《微机原理与接口技术》习题解答习题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。
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。
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。
（3）系统总线：是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
可分成数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB。
（4）输入/输出接口电路：完成微型计算机与外部设备之间的信息交换。
由寄存器组、专用存储器和控制电路等组成。
（5）主机板：由CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件组成。
（6）外存储器：使用最多的是磁盘存储器（软盘、硬盘）和光盘存储器。
外存储器容量大，保存的信息不会丢失。
（7）输入/输入设备：是微型计算机系统与外部进行通信联系的主要装置。
常用的有键盘、鼠标、显示器、打印机和扫描仪等。
什么是微型计算机的系统总线说明数据总线、地址总线、控制总线各自的作用。
【解答】系统总线是CPU与其它部件之间传送数据、地址和控制信息的公共通道。
（1）数据总线：用来传送数据，主要实现CPU与内存储器或I/O设备之间、内存储器与I/O设备或外存储器之间的数据传送。
（2）地址总线：用来传送地址。
主要实现从CPU送地址至内存储器和I/O设备，或从外存储器传送地址至内存储器等。
（3）控制总线：用于传送控制信号、时序信号和状态信息等。
什么是系统的主机板由哪些部件组成【解答】CPU、RAM、ROM、I/O接口电路以及系统总线组成的计算机装置称为“主机”，主机的主体则是主机板。
主机板上主要有CPU插座、芯片组、内存插槽、系统BIOS、CMOS、总线扩展槽、串行/并行接口、各种跳线和一些辅助电路等硬件。
计算机中有哪些常用的数制和码制如何进行数制之间的转换【解答】数值数据经常用二进制、十进制、八进制和十六进制；字符数据使用ASCII码；表示十进制数字用BCD码。
（1）十进制到二进制：整数部分连续除以2后“倒取余”，小数部分连续乘以2后“正取整”；（2）二进制到十进制：将二进制数按权展开即可。
（3）二进制到八进制：将3位二进制一组对应1位八进制数码。
（4）八进制到二进制：将1位八进制数码对应3位二进制数码。
十六进制与二进制间转换与八进制与二进制间转换类似，只是比例关系为1位十六进制数码对应4位二进制数码。
将下列十进制数分别转化为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。
（1）（2）（3）（4）【解答】：（1）= = =。
（2）325.= BCD。
（3）= = = 。
（4）214.= BCD。
将下列二进制数分别转化为十进制数、八进制数和十六进制数。
（1）（2）（3）（4）【解答】（1）= 202 = 312Q = CAH（2）= = =（3）= = =将下列十六进制数分别转化为二进制数、十进制数。
（1）FAH （2）12B8H （3）5A （4）【解答】（1）FAH =（2）12B8H（3）5A（4）写出下列带符号十进制数的原码、反码、补码表示（采用8位二进制数）。
（1）+38 （2）+82 （3）－57 （4）－115【解答】（1）X =+38，[X]补= 00100110B（2）X =+82，[X]补= 01010010B（3）X =－57，[X]补（4）X =－115，[X]补写出下列二进制数的补码表示。
（1）+1010100 （2）+1101101 （3）－0110010 （4）－1001110【解答】（1）X = +1010100，[X]补= 01010100B（2）X = +1101101，[X]补= 01101101B（3）X = －0110010，[X]补（4）X = －1001110，[X]补已知下列补码求出其真值。
（1）87H （2）3DH （3）0B62H （4）3CF2H【解答】（1）[X]补=X]原（2）[X]补=3DH = 00111101B，符号位为0，X是正数，X = 3DH（3）[X]补=X = +B62H（4）[X]补=X =3CF2H按照字符所对应的ASCII码表示，查表写出下列字符的ASCII码。
A 、g 、W、*、ESC、LF、CR 、%【解答】A的ASCII码为41H；G的ASCII码为47H；W的ASCII码为57H；*的ASCII码为2AH；ESC的ASCII码为1BH；LF的ASCII码为0AH；CR的ASCII码为DH；%的ASCII码为25H。
把下列英文单词转换成ASCII编码的字符串。
（1）How （2）Great （3）Water （4）Good【解答】（1）How的ASCII码为486F77H；（2）Great（3）Water（4）Good的ASCII码为476F6F64H。
习题28086CPU具有20 条地址线，可直接寻址1MB 容量的内存空间，在访问I/O端口时，使用地址线16条，最多可寻址64K 个I/O端口。
8086CPU的内部结构有何特点由哪两部分组成它们的主要功能是什么【解答】8086微处理器是典型的16位微处理器，HMOS工艺制造，集成了万只晶体管，使用单一的+5V电源，有16根数据线和20根地址线；通过其16位的内部数据通路与设置指令预取队列的流水线结构结合起来而获得较高的性能。
8086微处理器内部安排了两个逻辑单元，即执行部件EU和总线接口部件BIU。
EU主要负责指令译码、执行和数据运算，包括计算有效地址；BIU主要完成计算物理地址、从内存中取指令、实现指令规定的读/写存储器或外部设备等信息传输类操作。
8086CPU中的指令队列的作用是预取指令，其长度是6 字节。
8086CPU内部寄存器有哪几种各自的特点和作用是什么【解答】CPU有14个内部寄存器，可分为3大类：通用寄存器、控制寄存器和段寄存器。
通用寄存器是一种面向寄存器的体系结构，操作数可以直接存放在这些寄存器中，既可减少访问存储器的次数，又可缩短程序的长度，提高了数据处理速度，占用内存空间少。
控制寄存器包括指令指针寄存器IP和标志寄存器FLAG：IP用来指示当前指令在代码段的偏移位置；FLAG用于反映指令执行结果或控制指令执行的形式。
为了实现寻址1MB存储器空间，8086CPU将1MB的存储空间分成若干个逻辑段进行管理，4个16位的段寄存器来存放每一个逻辑段的段起始地址。
8086的标志寄存器分为6 个状态标志位和3 个控制标志位，它们各自的含义和作用是什么【解答】标志寄存器各标志位的含义和作用如下表：表2-1 标志寄存器FLAG中标志位的含义和作用已知堆栈段寄存器（SS ）=2400H ，堆栈指针（SP ）=1200H ，计算该堆栈栈顶的实际地址，并画出堆栈示意图。
【解答】（SS ）=2400H ，（SP ）=1200H ；PA=（SS ）×10H ＋（SP ）= 2400H ×10H ＋1200H = 25200H 。
8086的存储器采用 奇偶存储体 结构，数据在内存中的存放规定是 低字节存放在低地址中，高字节存放在高地址中，以低地址为字的地址，规则字是指 低字节地址为偶地址的字，非规则字是指 低字节的地址为奇地址的字。
解释逻辑地址、偏移地址、有效地址、物理地址的含义，8086存储器的物理地址是如何形成的怎样进行计算【解答】逻辑地址：表示为段地址：偏移地址，书写程序时用到，一个存储单元可对应出多个逻辑地址；偏移地址：是某一存储单元距离所在逻辑段的开始地址的字节个数。
有效地址：是指令中计算出的要访问的存储单元的偏移地址。
物理地址：是CPU 访问存储器时用到的20位地址，是存储单元的唯一的编号。
物理地址计算公式：物理地址 = 段地址×10H ＋有效地址（或偏移地址）8086系统中的存储器分为几个逻辑段各段之间的关系如何每个段寄存器的作用是什么 【解答】8086CPU将1MB 的存储空间分成逻辑段来进行管理：每个逻辑段最小为16B 。
所以最多可分成64K 个段；每个逻辑段最大为64KB ，最少可分成16个逻辑段。
各段的起始位置由程序员指出，可以彼此分离，也可以首尾相连、重叠或部分重叠。
4个16位的段寄存器用来存放每一个逻辑段的段起始地址：CS 中为代码段的起始地址；DS 中为数据段的起始地址；SS 中为堆栈段的起始地址；ES 中为附加段的起始地址。
I/O 端口有哪两种编址方式，各自的优缺点是什么 【解答】I/O 端口有两种编址方式：统一编址和独立编址。
统一编址方式是将I/O 端口与内存单元统一起来进行编号，即包括在1MB 的存储器空间中，看作存储器单元，每个端口占用一个存储单元地址。
该方式主要优点是不需要专门的I/O 指令，对I/O 端口操作的指令类型多；缺点是端口要占用部分存储器的地址空间，不容易区分是访问存储器还是外部设备。
独立编址的端口单独构成I/O 地址空间，不占用存储器地址。
优点是地址空间独立，控制电路和地址译码电路简单，采用专用的I/O 指令，使得端口操作的指令在形式上与存储器操作指令有明显区别，程序容易阅读；缺点是指令类别少，一般只能进行传送操作。
