李继灿-微型计算机系统与接口习题详解(Word格式)

《微型计算机系统与接口》习题详解习题11.1电子计算机按其逻辑元件的不同可分为哪几代？微型计算机是哪一代电子计算机的分支？答：电子计算机按其逻辑元件的不同可分为4代，即真空管，晶体管，集成电路和超大规模集成电路。微型计算机是第四代电子计算机向微型化方向发展的一个非常重要的分支。1.2第五代人工智能计算机研究的重点是什么？答：第五代计算机的研究重点，只要是放在人工智能计算机的突破上，它的主攻目标是实现高程度上的模拟人脑的思维功能。1.3计算机按其处理数据的方式可分为哪几类？计算机按其外形大小又可分为哪几类？答：计算机按其处理数据的方式可分为模拟式计算机，数字式计算机，混合式计算机。计算机按其外形大小又可分为超级，大型，小型和个人（微型）以及便携式（笔记本）5种。1.4计算机有哪些主要的应用领域？答：计算机的主要应用领域包括科学计算，计算机控制，测量和测试，信息处理，计算机辅助设计/计算机辅助制造/计算机辅助教学（CAD/CAM/CAI）、人工智能、计算机模拟。1.51971年，世界上第一片微处理器是由哪个公司开发的？当时开发的目的是什么？至今，共开发了几代微处理器？答：第一片微处理器是由inter公司开发的。当时开发的目的是作为高级袖珍计算器。从20实际70年代初至今，已推出7代微处理器产品。1.6推动微处理器迅速更新换代的根本原因是什么？举例说明。答：逻辑元件的技术创新。例如，集成电路上的晶体管集成度大约每隔两年就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍，而价格降低一般，这就是著名的“摩尔定律”，也是微型计算机技术的一个最显著的特点。这一统计递增规律已持续了40年，至今仍无减缓之势。正是在这一原动力的带动下，使cpu处理器、大容量的存储器，一级灵巧多样的多媒体外围设备等获得了惊人的发展。1.7微处理器、微型计算机以及微型计算机系统的基本定义分别是什么？答：(1)微处理器是指由一片或者几片大规模集成电路组成的具有运算器和控制器功能的中央处理器部件，又称为微处理器。(2)微型计算机就是以微处理器为核心，配以存储器、输入输出电路及系统总线所组成的计算机。(3)微型计算机系统是以微型计算机为中心，配以相应的外设、电源和辅助电路以及智慧微型计算机工作的系统软件构成的系统。1.8微型计算机可分为哪些主要的类型？答：单片机、单板机、个人计算机、多用户系统、微型计算机网络。1.9微型计算机硬件技术发展的最显著的特点是什么？答：微型计算机硬件技术发展的最显著的特点，即集成电路上的晶体管继承度大约每隔两年就会翻一番，芯片的性能也随之提高一倍，而价格降低一半。1.10微型计算机硬件发展的主要趋势有那些？答：微型计算机硬件技术发展的主要趋势如下。(1)芯片技术将继续发挥原动力作用；(2)宽带网络环境下的多媒体计算机技术与通信技术将加速发展；(3)计算机硬件与软件将更加紧密地融合在一起；(4)笔记本计算机在个人计算机中的应用比例将逐渐上升。1.11微处理器、微型计算机和微型计算机系统之间有何联系与区别？答：微处理器是微型计算机的中央处理器，微型计算机是微型计算机系统硬件部分的核心部件。1.12微机硬件系统由哪几部分组成？一个流行的实用微机硬件系统包括那些主要部件？答：微型计算机硬件系统一般都是由主机板(包括CPU、CPU外围芯片组、主存储器RAM、BIOS芯片与总线插槽)、外设接卡口、外部设备(如硬盘、光驱、显示器、打印机、键盘、调制解调器与鼠标)以及电源等部件所组成。流行的实用微机硬件系统包括主板、CPU、内存、声卡、显示器、硬盘、光驱、键盘、调制解调器、鼠标、机箱以及电源等。1.13微机软件系统主要包括哪些组成部分？它和硬件系统之间的关系如何？答：系统软件和用户软件。硬件系统和软件系统是相辅相成的，共同构成微型计算机系统，缺一不可。现代的计算机硬件系统和软件系统之间的分界线并不明显，其趋势是两者统一融合，在发展商相互促进。人是通过软件系统与硬件系统发生关系的。通常，由人使用程序设计语言编制应用程序，在系统软件的干预下使用硬件系统。1.14微机中有哪几股信息流？相应地可将系统总线分为哪几种？答：微机中有3股信息流（地址信息流、数据信息流和控制信息流）在流动。可分为地址总线、数据总线、控制总线。1.15线结构按其组织方式可分为哪几种类型？它们个适用于什么应用范围？答：根据总线结构组织方式的不同，目前采用的总线结构可分为单总线、双总线和双重总线3类。但总线结构适用于大部分中低档微机，双总线结构适用于高档微机，双重总线结构适用于各种高档微机和工作站。1.16一个简单的微处理器内部结构主要由哪3部分组成？答：一个简单的微处理器主要由运算器、控制器和内部寄存器阵列3个基本部分组成。1.17位模型微处理器的内部寄存器部分包括哪些基本的寄存器？它们的主要功能是什么？答：(1)累加器A：具有双重功能，运算前，用来保存一个操作数；运算后，用来保存结果；(2)数据寄存器（DR）：用来暂存数据或指令；(3)程序计数器（PC）：中存放着正待取出的指令的地址；(4)地址寄存器（AR）：用来存放正要取出的指令的地址或操作数的地址；(5)标志寄存器F：用来积存执行指令时所产生的结果或状态的标志信号。1.18说明程序计数器（programcounter，PC）在程序执行过程中的具体作用与功能特点。答：PC中存放着正待取出的指令的地址。根据PC中的指令地址，准备从存储器中取出将要执行的指令。通常，程序按顺序逐条执行。任何时刻，PC都指示要去的下一个字节或下一条指令（对单字节指令而言）所在的地址。因此，PC具有自动加1的功能。1.19说明位、字节以及字长的基本概念及三者之间的关系。答：每个二进制代码0或1就叫做1位信息；8位二进制代码作为一个字节；2个字节组成一个字，1个字长=2个字节=16个位。1.20若有3种微处理器的地址引脚数分别为8条、16条、20条以及32条，则这3种微处理器分别能寻址多少字节的存储单元？答：这3中微处理器分别能寻址28B=258B，216B=64KB,220B=1MB,232B=4GB的存储单元。1.21说明存储器读操作和写操作的步骤和特点有何区别。答：（1）进行读操作时，假定CPU要读出存储器04H单元的内容10010111，即97H，则：①CPU的地址寄存器(AR)先给出地址04H并将它放到地址总线上，经地址译码器译码选中04H单元。②CPU发出读控制信号给寄存器，指示他准备把被寻址的04H单元中的内容97H放到数据总线上。③在度控制信号作用下，存储器将04H单元中的内容97H放到数据总线上，经它送至数据寄存器（DR），然后由CPU取走该内容作为所需要的信息使用。（2）进行写操作时，假定CPU要把数据寄存器（DR）中的内容00100110，即26H写入寄存器08H单元，即：①CPU的地址寄存器(AR)先把地址08H放到数据总线上,经译码器选中08H单元；②CPU把数据寄存器中的内容26H放到数据总线上；③CPU向寄存器发送写控制信号，在该信号的控制下，将内容08H写入被寻址的08H单元。读操作完成后，04H单元中的内容97H仍保持不变这种特点称为非破坏性读出。因此他允许多次独处同一内容。写入操作将破坏该单元中原来存放的内容，即由新内容26H代替了原内容，原内容被清除。1.22冯.诺依曼型计算机体系的基本思想是什么？按此思想设计的计算机硬件系统由哪些部分组成？各起什么作用？答：冯.诺依曼型计算机体系的基本思想是存储程序概念，由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备5大基本部件组成计算机系统。运算器用来进行算数或逻辑运算以及位移循环等操作；控制器用来产生取指令和执行指令所需的操作控制信号；存储器是微机中的储存和记忆部件，用来储存数据（包括原始数据、中间结果与最终结果）和程序；输入设备是想计算机提供需要处理的各种数据信息；输出设备是将计算机中的信息以某种形式表现出来。1.23执行一条指令包含哪两个阶段？答：执行一条指令包含取指令与执行指令两个基本阶段。1.24假设传送指令MOVA,84H的机器码为B0H84H,结合8位模拟机简述该条指令执行的示意过程。答：假设他存放在存储器的最前面两个单元里，则该程序将占有从00H至01H这两个单元。①把PC的内容00H送到地址寄存器（AR）②一旦PC的内容可靠地送入AR后，PC自动加1，即由00H变为01H。注意，此时AR的内容00H并没有变化。③把地址寄存器（AR）的内容00H放到地址总线上，并送至存储器，经地址译码器译码，选种相应的00H单元。④CPU发出读命令。⑤在读命令控制下，把所选中的00H单元中的内容，即第一条指令的操作码B0H读到数据总线上。⑥把读出的内容B0H经数据总线送回到数据寄存器（DR）。⑦取指阶段的最后一步是指令译码。因为取出的是指令的操作码，故数据寄存器（DR）把它送到指令寄存器（IR），然后再送到指令译码器（ID），经过译码，CPU“识别“出这个操作码B0H就是MOVA,n指令，于是，它”通知“控制器发出执行这条指令的各种控制命令。这就完成了这一条指令的取指阶段。然后转入执行指令的阶段。经过对操作码B0H译码后，CPU就”知道“这是一条把下一指令第2字节中的操作数84H取出来。取指令第2字节的过程如下：①把PC的内容01H送到地址寄存器（AR）。②当PC的内容可靠地送到AR后，PC自动加1，变为02H，但这时AR中的内容01H并未变化。③地址寄存器（AR）通过地址总线把地址01H送到存储器的地址译码器，经过译码选中相应的01H单元。④CPU发出读命令。⑤在读命令控制下，将选中的01H单元的内容84H读到数据总线DB上。⑥通过DB把读出的内容送到数据寄存器（DR）。⑦因CPU根据该条指令具有的字节数已知这时读出的是操作数，且指令要求把它送到累加器A，故由数据寄存器（DR）取出的内容就通过内部数据总线送到累加器A。于是，第一次执指阶段完毕操作数84H被取入累加器A中。1.25说明指令MOVA，21H与指令MOVA，[21H]这两条指令的寻址方式和执行过程与结果有何不同。答：MOVA，21H为直接寻址方式，结果是累加器A中的数据为21H。MOVA，[21H]为间接寻址，结果将DS段中偏移地址为21H的内存单元的数据给累加器A。1.26什么是微机系统的最佳整体性能评估？它与最佳购买性能评估有什么不同？答：目前对微机系统的整体性能测试，是按性能、可用性、特征、技术创新、实施效果和价格等5个方面来度量的，其中性能一项的权重最高，达67%；可用性为17%；特征为8%，技术创新与价格各占4%。它与最佳购买性能评估相比，其评估的项目基本相同，但各项的权重不同，最佳购买性能评估价格占有重要地位，上升为50%，性能占30%，可用性和特征各占10%。1.27流行主板的结构有哪些基本类型？主板按照CPU在它上面安装结构形式的不同又可分为哪两大类？加以简单比较和说明。答：现在主板的结构主要有AT主板与ATX主板两种基本类型，最新结构的主板为NLX；主板按照CPU在他上面安装结构形式的不同可分为Socket和Slot两大类。Socket结构类的主板可支持的CPU包括Intel的Pentium、新版Celeron（赛场）、AMD的K5/K6系列、Cyrix的6x86系列等。Slot结构最先由Intel公司为配合PentiumⅡ微处理器而推出的CPU接插结构，它又分为Slot1和Slot2。Intel目前主流的PentiumⅡ和部分Celeron微处理器均采用Slot1结构。Slot2主要用于PentiumⅡ与PentiumⅢXeon至强CPU。Socket结构的成本比Slot的成本要低。1.28主板的主性能指标有哪些？答：主板的主要性能指标有以下几项：（1）微处理器支持的能力，包括CPU插槽类型，CPU种类、外频范围、电压范围；（2）系统芯片组的类型；（3）是否集成显卡、声卡、调节解压器（modem）、网卡；（4）支持内存和高速缓存（cache）的类型与容量；（5）系统BIOS的版本、功能，是否支持即插即用；（6