微机原理与接口技术课后习题答案 杨立中国铁道部出版社.docx

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微机原理与接口技术课后习题答案杨立中国铁道部出版社

说明：

由于从第九章以后基本为了解内容所以答案没有做过多阐述，有兴趣的同学可以自行选作。

第一章

一、选择题

1.计算机硬件中最核心的部件是（）。

C

A.运算器B.主存储器C.CPUD.输入/输出设备

2.微机的性能主要取决于（）。

A

A.CPUB.主存储器C.硬盘D.显示器

3.计算机中带符号数的表示通常采用（）。

C

A.原码B.反码C.补码D.BCD码

4.采用补码表示的8位二进制数真值范围是（）。

C

A.-127～+127B.-127～+128C.-128～+127D.-128～+128

5.大写字母“B”的ASCII码是（）。

B

A.41HB.42HC.61HD.62H

6.某数在计算机中用压缩BCD码表示为10010011，其真值为（）。

C

A.10010011BB.93HC.93D.147

二、填空题

1.微处理器是指_CPU_；微型计算机以_CPU_为核心，配置_内存和I/O接口_构成；其特点是_功能强可靠性高价格低适应性强体积小维护方便_。

2.主存容量是指_RAM和ROM总和_；它是衡量微型计算机_计算机数据处理_能力的一个重要指标；构成主存的器件通常采用_DRAM和PROM半导体器件_。

3.系统总线是_CPU与其他部件之间传送数据、地址和控制信息_的公共通道；根据传送内容的不同可分成_数据、地址、控制_3种总线。

4.计算机中的数据可分为_数值型和非数值型_两类，前者的作用是_表示数值大小，进行算术运算等处理操作_；后者的作用是_表示字符编码，在计算机中描述某种特定的信息_。

5.机器数是指_数及其符号在机器中加以表示的数值化_；机器数的表示应考虑_机器数的范围、机器数的符号、机器数中小数点位置_3个因素。

6.ASCII码可以表示_128_种字符，其中起控制作用的称为_功能码_；供书写程序和描述命令使用的称为_信息码_。

三、判断题

1.计算机中带符号数采用补码表示的目的是为了简化机器数的运算。

（对）

2.计算机中数据的表示范围不受计算机字长的限制。

（错）

3.计算机地址总线的宽度决定了内存容量的大小。

（对）

4.计算机键盘输入的各类符号在计算机内部均表示为ASCII码。

（错）

四、简答题

1.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？

4位和8位低档微处理器-->8位中档微处理器-->16位微处理器-->32位微处理器-->超级32位pentium处理器-->新一代64位微处理器Merced

2.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？

微处理器---对计算机各个部件进行统一的协调和控制

主存储器---存储程序，原始数据，中间结果和最终结果等各种信息

系统总线---CPU与其他部件之间传送数据，地址，和控制信息的公共通道

I/O电路---微型计算机与外部设备交换信息的桥梁

主机板---将CPU，RAM，ROM,I/O电路以及系统总线连接一起的设备

辅助存储器---外存，保存数据和文件的设备

输入输出设备---键盘，鼠标，显示器，打印机等

3.微型计算机系统软件的主要特点是什么？

包括哪些内容？

是用户和计算机系统之间的接口，各种实用程序，语言处理程序，以及应用程序，都在操作系统的管理和控制下运行

4.计算机中常用的数制有哪些？

如何进行数制之间的转换？

16进制，二进制，十进制

5.ASCII码和BCD码有哪些特点？

其应用场合是什么？

ASCII码：

1.由7为二进制数组成，采用十六进制数表示

2.128个字符的ASSII码功能分为94个信息码和34个功能码

BCD吗：

1.压缩BCD码：

用4位二进制表示1位十进制数

2.非压缩BCD码：

用8位二进制数表示1位十进制数

五、数制转换题

1.将下列十进制数分别转换为二进制数、十六进制数和压缩BCD码。

（1）25.8211001.1101B;19.DH;00100101.10000010BCD

（2）412.15110011100.0010B;19C.2H;040000010010.00010101BCD

（3）513.461000000001.0111;201.7H;010100010011.01000110BCD

（4）69.13601000101.0010;45.2H;01011001.000100110110BCD

2.将下列二进制数分别转换为十进制数和十六进制数。

（1）111001.10157.625D;39.AH

（2）110010.110150.8125D;32.DH

（3）1011.1101111.84375D;B.D8H

（4）101101.011145.4375D;2D.7H

3.将下列十六进制数分别转换为二进制数、十进制数和BCD码。

（1）7B.211111011.00100001B;123.12890625D;123.12890625BCD

（2）127.1C100100111.000111B;295.06640625D;295.06640625BCD

（3）6A1.4110110100001.01000001B;1697.25390625D;1697.25390625BCD

（4）2DF3.410110111110011.01B;11763.25D;11763.25BCD

4.写出下列十进制数的原码、反码、补码表示（采用8位二进制数）。

（1）96[96]原=01100000;[96]反=01100000;[96]补=01100000

（2）31[31]原=00011111;[31]反=00011111;[31]补=00011111

（3）-42[-42]原=10101010;[-42]反=11010101;[-42]补=11010110

（4）-115[-115]原=11110011;[-115]反=10001100;[-115]补=10001101

5.已知下列补码，求其原值的十进制表示。

（1）92H-110D

（2）8DH-115D

（3）B2H-78D

（4）4C26H+19494D

6.按照字符所对应的ASCII码表示，查表写出如下字符的ASCII码：

a、K、G、+、DEL、SP、CR、$。

61H4BH47H2BH7FH20H0DH24H

第二章

一、选择题

1.在EU中起数据加工与处理作用的功能部件是（A）。

A.ALUB.数据暂存器C.数据寄存器D.EU控制电路

2.以下不属于BIU中的功能部件是（B）。

A.地址加法器B.地址寄存器C.段寄存器D.指令队列缓冲器

3.堆栈操作中用于指示栈顶地址的寄存器是（B）。

A.SSB.SPC.BPD.CS

4.指令指针寄存器（IP）中存放的内容是（B）。

A.指令B.指令地址C.操作数D.操作数地址

5.8086系统可访问的内存空间范围是（B）。

A.0000H～FFFFHB.00000H～FFFFFH

C.0～216D.0～220

6.8086的I/O地址空间采用16位数寻址时，可访问的端门数容量为（C）。

A.16KBB.32KBC.64KBD.1MB

7.8086最大和最小工作方式的主要差别是（D）。

A.数据总线的位数不同B.地址总线的位数不同

C.I/O端口数的不同D.单处理器与多处理器的不同

二、填空题

1.8086的内部结构由_EU_和_BIU_组成，前者功能是_执行指令_，后者功能是_总线操作_。

2.8086取指令时，会选取_CS_作为段基值，再加上由_IP_提供的偏移地址形成20位物理地址。

3.8086有两种外部中断请求线，它们分别是_INTR_和_NMI_。

4.8086的标志寄存器共有_9_个标志位，分为_6_个_状态_标志位和_3_个_控制_标志位。

5.8086为访问1MB内存空间，将存储器进行_分段_管理；其_物理_地址是唯一的；偏移地址是指_相对段基地址的偏移量_；逻辑地址常用于_程序中_。

6.逻辑地址为1000H:

0230H时，其物理地址是_10230H_，段地址是_1000H_，偏移量是_0230H_。

7.时钟周期是指_CPU基本时间计量单位_，总线周期是指_一次总线操作时间_，总线操作是指_CPU经外部总线对存储器或I/O端口进行一次信息输入和输出的过程_。

8.8086工作在最大方式时CPU引脚MN/-MX应接_地_；最大和最小工作方式的应用场合分别是_多处理器和单处理器系统_。

三、判断题

1.IP中存放的是正在执行的指令偏移地址。

（错）

2.从内存单元偶地址开始存放的数据称为规则字。

（对）

3.EU执行算术和逻辑运算后的结果特征可由控制标志位反映出来。

（错）

4.指令执行中插入TI,和TW是为了解决CPU与外设之间的速度差异。

（错）

5.总线操作中第1个时钟周期通常是取指周期。

（错）

6.8086系统复位后重新启动时从内存地址FFFF0H处开始执行。

（对）

四、简答题

1.8086微处理器中的指令队列起什么作用（EU从指令队列取指令的缓冲作用），其长度是多少字节（6个字节）？

2.什么是逻辑地址（无符号16位二进制数），它由哪两部分组成（段地址和偏移地址）？

8086的物理地址是如何形成的（物理地址=段地址*10H+偏移地址）？

3.8086微机系统中存储器为什么要分段（8086系统内的地址寄存器均是16位，只能寻址64KB；将1MB存储器分成逻辑段，每段不超过64KB空间，以便CPU操作。

），各逻辑段之间的关系如何（可重叠、交叉、紧密连接和分离）？

4.I/O端口有哪两种编址方式（统一编址和独立编址），8086的最大I/O寻址空间是多少（64KB）？

5.8086的最大工作模式（8086、8087和8089通过总线控制器8288产生对总线的控制信号）和最小工作方式（8086直接产生总线控制信号）的主要区别是什么？

他们分别应用在何种场合（多处理器和单处理器系统）？

6.简述实地址方式（由段地址和偏移地址计算产生物理地址，其物理地址可以超过20位）和虚拟8086方式（由段地址和偏移地址计算产生的有效物理地址为20位）的区别。

7.简述Pentium微处理器的主要特性。

五、分析题

1.有一个由10个字组成的数据区，其起始地址为1200H:

0120H。

试写出该数据区的首末存储单元的实际地址（12120H~12120H+10*2-1=12133H）。

2.若一个程序段开始执行之前，（CS）=33AOH，（IP）=0130H，试问该程序段启动执行指令的实际地址是什么（33A00H+0130H=33B30H）？

3.有两个16位的字31DAH和5E7FH，它们在8086系统存储器中的地址分别为00130H和00134H，试画出它们的存储示意图。

地址

存储空间

00130H

DAH

00131H

31H

00134H

7FH

00135H

5EH

4.将字符串“Good!

”的ASCII码依次存人从01250H开始的字节单元中，画出它们存放的内存单元示意图。

地址

存储空间

01250H

‘G’

01251H

‘o’

01252H

‘o’

01253H

‘d’

01254H

‘!

’

5.8086微处理器读/写总线周期各包含多少个时钟周期（4个时钟周期）？

什么情况下需要插入TW等待周期（当T3上升沿检测到READY=0时，在T3与T4之间插入TW）？

应插入多少个TW，取决于什么因素（READY=0持续的时间长短）？

什么情况下会出现空闲状态TI（BIU不执行总线操作的时钟周期。

例如：

8086执行MUL、DIV指令长指令时，BIU有段时间不执行总线操作；因此，插入TI）？

第五章

一、选择题

1.微机中地址总线的作用是（C）。

A.选择存储单元B.选择信息传输的设备

C.指定存储单元和I/O接口电路地址D.确定操作对象

2.微机中使用总线结构便于增减外设，同时可以（C）。

A.减少信息传输量B.提高信息传输量

C.减少信息传输线条数D.增加信息传输线条数

3.可将微处理器、内存储器及I/O接口连接起来的总线是（C）。

A.芯片总线B.外设总线C.系统总线D.局部总线

4.CPU与计算机的高速外设进行信息传输采用的总线是（D）。

A.芯片总线B.系统总线C.局部总线D.外部设备总线

5.要求传送64位数据信息，应选用的总线是（C）。

A.ISAB.I2CC.PCID.AGP

6.以下不属于USB主要特点的是（D）。

A.可以热插拔B.数据传输快速C.携带方便D.可并行处理

二、填空题

1.总线是微机系统中_多个部件之间公用的_一组连线，是系统中各个部件_信息交换的_公共通道，由它构成_芯片、插件或系统之间的_标准信息通路。

2.微机总线一般分为_内部总线、系统总线和外部总线_三类。

用于插件板一级互连的是_系统总线_；用于设备一级互连的是_外部总线_。

3.总线宽度是指_可同时传送的二进制数据的位数_；数据传输率是指_在单位时间内总线上可传送的数据总量_。

4.AGP总线是一种_高速图形接口局部总线标准_；主要用于_高速视频或高品质画面的显示_场合。

5.USB总线是一种_支持即插即用的新型串行_接口；其主要特点是_使用方便、速度加快、连接灵活、独立供电、支持多媒体_。

6.IEEE1394是一种_新型的高速串行_总线。

主要应用于_超过100Kbit/s的硬盘和视频设备_。

三、简答题

1.在微型机系统中采用标准总线的好处有哪些（系统结构简单清晰，便于系统扩充与更新）？

2.PCI总线有哪些主要特点（数据线和地址线复用结构，提供两种工作信号环境，对32位和64位总线使用透明，允许PCI局部总线扩展和原件进行自动配置），PCI总线结构与ISA总线结构有什么地方不同（ISA总线属于低端总线；PCI属于高端总线）？

3.什么是AGP总线（高速图形接口局部总线标准）？

它有哪些主要特点（双重驱动技术，地址和数据线的多路复用，内存请求流水线技术，把图形接口绕行到AGP通道上），应用在什么场合（高速视频或高品质画面的显示）？

4.USB接口有什么特点（使用方便、速度加快、连接灵活、独立供电、支持多媒体）？

USB的数据传送有哪几种方式（控制传输方式、同步传输方式、中断传输方式、批量传输方式）？

5.IEEE1394与USB两种串行总线各有什么区别（IEEE1394的设备采用内存编址方法；USB设备采用I/O通道编址方法）？

6.简述I2C总线的特点和工作原理。

特点：

1.二线传输

2.多个主器件时，这些器件都可以做总线的主控制器

3.I2C总线传输时采用状态码的管理方法

4.系统所有外围器件以及模块采用器件地址和引脚地址的变址方法

5.所有带I2C接口的外围器件都具有应答功能、

6.I2C总线电气接口为开漏晶体管组成

7.讨论在开发和使用微机应用系统时应怎样合理地选择总线，需要注意哪些问题

总线分类以及特点和应用方面，读者可自行回答

第六章

一、选择题

1.存储器的主要作用是（D）。

A.存放数据B.存放程序C.存放指令D.存放数据和程序

2.以下存储器中，CPU不能直接访问的是（D）。

A.CacheB.RAMC.主存D.辅存

3.以下属于DRAM特点的是（C）。

A.只能读出B.只能写入C.信息需定时刷新D.不断电信息能长久保存

4.某存储器容量为64Kx16，该存储器的地址线和数据线条数分别为（C）。

A.16,32B.32,16C.16,16D.32,32

5.采用虚拟存储器的目的是（C）。

A.提高主存的存取速度B.提高辅存的存取速度

C.扩大主存的存储空间D.扩大辅存的存储空间

二、填空题

1.存储容量是指_二进制信息总量_；容量越大，能存储的_二进制信息_越多，系统的处理能力就_越强_。

2.RAM的特点是_通过指令可随机地对存储单元进行访问_；根据存储原理可分为_静态RAM_和_动态RAM_，其中要求定时对其进行刷新的是_动态RAM_。

3.Cache是一种_高速小容量_的存储器，位于_CPU_和_主存_之间，用来存放_CPU正在使用的指令和数据_；使用Cache的目的是_提高CPU访问存储器的存取速度，减少处理器的等待时间_。

4.虚拟存储器是以_存储器访问局限性_为基础，建立在_主存-辅存_物理体系结构上的_主存与辅存之间的数据交换_技术。

5.计算机中采用_主存-辅存和Cache-主存_两个存储层次，来解决_存储器的速度、容量和价格_之间的矛盾。

三、判断题

1.SRAM比DRAM电路简单，集成度高，功耗低。

（错）

2.Cache的存取速度比主存快，但比CPU内部寄存器慢。

（对）

3.辅存与主存的相比，其特点是容量大，速度快。

（错）

4.CPU可直接访问主存和辅存。

（错）

四、简答题

1.简述存储器系统的层次结构，并说明为什么会出现这种结构？

cache-->主存-->辅存

原因：

为了解决速度，价格，容量之间的矛盾

2.静态存储器和动态存储器的最大区别是什么，它们各有什么优缺点？

静态RAM存放的信息在不停电的情况下可以常时间的保留，状态稳定，动态RAM电路简单，集成度高，但其保存的内容即使不掉电的情况下隔一段时间后也会自动消失

3.常用的存储器地址译码方式有哪几种，各自的特点是什么？

线选法：

单根地址线作为片选信号

全译码片选法：

将低位地址总线直接连至各芯片的地址线外，余下的各位全部参加译码

局部译码：

高位地址总线译码，产生片选剩余的高位空，或直接用作其他的存储芯片的片选控制信号。

4.半导体存储器在与微处理器连接时应注意哪些问题？

CPU的总线负载能力

存储器与cpu之间的速度匹配

存储器的组织，地址分配，和译码

5.计算机中为什么要采用高速缓冲存储器（Cache）？

为了解决CPU和主存之间的速度匹配

6.简述虚拟存储器的概念。

以存储器访问局部性为基础，建立在主存-辅存物理体系结构上，同时还有辅助软件，硬件来对主存与辅存之间的数据交换实现控制功能。

主存和辅存的地址统一编址。

五、分析设计题

1.已知某微机系统的RAM容量为4K×8位，首地址为4800H。

求其最后一个单元的地址。

4800H+1000H-1=57FFH4kb=2^12=10000000000000

2.设有一个具有14位地址和8位数据的存储器，问：

（1）该存储器能存储多少字节的信息？

答:

214=24×210=16KB

（2）如果存储器由8Kx4位RAM芯片组成，需要多少片？

答:

4片

（3）需要地址多少位做芯片选择？

答:

1位（局部译码）

3.用16Kx1位的DRAM芯片组成64Kx8位的存储器，要求画出该存储器组成的逻辑框图。

解:

如下图（共32片16Kx1位）

第七章

一、填空题

1.接口是指_外设与CPU通信的控制部件_，是_CPU与外设间传递信息的_中转站。

2.I/O接口电路位于_总线和外部设备_之间，其作用是_信息转换和数据传递_；经接口电路传输的数据类别有_数据信息、控制信息、状态信息_。

3.I/O端口地址常用的编址方式有_I/O端口与内存统一编址和I/O端口独立编址_两种；前者的特点是_IO端和存储器统一编址_；后者的特点是_IO端和存储器分别独立编址_。

4.中断方式进行数据传送，可实现_CPU与外设_并行工作，提高了_CPU_的工作效率。

中断传送方式多适用于_小批量慢速数据输入/输出设备传送_场合。

5.DMA方式是在_内存与外设_间开辟专用的数据通道，在_DMA控制器_控制下直接进行数据传送而不必通过CPU。

二、简答题

1.什么是接口，为什么计算机内一定要配置接口？

CPU和外设之间通过系统总线进行连接的逻辑电路，它是CPU与外界进行信息交换的中转站。

为了解决速度匹配，时序的配合，信息表示格式上的一致，信息类型与电平的匹配所以要配置接口。

2.微机的接口一般应具备哪些功能？

数据的寄存和缓存

信号电平的转换

信息格式的转换

设备的选择

对外设控制与检测

产生中断请求以及DMA请求

可编程功能

3.什么是端口，I/O端口的编址方式有哪儿种？

各有何特点，各适用于何种场合？

答:

1.CPU通过接口寄存器或特定电路与外设进行数据传送，这些寄存器或特定电路称之为端口。

2.I/O端口有统一编址和独立编址方式；3.I/O端口的编址各有何特点？

答案在P176。

4.各种I/O数据传送方式适用于何种场合？

答案在P177~P183。

4.CPU和外设之间的数据传送方式有哪几种，无条件传送方式通常用在哪些场合？

答:

程序控制方式（有、无条件）;中断方式;DMA方式。

无条件传送方式用在对简单设备进行操作,或外设的定时是固定的并且是已知的场合。

5.相对于条件传送方式，中断方式有什么优点？

和DMA方式比较，中断传送方式又有什么不足之处？

答:

1.提高CPU的利用率;实时数据处理。

2.中断方式通过执行服务程序进行数据传送,相对DMA方式要消耗大量的额外操作时间（取指令操作;地址增减和字节计数改变操作;保存和恢复现场及断点操作）

6.简述在微机系统中，DMA控制器从外设提出请求到外设直接将数据传送到存储器的工作过程：

开始传送数据前CPU初始化DMA--->cpu继续主程序执行，并与外设并行工作--->cpu响应DMA请求，交出总线控制权--->DMA发出主存单元地址及读写命令，与主存之间交换数据--->DAM结束传送，将总线控制权交还CPU

第八章

一、填空题

1.8237A用_硬件方式_实现_I/O外设与内存_之间的快速数据直接传输；其工作方式有_单字节传送方式、数据块传送方式、请求传送方式、级联传送方式_。

2.进行DMA传输之前，CPU要对8237A_初始化编程_：

其主要内容有_（见P1968237A编程一般步骤）_。

3.8237A设置了_主清除命令、清除字节指示器命令、清除屏蔽寄存器命令_3条软件命令，这些软件命令只要对_相应端口（分别是8237A端口基地址加0DH、加0CH、加0EH）写操作_就会自动执行清除命令。

二、简答题

1.DMA控制器8237A有哪两种工作状态，其工作特点如何？

主态方式：

可以控制系统总线

从态方式：

当接受CPU读写操作时候，DMA就成了总线从模块

2.8237A的当前地址寄存器、当前字计数寄存器和基字寄存器各保存什么值？

前地址寄存器：

存放DMA传送的存储器的当前地址值

当前字计数寄存器：

保存DMA传送的当前字节数

基字寄存器：

存放对应通道当前地址寄存器的初值。

3.8237A进行DMA数据传送时有几种传送方式？

其特点是什么

答:

单字节传送