时钟周期、机器周期、指令周期的区别定义

参考答案习题一一、选择题 1 (A ) 2(C ) 3( C ) 4( B ) 5(C) 6( B) 7(D)二、简答题1．什么是微处理器？微处理器由几部分组成？微处理器的工作过程是什么？答：微处理器最初定义是将CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)是指由一片或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机部件，它是计算机系统的核心或“大脑”，支配整个计算机系统工作。

微处理器主要由运算器、控制器、寄存器组及内部总线。

微处理器的工作过程就是执行程序的过程，而执行程序就是逐步执行一条条指令的过微处理器仅能识别机器指令，需使用各种编译器将由高级程序设计语言编制的程序转机器指令构成的程序。

2.简述Intel公司生产的几种不同微处理器的功能特性？答：Intel公司在不同时间推出的不同处理器之间的差异见表1-1。

3.什么是单片机？它由哪几部分组成？什么是单片机应用系统？答：将中央处理器（CPU）、存储器（Memory）及输入/输出单元（I/O）集成在一小块硅片上，如图1-2所示，这样一块芯片就具有了计算机的功能属性，因而被称为微型单片计算机，简称单片机。

4.简述单片机设计开发的常用工具。

答：根据单片机系统的组成是由单片机系统程序设计和单片机系统硬件组成，所以常用工具分为软件开发工具和硬件开发工具，其常用软件开发工具有Kei开发软件、WAVE开发软件、字库设计软件和Proteus仿真软件；常用的硬件工具有编程器、仿真器、逻辑分析仪等。

5.简述51单片机与52单片机的主要区别。

答：51单片机和52单片机的主要区别见表1-2.习题二1.8086 CPU由哪两部分组成？它们的主要功能是什么？两者如何配合工作的？参考答案：8086 CPU由总线接口部件BIU和执行部件EU组成。

BIU负责完成微处理器与存储器、I/O设备之间的信息传送，具体包括读取指令、读取操作数和存储结果。

1字符信息是符号数据，属于处理（非数值）领域的问题，国际上采用的字符系统是七单位的（ASCII）码。

2 根据操作数所在位置指出其寻址方式：操作数在指令中，为___立即_______寻址方式，操作数地址在指令中，为___直接__________寻址方式。

3双端口存储器和多模块交叉存储器属于并行存储器结构，其中前者采用（空间）并行技术，后者采用（时间）并行技术。

4 CPU从内存取出一条指令并执行该指令的时间称为（指令周期），它常用若干个（CPU周期）来表示。

5计算机系统的层次结构从下至上可分为五级，即微程序设计级（或逻辑电路级）、一般机器级、操作系统级、（汇编语言）级、（高级语言）级。

6十进制数在计算机内有两种表示形式：（字符串）形式和（压缩的十进制数串）形式。

前者主要用在非数值计算的应用领域，后者用于直接完成十进制数的算术运算。

7一个定点数由符号位和数值域两部分组成。

按小数点位置不同，定点数有（纯小数）和（纯整数）两种表示方法。

8对存储器的要求是容量大、速度快、成本低，为了解决这三方面的矛盾，计算机采用多级存储体系结构，即（cache）、（主存）、（外存）。

9一个较完善的指令系统，应当有（数据处理）、（程序控制）、（数据传送）、（数据存储）四大类指令。

10 CPU中保存当前正在执行的指令的寄存器是（指令寄存器），指示下一条指令地址的寄存器是（程序计数器），保存算术逻辑运算结果的寄存器是（数据缓冲寄冲器）和（通用寄存器）。

11在计算机术语中，将ALU控制器和（内存）存储器合在一起称为（主机）。

12数的真值变成机器码时有四种表示方法，即（原码）表示法，（反码）表示法，（补码）表示法，（移码）表示法。

13广泛使用的（SRAM ）和（DRAM ）都是半导体随机读写存储器。

前者的速度比后者快，但集成度不如后者高。

14反映主存速度指标的三个术语是存取时间、（存储周期）和（存储器带宽）。

15 CPU从（内存）取出一条指令并执行这条指令的时间和称为（指令周期）。

时钟周期（Clock Cycle）：又称节拍周期，是处理操作的最基本单位。

(晶振频率的倒数，也称T状态) 时钟周期也称为振荡周期，定义为时钟脉冲的倒数（可以这样来理解，时钟周期就是单片机外接晶振的倒数，例如12M的晶振，它的时间周期就是1/12 us），是计算机中最基本的、最小的时间单位。

在一个时钟周期内，CPU仅完成一个最基本的动作。

对于某种单片机，若采用了1MHZ的时钟频率，则时钟周期为1us；若采用4MHZ的时钟频率，则时钟周期为250us。

由于时钟脉冲是计算机的基本工作脉冲，它控制着计算机的工作节奏（使计算机的每一步都统一到它的步调上来）。

显然，对同一种机型的计算机，时钟频率越高，计算机的工作速度就越快。

但是，由于不同的计算机硬件电路和器件的不完全相同，所以其所需要的时钟周频率范围也不一定相同。

我们学习的8051单片机的时钟范围是1.2MHz-12MHz。

在8051单片机中把一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示）。

机器周期在计算机中，为了便于管理，常把一条指令的执行过程划分为若干个阶段，每一阶段完成一项工作。

例如，取指令、存储器读、存储器写等，这每一项工作称为一个基本操作。

完成一个基本操作所需要的时间称为机器周期。

一般情况下，一个机器周期由若干个S周期（状态周期）组成。

8051系列单片机的一个机器周期同6个S 周期（状态周期）组成。

前面已说过一个时钟周期定义为一个节拍（用P表示），二个节拍定义为一个状态周期（用S表示），8051单片机的机器周期由6个状态周期组成，也就是说一个机器周期=6个状态周期=12个时钟周期。

指令周期（Instruction Cycle）：取出并执行一条指令的时间。

指令周期是执行一条指令所需要的时间，一般由若干个机器周期组成。

指令不同，所需的机器周期数也不同。

对于一些简单的的单字节指令，在取指令周期中，指令取出到指令寄存器后，立即译码执行，不再需要其它的机器周期。

计算机组成原理知识要点与复习题（期末考试题）选择题：1.若十进制数据为137.5则其八进制数为（B ）。

A、89.8B、211.4C、211.5D、1011111.1012.若x补=0.1101010，则x原=（A ）。

A、1.0010101B、1.0010110C、0.0010110D、0.11010103.若采用双符号位，则发生正溢的特征是：双符号位为（B）。

A、00B、01C、10D、114.原码乘法是（A ）。

A、先取操作数绝对值相乘，符号位单独处理B、用原码表示操作数，然后直接相乘C、被乘数用原码表示，乘数取绝对值，然后相乘D、乘数用原码表示，被乘数取绝对值，然后相乘5.为了缩短指令中某个地址段的位数，有效的方法是采取（C）。

A、立即寻址B、变址寻址C、间接寻址D、寄存器寻址6.下列数中，最小的数是（A）。

A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．457.下列数中，最大的数是（D）。

A．(101001)2B．(52)８C．(2B)16D．458.下列数中，最小的数是（D）。

A．（111111）2B．（72）８C．（2F）16D．509.已知：X=－0.0011，Y= -0.0101。

（X+Y）补= ( A)。

Ａ．１．１１００Ｂ．１．１０１０Ｃ．１．０１０１Ｄ．１．１０００10.一个512KB的存储器,地址线和数据线的总和是（C ）。

A．17 B．19C．27D．3611.某计算机字长是16位它的存储容量是64KB,按字编址,它们寻址范围是（C ）。

A．64K B．32KB C．32K D．16KB12.某一RAM芯片其容量为512*8位,除电源和接地端外该芯片引线的最少数目是（C ）。

A.21B.17C.19D.2012.计算机内存储器可以采用（A）。

A.RAM和ROMB.只有ROMC.只有RAMD.RAM和SAM13.单地址指令中为了完成两个数的算术操作，除地址码指明的一个操作数外，另一个数常需采用( C) 。