目录
1 概述 (1)
1.1 APD简介 (1)
1.2 主要内容 (1)
2 APD偏压温度补偿系统总体方案 (2)
2.1 系统的整体结构 (2)
3 系统硬件设计 (3)
3.1 硬件设计方案 (3)
3.2 元件选型 (3)
4 系统软件设计 (4)
4.1 软件概述 (4)
4.2 系统软件整体结构 (4)
4.3 主程序模块 (5)
4.4 AD转换模块 (7)
4.4.1 AD0832工作原理 (7)
4.4.2 转换流程 (8)
4.5 DA转换模块 (8)
4.5.1 DA转换—PCF8591 (8)
4.5.2 I2C总线工作原理 (9)
4.6 按键改变设定电压模块 (9)
5 结论 (11)
5.1总结 (11)
5.2感悟 (11)
附录 (12)
1 概述
本次设计系统为APD偏压温度补偿系统，主要包括以下两个大的模块：硬件模块和软件模块。软件设计主要有：用AD对温度和电压进行转换、DA对电压进行转换、数码管显示、按键改变设定电压等。
1.1 APD简介
APD就是雪崩二极管。APD工作时需要施加一个反向结压，这个反向偏置电压会引发雪崩效应，雪崩效应可通过改变偏压进行调节。继而通过改变雪崩增益得到最优化的光纤接收器灵敏度。要得到满意的雪崩增益，APD需要一个比较高的反向偏压。
但APD的雪崩增益会随着温度的变化而改变。因此在一个系统中，如果要求APD 工作于恒定的增益，偏压必须能够改变，以补偿温度和制造工艺造成的雪崩增益的变化。
1.2 主要内容
本文的主要内容包括以下几个方面：
(1)用温度传感器AD590采集温度；
(2)用AD0832进行温度和电压的转换，用PCF8591(DA)进行电压转换；
(3)设计并制作APD偏压温度补偿系统的硬件电路；
(4)设计APD偏压温度补偿系统的软件程序如AD和DA转换程序、显示程序、按键改变设定电压程序等。
2 APD偏压温度补偿系统总体方案
STC90C51单片机本身就是一个完整的微型计算机，具有组成微型计算机的各部分部件：中央处理器CPU、随机存取存储器RAM、只读存储器ROM、I/O接口电路、定时器/计数器以及串行通讯接口等，只要外接温度采集电路、升压电路、AD和DA转换电路、显示电路、按键电路就可以实现本次设计的需求。
2.1 系统的整体结构
通过对APD进行一定了解，本次设计的系统的整体框图如下图2-1所示。
图2-1 系统框图
整体的系统框架搭建好后，就可以进行硬件电路的搭建，软件的相应编程来实现最终的功能。
3 系统硬件设计
3.1 硬件设计方案
根据APD 的特点，设计了APD 最佳偏压温度控制系统的硬件搭建。主要包括温度的检测、A/D 和D/A 转换、升压电路、显示和报警等。以STC90C51单片机为核心进行相应控制，使电压随温度的变化而变化，且当电压超过设定值时蜂鸣器会报警。系统的硬件设计方案如下图4-1所示：
STC90C51
AD0832转换电路
升压电路
数码管显示电路
按键电路
蜂鸣器报警电路AD590温度检测电路
DA(PCF8591)电压转换电路
图4-1 硬件设计框图
3.2 元件选型
(1)升压芯片选型
在此设计中选用的升压芯片是MAX5026。MAX5026是固定频率、脉冲宽度可调的升压 DC -DC 变换器，其工作电压最低为 3V ,转换频率为 500 K HZ 。具有低噪音、输出电压高等特点。所以选择MAX5026。
(2)温度传感器的选择
此系统选择的温度传感器为AD590，它的测温范围为-50o C~+150 o C ，满刻度范围误差为±0.3 o C ，工作电压范围4~30V ，电流温度灵敏度为1μA/K ，线性度良好，性能稳定，抗干扰能力强。所以选择AD590。
4 系统软件设计
硬件电路确定之后，系统所有的智能功能要由软件来完成。软件是整个控制系统设计的核心，它具有充分的灵活性，可以根据系统的要求而变化，对于同样的硬件系统，配以不同的软件系统，所实现的功能也就不一样，而且有些硬件电路的功能都可以用软件来实现。所以对于一个系统设计来说，软件系统常常比硬件系统需要更多的工作量。
4.1 软件概述
软件设计的方法有结构化设计、由项向下设计、模块化设计和层次化设计等。本系统软件设计采用面向对象的模块化程序设计方法。所谓“模块”，实质上就是具有一定功能、相对独立的程序段。其基本思路是将整个控制系统的功能分解为几个相对独立的标准模块，使其中的每一个程序模块完成某一特定的控制功能，并且分别只有一个入口和出口，这样就可以对每一个程序分别定义无歧义性的输入变量和输出变量，使它们的运行相对地不受其它程序的影响，从而增强了系统的可靠性。模块设计的主要特点是：
(1)单模块比一个完整的程序容易编写、查错和测试；
(2)有利于整体工序设计任务的划分。可以将程序分成不同的功能模块进行编写；
(3)模快可以实现共享，一个模块可被多个任务在不同的条件下调用；
(4)可以建立一个模块来把用户接口要素独立起来。这样不会影响程序其它部分，就可以进行改进；
(5)把输入/输出封装起来，可以使程序其余部分免受经常变动；
(6)输入/输出放入模块使得程序很容易适应输入/输出设备的变动。
这样的设计有利于程序代码的优化，而且便于设计、调试和维护。软件结构采用模块化设计方法，将控制器所要完成的功能分别编写和调试，所有模块调试成功以后，将各个模块连接构成单片机软件系统。目前存在有4种编程语言支持单片机，即汇编语言、PL/M语言、C语言和BASIC语言。其中汇编语言和C语言应用的较多，C语言既具有高级语言的优点，又具有低级语言的许多特点。因此，结合本系统，本文选用功能强、效率高的C51语言。
4.2 系统软件整体结构
根据APD偏压温度补偿系统工作流程可以得到系统的温度采集转换程序、数码管显
示程序、输出电压转换机控制电压转换程序以及按键改变设定电压程序等。研究的核心是温度、电压的转换及用简单算法控制偏压。本次设计的APD 偏压温度补偿系统软件整体框图如图4-1所示：
CPU 控制STC90C51
AD0832转换程序
升压电路
数码管显示程序
按键改变设定电压程序
报警程序AD590温度采集
DA(PCF8591)电压转换程序
图4-1 系统程序框图
4.3 主程序模块
图4-2主程序流程图
对应于系统程序框图可以得到系统主程序的流程。 系统工作的流程为：系统上电后温度传感器AD590采集温度通过相应电路处理后经AD0832进行转换，然后通过数码
管进行显示；同时升压电路的输出电压也通过AD0832进行转换，并有数码管显示；CPU 由输出电压计算出控制电压，经DA转换后显示；如果输出电压大于设定值，蜂鸣器会报警。此外，可通过按键改变设定的初始电压。其主程序流程图如图4-2所示。主要程序代码如下：
main()
{
unsigned char temp1,temp2; //ADC转换值
unsigned int b,c,d,m,n;
outside_init( );
Init_Timer0();
DelayMs(20);
while (1) //主循环
{
if(ReadADFlag)
{
ReadADFlag=0;
temp1 = ADC0832_Read(0); //转换通道0
b=temp1*500/256 ; //测得的温度值放大十倍显示
TempData[0]=dofly_DuanMa[b/100];
TempData[1]=dofly_DuanMa[(b%100)/10]|0x80;
TempData[2]=dofly_DuanMa[(b%100)%10];
temp2 = ADC0832_Read(1); //转换通道1
c=temp2*250/256*5; //输出电压值
TempData[6]=dofly_DuanMa[c/100];
TempData[7]=dofly_DuanMa[(c%100)/10];
DelayMs(50);
if(b>20) //d为根据温度计算出的输出电压值
d= (11*b+40000)/100 ;
else
d=(14*b+39000)/100 ;
m=(710-d)*100/186 ; //m根据输出电压计算控制电压
n=m*256/500;
WriteDAC(n);
TempData[3]=dofly_DuanMa[m/100]|0x80;
TempData[4]=dofly_DuanMa[(m%100)/10];
TempData[5]=dofly_DuanMa[(m%100)%10];
DelayMs(50);
if(c/10>Num)
{
Beep_ON( );
}
}
}
}
4.4 AD转换模块
本次设计所用的AD为AD0832，它为8位分辨率A/D转换芯片，其最高分辨可达256 级，可以适应一般的模拟量转换要求。主要对温度和电压进行转换。
4.4.1 AD0832工作原理
此系统中，CH0用于温度转换，CH1用于电压转换。其相应电路如图4-3所示。
当ADC0832未工作时其CS输入端应为高电平，此时芯片禁用，CLK和DO/DI的电平可任意。当要进行A/D转换时，须先将CS使能端置于低电平并且保持低电平直到转换完全结束。此时芯片开始转换工作，同时由处理器向芯片时钟输入端CLK输入时钟脉冲，DO/DI端则使用DI端输入通道功能选择的数据信号。在第1个时钟脉冲的下沉之前DI端必须是高电平，表示启始信号。在第2、3个脉冲下沉之前DI 端应输入2位数据用于选择通道功能。
图4-3 温度采集及转换电路
4.4.2 转换流程
根据以上介绍的AD0832，设计温度和电压的转换。其转换的流程图如图4-4所示。
图4-4 AD转换流程图
4.5 DA转换模块
此系统的DA转换主要用PCF8591来实现，而PCF8591器件上输入输出的地址、控制和数据信号都是通过双线双向I2C总线以串行的方式进行传输。设计中要将控制电压转换成模拟量再送入升压电路的输入端，从而实现对输出电压的控制。
4.5.1 DA转换—PCF8591
PCF8591是一个单片集成、单独供电、低功耗、8-bit CMOS数据获取器件。PCF8591的3个地址引脚A0, A1和A2可用于硬件地址编程。此系统中用其来实现电压的DA转换，所用电路图如图4-5所示。
图4-5 DA转换电路
4.5.2 I2C总线工作原理
I2C总线是由数据线SDA和时钟SCL构成的串行总线，可发送和接收数据。各种被控制电路均并联在这条总线上，每个电路和模块都有唯一的地址，在信息的传输过程中，I2C总线上并接的每一模块电路既是主控器（或被控器），又是发送器（或接收器）这取决于它所要完成的功能。CPU发出的控制信号分为地址码和控制量两部分，地址码用来选址，即接通需要控制的电路，确定控制的种类；控制量决定该调整的类别及需要调整的量。
I2C总线在传送数据过程中共有三种类型信号，它们分别是：开始信号、结束信号和应答信号。
开始信号：SCL为高电平时，SDA由高电平向低电平跳变，开始传送数据，如图4-6(a)所示；
结束信号：SCL为高电平时，SDA由低电平向高电平跳变，结束传送数据如图4-6(b)所示；
应答信号：接收数据的IC在接收到8bit数据后，向发送数据的IC发出特定的低电平脉冲，表示已收到数据。CPU向受控单元发出一个信号后，等待受控单元发出一个应答信号，CPU接收到应答信号后，根据实际情况做出是否继续传递信号的判断。若未收到应答信号，由判断为受控单元出现故障。
图4-6(a)开始信号图4-6(b)结束信号
I2C总线传输的特点：
(1)I2C总线按字节传输，即每次传输8bits二进制数据；
(2)传输完毕后等待接收端的应答信号ACK，收到应答信号后再传输下一字节；
(3)等不到ACK信号后，传输终止；
(4)空闲情况下，SCL和SDA都处于高电平状态。
I2C总线写操作时，PCF8591进行DA转换。写字节操作的流程图如图4-7所示。
4.6 按键改变设定电压模块
本次设计可以用按键对设定电压的初始值进行改变，当KEY键按下后进入外部中
断，KEY_END按下后进行相应处理，由KEY_AD和DKEY_DEC按键对设定电压进行加减。其程序流程如图4-8所示。
图4-7 I2C对PCF8591进行字节写操作流程图图4-8按键改变设定电压程序流程图
5 结论
5.1总结
本文设计的APD偏压温度补偿系统的软件程序包括温度采集转换程序、数码管显示程序、输出电压转换和控制电压转换程序以及按键改变设定电压程序使得APD偏压温度补偿系统的硬件部分和软件部分结合的更紧密。
对本文工作的总结如下：
(1)完成了用AD0832对温度和电压进行AD转换；
(2)完成了用PCF8591对电压进行DA转换；
(3)完成了APD偏压温度补偿系统硬件电路的设计；
(4)完成了APD偏压温度补偿系统软件程序的设计。
5.2感悟
经过老师、同学的帮助和自己的努力，简单的设计了APD偏压温度补偿系统。在此过程中，我遇到了很多的问题，但正是遇到了问题才使得我在此过程中学到了很多的知识。
在对电压进行DA转换时，用到了PCF8591，同时使我知道了怎样去用I2C总线。此外，我们用温度传感器AD590进行温度采集，之后要进行AD转换，最终使得电压随温度的变化而变化。
对于APD有了一些简单的了解，这次的设计对于实际用APD进行试验可能还会有些不足的地方，需要进一步的进行改善。
附录
主程序
#include
#include "i2c.h"
#include "delay.h"
#include "display.h"
#include "intrins.h"
#include "anjian.h"
#define nop() _nop_()
#define AddWr 0x90 //写数据地址
#define AddRd 0x91 //读数据地址
extern bit ack;
bit ReadADFlag;
void Beep_ON( );
sbit Beep = P1^1; //定义喇叭端口
sbit ADC0832_CLK = P1^3; /*定义ADC控制端口*/
sbit ADC0832_DIO = P1^4;
sbit ADC0832_CS = P1^2 ;
unsigned char ReadADC(unsigned char Chl);
bit WriteDAC(unsigned char dat);
unsigned char ADC0832_Read(unsigned char ch)
{ /*读取ADC的CH 通道电压值，ADC作为2路单独电压输入*/ unsigned char i;
unsigned char ADC_buff=0;
unsigned char temp=0;
EA = 0;
ADC0832_CS = 1;
ADC0832_DIO = 1; /*启动位*/
ADC0832_CLK = 0;
ADC0832_CS = 0;
nop();
ADC0832_CLK = 1;
nop();
ADC0832_CLK = 0;
ADC0832_DIO = 1; /*送SGL/DIF 位*/
nop();
ADC0832_CLK = 1;
nop();
ADC0832_CLK = 0;
if(ch==0) ADC0832_DIO = 0; /*送转换通道值*/
else ADC0832_DIO = 1;
ADC0832_CLK = 1;
nop();
ADC0832_CLK = 0;
nop();
ADC0832_DIO = 1; /*释放DIO端口，转由ADC控制*/
nop();
ADC0832_CLK = 1;
nop();
for(i=0;i<8;i++)
{ /*准备读取8位数据*/
nop();
ADC0832_CLK = 0;
nop();
nop();
ADC_buff=ADC_buff<<1;
if(ADC0832_DIO==1) ADC_buff=ADC_buff+1; /*读取数据*/
ADC0832_CLK = 1;
}
for(i=0;i<8;i++)
{
temp = temp>>1;
if(ADC0832_DIO==1) temp = temp | 0x80; /*读取校验数据*/
ADC0832_CLK = 1;
nop();
ADC0832_CLK = 0;
nop();
}
ADC0832_CS = 1;
ADC0832_CLK = 1;
EA = 1;
return ADC_buff; /*返回转换值*/
}
main()
unsigned char temp1,temp2; //ADC转换值
unsigned int b,c,d,m,n;
outside_init( );
Init_Timer0();
DelayMs(20);
while (1) //主循环
{
if(ReadADFlag)
{
ReadADFlag=0;
temp1 = ADC0832_Read(0); //转换通道0
b=temp1*500/256 ; //测得的温度值放大十倍显示
TempData[0]=dofly_DuanMa[b/100];
TempData[1]=dofly_DuanMa[(b%100)/10]|0x80;
TempData[2]=dofly_DuanMa[(b%100)%10];
temp2 = ADC0832_Read(1); //转换通道1
c=temp2*250/256*5; //输出电压值
TempData[6]=dofly_DuanMa[c/100];
TempData[7]=dofly_DuanMa[(c%100)/10];
DelayMs(50);
if(b>20) //d为根据温度计算出的输出电压值
d= (11*b+40000)/100 ;
else
d=(14*b+39000)/100 ;
m=(710-d)*100/186 ; //m根据输出电压计算控制电压
n=m*256/500;
WriteDAC(n);
TempData[3]=dofly_DuanMa[m/100]|0x80;
TempData[4]=dofly_DuanMa[(m%100)/10];
TempData[5]=dofly_DuanMa[(m%100)%10];
DelayMs(50);
if(c/10>Num)
{
Beep_ON( );
}
}
}
I2C总线协议程序
#include "i2c.h"
#include "delay.h"
#define _Nop() _nop_() //定义空指令
bit ack; //应答标志位
sbit SDA=P2^1;
sbit SCL=P2^0;
void Start_I2c()
{
SDA=1; //发送起始条件的数据信号
_Nop();
SCL=1;
_Nop(); //起始条件建立时间大于4.7us,延时
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=0; //发送起始信号
_Nop(); //起始条件锁定时间大于4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SCL=0; //钳住I2C总线，准备发送或接收数据_Nop();
_Nop();
}
void Stop_I2c()
{
SDA=0; //发送结束条件的数据信号
_Nop(); //发送结束条件的时钟信号
SCL=1; //结束条件建立时间大于4μ
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
SDA=1; //发送I2C总线结束信号
_Nop();
_Nop();
_Nop();
_Nop();
}
void SendByte(unsigned char c)
{
unsigned char BitCnt;
for(BitCnt=0;BitCnt<8;BitCnt++) //要传送的数据长度为8位
{
if((c< else SDA=0; _Nop(); SCL=1; //置时钟线为高，通知被控器开始接收数据位_Nop(); _Nop(); //保证时钟高电平周期大于4μ _Nop(); _Nop(); _Nop(); SCL=0; } _Nop(); _Nop(); SDA=1; //8位发送完后释放数据线，准备接收应答位_Nop(); _Nop(); SCL=1; _Nop(); _Nop(); _Nop(); if(SDA==1)ack=0; else ack=1; //判断是否接收到应答信号 SCL=0; _Nop(); _Nop(); } 2. （2000）10化成十六进制数是______。 A．（7CD）16 B.（7D0）16 C.（7E0）16 D.（7F0）16 3. 下列数中最大的数是______。 A．（10011001）2 B.（227）8 C.（98）16 D.（152）10 4. ______表示法主要用于表示浮点数中的阶码。 A. 原码 B. 补码 C. 反码 D. 移码 5. 在小型或微型计算机里，普遍采用的字符编码是______。 A. BCD码 B. 16进制 C. 格雷码 D. ASCⅡ码 6. 下列有关运算器的描述中，______是正确的。 A.只做算术运算，不做逻辑运算 B. 只做加法 C.能暂时存放运算结果 D. 既做算术运算，又做逻辑运算 7. EPROM是指______。 A. 读写存储器 B. 只读存储器 C. 可编程的只读存储器 D. 光擦除可编程的只读存储器 8. Intel80486是32位微处理器，Pentium是______位微处理器。 Ａ．１６Ｂ．３２Ｃ．４８Ｄ．６４ ９. 设［X］补=1.x1x2x3x4,当满足______时，X > -1/2成立。 Ａ．x1必须为1，x2x3x4至少有一个为1 Ｂ．x1必须为1，x2x3x4任意 Ｃ．x1必须为0，x2x3x4至少有一个为1 Ｄ．x1必须为0，x2x3x4任意 10. CPU主要包括______。 A.控制器 B.控制器、运算器、cache C.运算器和主存 D.控制器、ALU和主存 11. 信息只用一条传输线，且采用脉冲传输的方式称为______。 A.串行传输 B.并行传输 C.并串行传输 D.分时传输 12. 以下四种类型指令中，执行时间最长的是______。 A. RR型 B. RS型 C. SS型 D.程序控制指令 13. 下列______属于应用软件。 A. 操作系统 B. 编译系统 C. 连接程序 D.文本处理 14. 在主存和CPU之间增加cache存储器的目的是______。 A. 增加内存容量 B. 提高内存可靠性 C. 解决CPU和主存之间的速度匹配问题 D. 增加内存容量，同时加快存取速度 15. 某单片机的系统程序，不允许用户在执行时改变，则可以选用______作为存储芯片。 A. SRAM B. 闪速存储器 C. cache D.辅助存储器 16. 设变址寄存器为X，形式地址为D，（X）表示寄存器X的内容，这种寻址方式的有效地址为______。 A. EA=(X)+D B. EA=(X)+(D) C.EA=((X)+D) D. EA=((X)+(D)) 17. 在指令的地址字段中，直接指出操作数本身的寻址方式，称为______。 1 一、填空题 1．对存储器的要求是速度快，_容量大_____，_价位低_____。为了解决这方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构。 2．指令系统是表征一台计算机__性能__的重要因素，它的____格式__和___功能___不仅直接影响到机器的硬件结构而且也影响到系统软件。 3．CPU中至少有如下六类寄存器__指令____寄存器，__程序_计数器，_地址__寄存器，通用寄存器，状态条件寄存器，缓冲寄存器。 4．完成一条指令一般分为取指周期和执行周期，前者完成取指令和分析指令操作，后者完成执行指令操作。 5．常见的数据传送类指令的功能可实现寄存器和寄存器之间，或寄存器和存储器之间的数据传送。 6．微指令格式可分为垂直型和水平型两类，其中垂直型微指令用较长的微程序结构换取较短的微指令结构。 7．对于一条隐含寻址的算术运算指令，其指令字中不明确给出操作数的地址，其中一个操作数通常隐含在累加器中 8．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为 2^127(1-2^－23) ，最小正数为 2^－129 ，最大负数为 2^－128(-2^－1-2^－23) ，最小负数为 -2^127 。 9．某小数定点机，字长8位（含1位符号位），当机器数分别采用原码、补码和反码时，其对应的真值范围分别是 -127/128 ～+127/128 -1 ～+127/128 -127/128 ～+127/128 （均用十进制表示）。 10．在DMA方式中，CPU和DMA控制器通常采用三种方法来分时使用主存，它们是停止CPU访问主存、周期挪用和DMA和CPU交替访问主存。 11．设 n = 8 （不包括符号位），则原码一位乘需做 8 次移位和最多 8 次加法，补码Booth算法需做 8 次移位和最多 9 次加法。 12．设浮点数阶码为8位（含1位阶符），尾数为24位（含1位数符），则32位二进制补码浮点规格化数对应的十进制真值范围是：最大正数为，最小正数为，最大负数为，最小负数为。 13．一个总线传输周期包括申请分配阶段、寻址阶段、传输阶段和结束阶段四个阶段。 14．CPU采用同步控制方式时，控制器使用机器周期和节拍组成的多极时序系统。 湖南师范大学2012—2013学年第一学期信息与计算科学专业2011年级期末/ 补考/重修课程 计算机组成原理考核试题 出卷人：毛禄广 课程代码：考核方式: 考试时量：分钟试卷类型：A/B/C/D 一、单选题（30分，每题2分） 1. 算术逻辑单元的简称为（）B A、CPU。 B、ALU。 C、CU。 D、MAR。 2. EPROM是指（）D A.读写存储器 B.只读存储器 C.闪速存储器 D.可擦除可编程只读存储器 3. 异步通信的应答方式不包括（）D A、不互锁 B、半互锁 C、全互锁 D、以上都不包括 4. 三种集中式总线仲裁中，______方式对电路故障最敏感。A A、链式查询 B. 计数器定时查询 C. 独立请求D、以上都不正确 5. 下面说法正确的是：（）B A、存储系统层次结构主要体现在缓存-主存层次上； B、缓存-主存层次主要解决CPU和主存速度不匹配的问题； C、主存和缓存之间的数据调动对程序员也是不透明的； D、主存和辅存之间的数据调动由硬件单独完成。 6. 动态RAM的刷新不包括( ) D A、集中刷新 B、分散刷新 C、异步刷新 D、同步刷新 7. 关于程序查询方式、中断方式、DMA方式说法错误的是（）D A、程序查询方式使CPU和I/O设备处于串行工作状态，CPU工作效率不高； B、中断方式进一步提高了CPU的工作效率； C、三者中DMA方式中CPU的工作效率最高； D、以上都不正确。 第 1 页共5 页 8. 发生中断请求的条件不包括（）D A.一条指令执行结束 B.一次I/O操作结束 C.机器内部发生故障 D.一次DMA操作结束 9. DMA的数据传送过程不包括（）A A、初始化 B、预处理 C、数据传送 D、后处理 10. 下列数中最大的数为（）B A.（10010101）2 B.（227）8 C.（96）8 D.（143）5 11. 设32位浮点数中，符号位为1位，阶码为8位，尾数位为23位，则它所能表示的最大规．格化正数为（）B A +（2 – 2-23）×2+127B．[1+（1 – 2-23）]×2+127 C．+（2 – 223）×2+255D．2+127 -223 12. 定点运算中，现代计算机都采用_______做加减法运算。（）B A、原码 B、补码 C、反码 D、移码 13._________中乘积的符号位在运算过程中自然形成。（）C A、原码一位乘 B、原码两位乘 C、补码一位乘 D、以上都不是 14.设x为真值，x*为绝对值，则[-x*]补=[-x]补能否成立（）C A、一定成立 B、不一定成立 C、不能成立 D、以上都不正确 15. 最少可以用几位二进制数即可表示任一5位长的十进制整数。（）A A、17 B、16 C、15 D、18 二、填空题（共10分，每题1分） 1.总线控制分为判优控制和________。（通信控制） 2.总线通信常用四种方式________、异步通信、半同步通信、分离式通信。（同步通信） 3.按在计算机系统中的作用不同，存储器主要分为主存储器、辅助存储器、_________。（缓冲存 储器） 4.随机存取存储器按其存储信息的原理不同，可分为静态RAM和__________。（动态RAM） 5.I/O设备与主机交换信息的五种控制方式是程序查询方式、中断方式和、_________、I/O通道方 式和I/O处理机方式。（DMA方式） 6.程序查询方式中为了完成查询需要执行的三条指令分别为测试指令、________、转移指令。（传 送指令） 7.浮点数由阶码和________两部分组成。（尾数） 8.二进制数-0.1101的补码为__________。（10011） 9._______是补码一位乘中乘数符号为负时的方法。（校正法） 1. 冯·诺依曼计算机中指令和数据均以二进制形式存放在存储器中，CPU区分它们的依据是（） A. 指令操作码的译码结果 B. 指令和数据的寻址方式 C. 指令周期的不同阶段 D. 指令和数据所在的存储单元 答案为：C 2. 假定变量i，f，d数据类型分别为int, float, double(int用补码表示，float和double用IEEE754单精度和双精度浮点数据格式表示)，已知i=785，f=1.5678e3 ，d=1.5e100，若在32位机器中执行下列关系表达式，则结果为真的是() (I) i==(int)(float)i (II)f==(float)(int)f (III)f==(float)(double)f (IV)(d+f)-d==f A. 仅I和II B. 仅I和III C. 仅II和III D. 仅III和IV 答案B 3.一个C语言程序在一台32位机器上运行。程序中定义了三个变量x，y和z，其中x和z 是int型，y为short型。当x=127，y=-9时，执行赋值语句z=x+y 后，x、y和z的值分别是： A x=0000007FH , y=FFF9H , z=00000076H B x=0000007FH , y=FFF9H , z=FFFF0076H C x=0000007FH , y=FFF7H , z=FFFF0076H D x=0000007FH , y=FFF7H , z=00000076H 答案D 4. 某计算机主存容量为64KB，其中ROM区为4KB，其余为RAM区，按字节编址，现要用2K×8位的ROM芯片和4K×4位的RAM芯片来设计该存储 器，则需要上述规格的ROM芯片数和RAM芯片数分别是（） A . 1、15 B . 2、15 C . 1、30 D . 2、30 答案D 5. 假定用若干个2K×4位芯片组成一个8K×8位的存储器，则地址0B1FH所在芯片的最小地址是（） A. 0000H B. 0600H C. 0700H D. 0800H 答案D 第二章计算机组成原理 (1)计算机的组成与分类 1.一台计算机只能有一个处理器。 2.计算机有很多分类方法,按其内部逻辑结构目前可分为_________。 A、服务器/工作站 B、16位/32位/64位计算机 C、小型机/大型机/巨型机 D、专 用机/通用机 3.下列不属于个人计算机范围的就是________。 A、台式计算机 B、便携计算机 C、工作站 D、刀片式服务器 4.由于计算机网络的普及,许多计算机系统都设计成基于计算机网络的客户/服务器工作模 式。巨型机、大型机与小型机一般都作为系统的服务器使用,个人计算机则用作客户机。 5.下列关于个人计算机的叙述中,错误的就是________ 。 A、个人计算机中的微处理器就就是CPU B、个人计算机的性能在很大程度上取 决于CPU的性能 C、一台个人计算机中通常包含多个微处理器 D、个人计算机通常不会由多人 同时使用 6.下列关于计算机组成及工作原理的叙述中,正确的就是__________。 A、一台计算机内只有一个微处理器 B、多数输出设备能将计算机中用“0”与“1”表示的信息转换成人可识别与感知的 形式,如文字、图形、声音等 C、外存储器中的数据就是直接传送给CPU处理的 D、I/O控制器都做成扩充卡的形式插在PCI扩充槽内 7.下列关于计算机硬件组成的描述中,错误的就是________。 A、计算机硬件包括主机与外设 B、上面选项中的主机指的就就是CPU C、外设通常指的就是外部存储设备与输入/输出设备 D、一台计算机中可能有多个处理器,它们都能执行指令 8.CPU中的运算器也称为执行单元,它就是CPU的控制中心。 9.个人计算机就是由于单片微处理器的出现而开发成功的,价格便宜、使用方便、软件丰 富,它们都运行Windows操作系统。 10.在带电脑控制的家用电器中,有一块用于控制家用电器工作流程的大规模集成电路芯片, 它把处理器、存储器、输入/输出接口电路等都集成在一起,这块芯片称为________。 A、芯片组 B、内存条 C、微控制器(嵌入式计算机) D、 ROM 11.20多年来微处理器的发展非常迅速,下面关于微处理器发展的叙述不准确的就是_____。 A、微处理器中包含的晶体管越来越多,功能越来越强大 B、微处理器中cache的容 量越来越大 C、微处理器的指令系统越来越简单规整 D、微处理器的性能价格 比越来越高 12.从逻辑功能上讲,计算机硬件系统中最核心的部件就是________。 A、内存储器 B、中央处理器 C、外存储器 D、I/O设 备 13.手机、数码相机、MP3等产品中一般都含有嵌入式计算机。 14.计算机硬件从逻辑上可以分为主机与外设,下列存储器设备中________属于主机组成部 分。 计算机组成原理试卷１ 一、选择题（共20分，每题1分） 1．CPU响应中断的时间是_ C _____。 A．中断源提出请求；B．取指周期结束；C．执行周期结束；D．间址周期结束。 2．下列说法中___c___是正确的。 A．加法指令的执行周期一定要访存；B．加法指令的执行周期一定不访存； C．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期一定访存； D．指令的地址码给出存储器地址的加法指令，在执行周期不一定访存。 3．垂直型微指令的特点是___c___。 A．微指令格式垂直表示；B．控制信号经过编码产生； C．采用微操作码；D．采用微指令码。 4．基址寻址方式中，操作数的有效地址是___A___。 A．基址寄存器内容加上形式地址（位移量）；B．程序计数器内容加上形式地址； C．变址寄存器内容加上形式地址；D．寄存器内容加上形式地址。 5．常用的虚拟存储器寻址系统由____A__两级存储器组成。 A．主存－辅存；B．Cache－主存；C．Cache－辅存；D．主存—硬盘。 6．DMA访问主存时，让CPU处于等待状态，等DMA的一批数据访问结束后，CPU再恢复工作，这种情况称作__A____。 A．停止CPU访问主存；B．周期挪用；C．DMA与CPU交替访问；D．DMA。 7．在运算器中不包含___D___。 A．状态寄存器；B．数据总线；C．ALU；D．地址寄存器。 8．计算机操作的最小单位时间是__A____。 A．时钟周期；B．指令周期；C．CPU周期；D．中断周期。 9．用以指定待执行指令所在地址的是_C_____。 A．指令寄存器；B．数据计数器；C．程序计数器；pc D．累加器。 10．下列描述中____B__是正确的。 A．控制器能理解、解释并执行所有的指令及存储结果； B．一台计算机包括输入、输出、控制、存储及算逻运算五个单元； C．所有的数据运算都在CPU的控制器中完成； D．以上答案都正确。 11．总线通信中的同步控制是__B____。 A．只适合于CPU控制的方式；B．由统一时序控制的方式； C．只适合于外围设备控制的方式；D．只适合于主存。 12．一个16K×32位的存储器，其地址线和数据线的总和是B______。14+32=46 A．48；B．46；C．36；D．32。 13．某计算机字长是16位，它的存储容量是1MB，按字编址，它的寻址范围是A______。1mb/2b=1024kb/2b=512k A．512K；B．1M；C．512KB；D．1MB。 14．以下__B____是错误的。（输入输出4） A．中断服务程序可以是操作系统模块；B．中断向量就是中断服务程序的入口地址； C．中断向量法可以提高识别中断源的速度； D．软件查询法和硬件法都能找到中断服务程序的入口地址。 15．浮点数的表示范围和精度取决于__C____ 。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。 A．-127 ～127；B．-128 ～+128；C．-128 ～+127；D．-128 ～+128。 2．设机器数采用补码形式（含1位符号位），若寄存器内容为9BH，则对应的十进制数为______。A．-27；B．-97；C．-101；D．155。答案： 3．设寄存器内容为80H，若它对应的真值是–127，则该机器数是______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 4．若9BH表示移码（含1位符号位）．其对应的十进制数是______。 A．27；B．-27；C．-101；D．101。答案： 5．当定点运算发生溢出时，应______ 。 A．向左规格化；B．向右规格化；C．发出出错信息；D．舍入处理。答案： 6．设寄存器内容为10000000，若它等于-0，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 7．设寄存器内容为11111111，若它等于+127，则为______。 A．原码；B．补码；C．反码；D．移码。答案： 8．在浮点机中，判断原码规格化形式的原则是______。 A．尾数的符号位与第一数位不同；B．尾数的第一数位为1，数符任意； C．尾数的符号位与第一数位相同；D．阶符与数符不同。答案： 9．浮点数的表示范围和精度取决于______ 。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式；B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数；D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。答案： 10. 在定点补码运算器中，若采用双符号位，当______时表示结果溢出。 A．双符号相同B．双符号不同C．两个正数相加D．两个负数相加答案： 计算机的基本组成及工作原理（初中信息技术七年级） 讲课：教技12江旭美【教学设计学科名称】 计算机的基本组成及工作原理是广西教育出版社出版的初中 信息技术七年级教材第一册模块二<计算机的发展》第二节教学内容。 【学情分析】 初一新生刚入学，对信息技术硬件方面的知识知道可能不多，对硬件普遍 有一种神秘感，觉得计算机高深莫测，本节课就是要对电脑软硬件进行深入 “解剖”，并对工作原理做讲解，让学生了解电脑各组成部分，更好的使用 电脑。 【教材内容分析】 本节内容是广西教育出版社初中信息技术七年级第一册模块 二《计算机的发展》第二节教学内容。本节主要让学生掌握计算机的组成， 理解计算机系统中信息的表示，了解计算机的基本工作原理。本节内容以感 性认识为主，增强学生的计算机应用意识，通过大量举例及用眼睛看、用手摸、 用脑想，对计算机的基本组成、软硬件常识、发展有一定了解和比较清晰的认 识。通过学生亲手触摸计算机组件和教师运行自主制作的多媒体课件进行教 学，打破学生对计算机的“神秘感”，觉得计算机并不难学，而且非常实际，认 识到计算机只是普通技能，提高学生学习兴趣。 【教学目标】 知识与技能：掌握计算机的组成，理解计算机系统中信息的表示，了解 计算机的基本工作原理。 过程与方法：向学生展示拆卸的旧电脑部件及未装任何系统的电脑，通过 实际观察加教师讲授的方法完成本节内容。 情感态度与价值观：培养学生的科学态度，激发学生的想象能力和探索精 神。 【教学重难点分析】 教学重点：计算机的组成，计算机系统中信息的表示。 教学难点：计算机的基本工作原理。 【教学课时】 2课时 【教学过程】 图片图片 师：观察图片结合实物并思考：从外观上来看，计算机广．般由哪些部分组成？ 生：讨论、思考、回答 [设计意图】通过图片的展示，同学们对计算机的硬件有了直观的印象， 初步的了解。 （二）自主学习，探究新知 1、先请同学们自己看书P17-P20内容，边看书边思考： ①完整的计算机系统由哪两部分组成？ 复习提纲 1. 两个4字节的无符号数分别存放在从2000H和2010H开始的存储单元中，编写程序完成它 们的相加操作，并将所求的和放在从2000H开始的内存单元中。 2. 设在2000H开始的内存单元中，存放50个无符号字节数，编程找出其中的最大值，并把它存放到DL寄存器中。 3. 将AL中的两个组合BCD数分别转换成对应的ASCII码，并存放在CX中(高位BCD数的转换结果放在CH中，低位BCD数的转换结果放在CL中)。 4. 已知在BUF为首地址的单元中，存放了10个ASCII码数据，编程将它们转换为BCD码后, 存放在BUF+10为首地址的单元中。 编一个程序段。数据段有100个无符号字节数据块BUF试找出其中数值为0的数据个数并放入ZERO单元中 5. 在数据段BUF开始的连续10个单元中存放有10个无符号数，编程求出它们的和并放入SUM单元中。 6. 在数据段BUF开始的连续10个单元中存放有10个无符号数，编程找出其中的最大值放入MAX 单元中。 7. 如图1所示，8255A的A 口PA0 PA1、PA2引脚分别接3个开关K0、K1、K2, B 口PB0 PB1、PB2通过驱动电路分别接到3个发光二极管的阳极。开关的状态通过A 口输入到8255A, 然后将其送到B 口输出，控制发光二极管的亮与灭。 (1 )通过译码电路分析确定8255A的端口地址：(假定未使用的引脚均为低电平“0” A 口地址： B 口地址： C 口地址：___________ 控制口地址= ___________ (2)编程：根据读入A 口开关状态，去控制发光二极管的程序。(要求说明8255A控制字的设置过程) 8. 已知8255A的A 口PA0?PA5接6只共阴数码管LEDA LED5的段码，B 口PB0?PB5分别 接LEDC?LED5的位码，A、B 口工作于方式0, 8255A的工作方式控制字如图所示。要求： a. 简单画出8255A的A B 口与LED的接线图； b. 已知8255A的端口地址为：380H~383H写出能在LED0和LED1 上同时显示“66”的程序。 9. 设有2片8255A芯片，在系统中的连接如图所示。问： (1 )当8255A的数据总线D0~D7与系统数据总线的低8位相连时，1#芯片的4个端口地址为何值？(假设地址线中未用的引脚全为0) (2)写出能够利用2#芯片A口外接开关K0~K7来控制1#芯片A 口外接的LED0~LED7点亮的 8255A初始化程序。 10. 设寄存器(DS =3000H, (SS) =2100H, ( ES) =1200H, (SI ) =1000H, (BX =0100H, ( BP) =0010H,数据段中变量MASK的偏移地址值为50H。指出下列指令中源操作数的寻址方式；对于存储器操作数，写出其物理地址。 ①MOV CX ES: [BX] ②MOV AX, MASK[BP] 11、.已知，(DS =2000H, (BX) =100H, ( SI) =0002H,从物理地址20100H 单元开始，依次存放数据12H 34H 56H、78H;而从物理地址21200H单元开始，依次存放数据2AH 4CH 8BH 98H。试说明下列各条指令单独执行后AX寄存器的内容。 计算机组成原理试册 ————————————————————————————————作者：————————————————————————————————日期： 2 《计算机组成原理》练习册 习题一 1、比较数字计算机和模拟计算机的特点？ 前者能够直接对模拟量信号进行加工处理，主要由处理连续信号的模拟电路组成； 后者能够直接对离散信号进行加工处理，主要由脉冲数字电路组成。 2、数字计算机如何分类？分类的依据是什么？ 数字计算机可分为专用计算机和通用计算机，专用和通用是根据计算机的效率、速度、价格、运行的经济性和适应性来划分的。 3、数字计算机有哪些主要应用？ 科学计算、自动控制、测量和测试、信息管理、教育和卫生、家用电器和人工智能。 4、冯·诺依曼型计算机的主要设计思想是什么？它包括那些主要组成部分？ 计算机的硬件是由有形的电子器件等构成的，它包括运算器、存储器、控制器、适配器、输入输出设备。传统上将运算器和控制器成为CPU，而将CPU和存储器成为主机。 存储程序并按地址顺序执行，这就是冯·诺依曼型计算机的主要设计思想。 5、什么是存储容量？什么是单元地址？什么是数据字？什么是指令字？ 存储器所有存储单元的总数成为存储器的存储容量；存储器中是由许多存储单元组 3 4 成的，每个存储单元都有编号，称为单元地址；如果某字代表要处理的数据，则称为数 据字；如果某字为一条指令，则称为指令字。 6、CPU 中有哪些主要寄存器？ （1） 指令寄存器（IR ） （2） 程序计数器（PC ） （3） 地址寄存器（AR ） （4） 缓冲寄存器（DR ） （5） 累加寄存器（AC ） （6） 状态条件寄存器（PSW ） 7、说明软件发展的演变过程。 算法语言的变化：机器语言、汇编语言、高级语言 操作系统的变化：从最初的单一操作系统到目前的批处理操作系统、分时操作系统、 网络操作系统、实时操作系统。 8、说明计算机系统的层次结构。 计算机系统可分为：微程序机器级，一般机器级（或称机器语言级），操作系统级， 汇编语言级，高级语言级 5级 编译程序 4级 汇编程序 3级 操作程序 2级 微程序 1级 微程序直接由硬件执行 高级语言级 汇编语言级 操作系统级 一般机器级 微程序设计级 《计算机原理》练习题 一、填空题 1、为区别不同的进制，在数的末尾用字母表示，二进制为B ，十六进制为H ，十进制为D 。 2、8位二进制数组成一个字节，它是单片机中数的基本单位。 3、硬件技术中三种基本的无源器件是电阻、电容、电感。 4、电感对电流的作用效果可以总结为：阻交流、通直流，交流电流频率越高，电感对电流的阻抗效应越强。 5、电容对电流的作用效果可以总结为：隔直流、通交流，交流电流频率越高，电容对电流的阻抗效应越弱。 6、晶体二极管的一个最重要特征是单向导电。 7、晶体三极管的主要作用是电流放大作用。 8、微机硬件的五大部件是：运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备。 9、单片机又称为微控制器（MCU）。 10、单片机就是在一块芯片上集成了中央处理部件（CPU）、存储器（RAM、ROM）、定时器/计数器和各种输入/输出（I/O）接口等片上外设的微型计算机。 11、单片机构成的四要素是CPU 、ROM 、RAM 和片上外设，它们相互之间通过总线连接。 12、8051单片机是8 位CPU。 13、时钟电路用于产生单片机工作所需要的时钟信号。 14、时钟周期（振荡周期）是指为单片机提供时钟信号的振荡源的周期。 15、机器周期是指单片机完成某种基本操作所需要的时间，它由12 个时钟周期组成。 16、假设单片机时钟频率f=12MHz，则时钟周期为1/12 us，机器周期为1 us。 17、假设单片机时钟频率f=6MHz，则时钟周期为1/6 us，机器周期为2 us。 18、单片机的存储系统包含三大部分：程序存储器（ROM）、数据存储器(RAM) 和特殊功能寄存器(SFR) 。 19、从物理地址空间来看，MCS-51单片机有四个存储器地址空间：即片内ROM 和片外ROM 以 及片内RAM 和片外RAM 。 20、从逻辑上看，单片机存储空间可分为三个部分：64KB程序存储器、256B数据存储器和64KB 数据存储器。 21、在单片机的引脚中，XTAL1和XTAL2用于连接时钟电路。 22、在单片机的引脚中，RESET用于连接复位电路。 23、在单片机的引脚中，EA=1，表示使用内部程序存储器。 24、在单片机的引脚中，EA=0，表示使用外部程序存储器。 25、单片机的时钟电路有：外部时钟电路和内部时钟电路。 26、单片机的并行端口有：P0 、P1 、P2 、P3 。其中P0 端口外接电路时要加上拉电阻，P3 端口主要使用其第二功能。 27、当单片机外接地址总线时，P2 端口作为地址总线高8位，P0 端口作为地址总线低8位。 28、当单片机外扩存储器时，作为数据总线的是P0 端口。 29、单片机复位后，PC= 0000H ，SP= 07H ，P0~P3= 0FFH 。 30、51单片机引脚P3.2的第二功能是：INT0外部中断0输入端，P3.3的第二功能是：INT1外部中断1输入端，P3.4的第二功能是：T0外部计数脉冲输入端0 ，P3.5的第二功能是：T1外部计数脉冲输入端1 。 31、单片机最小系统是能让单片机工作起来的一个最基本的组成电路。 32、C语言程序的基本结构有：顺序结构、选择结构和循环结构。 33、C语言程序中，有且仅有一个main 函数。 34、C程序的基本单位是函数。 35、C语言程序的执行是从main 函数开始，也是在main 函数中结束。 36、在C语言程序的运行过程中，我们称其值不能被改变的量为：常量；其值可以改变的量为：变量。 37、C语言中的变量必须先定义，后使用。 38、C语言规定给变量起名时，只能使用字母、数字、下划线，而且第一个字符不能是数字。 39、C语言中，定义数组a[10]，则数组a的第一个元素是：a[0] ，最后一个元素是a[9] 。 40、C语言中，执行语句：x=7/3;则x的值为：2 。 41、C语言中，执行语句：x=7%3;则x的值为：1 。 一、选择题 1.假定下列字符码中有奇偶校验位，但没有数据错误，采用偶校校 验的字符码是______。 A 11001011 B 11010110 C 11000001 D 11001001 2.8位定点字长的字，采用2的补码表示时，一个字所能表示的整 数范围是______。 A .–128 ~ +127 B. –127 ~ +127 C. –129 ~ +128 D.-128 ~ +128 3.下面浮点运算器的描述中正确的句子是：______。 a)浮点运算器可用阶码部件和尾数部件实现 b)阶码部件可实现加、减、乘、除四种运算 c)阶码部件只进行阶码相加、相减和比较操作 d)尾数部件只进行乘法和减法运算 4.某计算机字长16位，它的存贮容量是64KB，若按字编址，那 么它的寻址范围是______ A. 64K B. 32K C. 64KB D. 32 KB 5.双端口存储器在______情况下会发生读/写冲突。 a)左端口与右端口的地址码不同 b)左端口与右端口的地址码相同 c)左端口与右端口的数据码不同 d)左端口与右端口的数据码相同 6.寄存器间接寻址方式中，操作数处在______。 A. 通用寄存器 B. 主存单元 C. 程序计数器 D. 堆栈 7.微程序控制器中，机器指令与微指令的关系是______。 a)每一条机器指令由一条微指令来执行 b)每一条机器指令由一段微指令编写的微程序来解释执行 c)每一条机器指令组成的程序可由一条微指令来执行 d)一条微指令由若干条机器指令组 8.按其数据流的传递过程和控制节拍来看，阵列乘法器可认为是 ______。 a)全串行运算的乘法器 b)全并行运算的乘法器 c)串—并行运算的乘法器 d)并—串型运算的乘法器 9.由于CPU内部的操作速度较快，而CPU访问一次主存所花的 时间较长，因此机器周期通常用______来规定。 a)主存中读取一个指令字的最短时间 b)主存中读取一个数据字的最长时间 c)主存中写入一个数据字的平均时间 d)主存中读取一个数据字的平均时间 10.程序控制类指令的功能是______。 A 进行算术运算和逻辑运算 B 进行主存与CPU之间的数据传送 一、填空、选择或判断 1.多核处理机是空间并行计算机，它有___多__个CPU。 2.计算机的发展大致经历了五代变化，其中第四代是 1972-1990 年的_大规模和超大规 模集成电路______计算机为代表。 3.计算机从第三代起，与IC电路集成度技术的发展密切相关。描述这种关系的是_摩尔__ 定律。 4.1971年，英特尔公司开发出世界上第一片4位微处理器__Intel 4004_____。首次将CPU 的所有元件都放入同一块芯片之。 5.1978年，英特尔公司开发的___Intel 8086_______是世界上第1片通用16位微处理器， 可寻址存储器是_1MB______。 6.至今为止，计算机中的所有信息仍以二进制方式表示的理由是__物理器件性能所致___。 7.。诺依曼计算机工作方式的基本特点是__按地址访问并顺序执行指令_____。 8.20世纪50年代，为了发挥__硬件设备_____的效率，提出了_多道程序___技术，从而发 展了操作系统，通过它对__硬软资源______进行管理和调度。 9.计算机硬件能直接执行的只有__机器语言_________ 。 10.完整的计算机系统应包括__配套的硬件设备和软件系统______。 11.计算机的硬件是有形的电子器件构成，它包括_运算器__、_控制器_、_存储器__、_适配器_、_系统总线__、__外部设备__。 12.当前的中央处理机包括__运算器_____、_控制器_____、__存储器_____。 13.计算机的软件通常分为__系统软件_______和___应用软件_____两大类。 14.用来管理计算机系统的资源并调度用户的作业程序的软件称为__操作系统_____，负责将_高级____-语言的源程序翻译成目标程序的软件称为___编译系统____。 15.计算机系统中的存储器分为__存____和__外存______。在CPU执行程序时，必须将指令存放在__存______中。 16.计算机存储器的最小单位为___位______。1KB容量的存储器能够存储___8192_____个这样的基本单位。 17.在计算机系统中，多个系统部件之间信息传送的公共通路称为_总线_____。就其所传送的信息的性质而言，在公共通路上传送的信息包括__数据__、__地址__和__控制____信息。 18.指令周期由__取指____ 周期和__执行_____周期组成。 19.下列数中最小的数为_______. A (101001)2 B(52)8 C (101001)BCD D(233)16 20.下列数中最大的数为 A ()2 B(227)8 C (96)16 D(143)5 21.在机器数中，________的零的表示形式是唯一的。 A原码B补码C反码 D原码和反码 22.某机字长32位，采用定点小数表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正 小数为___C____，最小负小数为___D_____ A +(231-1) B -(1-2-32) C +(1-2-31)≈+1 D-(1-2-31)≈-1 23.某机字长32位，采用定点整数表示，符号位为1位，尾数为31位，则可表示的最大正 整数为___A____，最小负整数为___D_____ A +(231-1) B -(1-2-32) 习题4： 请编写完整汇编程序： 1.内存中以BUF单元开始存放8个16位二进制数，试编程将8个数倒序后存 放于BUF开始的单元，试编程；（提示：采用堆栈实现） 2.将8个16位无符号数相加，结果保存在32位无符号数SUM中； 3.以十进制形式在计算机屏幕上显示内存中的一个8位有符号数，例如：若内 存单元中存放的数据为7FH，则在屏幕上显示+127，若内存单元存放的数据为0FFH，则应在屏幕上显示-1； 4.从键盘输入一个4位十进制数，然后以16进制形式显示在屏幕上，试编程； 例如：输入1 0 2 4 在屏幕上应该显示0400H 5.数据段中存放有一个无符号字数据VAR，将其转换成非压缩格式的BCD码， 存于BUF开始的单元中（高位在前）； 例如：若VAR为0800H，则转换后(BUF) = 20H (BUF+1) = 48H 6.内存中以str1和str2开始分别存放了两个字符串，结束符为NULL（ASCII 码为0），将str2连接到str1后，形成1个字符串，并将连接后的字符串str1输出到屏幕上； 7.统计10个有符号字节数中，大于0、小于0、等于0的个数，分别存放在NUM1、 NUM2、NUM3三个变量中，并找出最大值、最小值分别存放到MAX、MIN变量 中，再求10个数的和，将结果存放到16位有符号数SUM中。 8 若程序的数据段定义如下，写出各指令语句独立执行后的结果。 DSEG SEGMENT DATA1 DB 10H, 20H, 30H DATA2 DW 10 DUP (?) String DB ‘123’ DSEG ENDS (1)MOV AL, DATA1 (2)MOV BX, offset DATA2 (3)LEA SI, String ADD DI,SI 9 假设数据项定义如下： DATA1 DB ‘HELLO!GOOD MORNING’ DATA2 DB 20 DUP(?) 用串操作指令编写程序段，使其分别完成一下功能。 （1）从左到右将DATA1中的字符串传送到DATA2中； 河南农业大学 计算机组成原理实验报告 题目简单机模型实验 学院信息与管理科学学院 专业班级计算机科学与技术2010级1班 学生姓名张子坡（1010101029） 指导教师郭玉峰 撰写日期：二○一二年六月五日 一、实验目的： 1.在掌握各部件的功能基础上，组成一个简单的计算机系统模型机； 2．了解微程序控制器是如何控制模型机运行的，掌握整机动态工作过程； 3定义五条机器指令，编写相应微程序并具体上机调试。 二、实验要求： 1.复习计算机组成的基本原理； 2.预习本实验的相关知识和内容 三、实验设备： EL-JY-II型计算机组成原理试验系统一套，排线若干。 四、模型机结构及工作原理： 模型机结构框图见实验书56页图6-1. 输出设备由底板上上的四个LED数码管及其译码、驱动电路构成，当D-G和W/R均为低电平时将数据结构的数据送入数据管显示注：本系统的数据总线为16位，指令、地址和程序计数器均为8位。当数据总线上的数据打入指令寄存器、地址寄存器和程序寄存器时，只有低8位有效。 在本实验我们学习读、写机器指令和运行机器指令的完整过程。在机器指令的执行过程中，CPU从内存中取出一条机器指令到执行结束为一个指令周期，指令由微指令组成的序列来完成，一条机器指令对应一段微程序。另外，读、写机器指令分别由相应的微程序段来完成。 为了向RAM中装入程序和数据，检查写入是否正确，并能启动程序执行，必须设计三个控制操作微程序。 存储器读操作（MRD）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“00”时，按“单步”键，可对RAM连续读操作。 存储器写操作（MWE）：拨动清零开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“10”时，按“单步”键，可对RAM连续写操作。 启动程序（RUN）：拨动开关CLR对地址、指令寄存器清零后，指令译码器输入CA1、CA2为“11”时，按“单步”键，即可转入第01号“取指”微指令，启动程序运行。 注：CA1、CA2由控制总线的E4、E5给出。键盘操作方式有监控程序直接对E4、E5赋值，无需接线。开关方式时可将E4、E5接至控制开关CA1、CA2，由开关控制。 五、实验内容、分析及参考代码： 生成的下一条微地址 UA5 UA0 MS5 MS0 微地址 计组选择题 第一次作业： 第二十题:在机器数( B )中，零的表示形式是唯一的。 A．原码 B．补码 C．移码 D．反码 第二十一题:浮点数的表示范围和精度取决于( C )。 A．阶码的位数和尾数的机器数形式； B．阶码的机器数形式和尾数的位数； C．阶码的位数和尾数的位数； D．阶码的机器数形式和尾数的机器数形式。 第二十二题:冯·诺伊曼机工作方式的基本特点是( B )。 A．多指令流单数据流； B．按地址访问并顺序执行指令； C．堆栈操作； D．存储器按内容选择地址。 第二次作业： 第五题:指令系统中采用不同寻址方式的目的是( D )。 A．提高从内存获取数据的速度 B．提高从外存获取数据的速度 C．降低操作码的译码难度 D．扩大寻址空间并提高编程灵活性 第七题: 中央处理器（CPU）包含( C )。 A．运算器 B．控制器 C．运算器、控制器和cache D．运算器、控制器和主存储器 第十三题:某一RAM芯片其容量是512*8位，除电源和接地端外，该芯片引线的最少数目是( B ) A．20 B．19C．18 D．17 第二十二题:Cache的地址映像中，若主存中的任一块均可映射到Cache内的任一块的位置上，称作( B )。 A．直接映像； B．全相联映像； C．组相联映像； D．其它映像。 第三次作业： 第七题:用串行接口7位ASCII码传送，带有1位奇校验位、1位起始位和1位停止位，当波特率为9600波特时，字符传送速率为（ A ）。 A、960 B、873 C、1371 D、480 第八题:同步通信之所以比异步通信具有较高的传输频率，是因为同步通信（ C ）。 A、不需要应答信号 B、总线长度较短 C、用一个公共时钟信号进行同步 D、各部件存取时间比较接近 第十题: 系统总线中控制线的功能是（ A )。 A.提供主存、I/0接口设备的控制信号和响应信号 B.提供数据信息 C.提供时序信号 D.提供主存、I/0接口设备的响应信号 第二十题:在集中式总线仲裁中，（ B )方式响应时间最快，（ A ）方式对（ C )最敏感。 A、菊花链方式 B、独立请求方式 C、电路故障 D、计数器定时查询方式 第二十三题:在集中式总线仲裁中，( C )方式响应时间最快。 A.链式查询 B.计数器定时查询 C.独立请求 D.以上方式一样快 第二十四题:系统总线中地址线的功能是（ D )。 A、选择主存单元地 B、选择进行信息传输的设备 C、选择外存地址 D、指定主存和I/0设备接口电路的地址 第2章习题运算方法和运算部件 1．37H代码若看作ASCII码、整数补码、8421码时分别代表什么? 2．比较下列有符号数补码的大小 ① 321FH与A521H ② 80H与32H ③ 8000H与AF3BH ④ 72H与31H 3．写出下列数据规格化浮点数的编码。其中，阶码为5位移码（含1位阶符），尾数为11位补码（含1位数符） ① +111000 ②－10101 ③ + 0.01011 4．设待校验的数据为10101011 ①采用偶校验，求校验码。 ②采用CRC码，生成多项式为G(X)=X4+X+1，求CRC码。 5．有一个（7，3）码，生成多项式为G(X)=X4+X3+X2 +1，写出代码001的校验码和循环余数。 6．设待检验数据为10101011，采用码距为3的海明码，求海明码。 7．已知接收到的海明码为1010110，按偶校验原则（码距为3），问欲传的信息码是多少？ 8．某CRC码的生成多项式G(x)＝x3+x2+1,用此生成多项式产生的冗余位，加在信息位后形成CRC 码。若发送信息位1111 和1100 则它的CRC 码分别为＿A＿和＿B＿。由于某种原因，使接收端收到了按某种规律可判断为出错的CRC 码，例如码字＿C＿、＿D＿、和＿E＿ A: ①1111100 ②1111101 ③1111110 ④1111111 B: ①1100100 ②1100101 ③1100110 ④1100111 C ~E :①0000000 ②1111101 ③0010111 ④0011010 ⑤1000110 ⑥1001111 ⑦1010001 ⑧1011000 解： A：G(x)＝1101，C(x)＝1111 C(x)*23÷G(x)＝1111000÷1101＝1011余111 得到的CRC码为1111111 B：G(x)＝1101，C(x)＝1100 C(x)*23÷G(x)＝1100000÷1101＝1001余101计算机组成原理试题及答案
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