微机原理与接口技术(第三版)周荷琴 课后答案
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第二章 8086体系结构与80x86CPU1.8086CPU由哪两部分构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU由两部分组成:指令执行部件(EU,Execution Unit)和总线接口部件(BIU,Bus Interface Unit)。
指令执行部件(EU)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR、通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU)主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I/O端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2.8086CPU预取指令队列有什么好处?8086CPU内部的并行操作体现在哪里?答:8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件(EU)在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5.简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答:8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB。
第一章1. 什么是冯·诺依曼机?答:冯·诺依曼于1945 年提出了存储程序的概念和二进制原理,利用这种概念和原理设计的电子计算机系统统称为冯·诺依曼机。
它包括运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备五个组成部分。
早期的冯·诺依曼机结构上以运算器和控制器为中心,随着计算机体系结构的发展,现在已演化为以存储器为中心的结构。
2. 微处理器,微型计算机,微型计算机系统有什么联系与区别?答:微处理器是微型计算机系统的核心,也称为CPU(中央处理器)。
主要完成:①从存储器中取指令,指令译码;②简单的算术逻辑运算;③在处理器和存储器或者I/O 之间传送数据;④程序流向控制等。
微型计算机由微处理器、存储器、输入/输出接口电路和系统总线组成。
以微型计算机为主体,配上外部输入/输出设备及系统软件就构成了微型计算机系统。
三者关系如下图:3. 微处理器有哪些主要部件组成?其功能是什么?答:微处理器是一个中央处理器,由算术逻辑部件ALU、累加器和寄存器组、指令指针寄存器IP、段寄存器、标志寄存器、时序和控制逻辑部件、内部总线等组成。
算术逻辑部件ALU 主要完成算术运算及逻辑运算。
累加器和寄存器组包括数据寄存器和变址及指针寄存器,用来存放参加运算的数据、中间结果或地址。
指令指针寄存器IP 存放要执行的下一条指令的偏移地址,顺序执行指令时,每取一条指令增加相应计数。
段寄存器存放存储单元的段地址,与偏移地址组成20 位物理地址用来对存储器寻址。
标志寄存器flags 存放算术与逻辑运算结果的状态。
时序和控制逻辑部件负责对整机的控制:包括从存储器中取指令,对指令进行译码和分析,发出相应的控制信号和时序,将控制信号和时序送到微型计算机的相应部件,使CPU 内部及外部协调工作。
内部总线用于微处理器内部各部件之间进行数据传输的通道。
4. 画一个计算机系统的方框图,简述各部分主要功能。
答:计算机系统由硬件(Hardware)和软件(Software)两大部分组成。
《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点?【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”,有以下5方面特点:(1)用二进制数表示数据和指令;(2)指令和数据存储在内部存储器中,按顺序自动依次执行指令;(3)由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统;(4)由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行;(5)以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段?各典型芯片具备哪些特点?【解答】经历了6代演变,各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外,还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有:字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下:(1)微处理器:是微型计算机的核心部件,由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成,其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
(2)内存储器:用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据,特点是信息可读可写,存取方便,但信息断电后会丢失;ROM用于存放各种固定的程序和数据,特点是信息固定不变,关机后原存储的信息不会丢失。
第二章8086 体系结构与80x86CPU1. 8086CPU由哪两部分构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU由两部分组成:指令执行部件(EU, Execution Un it) 和总线接口部件(BIU,Bus In terface Un it) 。
指令执行部件(El)主要由算术逻辑运算单元(ALU)、标志寄存器FR通用寄存器组和EU控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件(BIU) 主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或I /0端口读取操作数参加EU运算或存放运算结果等。
2. 8086CPU预取指令队列有什么好处?8086CPU内部的并行操作体现在哪里?答:8086CPU的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU的设计要求,指令执行部件(EU) 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在CPU内部,EU从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5. 简述8086系统中物理地址的形成过程。
8086系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答:8086系统中的物理地址是由20根地址总线形成的。
8086系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部分构成,都是16位二进制数。
通过一个20位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是 1 6位的段基址左移4位(相当于在段基址最低位后添4个“ 0”),然后与偏移地址相加获得物理地址。
由于8086CPU的地址线是20根,所以可寻址的存储空间为1M字节,即8086系统的物理地址空间是1MB 逻辑地址由段基址和偏移地址两部分构成,都是无符号的16位二进制数,程序设计时采用逻辑地址,也是1MB。
《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点?【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”,有以下5方面特点:(1)用二进制数表示数据和指令;(2)指令和数据存储在内部存储器中,按顺序自动依次执行指令;(3)由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统;(4)由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行;(5)以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段?各典型芯片具备哪些特点?【解答】经历了6代演变,各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特点以外,还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有:字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下:(1)微处理器:是微型计算机的核心部件,由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成,其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
(2)内存储器:用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据,特点是信息可读可写,存取方便,但信息断电后会丢失;ROM用于存放各种固定的程序和数据,特点是信息固定不变,关机后原存储的信息不会丢失。
第二章 8086 体系结构与80x86CPU1.8086CPU 由哪两部份构成?它们的主要功能是什么?答:8086CPU 由两部份组成:指令执行部件<EU,Execution Unit>和总线接口部件<BIU,Bus Interface Unit>。
指令执行部件〔EU 主要由算术逻辑运算单元<ALU>、标志寄存器F R、通用寄存器组和E U 控制器等4个部件组成,其主要功能是执行指令。
总线接口部件<BIU>主要由地址加法器、专用寄存器组、指令队列和总线控制电路等4个部件组成,其主要功能是形成访问存储器的物理地址、访问存储器并取指令暂存到指令队列中等待执行,访问存储器或者I/O 端口读取操作数参加E U 运算或者存放运算结果等。
2.8086CPU 预取指令队列有什么好处? 8086CPU 内部的并行操作体现在哪里?答: 8086CPU 的预取指令队列由6个字节组成,按照8086CPU 的设计要求, 指令执行部件〔EU 在执行指令时,不是直接通过访问存储器取指令,而是从指令队列中取得指令代码,并分析执行它。
从速度上看,该指令队列是在C PU 内部,EU 从指令队列中获得指令的速度会远远超过直接从内存中读取指令。
8086CPU 内部的并行操作体现在指令执行的同时,待执行的指令也同时从内存中读取,并送到指令队列。
5.简述8086 系统中物理地址的形成过程。
8086 系统中的物理地址最多有多少个?逻辑地址呢?答: 8086 系统中的物理地址是由20 根地址总线形成的。
8086 系统采用分段并附以地址偏移量办法形成20 位的物理地址。
采用分段结构的存储器中,任何一个逻辑地址都由段基址和偏移地址两部份构成,都是16 位二进制数。
通过一个20 位的地址加法器将这两个地址相加形成物理地址。
具体做法是16 位的段基址左移4位<相当于在段基址最低位后添4个"0">,然后与偏移地址相加获得物理地址。
第1章绪论作业1. 将下列二进制数转换成十进制数。
(1)B=202 (2)00111101B=61(3)01001101B=77 (4)B=1643. 将下列十进制数分别转换为二进制数和十六进制数。
(2)76= 100 1100B =4CH(4)134= 1000 0110B =86H4. 求下列十进制数的BCD码(1)327=11 0010 0111(BCD码)(2)1256=1 0010 0101 0110(BCD码)6. 求出下列10进制数的原码、反码和补码(2)+85 (4)-85解:85=0101 0101B原码:+85= 0101 0101B -85= 1101 0101B反码:+85= 0101 0101B -85= 1010 1010B补码:+85= 0101 0101B -85= 1010 1011B10. 画出微型计算机的基本结构框图,说明各部分的主要功能是什么解:微型计算机的基本结构框图如下:微处理器CPU :控制微处理器与存储器或I/O 设备间的数据交换;进行算术和逻辑运算等操作;判定和控制程序流向。
微处理器主要完成:(1)指令控制:从存储器中取指令,指令译码;(2)数据加工:简单的算术逻辑运算;(3)操作控制:在微处理器和存储器或者I/O 之间传送数据;(4)时间控制:程序流向控制。
存储器:用来存放数据和指令。
I/O 接口:主机和外设间的桥梁,提供数据缓冲驱动、信号电平转换、信息转换、地址译码、定时控制等各种功能。
I/O 设备:输入原始数据和程序,转换成计算机能识别的信息,送入存储器去等待处理。
输出运算结果。
总线:连接计算机系统中各功能部件的信息通道。
第2章 8086CPU 作业2. 8086CPU 内部由哪两部分组成它们的大致是如何工作的答:(1)8086CPU 由指令执行部件EU 和总线接口部件BIU 两部分组成。
(2)① BIU 先执行读存储器操作,从给定地址单元中取出指令,送到先进先出的指令队列中等待执行。
完美WORD格式《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点?【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”,有以下5方面特点:(1)用二进制数表示数据和指令;(2)指令和数据存储在内部存储器中,按顺序自动依次执行指令;(3)由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统;(4)由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行;(5)以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段?各典型芯片具备哪些特点?【解答】经历了6代演变,各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特专业整理知识分享2点以外,还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有:字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下:(1)微处理器:是微型计算机的核心部件,由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成,其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
(2)内存储器:用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据,特点是信息可读可写,存取方便,但信息断电后会丢失;ROM用于存放各种固定的程序和数据,特点是信息固定不变,关机后原存储的信息不会丢失。
WORD格式可编辑《微机原理与接口技术》习题解答习题11.1 冯·诺依曼型计算机的设计方案有哪些特点?【解答】冯·诺依曼型计算机的设计方案是“存储程序”和“程序控制”,有以下5方面特点:(1)用二进制数表示数据和指令;(2)指令和数据存储在内部存储器中,按顺序自动依次执行指令;(3)由运算器、控制器、存储器、输入设备和输出设备组成基本硬件系统;(4)由控制器来控制程序和数据的存取及程序的执行;(5)以运算器为核心。
1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段?各典型芯片具备哪些特点?【解答】经历了6代演变,各典型芯片的特点如表1-1所示。
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微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有:字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下:(1)微处理器:是微型计算机的核心部件,由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成,其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
(2)内存储器:用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据,特点是信息可读可写,存取方便,但信息断电后会丢失;ROM用于存放各种固定的程序和数据,特点是信息固定不变,关机后原存储的信息不会丢失。
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1.2 微处理器和微型计算机的发展经历了哪些阶段?各典型芯片具备哪些特点?【解答】经历了6代演变,各典型芯片的特点如表1-1所示。
表1-1 微处理器的发展及典型芯片的特点1.3 微型计算机的特点和主要性能指标有那些?【解答】除具有运算速度快、计算精度高、有记忆能力和逻辑判断能力、可自动连续工作等基本特专业资料整理分享..WORD完美格式..点以外,还具有功能强、可靠性高、价格低廉、结构灵活、适应性强、体积小、重量轻、功耗低、使用和维护方便等。
微型计算机的性能指标与系统结构、指令系统、硬件组成、外部设备以及软件配备等有关。
常用的微型计算机性能指标主要有:字长、主频、内存容量、指令数、基本指令执行时间、可靠性、兼容性、性能价格比等。
1.4 常见的微型计算机硬件结构由哪些部分组成?各部分的主要功能和特点是什么?【解答】微型计算机硬件一般由微处理器、内存储器、外存储器、系统总线、接口电路、输入/输出设备等部件组成。
主要组成部件的功能和特点分析如下:(1)微处理器:是微型计算机的核心部件,由运算单元ALU、控制单元、寄存器组以及总线接口部件等组成,其功能是负责统一协调、管理和控制系统中的各个部件有机地工作。
(2)内存储器:用来存放计算机工作过程中需要的操作数据和程序。
可分为随机存储器RAM和只读存储器ROM。
RAM存放当前参与运行的各种程序和数据,特点是信息可读可写,存取方便,但信息断电后会丢失;ROM用于存放各种固定的程序和数据,特点是信息固定不变,关机后原存储的信息不会丢失。