值或字符串表示為相應(yīng)的ASCII 碼：(1) 51(2) 7FH(3) C6H(4) Computer(5) how are you?【解】(1) 0110101 0110001(2) 0110111 1100110 1101000(3) 1100011 0110110 1101000(4) 1100011 1101111 1101101 1110000 1110101 1110100 1100101 1110010(5

9、) 1101000 1101111 1110111 0100000 1100001 1110010 1100101 0100000 1111001 11011111110101 011111110. 定點(diǎn)數(shù)和浮點(diǎn)數(shù)表示方法各有什么特點(diǎn)？【解】用浮點(diǎn)表示法比定點(diǎn)表示法表示數(shù)的范圍大，浮點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算比定點(diǎn)數(shù)的運(yùn)算復(fù)雜11. 微處理器、微型計(jì)算機(jī)和微型計(jì)算機(jī)系統(tǒng)三者之間有什么不同？【解】微處理器（CPU），由運(yùn)算器和控制器組成。運(yùn)算器完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算，控制器分析命令并指揮協(xié)調(diào)各部件統(tǒng)一行動完成命令規(guī)定的各種動作或操作。微型計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。微型計(jì)算機(jī)

10、系統(tǒng)包括微型計(jì)算機(jī)硬件和軟件。12. 微型計(jì)算機(jī)由哪幾部分組成，各部分的功能是什么？【解】微型計(jì)算機(jī)由運(yùn)算器、控制器、存儲器、輸入設(shè)備、輸出設(shè)備五大部分組成。運(yùn)算器完成算術(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算；控制器分析命令并指揮協(xié)調(diào)各部件統(tǒng)一行動完成命令3規(guī)定的各種動作或操作；存儲器存放原始數(shù)據(jù)、中間結(jié)果和最終結(jié)果以及程序；輸入設(shè)備、輸出設(shè)備與外界交換信息。13.CPU 在內(nèi)部結(jié)構(gòu)上由哪幾部分組成，CPU 應(yīng)具備什么功能？【解】微處理器（CPU）由運(yùn)算器和控制器組成。CPU 應(yīng)具備的功能：對數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并對處理過程進(jìn)行控制。14. 簡述計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令和執(zhí)行程序的過程。 以書中的例子為例， 說明在此三條指令執(zhí)行中，

11、哪些信號屬于數(shù)據(jù)流，哪些信號屬于控制流？【解】計(jì)算機(jī)執(zhí)行指令和執(zhí)行程序的過程分為：(1) 取指階段，從存儲器中取出指令；(2) 分析執(zhí)行階段，由控制器進(jìn)行分析譯碼、發(fā)出一系列控制信號完成該指令的執(zhí)行。以書中的例子為例，在此三條指令執(zhí)行中，以下信號屬于數(shù)據(jù)流： IP M； IP+1 IP； MIR ； IR ID ；addr M； M ACC ALU 結(jié)果 ACC。以下信號屬于控制流： 控制上述操作過程的信號流； 控制IP自動加 1 存儲器對地址譯碼，找到100 單元； ID 對指令譯碼后，由控制信號發(fā)生器產(chǎn)生一系列控制信號來執(zhí)行這條指令 ALU 執(zhí)行“ ADD”運(yùn)算；15. 微型計(jì)算機(jī)外部為什

12、么采用三總線結(jié)構(gòu)？【解】有了總線結(jié)構(gòu)以后，系統(tǒng)中各功能部件之間的相互關(guān)系變?yōu)楦鱾€部件面向總線的單一關(guān)系。一個部件或設(shè)備只要符合總線標(biāo)準(zhǔn)，就可以連接到采用這種總線標(biāo)準(zhǔn)的系統(tǒng)中，使系統(tǒng)功能能很簡便地得到擴(kuò)展。數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)， 地址總線專門用來傳送地址信息， 控制總線用來傳輸控制信號。16. 數(shù)據(jù)總線和地址總線在結(jié)構(gòu)和作用上有什么不同？【解】數(shù)據(jù)總線用來傳輸數(shù)據(jù)，地址總線專門用來傳送地址信息。從結(jié)構(gòu)上看，數(shù)據(jù)總線是雙向的，即數(shù)據(jù)既可以從CPU 送到其它部件，也可以從其它部件傳送到CPU。因地址總是從 CPU 送出去的，所以地址總線是單向的。地址總線的位數(shù)決定了CPU 可以直接尋址的內(nèi)存范圍。1

13、7. 如果某幾種 CPU 的地址總線分別有 8、 16、 20、 32 條，它們各自能尋址的存儲器的容量是多少？【解】地址總線8 條：28 256B地址總線16 條： 216 64KB地址總線20 條： 220 1MB地址總線32 條： 232 4GB18. 什么是硬件，什么是軟件，硬件和軟件的關(guān)系如何？【解】硬件是指組成計(jì)算機(jī)的各種電子的、機(jī)械的、光磁學(xué)的物理器件和設(shè)備，它們構(gòu)成了4計(jì)算機(jī)的物理實(shí)體。軟件則是指為了運(yùn)行、管理和維護(hù)計(jì)算機(jī)而編制的各種程序及其有關(guān)的文檔資料的總稱。硬件是基礎(chǔ)，軟件是靈魂，兩者既相互獨(dú)立，又相互依存，缺一不可。硬件和軟件合起來才組成一個完整的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)。19. 說

14、明位、字節(jié)、字長的概念及它們之間的關(guān)系?！窘狻?(1) 位（ bit）。位是計(jì)算機(jī)所能表示的最基本最小的數(shù)據(jù)單位。它只能有兩種狀態(tài)“0”和“ 1”，即二進(jìn)制位。(2) 字（ Word ）。計(jì)算機(jī)中作為一個整體參與運(yùn)算、處理和傳送的一串二進(jìn)制數(shù)，是計(jì)算機(jī)中信息的基本單位。(3) 字長 (Word Length) 。計(jì)算機(jī)中每個字所包含的二進(jìn)制位數(shù)稱為字長。它們之間的關(guān)系：字由位構(gòu)成，字長指每個字所包含的位的個數(shù)。20. 計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢有哪些？你如何看待馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)理論？【解】計(jì)算機(jī)的發(fā)展趨勢包括：微處理器的位數(shù)增加（4 位 64 位）；采用并行處理技術(shù)；集中式主機(jī)模式逐漸

15、被客戶 /服務(wù)器模式所取代； 網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的應(yīng)用和普及； 多媒體技術(shù)技術(shù)應(yīng)用等。馮·諾依曼計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)理論的核心是“存儲程序”和“程序控制”。馮·諾依曼提出的這些基本概念奠定了現(xiàn)代計(jì)算機(jī)體系結(jié)構(gòu)的基本框架，并由此產(chǎn)生了程序設(shè)計(jì)思想。盡管從計(jì)算機(jī)誕生到現(xiàn)在已經(jīng)歷了半個多世紀(jì)，計(jì)算機(jī)的體系結(jié)構(gòu)已發(fā)生了很大變化，計(jì)算機(jī)的性能也有了巨大提高，但目前大多數(shù)計(jì)算機(jī)仍遵從馮·諾依曼體系結(jié)構(gòu)理論。21. 說出幾種型號的 CPU，它們各有什么特點(diǎn)？【解】(1) 8088， 8086Intel 公司于 1981 年推出， 16 位微處理器，地址線有20 條，內(nèi)存尋址范圍為1M 字節(jié)。它

16、們的區(qū)別在于，8086 外部的數(shù)據(jù)也是16 位，而 8088 的外部數(shù)據(jù)為8 位。(2) 8028680286 也是 16 位處理器， 其頻率比 8086 更高， 它有 24 條地址線， 內(nèi)存尋址范圍是 16M 字節(jié)。(3) 8038680386 屬于 32 位微處理器，其內(nèi)部和外部數(shù)據(jù)總線都是32 位，地址總線也是32 位，可尋址 4GB 內(nèi)存。它除具有實(shí)模式和保護(hù)模式外，還增加了虛擬86 的工作方式，可以通過同時模擬多個 8086 處理器來提供多任務(wù)能力。 386 處理器的主頻有 16， 20， 25， 33，40MHz五種。(4) 80486于 1989 年由 Intel 公司首先出。其

17、時鐘頻率從 25MHz 逐步提高到 33MHz 、 50MHz 。它也屬于 32 位處理器。 80486 是將 80386 和數(shù)學(xué)協(xié)處理器 80387 以及一個 8KB 的高速緩存集成在一個芯片內(nèi)，并且在 80X86 系列中首次采用了 RISC 技術(shù)，可以在一個時鐘周期內(nèi)執(zhí)行一條指令。它還采用了突發(fā)總線方式，大大提高了CPU 與內(nèi)存的數(shù)據(jù)交換速度。(5) Pentium 處理器Pentium（奔騰）是Intel 公司于 1993 年推出的新一代微處理器，Pentium 微處理器使用更高的時鐘頻率，最初為60MHZ 和 66MHZ ，后提高到200MHZ 。64 位數(shù)據(jù)總線， 16KB 的5高速

18、緩存。 接著 Intel 推出使用 MMX 技術(shù)的 Pentium MMX 的多能奔騰。 它增加了 57 條多媒體指令，內(nèi)部高速緩存增加到 32KB 。最高頻率是 233MHz 。 MMX 是 Multimedia Extension 的縮寫，意即多媒體擴(kuò)展，一種基于多媒體計(jì)算以及通訊功能的技術(shù)，它能生成高質(zhì)量的圖像、視頻和音頻，加速對聲音圖像的處理。(6) Pentium IIPentiumII 與以往的Pentium 處理器使用了不同的封裝方式，它將處理器放到了盒中。而且采用 SLOT 1 模式的插座。 該形式的封裝結(jié)構(gòu)為系統(tǒng)總線與L2 高級緩存之間的接口提供了獨(dú)立的連接電路。 然后再將處

19、理器、 高速緩存芯片， 都放置在一個小型電路板上（ SEC 卡盒）。(7) 塞揚(yáng)塞揚(yáng)屬于Pentium II 的低價位版本，被稱為"Celeron" 。它是將Pentium II 處理器的二級Cache 去掉，并簡化了封裝形式，沒有塑料殼，另加一一塊散熱片組成。因?yàn)闆]有了Cache，其速度明顯下降。(8) 塞揚(yáng)300 ACeleron 300A 處理器是包含了128K 二級緩存的Pentium II 處理器，其緩存是集成在CPU內(nèi)部的，速度和 CPU 相同，比 Pentium II/III 的 Cache 速度還要高，這樣 CPU 從二級緩存中讀寫數(shù)據(jù)時不需等待， 可以大大

20、提高計(jì)算速度； 塞揚(yáng) 300 A 仍沒有塑料外殼， 采用了 SLOT1 的結(jié)構(gòu)，加了一個散熱片和一塊風(fēng)扇。(9) Pentium III它采用了與Pentium II相同的 SLOT1 結(jié)構(gòu)，具有100MHz 的外頻，其內(nèi)部集成了64K的一級緩存， 512K 的二級緩存仍然安裝在SLOT1 的卡盒內(nèi)， 工作頻率是CPU 的一半。 提供了比 PentiumII 更強(qiáng)勁的性能，這主要表現(xiàn)在其新增加了KNI 指令集。 KNI 指令集中提供了70 條全新的指令，可以大大提高 3D 運(yùn)算、動畫片、影像、音效等功能，增強(qiáng)了視頻處理和語音識別的功能。22. 說出目前流行的幾種主機(jī)板的類型以及他們的性能特點(diǎn)。

21、【解】 ATX 是目前市場上最常見的主板結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展插槽較多，PCI 插槽數(shù)量在4-6 個，大多數(shù)主板都采用此結(jié)構(gòu)；Micro ATX 又稱 MiniATX ，是 ATX 結(jié)構(gòu)的簡化版，擴(kuò)展插槽較少，PCI 插槽數(shù)量在 3個或 3 個以下，多用于品牌機(jī)并配備小型機(jī)箱；BTX 是英特爾制定的最新一代主板結(jié)構(gòu)。AT 主板的尺寸為 13" ×12" ，板上集成有控制芯片和8 個 I/0 擴(kuò)充插槽。由于AT 主板尺寸較大，因此系統(tǒng)單元（機(jī)箱）水平方向增加了2 英寸，高度增加了 1 英寸，這一改變也是為了支持新的較大尺寸的AT 格式適配卡。 AT 主板尺寸較大， 板上能放置較

22、多的元件和擴(kuò)充插槽。Baby/MiniAT 主板：隨著電子元件集成化程度的提高，相同功能的主板不再需要全AT的尺寸。因此在1990 年推出了規(guī)范，簡稱為Baby AT 主板。 Baby AT 主板是從最早的 XT主板繼承來的， 它的大小為 15" ×8.5" ，比 AT 主板是略長， 而寬度大大窄于AT 主板。Baby AT主板沿襲了 AT 主板的 I/0 擴(kuò)展插槽、 鍵盤插座等外設(shè)接口及元件的擺放位置，而對內(nèi)存槽等內(nèi)部元件結(jié)構(gòu)進(jìn)行了緊縮，再加上大規(guī)模集成電路使內(nèi)部元件減少，使得BabyAT 主板比AT 主板布局緊湊而功能不減。6MicroATX 主板把擴(kuò)展插槽減

23、少為3-4 只， DIMM插槽為 2-3 個，從橫向減小了主板寬度，其總面積減小約0.92 平方英寸， 比 ATX 標(biāo)準(zhǔn)主板結(jié)構(gòu)更為緊湊。按照 Micro ATX標(biāo)準(zhǔn)，板上還應(yīng)該集成圖形和音頻處理功能。目前很多品牌機(jī)主板使用了Micro ATX標(biāo)準(zhǔn)。BTX 是英特爾提出的新型主板架構(gòu) Balanced Technology Extended 的簡稱，是 ATX 結(jié)構(gòu)的替代者。 BTX 具有如下特點(diǎn)：支持 Low-profile ，也即窄板設(shè)計(jì)，系統(tǒng)結(jié)構(gòu)將更加緊湊；針對散熱和氣流的運(yùn)動，對主板的線路布局進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)；主板的安裝將更加簡便，機(jī)械性能也將經(jīng)過最優(yōu)化設(shè)計(jì)。23 常用的外部設(shè)備有哪些，

24、它們各有什么特點(diǎn)？如何衡量它們的性能？【解】常用的外部設(shè)備有外存儲器（如CD-ROM 、磁帶存儲器、硬盤、軟盤） 、 鍵盤、鼠標(biāo)、打印機(jī)、顯示器、多媒體設(shè)備（如掃描儀、揚(yáng)聲器）、網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等。CD-ROM 的特點(diǎn)是：存儲容量大，只能讀不能寫，讀寫數(shù)據(jù)速度低于硬盤。磁帶存儲器的特點(diǎn)是：存儲容量大，順序存取方式，主要用于在系統(tǒng)中備份數(shù)據(jù)。硬盤的特點(diǎn)是：存儲容量大，讀寫速度高軟盤的特點(diǎn)是：便宜、適宜于由用戶保存數(shù)據(jù)，容易損壞，容量小，速度慢。鍵盤：鍵盤是最主要的輸入設(shè)備。鼠標(biāo)：鼠標(biāo)器是控制顯示屏上光標(biāo)移動位置并向主機(jī)輸入用戶所選中的某個操作命令或操作對象的一種常用的輸入設(shè)備。打印機(jī)：打印機(jī)是產(chǎn)生硬拷貝

25、輸出的一種設(shè)備，供用戶保存計(jì)算機(jī)處理的結(jié)果。顯示器：是用戶與計(jì)算機(jī)對話的主要窗口。分辨率、彩色數(shù)目及屏幕尺寸是顯示器的主要指標(biāo)。掃描儀：是一種輸入圖片和文字的外部設(shè)備。24 計(jì)算機(jī)軟件包括哪些種類，它們有什么不同？【解】計(jì)算機(jī)軟件包括系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件兩大類。系統(tǒng)軟件指由機(jī)器的設(shè)計(jì)者提供的，使用和管理計(jì)算機(jī)的軟件。系統(tǒng)軟件包括：各種語言的匯編或解釋、編譯程序。機(jī)器的監(jiān)控管理程序、操作系統(tǒng)、調(diào)試程序、故障診斷程序。程序庫。應(yīng)用軟件指用戶用各種語言編制的解決各種問題的軟件，如財(cái)務(wù)管理軟件、銀行管理軟件、文字處理軟件等。系統(tǒng)軟件和應(yīng)用軟件的不同：系統(tǒng)軟件指由機(jī)器的設(shè)計(jì)者提供的，其目的是讓用戶更方便地

26、使用和管理計(jì)算機(jī)，而不必了解具體的計(jì)算機(jī)硬件，從而使用戶編制各種源程序更為簡單、方便和可靠。應(yīng)用軟件則是為了解決各種應(yīng)用問題的軟件，其目的為了擴(kuò)大計(jì)算機(jī)的功能和應(yīng)用領(lǐng)域，方便各應(yīng)用領(lǐng)域的用戶的使用。25. 你知道或用過哪些系統(tǒng)軟件，它們各有什么功能特點(diǎn)？【解】(1) DOS 系統(tǒng)是 1981 年由微軟公司為 IBM 個人電腦開發(fā)的，它是一個單用戶單任務(wù)的操作系統(tǒng)。在 1985 年到 1995 年間 DOS 占據(jù)操作系統(tǒng)的統(tǒng)治地位。功能特點(diǎn)：小巧靈活、文件管理方便、外設(shè)支持良好、應(yīng)用程序眾多(2) WindowsWindows 是一個為個人電腦和服務(wù)器用戶設(shè)計(jì)的操作系統(tǒng)。它的第一個版本由微軟公司7發(fā)行于 1985 年，并最終獲得了世界個人電腦操作系統(tǒng)軟件的壟斷地位。功能特點(diǎn)：具有友好的圖形用戶界面；具有強(qiáng)大的內(nèi)存管理功能（可直接管理4GB 內(nèi)存）；允許多任務(wù)操作 （可同時運(yùn)行多個程序），且速度較快； 具有出色的多媒體功能；支持新硬件，如 DVD 、數(shù)字相機(jī)等；可靠性更強(qiáng)。(3