微机原理与接口技术：第11(2)讲 6.1

第1章微型计算机基础1.1 计算机中数的表示和运算1.1.1 计算机中的数制及转换在微型计算机中，常见和常使用的数制♦十进制♦二进制♦八进制♦十六进制等。

1.十进制十进制计数特征如下：♦使用10个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7，8，9♦基数为10♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢十进一决定其实际数值。

任意一个十进制正数D，可以写成如下形式：(D)10＝D n-l³10 n-1 +D n-2³10 n-2 +…+D l³101+D0³100+D—l³10 -1+D-2³10-2+²²+D-n³10-n2.二进制在二进制计数制中，基数是2，计数的原则是“逢2进1”。

特征如下：♦使用两个不同的数码符号0和l♦基数为2♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢二进一决定其实际数值。

任意一个二进制正数B，可以写成如下形式：(B)2＝B n—l³2 n-1 +B n—2³2 n-2+…+B l³21+B0³20+B—l³2 -1+B-2³1-2+²²+B-n³1-n十进制TO二进制把十进制整数转换成二进制整数通常采用的方法是“除以2取余数”。

把十进制小数转换成二进制小数所采用的规则是“乘2取整”。

在计算机中，数的存储、运算、传输都使用二进制。

[例 1-2] 将十进制小数0.6875转换成二进制小数3．八进制在八进制计数制中，基数是8，计数的原则是“逢8进1”。

特征如下：♦使用8个不同的数码符号0，1，2，3，4，5，6，7♦基数为8♦每一个数码符号根据它在数中所处的位置(即数位)，按逢八进一来决定其实际数值。

任意一个八进制正数S，可表示为：(S)8＝S n—l³8 n-1+S n—2³8 n-2+²²+S1³8 1+S0³8 0 +S—l³8–1+²²+S-m³8-m转换: 将十进制整数转换成八进制整数的方法是“除以8取余数”。

习题与思考题66.1 参考答案：按总线功能或信号类型来分，有数据总线、地址总线和控制总线。

按总线的层次结构分来为，有：CPU总线：微机系统中速度最快的总线，主要在CPU内部，连接CPU内部部件，在CPU周围的小范围内也分布该总线，提供系统原始的控制和命令。

局部总线：在系统总线和CPU总线之间的一级总线，提供CPU和主板器件之间以及CPU到高速外设之间的快速信息通道。

系统总线：也称为I/O总线，是传统的通过总线扩展卡连接外部设备的总线。

由于速度慢，其功能已经被局部总线替代。

通信总线：也称为外部总线，是微机与微机，微机与外设之间进行通信的总线。

常用的系统总线有：ISA总线、PCI总线、AGP总线、PCI-Express总线常用的外总线有：USB总线、IEEE 1394总线6.2 参考答案：（1）可以简化系统结构，便于系统设计制造。

（2）大大减少连线数目，便于布线，减小体积，提高系统的可靠性。

（3）便于接口设计，所有与总线连接的设备均可采用类似的接口。

（4）便于系统的扩充、更新与灵活配置，易于实现系统模块化。

（5）便于设备的软件设计和故障的诊断、维修等。

6.3参考答案：使用标准总线，不仅可以简化设计，有利于组织大规模专业化生产，缩短研制周期，同时也为灵活配置系统以及系统的升级、改造和维护带来了方便。

总线标准的一般特性规范包含：（1）物理特性定义总线物理形态和结构布局，规定总线的形式（电缆、印制线或接插件）及具体位置等。

（2）机械特性定义总线机械连接特性，其性能包括接插件的类型、形状、尺寸、牢靠等级、数量和次序等。

（3）功能特性定义总线各信号线功能，不同信号实现不同功能。

（4）电气特性定义信号的传递方向、工作电平、负载能力的最大额定值等。

6.4总线位宽：是指总线上能同时传送的数据位数，用bit（位）表示。

总线带宽（总线最大传输率）：是指单位时间内总线上可传送的数据量，可用字节数/秒（B/s）或比特数/秒（b/s）表示总线工作频率：是指用于控制总线操作周期的时钟信号频率，所以也叫总线时钟频率，通常以MHz 为单位。

微机原理与接口技术(楼顺天第二版)第六章习题解答微机原理与接口技术（楼顺天第二版）习题解答第6章总线及其形成6.1答：内存储器按其工作方式的不同，可以分为随机存取存储器（简称随机存储器或RAM）和只读存储器（简称ROM）。

随机存储器。

随机存储器允许随机的按任意指定地址向内存单元存入或从该单元取出信息，对任一地址的存取时间都是相同的。

由于信息是通过电信号写入存储器的，所以断电时RAM中的信息就会消失。

计算机工作时使用的程序和数据等都存储在RAM中，如果对程序或数据进行了修改之后，应该将它存储到外存储器中，否则关机后信息将丢失。

通常所说的内存大小就是指RAM 的大小，一般以KB或MB为单位。

只读存储器。

只读存储器是只能读出而不能随意写入信息的存储器。

ROM中的内容是由厂家制造时用特殊方法写入的，或者要利用特殊的写入器才能写入。

当计算机断电后，ROM中的信息不会丢失。

当计算机重新被加电后，其中的信息保持原来的不变，仍可被读出。

ROM适宜存放计算机启动的引导程序、启动后的检测程序、系统最基本的输入输出程序、时钟控制程序以及计算机的系统配置和磁盘参数等重要信息。

6.2 答：存储器的主要技术指标有：存储容量、读写速度、非易失性、可靠性等。

6.3答：在选择存储器芯片时应注意是否与微处理器的总线周期时序匹配。

作为一种保守的估计，在存储器芯片的手册中可以查得最小读出周(R)(Read Cycle Time)和最小写周期期tcyct(W)(Write Cycle Time)。

如果根据计算，微cyc处理器对存储器的读写周期都比存储器芯片手册中的最小读写周期大，那么我们认为该存储器芯片是符合要求的，否则要另选速度更高的存储器芯片。

8086CPU对存储器的读写周期需要4个时钟周期(一个基本的总线周期)。

因此，作为一种保守的工程估计，存储器芯片的最小读出时间应满足如下表达式：t cyc(R)＜4T－t da－t D－T其中：T为8086微处理器的时钟周期；t da 为8086微处理器的地址总线延时时间；t D为各种因素引起的总线附加延时。

《微机原理与接口技术》习题参考答案习题21. 为何说8086CPU是16位CPU？答：16位指的是8086CPU的字长，而字长一般来说和运算器、寄存器、总线宽度一致。

因为8086CPU 的内部寄存器、内部运算部件以及内部操作都是按16位设计的，这决定了它的字长为16位。

2. 8086CPU由哪两个单元组成？其中，指令队列在哪个单元中，有何作用？答：总线接口单元（Bus Interface Unit，BIU）和执行单元（Execution Unit，EU）。

指令队列在BIU 中。

它的作用是当EU在执行指令时，空闲的BIU可以从内存读取后续指令到指令队列，这样就可以将取指令工作和执行指令工作重叠进行，从而提高CPU的工作效率，加快指令的执行速度。

3. 8086CPU中8位寄存器和16位寄存器是什么关系？答：8086的通用寄存器包括数据寄存器、指针寄存器和变址寄存器。

其中数据寄存器包含AX、BX、CX、DX四个16位寄存器，但他们每个都可以分开作为两个单独的8位寄存器使用。

8086的指针寄存器和变址寄存器不可分割为8位寄存器。

4. 8086CPU中的IP寄存器有何用途？答：IP寄存器是指令指针寄存器，用来存放下一条要执行的指令在代码段中的偏移地址。

在程序运行过程中，IP寄存器始终指向下一条指令的首地址，与CS寄存器联合确定下一条指令的物理地址。

8086就是通过IP寄存器来控制指令序列的执行流程。

5. 在标志寄存器中，用于反映运算结果属性的标志位有哪些？它们每一位所表示的含义是什么？答：有CF、PF、AF、ZF、SF、OF。

它们的含义如下：CF：进位标志。

它记录运算时从最高有效位产生的进位值或结果值。

最高有效位有进位或有借位时CF=1，否则CF=0。

PF：奇偶标志。

它记录运算结果的奇偶检验条件。

当结果操作数中“1”的个数为偶数时PF=1，否则PF=0。

AF：辅助进位标志。

在字节运算时，由低半字节（字节的低4位）向高半字节有进位或借位时，AF=1，否则AF=0。

第1章微型计算机系统概述1. 简述微型计算机系统的组成。

2. 简述计算机软件的分类及操作系统的作用。

3. CPU是什么？写出Intel微处理器的家族成员。

4. 写出10条以上常用的DOS操作命令。

[参考答案]1.答：微型计算机系统由硬件和软件两大部分组成，硬件又可细分为主机（由CPU、存储器、控制电路、接口等构成）、输入设备（如键盘）和输出设备（如显示器）；软件可细分为系统软件（如操作系统）和应用软件。

3.答CPU（Central Processing Unit中央处理单元）是计算机的核心部件，它包括控制器和算术逻辑运算部件等。

Intel 微处理器的家族成员有：8088/8086、80186、80286、80386、80486、Pentium(80586)、Pentium Ⅱ、Pentium Ⅲ 和Pentium IV。

第2章计算机中的数制和码制1. 将下列十进制数转换成二进制数：(1) 49；（2）73.8125;(3) 79.752. 将二进制数变换成十六进制数：（1）101101B；（2）1101001011B；（3）1111111111111101B；（4）100000010101B；（5）1111111B；（6）10000000001B3. 将十六进制数变换成二进制数和十进制数：（1）FAH；（2）5BH；（3）78A1H；（4）FFFFH； (5) 34.2AH；（6）B8.93H4. 将下列十进制数转换成十六进制数：（1）39；（2）299.34375；（3）54.56255. 将下列二进制数转换成十进制数：（1）10110.101B；（2）10010010.001B；（3）11010.1101B6. 计算（按原进制运算）：（1）10001101B＋11010B；（2）10111B＋11100101B；（3）1011110B－1110B；（4）124AH＋78FH；（5）5673H＋123H；（6）1000H－F5CH；7. 已知a=1011B,b=11001B,c=100110B, 按二进制完成下列运算，并用十进制运算检查计算结果：（1）a+b;（2）c-a-b;（3）a·b;（4）c/b8. 已知a=00111000B, b=11000111B, 计算下列逻辑运算：（1）a AND b;（2）a OR b;（3）a XOR b;（4）NOT a9. 设机器字长为8位，写出下列各数的原码和补码：（1）+1010101B;（2）-1010101B;（3）+1111111B;（4）-1111111B;（5）+1000000B;（6）-1000000B10. 写出下列十进制数的二进制补码表示（设机器字长为8位）：（1）15；（2）－1；（3）117；（4）0；（4）－15；（5）127；（6）－128；（7）8011. 设机器字长为8位，先将下列各数表示成二进制补码，然后按补码进行运算，并用十进制数运算进行检验：（1）87－73；（2）87＋（－73）；（3）87－（－73）；（4）（－87）＋73；（5）（－87）－73；（6）（－87）－（－73）；12. 已知a,b,c,d为二进制补码：a=00110010B, b=01001010B, c=11101001B, d=10111010B, 计算：（1）a+b;（2）a+c;（3）c+b;（4）c+d;（5）a-b;（6）c-a;（7）d-c;（8）a+d-c13. 设下列四组为8位二进制补码表示的十六进制数，计算a+b和a-b，并判断其结果是否溢出：（1）a=37H, b=57H; （2）a=0B7H, b=0D7H;（3）a=0F7H, b=0D7H; （4）a=37H, b=0C7H14. 求下列组合BCD数的二进制和十六进制表示形式：（1）3251（2）12907（3）ABCD（4）abcd15. 将下列算式中的十进制数表示成组合BCD码进行运算，并用加6/减6修正其结果：（1）38＋42；（2）56＋77；（3）99＋88；（4）34＋69；（5）38－42；（6）77－56；（7）15－76；（8）89－2316. 将下列字符串表示成相应的ASCII码（用十六进制数表示）：（1）Example 1;（2）Jinan University;（3）-108.652;（4）How are you?;（5）Computer（6）Internet Web17. 将下列字符串表示成相应的ASCII码（用十六进制数表示）：（1）Hello（2）123<CR>456;（注：<CR>表示回车）（3）ASCII;（4）The number is 2315[参考答案]1．解：(1)49＝0011 0001B （2）73.8125＝0100 1001.1101B(3)79.75＝0100 1111.11B3. 解：（1）FAH=1111 1010B=250D （2）5BH=0101 1011B=91D（3）78A1H=0111 1000 1010 0001B=30881D（4）FFFFH=1111 1111 1111 1111B=65535D5. 解：（1）10110.101B=22.625 （2）10010010.001B=146.0625（3）11010.1101B=26.81257. 解：a=1011B＝11, b=11001B＝25, c=100110B＝38（1）a+b＝100100B＝36 （2）c-a-b＝10B＝2（3）a·b＝100010011B＝275 （4）c/b＝1……1101B（＝13）9. 解：（1）+1010101B 原码01010101B 补码01010101B（2）-1010101B 原码11010101B 补码10101011B（3）+1111111B 原码01111111B 补码01111111B（4）-1111111B 原码11111111B 补码10000001B（5）+1000000B 原码 01000000B 补码01000000B（6）-1000000B 原码 11000000B 补码11000000B11. 解：按补码表示＋87＝0101 0111B；＋73＝0100 1001B；－87＝1010 1001B；－73＝1011 0111B（1）87－73＝0101 0111B－0100 1001B＝1110B＝14（2）87＋（－73）＝0101 0111B＋1011 0111B＝[1]0000 1110B=14（舍去进位）（3）87－（－73）＝0101 0111B－1011 0111B＝[－1]1010 0000B＝－96（溢出）（4）（－87）＋73＝1010 1001B＋0100 1001B＝1111 0010B＝－14（5）（－87）－73＝1010 1001B－0100 1001B＝[－1]0110 0000B＝96（溢出）（6）（－87）－（－73）＝1010 1001B－1011 0111B＝1111 0010B＝－1413. 解：（1）a=37H, b=57H； a+b=8EH; a-b=[-1]E0H=-32（2）a=0B7H, b=0D7H; a+b=[1]8EH=-114; a-b=[-1]E0H=-32（3）a=0F7H, b=0D7H; a+b=[1]CEH=-50; a-b=20H=32（4）a=37H, b=0C7H; a+b=FEH=-2; a-b=[-1]70H=11215. 解：（1）将38、42表示成组合BCD码：38H、42H，然后按二进制进行运算，并根据运算过程中的AF，CF进行加6/减6修正。