微机原理与接口技术习题解答与实验指导.docx
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微机原理与接口技术习题解答与实验指导
第一部分学习指导与习题解答
第1章计算机基础
1.1学习指导
本章主要容包括:
1.计算机的发展
2.整机概念
计算机由处理器、存储器、输入/输出接口及三总线(数据总线DB、地址总线AB、控制总线CB)组成,如图1-1所示。
其中:
数据总线为双向三态,地址总线为单项三态,控制总线的各信号线特点各异。
3.计算机中数和编码的表示
1)进制表示及相互之间的转换,重用的有:
二进制数、十进制数、十六进制数。
2)有符号数的表示(包括:
真值、原码、反码、补码)及相互之间的转换。
值得注意的是:
l正数的原码、反码和补码相等。
l负数的反码等于其原码你的符号位不变,其他位求反。
l负数的补码等于其原码的符号位不变吗,其他位求反后加以。
l常用的补码运算规则:
[X]原=[[X]补]补
[X]原=[[X]反]反
[X±Y]补=[X]补±[Y]补
3)编码的那表示,包括:
非压缩型BCD码(用8位二进制数表示1位十进制数,其中高4位为0)、压缩型BCD码(用8位二进制数表示2位十进制数)、ASCⅡ码(美国信息交换校准代码,参见附录A)。
4.微机系统中采用的先进技术
微机系统中采用的先进技术,包括:
流水线技术、高速缓冲存储技术、虚拟存储技术、CISC和RISC、多核心技术等。
1.2单项选择题
1.从第一代电子计算机到第四代计算机的体系结构都是相同的,都是由运算器、控制器、存储器以及输入输出设备组成的,称为()体系结构。
A.艾伦•图灵 B.罗伯特•诺依斯 C.比尔•盖茨 D.•诺依曼
[解] D
2.电子计算机从问世到现在都遵循“存储程序”的概念,最早提出它的是()。
A.巴贝奇B.•诺依曼C.帕斯卡D.贝尔
[解]B
3.目前制造计算机所采用的电子器件是()。
A.晶体管B.电子管C.中小规模集成电路D.超大规模集成电路
[解]D
4.计算机之所以能自动连续进行数据处理,其主要原因是()。
A.采用了开关电路B.采用了半导体器件C.具有存储程序的功能D.采用可二进制
[解]C
5.计算机中存储数据的最小单位是二进制的()。
A.位(比特)B.字节C.字长D.千字节
[解]A
6.一个字节包含()个二进制位。
A.8B.16C.32D.64
[解]A
7.二进制数0B的十六进制表示为()。
A.44EHB.75FHC.54FHD.65EH
[解]D
8.二进制数0B的八进制表示为()。
A.4156QB.3136QC.4276QD.3176Q
[解]B
9.设(123)16=(X)8=(Y)2,其中下表分别表示十六进制,八进制,二进制,则X和Y因为()。
A.X=246,Y=010101110B.X=443,Y=100100011C.X=173,Y=01111011D.X=315,Y=1100110
[解]B
10.下面是四个无符号数的大小顺序,正确的比较式是()。
A.0FEH>250D>37Q>01111111BB.250D>0FEH>371Q>01111111B
C.371Q>0FEH>250D>01111111BD.01111111B>0FEH>250D>371Q
[解]A
11.带符号的八位二进制补码的表示围是().
A.-127~+127B.-32768~+32768C.-128~+127D.-32768~+32767
[解]C
12.十进制负数—61的八位二进制原码是()。
A.00101111BB.00111101BC.01111001BD.10111101B
[解]D
13.十进制正数+121的八位二进制反码是()。
A.00000110BB.01001111BC.01111001B
[解]C
14.—89的八位二进制补码为()。
A.B9HB.89HC.10100111BD.00100111B
[解]C
15.无符号二进制数00001101.01B的真值位()。
A.13.25B.0B.1HC.0B.4HD.13.01
[解]A
16.有符号二进制原码数10000001B的真值为()。
A.01HB.—1C.128
[解]B
17.数D8H被看做是用补码表示的符号数十,该数的真值为()。
A.—58HB.—28HC.—40
[解]C
18.数4FH被看做是用反码表示的有符号数时,该数的真值为()。
A.+30HB.-28HC.-40
[解]B
19.计算机的溢出是指其运算结果()。
A.无穷大
B.超出了计算机存储单元所能存储的数值围。
C.超出了该指令所指定的结果单元所能存储的数值围。
D.超出了运算器的取值围。
[解]C
20.两个十六进制补码数进行运算3AH+B7H,其运算结果()溢出。
A.有B.无
[解]B
21.二进制数11101110B转换为BCD码为()。
A.1BB.0BC.0BD.0B
[解]C
22.键盘输入1999时,实际运行的ASCⅡ码是()。
A.41H49H47H46HB.61H69H67H66HC.31H39H39H39HD.51H59H57H56H
[解]C
23.一个完整的计算机系统通常应包括()。
A.系统软件和应用软件B.计算机及其外围设备C.硬件系统和软件系统
D.系统硬件和系统软件
[解]C
24.通常所说的“裸机”指的是()。
A.只装备有操作系统的计算机B.不带输入输出设备的计算机
C.为装备任何软件的计算机D.计算机主机暴露在外
[解]C
25.计算机运算速度的单位是MI/S(即MIPS),其含义是()。
A.每秒钟处理百万个字符B.每分钟处理百万个字符
C.每秒钟执行百万条指令D.每分钟执行百万条指令
[解]C
26.通常所说的32位机,指的是这种计算机的CPU()。
A.是由32个运算器组成的B.能够同时处理32位二进制数据
C.包含有32个寄存器D.一共有32个运算器和控制器
[解]B
27.运算器的主要功能是()。
A.算术运算B.逻辑运算C.算术和逻辑运算D.函数运算
[解]C
28.在一般微处理器中包含有()。
A.算术逻辑单元B.主存C.I/O单元D.数据总线
[解]A
29.一台计算机实际上是执行()。
A.用户编制的高级语言包程序B.用户编制的汇编语言程序
C.系统程序D.由二进制码组成的机器指令
[解]D
30.构成违纪的主要部件除CPU、系统总线、I/O接口外,还有()。
A.CRTB.键盘C.磁盘D.存(ROM和RAM)
[解]D
31.计算机的字长是指()。
A.32位长的数据
B.CPU数据总线饿宽度
C.计算机部一次可以处理的二进制数码的位数
D.CPU地址总线的宽度
[解]D
1.3判断题
1.汇编语言就是机器语言。
()
2.所谓三总线就是数据总线、控制总线、地址总线。
()
3.计算机中所有数据都是以二进制形式存放的。
()
4.若[X]原=[X]反=[X]补,则该数为正数。
()
5.补码的求法是:
正数的补码等于原码,负数的补码是原码连同符号位一起求反加1()
6.无论是什么违纪,其CPU都具有相同的机器指令。
()
7.与二进制数11001011B等值的压缩型BCD码是11001011B。
()
8.十进制数378转换成十六进制数时1710H。
()
9.与十进制小数0.5625等值的二进制小数1.0011B。
()
10.二进制数B转换成十六进制数时FE5H。
()
11.如果二进制数11111B~01111B的最高位为符号位,其能表示31个十进制数。
()
[答案]
1.错2.对3.对4.对5.错6.错7.错
8.错9.错10.错11.对
1.4填空题
1.•诺依曼原理的基本思想是
(1)和
(2)。
[解]
(1)程序储存
(2)程序控制
2.第一代计算机采用的电子器件是
(1).
[解]
(1)电子管
3.一个完整的计算机系统应包括
(1)和
(2)。
[解]
(1)硬件系统
(2)软件系统
4.计算机中所谓三总线包括
(1)、
(2)和(3)。
[解]
(1)数据总线
(2)地址总线(3)控制总线
5.计算机系统中数据总线用于传输
(1)信息,其特点是
(2)。
地址总线用于传输(3)
信息,其特点是(4)。
如果CPU的数据总线与地址总线采用同一组信号线,那么系统中需要采用(5)分离出地址总线。
[解]
(1)数据
(2)双向三态(3)地址(4)单向三态(5)锁存器
6.计算机的软件可以分成两大类,即
(1)和
(2)。
[解]
(1)系统软件
(2)应用软件
7.在计算机中的负数以
(1)方式表示,这样可以把减法转换为加法。
[解]
(1)补码
8.在计算机部,所有信息的存取、处理、传送都是以
(1)形式进行的。
[解]
(1)二进制编码
9.对于一个字节的带符号数可表示的最大正数为
(1),最小负数时
(2)。
[解]
(1)+127
(2)—128
10.一个8位二进制补码数10010011B等值扩展为16位二进制数后,其机器数为
(1)。
[解]
(1)1111111110010011B
11.用补码表示的二进制数10001000B转换为对应的十进制数真值为
(1)。
[解]
(1)—120
12.设机器字长为8位,已知X=-1,则[X]原=
(1),[X]反=
(2),[X]补=(3)。
[X+Y]补=(3)。
[解]
(1)10010101B
(2)01001010B(3)11011111B
13.将十进制整数4120分别转换为相对应的二进制数、八进制数和十六进制数。
其转换结果分别为
(1)、
(2)、(3)。
[解]
(1)1000000011000B
(2)10030Q(3)1018H
14.若X=-107,Y=+74。
按8位二进制可写出:
[X]补=
(1);[Y]补=
(2);
[X+Y]补=(3)。
[解]
(1)10010101B
(2)01001010B(3)11011111B
15.若X=-128,Y=-1,机器字长为16位,求:
[X]补=
(1);[Y]补=
(2);
[X+Y]补=(3)。
[解]
(1)FF80H
(2)FFFFH (3)FF7FH
16.将十进制小数0.65625转换为相对应的二进制数、八进制数和十六进制数。
其转换结果分别为
(1),
(2),(3)。
[解]
(1)0.10101B
(2)0.52Q(3)0.A8H
17.将二进制数1001.101B,八进制数35.54Q,十六进制FF.1H转换为十进制,结果分别为
(1),
(2),(3)。
[解]
(1)9.625D
(2)29.6875D(3)255.0625D
18.一个二进制数11111010B转换成压缩的BCD码的形式为
(1)。
[解]
(1)250H
19.有一个16位的二进制数0100000101100011B,与它等值的十进制数是
(1),如果是压缩BCD码表示的数是
(2)。
[解]
(1)16739
(2)4163
20.十进制数255的ASCⅡ码,可以表示为
(1);用压缩型BCD码表示为
(2);
其16进制数表示为(3)。
[解]
(1)32H35H35H
(2)0000001001010101B(3)0FFH
21.可将36.25用IEEE754的单精度浮点格式表示成
(1)。
[解]
(1)C210000H
1.5简答题
1.简述数据总线和地址总线各自具有的特点。
如果某CPU的数据总线与地址总线采用同一组信号线,可以采用什么方法将地址总线分离出来。
[解]数据总线的特点为双向三态,其总线位数决定CPU与外部一次传输的位数。
地址总线的特点为单向三态,其总线位数决定CPU对外部寻址的围。
如果某CPU的数据总线与地址总线采用同一组信号线,可以采用锁存器将地址总线分离出来。
‘
2.试举例说明什么是压缩型(或称组合型)BCD码?
什么是非压缩型(或称非组合型)BCD码?
[解]压缩型BCD码为一字节表示2位十进制数,如:
36H表示36。
非压缩型BCD码为一字节表示1位十进制数,其中高4位为0。
如:
0306H表示36。
3.在计算机中常采用哪几种数值?
如何用符号表示?
[解]在计算机中常采用二进制、八进制、十进制、十六进制数等。
为了明确所采用的数值,在相应数的末尾都采用对应的符号说明。
其中十进制用D表示(D-Decimal可以默认不写),
八进制原为Octonary,为避免与数字0混淆,用字母Q表示八进制,用H(Hexadecimal)表示十六进制。
4.根据ASCⅡ码的表示,试写出0、9、F、f、A、a、CR、LF、$等字符的ASCⅡ码。
[解]字符09FfAaCRLF$
ASCⅡ码30H39H46H66H41H61H0DH0AH24H
5.将下列十进制数分别转换成二进制数、八进制数、十六进制数。
(1)39
(2)54(3)127(4)119
[解]
(1)100111B47Q27H
(2)110110B66Q36H
(3)1111111B117Q7FH
(4)1110111B167Q77H
6.8位、16位二进制数所表示的无符号数及补码的围是多少?
[解]8位二进制无符号数表示的围为0~255,8位二进制补码表示的围为-128~+127;16为无符号二进制数表示的围为0~65535,16位二进制补码表示的围为-32768~+32767。
7.将十进制数146.25转换为二进制,小数保留四位。
[解]10010010.0100B
8.将下列二进制数转换为十进制数,小数保留四位。
(1)00001011.1101B
(2)1000110011.0101B(3)1.1011B
[解]
(1)11.8125
(2)563.3125(3)2739.6875
9.写出二进制数1101.101B,十六进制数2AE.4H,八进制数42.54Q的十进制数。
[解]1101.101B=13.625D2AAE.4H=686.25D42.57Q=34.6875D
10.简述原码、反码、补码的规则。
[解]
1)求原码的规则:
正数的符号位为0,负数的符号位为1,其他位表示数的绝对值。
2)求反码的规则:
正数的反码与其原码相同;负数的反驳吗为原码除符号位以外的各位取反。
3)求补码的规则:
正数的补码与其原码相同;负数的补码为反码在最低位上加1。
11.用补码计算(-56)-(-17)。
[解]此处运用补码加减运算公式[X±Y]补=[X]补±[±Y]补,令X=-56,Y=-17,且有:
[X]原=10111000B、[X]反=11001000B、[X]补=11001001B
[Y]原=10010001B、[-Y]补=00010001B
则[X]补=11001000B
+)[-Y]补=00010001B
[X-Y]补=11011001B
得[X-Y]原=10100111B=-39
12.简述计算机在进行有符号补码运算中进位与溢出的区别。
[解]进位为数据运算时的正常情况,其进位状态通过CPU中进位状态位的状态体现。
溢出为运算结果超出了所能表示的数据围,数据侵占了符号位。
13.简述进行有符号补码运算判断是否产生溢出的方法。
[解]判断溢出的方法可以有两种:
1)双进位法:
2个进位位分别为次高位向最高位的进位和最高位向进位位的进位。
如果两个进位均有或均无则无溢出。
如果两个进位中1个有进位而另1个无进位则一定有溢出。
2)同号相减无溢出,同号相加是结果符号与加数符号相反有溢出,相同则无溢出。
异号相加无溢出,异号相减时结果符号与减数符号相同有溢出,相反则无溢出。
14.用8位二进制补码进行计算(-56)+(-177),并判断出运算结果是否有溢出。
[解]令X=-56,Y=-117
[X]原=10111000B、[X]反=11001000B、[X]补=11001001B
[Y]原=11110101B、[XY]反=10001010B、[Y]补=10001011B
则[X]补=11001000B
+)[Y]补=10001011B
[X]补+[Y]补=01010011B
得[X]补+[Y]补=[X+Y]补=01010011B,X+Y=[[X+Y]补]]补=01010011B=+83
从上面运算式中可以看到,次高位向最高位无进位,而你最高为向进位位有进位,所以运算结果溢出。
从另一个角度来看,两个负数相加,结果为正数,其符号与减数的符号相反,所以运算结果有溢出。
也就是(-56)+(-177)=-173≠+83,运算结果不正确,这是因为已婚算结果又溢出,也就是运算结果的数据位超出了所能表示的围,侵占了符号位。
15.试将0.0875用IEEE-754的单精度浮点格式表示。
[解]
0.0875=0.1100110011B=1.110011B×2的-100B次
尾数L=110011B
阶码=01111111B-100B=01111011B
0.0875的浮点表示=001111011110011B=3DB33333H
第2章微处理器
2.1学习指导
本章主要容包括:
1.8086/8088微处理器的部结构与工作原理
8086/8088未处理的部分为执行单元(EU)和总线接口单元(BIU)两部分。
执行单元负责完成指令的执行工作,总线接口单元负责完成预取指令和数据传输的工作。
两部分既相互独立工作,又相互配合。
这种结构的优点为可疑实现流水作业,在执行指令同时取下一条指令,提高了微处理器的工作效率。
2.8086/8088的部寄存器
8086/8088具有14个十六位寄存器,包括:
8个通用寄存器(4个数据寄存器AX、BX、CX、DX,4个指针寄存器SP、BP、SI、DI),4个段寄存器(CS、SS、DS、ES),1个指令指针寄存器IP和1个状态控制寄存器FR。
每个寄存器具有各自的特点,比如:
1)4个数据寄存器具有双重性,可以存储十六位数据(AX、BX、CX、DX),也可以拆成8个八位寄存器(AL、AH、BL、BH、CL、CH、DL、DH)进行八位运算。
2)16位的状态控制寄存器FR中有9位有效位,其中6位是状态标志(进位状态位CF、辅助进位状态位AF、符号状态位SF、零状态位ZF、奇偶状态位PF和溢出状态位OF),3位是控制标志(中断允许、方向、单步)。
3)16位的指令指针寄存器IP是专为微处理器使用,不能通过指令进行访问。
代码段寄存器CS只能读出,不能通过指令赋值。
4)只有BX、BP、SI、DI可以作访问存单元的地址指令。
3.工作模式与引脚
1)8086CPU和8088CPU的主要特点如表2-1所示。
2)8086/8088未处理其具有两种功能工作模式:
最小工作模式和最大工作模式。
最小工作模式:
即为构成单微处理器的简单系统,全部信号线均由8086/8088CPU提供
引脚MN/MX非接+5V电压。
最大工作模式:
即为构成多处理器的复杂系统。
一般所构成的系统中除偶一个主微处理器8086/8088外,还有两个协处理器:
用于数值运算处理的8087和忧郁输入/输出设备服务的8089,从而大大提高主处理器的运行效率。
在此种工作模式下,部分控制信号线是由8288总线控制器提供,而不是由8086/8088CPU直接提供全部信号线。
引脚MN/MX接地。
3)8086/8088为40引脚DIP芯片,其中部分引脚采用了服用技术,包括:
分时复用(即在一些时刻提供一种信息,而在另一时刻提供另一种信息)和分状态复用(即输入与输出定义不同、高电平与低电平定义不同、不同模式下定义不同)等。
分时复用的信号可通过锁存器实现分离。
另外,8086/8088中有部分引脚定义不同。
主要引脚包括:
AD0~AD15、A16/S3~A19/S3、MN/MX、ALE、BHE、REESET、RD、WR、M/IO等。
值得注意的是,如何获得存储器读、存储器写、IO读、IO写等信息,如图2-1所示。
4.存储器组织
8086/8088采用分段管理的概念。
1)所有的数据以字节形式存放在存储单元中,每一个单元军战一个地址,但是任何两个相邻字节都可以构成一个字(word),占用两个地址。
用地址值较小的那个字节单元地址作为这个字单元的地址。
一个16位字中低8位数据存在较小地址的单元中,而高8位数据存在地址较高的的单元中。
2)每个单元均有一个唯一的20位地址,称为物理地址。
3)在软件中8086/8088对存储器采用分段描述的方法,即将整个存储区划分很多的段,每一个段的大小可各不相同,单均≤64KB,各段之间可以是紧密连接、可以是部分或完全重叠、也可以是不相关,每个存储单元可用不惟一的逻辑地址描述(段基值:
偏移量)。
4)物理地址与逻辑地址的关系为:
物理地址(20位)=段基值(16位)×16+偏移量(16位)。
5)8086的存储器为能满足即可以16位操作又可以8位操作,采用奇、偶两个存储体的结构。
5.堆栈组织
堆栈是一个特定的存储区,它的特点是:
一端是固定的,另一端是活动的,而所有的信息存取都在活动的一端进行。
堆栈操作的原则是后进先出。
栈操作包括:
1)设置栈执政(设置SS、SP)和栈容量(栈长度)。
2)数据进栈操作(PUSH指令)。
3)数据出栈操作(POP指令)。
6.时序
处理器的周期状态可以分为三种:
始终周期(是处理器完成一个微操作所需的时间,也就是处理器的基本时间计量单位)、总线周期(是处理器完成一个基本操作所用的时间)和指令周期(是处理器执行一条指令所需的时间)。
最基本的读/写总线周期由4个十周周期组成。
2.2单项选择题
1.8088CPU和8086CPU对比,错误叙述是( )。
A.8088CPU和8086CPU的地址线数量相同。
B.8088CPU和8086CPU的片数据线数量相同。
C.8088CPU和8086CPU的片外数据线数量相同。
D.8088CPU和8086CPU的寄存器数量相同。
[解]C
2.关于8088CPU和8086CPU对比,正确的叙述是()。
A.8088CPU和8086CPU的地址数位数不相同。
B.8088CPU和8086CPU的片数据线数量不相同。
C.8088CPU和8086CPU的片外数据线数量不相同。
D.8088CPU和8086CPU的寄存器数量不相同。
[解]C
3.8086为16位的CPU,说明()。
A.8086CPU有16条数据线B.8086CPU有16个寄存器
C.8086CPU外有16条地址线D.8086CPU外有16条控制线
[解]A
4.下列不是80
- 配套讲稿:
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- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 微机 原理 接口 技术 习题 解答 实验 指导