微型计算机原理及应用技术-第二版(朱金钧版).doc资源-CSDN下载

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第 1 章计算机基础知识

教材习题解答

1. 计算机中为什么都采用二进制数而不采用十进制数？

【解】计算机的基本功能是对数的运算和处理。计算机中，通过数字化编码

技术，对所表示的数值、文字、符号及控制信息等进行数字编码，这种数字

化表示方法不仅要适合于人的自然习惯，同时要满足机器中所用器件、线路

的工作状态以及数据可靠传输及易于校验纠错等方面的要求。一个具有两种

不同的稳定状态且能相互转换的器件，就可以用来表示一位二进制数，所以

表示二进制的器件易于制造且工作可靠，并且二进制数的运算规则也最简单，

因此目前计算机中均采用二进制数来表示各种信息及进行信息处理。

2. 写出下列用原码或补码表示的机器数的真值：

(1)01101101 (2)10001101 (3)01011001 (4)11001110

【解】

(1) [X]

原

＝01101101＝＋109 [X]

补

＝01101101＝＋109

(2) [X]

原

＝10001101＝－13 [X]

补

＝10001101＝－115

(3) [X]

原

＝01011001＝＋89 [X]

补

＝01011001＝＋89

(4) [X]

原

＝11001110＝－78 [X]

补

＝11001110＝－50

3. 填空：

(1) (1234)

＝( )

(2) (34.6875)

＝( )

(3) (271.33)

＝( )

(4) (1)

＝( )

(5) (1AB.E)

＝( )

(6) (10101010.0111)

＝( )

【解】

(1) (1234)

＝( 10011010010 )

＝( 4D2 )

(2) (34.6875)

＝( 100010.1011 )

＝( 22.B )

(3) (271.33)

＝( 100001111.010101 )

＝( 10F.54 )

(4) (1)

＝( 2761 )

＝( AC9 )

(5) (1AB.E)

＝( 427.875 )

＝(110101011.111 )

(6) (10101010.0111)

＝( 170.4375 )

＝( AA.7 )

4. 已知 X=36，Y=－136，Z=－1250，请写出 X、Y、Z 的 16 位原码、反码

和补码。

【解】

[X]

原

＝0000 0000 0010 0100

[Y]

原

＝1000 0000 1000 1000

[Z]

原

＝1000 0100 1110 0010

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微型计算机系统包括微型计算机硬件和软件。

12. 微型计算机由哪几部分组成，各部分的功能是什么？

【解】微型计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备五大部

分组成。

运算器完成算术运算和逻辑运算；控制器分析命令并指挥协调各部件统

一行动完成命令规定的各种动作或操作；存储器存放原始数据、中间结果和

最终结果以及程序；输入设备、输出设备及外界交换信息。

13. CPU 在内部结构上由哪几部分组成，CPU 应具备什么功能？

【解】微处理器（CPU）由运算器和控制器组成。

CPU 应具备的功能：对数据进行处理并对处理过程进行控制。

14. 简述计算机执行指令和执行程序的过程。以书中的例子为例，说明在

此三条指令执行中，哪些信号属于数据流，哪些信号属于控制流？

【解】计算机执行指令和执行程序的过程分为：(1) 取指阶段，从存储器中

取出指令；(2) 分析执行阶段，由控制器进行分析译码、发出一系列控制信

号完成该指令的执行。

以书中的例子为例，在此三条指令执行中，以下信号属于数据流：

① IP→M；

② IP+1→IP；

③ M→IR；

④ IR→ID；addr→M；M→ACC

⑤ ALU 结果→ACC。

以下信号属于控制流：

① 控制上述操作过程的信号流；

② 控制 IP 自动加 1

③ 存储器对地址译码，找到 100 单元；

④ ID 对指令译码后，由控制信号发生器产生一系列控制信号来执行这条

指令

⑤ ALU 执行“ADD”运算；

15. 微型计算机外部为什么采用三总线结构？

【解】有了总线结构以后，系统中各功能部件之间的相互关系变为各个部件

面向总线的单一关系。一个部件或设备只要符合总线标准，就可以连接到采

用这种总线标准的系统中，使系统功能能很简便地得到扩展。

数据总线用来传输数据，地址总线专门用来传送地址信息，控制总线用

来传输控制信号。

16. 数据总线和地址总线在结构和作用上有什么不同？

【解】数据总线用来传输数据，地址总线专门用来传送地址信息。从结构上

看，数据总线是双向的，即数据既可以从 CPU 送到其它部件，也可以从其它

部件传送到 CPU。因地址总是从 CPU 送出去的，所以地址总线是单向的。地

址总线的位数决定了 CPU 可以直接寻址的内存范围。

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17. 如果某几种 CPU 的地址总线分别有 8、16、20、32 条，它们各自能寻

址的存储器的容量是多少？

【解】地址总线 8 条： 2

＝256B

地址总线 16 条：2

＝64KB

地址总线 20 条：2

＝1MB

地址总线 32 条：2

＝4GB

18. 什么是硬件，什么是软件，硬件和软件的关系如何？

【解】硬件是指组成计算机的各种电子的、机械的、光磁学的物理器件和设

备，它们构成了计算机的物理实体。软件则是指为了运行、管理和维护计算

机而编制的各种程序及其有关的文档资料的总称。硬件是基础，软件是灵魂，

两者既相互独立，又相互依存，缺一不可。硬件和软件合起来才组成一个完

整的计算机系统。

19. 说明位、字节、字长的概念及它们之间的关系。

【解】(1) 位（bit）。位是计算机所能表示的最基本最小的数据单位。它只

能有两种状态“0”和“1”，即二进制位。

(2) 字（Word）。计算机中作为一个整体参及运算、处理和传送的一串

二进制数，是计算机中信息的基本单位。

(3) 字长(Word Length)。计算机中每个字所包含的二进制位数称为字长。

它们之间的关系：字由位构成，字长指每个字所包含的位的个数。

20. 计算机的发展趋势有哪些？你如何看待冯·诺依曼计算机体系结构理

论？

【解】计算机的发展趋势包括：微处理器的位数增加（4 位→64 位）；采用

并行处理技术；集中式主机模式逐渐被客户/服务器模式所取代；网络技术

的应用和普及；多媒体技术技术应用等。

冯·诺依曼计算机体系结构理论的核心是“存储程序”和“程序控制”。

冯·诺依曼提出的这些基本概念奠定了现代计算机体系结构的基本框架，并

由此产生了程序设计思想。尽管从计算机诞生到现在已经历了半个多世纪，

计算机的体系结构已发生了很大变化，计算机的性能也有了巨大提高，但目

前大多数计算机仍遵从冯·诺依曼体系结构理论。

21. 说出几种型号的 CPU，它们各有什么特点？

【解】

(1) 8088，8086

Intel 公司于 1981 年推出，16 位微处理器，地址线有 20 条，内存寻址

范围为 1M 字节。它们的区别在于，8086 外部的数据也是 16 位，而 8088 的

外部数据为 8 位。

(2) 80286

80286 也是 16 位处理器，其频率比 8086 更高，它有 24 条地址线，内

存寻址范围是 16M 字节。

(3) 80386

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louis7617

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