微机原理与接口技术苏州大学出版社习题答案.docx

1、微机原理与接口技术苏州大学出版社习题答案习题一11 电子计算机分成几代？各代计算机有那些特点？解：大体上可以分为五代（电子管、晶体管、集成电路、VLSI，以及智能超级计算机时代），但是第五代计算机的定义尚未统一，也有第六代计算机的说法。12 电子计算机有那些特点？有那些主要的应用？解：速度快、精度高、具有记忆与逻辑判断能力、自动执行程序，交互性能好，多种信息表达方式，等等。主要应用包括：科学计算、自动控制、信息处理、辅助设计、办公自动化、娱乐教育、通讯、电子商务，等等。13 微型计算机与大中型计算机的主要区别是什么？解：微型计算机广泛采用高集成度的器件，尽量做到小型化，以便家庭、办公室和移动便

2、携的商业应用。14 当前微型计算机的发展趋势是什么？解：（1） 发展高性能的32位微处理器；（2） 发展专用化的单片微型计算机；（3） 发展带有软件固化的微型计算机；（4） 发多微处理机系统和计算机网络；（5） 充实和发展外围接口电路。16 为什么计算机采用二进制作为运算的基础？为什么计算机中同时又采用十进制和十六进制表示数字？解：二进制数的运算简单且易于进行逻辑判断，与此相对应的两电平数字电路也容易实现且工作可靠。采用十六进制是为了简化表达，因为一位十六进制数字等于四位二进制数字。采用十进制是为了与常人的思维方式兼容，便于一般人员使用计算机。17 二进制数字与十六进制数字之间有什么关系？解：

3、一位十六进制数字等于四位二进制数字。例如1010B用十六进制表示即为0AH18 什么是模？钟表系统中小时、分钟、秒计数的模各是多少？解：模数从物理意义上讲，是某种计量器的容量。在计算机中，机器表示数据的字长是固定的。对于n位数来说，模数的大小是：n位数全为1，且最末位再加1。小时的模是12，分钟的模是60，秒的模是60。19 计算机中为什么大都采用补码表示数据？它有什么优点？解：数的原码表示形式简单，适用于乘除运算，但用原码表示的数进行加减法运算比较复杂，引入补码之后，减法运算可以用加法来实现，从而简化机器内部硬件电路的结构，且数的符号位也可以当作数值一样参与运算，因此在计算机中大都采用补码来

4、进行加减法运算。而且用补码表示数据，0就只有一种表示方法。110 什么是ASCII码？它能表示多少信息？解：ASCII码英文全称America Standard Code for Information Interchange，中文意思：美国信息交换标准码。ASCII码划分为两个集合：128个字符的标准ASCII码和附加的128个字符的扩充和ASCII码。第032号及第127号(共34个)是控制字符或通讯专用字符，第33126号(共94个)是字符，其中第4857号为09十个阿拉伯数字；6590号为26个大写英文字母，97122号为26个小写英文字母，其余为一些标点符号、运算符号等。在计算机的存

5、储单元中，一个ASCII码值占一个字节(8个二进制位)，其最高位(b7)用作奇偶校验位。111 什么是计算机发展中的“摩尔定律”？解：30多年前，37岁的美国科学家戈登摩尔在一本杂志上发表了一篇文章，大胆提出了后来为世人称之为摩尔定律的论 述。摩尔在文中提出了这样的观点：处理器（CPU）的功能和复杂性每年（其后期减慢为18个月）会增加一倍，而成本却成比例地递减。112 分别用二进制、八进制和十六进制表示下列十进制数据：（1）100 （2）200（3）1000 （4）10000解：（1）1100100，144，64（2）11001000，310，C8（3）1111101000，1750，3E8（

6、4）10011100010000，23420，2710113 将下列十进制数转换为二进制数：（1）175 （2）257（3）0625 （4）0156250解：（1）10101111（2）100000001（3）0.101（4）0.00101114 将下列二进制数转换为BCD码：（1）1101 （2）001（3）10101101 （4）11011001解：（1）00010011（2）0.00100101（3）00100001.011000100101（4）00100111.000100100101115 将下列二进制数分别转换为八进制数和十六进制数：（1）10101011 （2）10111100

7、11（3）001101011 （4）111010100011解：（1）253，AB（2）1363, 2F3（3）0.326，0.6B（4）352.14，EA.3116 分别选取字长为8位和16位，写出下列数据的原码、反码。（1）X= +31 （2）Y= -31（3）Z= +169 （4）W= -169解：（1）00011111，00011111；0000000000011111，0000000000011111 （2）10011111，11100000；1000000000011111，111111*0 （3）0000000010101001，0000000010101001 （4）10000

8、00010101001，111111*0117 分别选取字长为8位和16位，写出下列数据的原码、补码。（1）X= +65 （2）Y= -65（3）Z= +129 （4）W= -257解：（1）01000001，01000001；0000000001000001，0000000001000001 （2）11000001，10111111；1000000001000001，111111*1 （3）0000000010000001，0000000010000001 （4）1000000100000001，111111*1118 已知数的补码形式表示如下，分别求出数的原码与真值。（1）X补= 0 10

9、011 （2）Y补= 1 10011（3）Z补= FFFH （4）W补= 800H解：（1）0.10011，0.59375 （2）1.01101，-0.40625 （3）801H，-1 （4）800H，-0119 如果将FFH与01H相加，会产生溢出吗？解：不会（FF=-1，-1+1=0）120 选取8位字长，分别用补码计算下列各式，并且判断是否有进位及溢出？(首先转化为补码表示，运算后再判断) （1）01111001+01110000 （2）-01111001-01110001 （3）01111100-01111111 （4）-01010001+01110001解：（1）11101001 最

10、高有效位有进位，符号位无进位，有溢出 （2）00010110 最高有效位无进位，符号位有进位，有溢出 （3）11111101 最高有效位无进位，符号位无进位，无溢出 （4）00100000 最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出121 用16位补码计算下列各式，并判断结果是否有进位及溢出： （1）1234+5678H （2）8888H-9999H （3）-3456H-8899H （4）-7788H+0FFFFH解：（1）68ACH，最高有效位无进位，符号位无进位，无溢出（2）8001H, 最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出（3）4311H，最高有效位有进位，符号位有进位，无溢出（4）087

11、9H，最高有效位无进位，符号位有进位，有溢出122 分别写出用下列表示方法所能够表示的有符号和无符号数据的范围： （1）8位二进制 （2）10位二进制 （3）16位二进制 （4）32位二进制解：（1）-128-+127，0255 （2）-512-+511，01023 （3）-32768-+32767，065535 （4）-2147483648-+2147483647，0-4294967296123 分别写出下列字符串的ASCII码：（书13、14页）（1）10abc （2）RF56 （3）Z#12 （4）W=-2解：（1）00110001001100000110000101100010 （2）

12、010* （3）010* （4）010*124 写出下列数字所代表的无符号数、有符号数和ASCII码： （1）89H （2）48H （3）1234H （4）8899H解：（1）137，-9，0011100000111001 （2）72，+72，0011010000111000 （3）4660，+4660，00110001001100100011001100110100 （4）34969，-2201，00111000001110000011100100111001125 已知x+y补=7001H，x-y补=0001H，试求2x补，2y补，x补，y补，x和y。解：7002H,7000H,3801H

13、,3800H,3801H,3800H126 对于字长为24位和32位的二进制补码，分别写出其数据的表示范围的一般表达式。 各自所能够表示的负数的最小值与正数的最大值是多少？解：-2- +2-1，-8388608，+8388607 -2- +2-1，-2147483648，+2147483647127 将下列十进制数转换为24位（8位阶符阶码+16位符号及尾数）浮点数：（书6页） （1）+8.5 （2）-4.825 （3）12.48 （4）-8800解：（1） 010* （2）00000011 1100110100110011 （3）00000100 0110001111010111 （4）00

14、001110 1100010011000000128 设二进制浮点数的阶码为3位、阶符1位，尾数为6位、尾符1位，分别将下列各数 表示成规格化的浮点数： （1）1111.0111B （2）-1111.10101B （3）-12/128 （4）189/64解：（1）010* （2）010* （3）10111110000 （4）00100101111习题二21 典型的“与”门、“或”门与“非”门是用什么电路实现的？解：可以用简单的二极管和三极管实现（详见电子技术基础教材）。22 试利用三种基本门电路设计Y=A+B+C的逻辑电路。(或门)解： 题2.2 题2.323 试利用三种基本门电路设计Y=AB

15、C的逻辑电路。（与门）24 什么是三态门？什么情况下需要使用三态门？试分析三态门的工作原理。解：高电平,低电平,高阻态称为三态。可以具备这三种状态的门器件就叫做三态门。25 试利用3-8译码器74LS138设计一个4-16译码器。解：26 组合逻辑电路与时序逻辑电路有什么区别？各自的用途是什么？解：组合逻辑电路可以有若个输入变量和若干个输出变量，其每个输出变量是其输入的逻辑函数，其每个时刻的输出变量的状态仅与当时的输入变量的状态有关，与本输出的原来状态及输入的原状态无关，也就是输入状态的变化立即反映在输出状态的变化。时序逻辑电路任意时刻的输出不仅取决于该时刻的输入，而且还和电路原来的状态有关。

16、也就是说，组合逻辑电路没有记忆功能，而时序电路具有记忆功能。27 布尔代数和真值表是怎样的关系？各自的特点是什么？解：布尔代数亦称开关代数或逻辑代数，可写成下述表达式：Y=f(X,Y,Z, )。它有两个特点：1、其中的变量X,Y,Z, 等都只有两种可能的数值：0和1。2、函数f只有三种基本逻辑操作：“与”、“或”及“非”。真值表又称功能表，它是指由自变量的各种取值组合而成，反映与函数值之间对应关系的一种表格。函数取值为“1”的项数，表明函数运算多项式中的项数。从真值表写出布尔代数式的方法可以用下面两段话来描述： 写布尔代数式先看真值表中结果为1的项，有几项就有几个“或”项； 每一项的各因素间是

17、“与”关系。写该项时每个因素都写上，然后酌情取“反”。至于哪个因素要取反，要看该因素在这项里是否是“0”状态，是“0”状态则取“反”，否则不取“反”。28 简述TTL电路和CMOS电路的异同之处和各自的特点。解：TTL和CMOS电路比较：1）TTL电路是电流控制器件，而CMOS电路是电压控制器件。2）TTL电路的速度快，传输延迟时间短(5-10ns)，但是功耗大。 CMOS电路的速度慢，传输延迟时间长(25-50ns),但功耗低。 CMOS电路本身的功耗与输入信号的脉冲频率有关，频率越高，芯片集越热，这是正常现象。3）CMOS电路的锁定效应： CMOS电路由于输入太大的电流，内部的电流急剧增大

18、，除非切断电源，电流一直在增大。这种效应就是锁定效应。当产生锁定效应时，CMOS的内部电流能达到40mA以上，很容易烧毁芯片。特点：1. TTL逻辑电平即Transistor-Transistor Logic。最小输出高电平VOHmin：2.4V ，输出低电平VOLmax：0.4V。在室温下，一般输出高电平是3.5V 输出低电平是0.2V。最小输入高电平VIHmin：2.0V ，最大输入低电平VILmax：0.8V ；它的噪声容限是0.4V。2. CMOS逻辑电平即Complementary metal-oxide-semiconductor 。逻辑电平电压接近于电源电压，0逻辑电平接近于0V

19、。而且具有很宽的噪声容限。29 请列出常用的TTL组合逻辑电路型号和CMOS组合逻辑电路型号。解：TTL组合逻辑电路型号：5400/7400系列是最流行的TTL集成器件，如：74-、74S-、74LS-、74AS-、74ALS-、74F-。 CMOS组合逻辑电路型号：4000系列（前缀为MC的产品，则标为MC14000），40000系列为互补场效应管系列；54/74HC，54/74HCT，54/74AHC，54/74AHCT及54/74HCU系列为高速CMOS电路。210 为什么常用数字电路中有2-4译码器和3-8译码器，却没有1-2译码器？解：用反相器即可完成1-2译码器的功能。211 电子

20、计算机主要包括哪几个组成部分？其基本功能是什么？解：电子计算机主要包括输入设备、输出设备、存储器、运算器和控制器。输入设备的作用是将程序、原始数据、文字、字符、控制命令或现场采集的数据等信息输入到计算机。输出设备把外算机的中间结果或最后结果、机内的各种数据符号及文字或各种控制信号等信息输出。存储器的功能是存储程序、数据和各种信号、命令等信息，并在需要时提供这些信息。运算器的功能是对数据进行各种算术运算和逻辑运算，即对数据进行加工处理。控制器是整个计算机的中枢神经，其功能是对程序规定的控制信息进行解释，根据其要求进行控制，调度程序、数据、地址，协调计算机各部分工作及内存与外设的访问等。212 半

21、加器与全加器之间的主要区别是什么？解：半加器电路要求有两个输入端，用以两个代表数字(A0，B0)的电位输入；有两个输出端，用以输出总和S0及进位C1。从真值表得出布尔代数式：C1=A0B0，S0=A0B0可以用“与门”及“异或门”(或称“异门”)来实现真值表的要求。全加器电路的要求是：有3个输入端，以输入Ai，Bi和Ci，有两个输出端，即Si及Ci+1。布尔表达式如下：Si = AiBiCiCi+1 = Ai Bi + Ai Ci + Bi Ci 故Si可用“异或门”来实现，进位Ci+1可用3个“与门”及一个“或门”来实现。213 判断溢出的方法有几种？各自有何特点？在电路中如何实现？解：设：

22、被操作数为：X补=Xs,X1X2Xn 操作数为：Y补=Ys,Y1Y2Yn 其和（差）为：S补=Ss,S1S2Sn 采用一个符号位采用一个符号位检测溢出时，当Xs=Ys=0，Ss=1时，产生正溢；当Xs=Ys=1，Ss=0时，产生负溢。溢出判断条件为: 溢出=Ss+Xs Ys 采用进位位判断 两数运算时，产生的进位为：Cs,C1C2Cn，其中：Cs为符号位产生的进位，C1为最高数值位产生的进位。 两正数相加，当最高有效位产生进位（C1=1）而符号位不产生进位（Cs=0）时，发生正溢；两负数相加，当最高有效位不产生进位（C1=0）而符号位产生进位（Cs=1）时，发生负溢。 故溢出条件为 ：溢出=C

23、sC1 采用变形补码（双符号位补码） 在双符号位的情况下，把左边的符号位Ss1叫做真符，两个符号位都作为数的一部分参加运算。这种编码又称为变形补码。双符号位的含义如下： Ss1Ss2=00 结果为正数，无溢出 Ss1Ss2=01 结果正溢 Ss1Ss2=10 结果负溢 Ss1Ss2=11 结果为负数，无溢出 溢出条件为：溢出=Ss1Ss2214 什么是锁存器？它在计算机的电路中有什么作用？解：锁存器是一种存储逻辑信号的电路，由触发器构成，它的输出端有输出使能控制，它可以使输出状态不随输入端状态的变化而改变，处在保持状态。它把当前的状态锁存起来，使CPU送出的数据在接口电路的输出端保持一段时间锁

24、存后状态不再发生变化，直到解除锁定。215 什么是ALU？它在计算机中起什么作用？解：ALU（Arithmetic Logical Unit）计算机的中央处理器(CPU)中的算术与逻辑单元;运算器。主要负责执行所有数学与逻辑功能。216 微处理器内部是由哪些主要部件所组成的？解：CPU的内部结构可分为控制单元、逻辑单元和存储单元三大部分。217 简述冯诺依曼计算机的体系结构与工作原理。解：工作原理： 存储程序（或程序存储）。体系结构：1.计算机完成任务是由事先编号的程序完成的； 2.计算机的程序被事先输入到存储器中，程序运算的结果，也被存放在存储器中。 3.计算机能自动连续地完成程序。 4.程

25、序运行的所需要的信息和结果可以通输入输出设备完成。 5.计算机由运算器、控制器、存储器、输入设备、输出设备所组成；218 计算机中的三种总线分别是什么？控制总线传输的信号大致有哪些？解：地址总线、数据总线和控制总线。控制总线传输控制信号和状态信号，使得计算机各部分协调工作。219 微处理器、微型计算机与微型计算机系统有何区别？解：微处理器：一般也称中央处理器（CPU），是本身具有运算能力和控制功能，是微型计算机的核心。 微型计算机：由CPU、存储器、输入输出接口电路和系统总线构成。 微型计算机系统：以微型计算机为主体，配上系统软件和外部设备以后，就成为了计算机系统。220 微型计算机的分类方法

26、有几种？可以分为几个类别？解：1.按CPU字长分类：微型计算机按字长可以分为：8位机、16位机、32位机、64位机。 2.按结构分类：按结构可以分为：单片机，单板机，多板机。 3.按用途分类：按用途可分为：工业控制机，数据处理机。 4.按CUP型号分类：按CPU的型号可以分为：286机、386机、486机、Pentium。习题三31 8086 CPU有多少根数据线和地址线？它能寻址多少内存单元和I/O端口？ 8088 CPU又有多少根数据线和地址线？为什么要设计8088 CPU？ 解：16，20，1M8，20，为了方便与位外部接口或设备相连。32 8086 CPU按功能可以分为哪两大部分？它们

27、各自的主要功能是什么？解：8086微处理器从功能结构上可以划分为执行部件EU(Execution Unit)和总线接口部件BIU (Bus Interface Unit)两大部分.总线接口部件具有下列功能：物理地址的形成、预取指令、指令队列排队、读/写操作数和总线控制。指令执行部件的功能是进行指令译码并执行指令。33 什么是微处理器的并行操作功能？8086 CPU是否具有并行操作功能？ 在什么情况下8086的执行单元EU才需要等待总线接口单元BIU提取指令？解：并行操作是同时完成取指/操作数和执行指令操作,有。在遇到系统复位或执行转移指令等特殊情况，指令队列被刷新时，EU才需要等待BIU进行取

28、指操作。或者在EU需要操作数而BIU正忙时， EU需要等待BIU执行完当前的操作，再去取操作数，等到EU得到操作数以后，才能进行这条指令的执行操作。34 逻辑地址和物理地址有何区别？段加偏移的基本含义是什么？解：逻辑地址也称相对地址或虚拟地址，它是目标程序中的地址。物理地址也称绝对地址或实地址，它是物理存贮器的单元地址。物理地址段基地址16偏移地址。35 基址指针BP和堆栈指针SP在使用中有何区别？解：BP则是用来存放位于堆栈段中的一个数据区基址的偏移地址的，称作基址指针寄存器。SP给出栈顶的偏移地址，称为堆栈指针寄存器。36 段地址和段起始地址是否相同？两者是什么关系？解：段地址为段的起始单

29、元的物理地址（低4位一般为0）除以16的结果。段起始地址为段的起始单元的物理地址，它必须能被16整除。段地址段起始地址37 8086 CPU一般使用哪个寄存器来保存计数值？解：CX38 寄存器IP的用途是什么？它提供的是什么信息？解：用于微处理器在程序中顺序寻址代码段中的下一条指令。给出接着要执行的指令在代码段中的偏移。39寄存器FLAGES的用途是什么？它提供的是什么信息？解：反映处理器的状态和运算结果的某些特征。进位标志，零标志，符号标志，溢出标志，奇偶标志，辅助进位标志，方向标志，中断允许标志，追踪标志310 对于数字0，对应的零标志是否为1？解：不是，零标志是用于反映运算结果的。（运算

30、结果为0，零标志记为1）311 在实模式下，对于如下段寄存器内容，写出相应的段起始地址和结束地址： （1） 1000H （2） 1234H （3） E000H （4） AB00H解：(1)10000H1FFFFH (2)12340H2233FH（12340H+FFFF，先全部转换为二进制再相加）(3)E0000HEFFFFH (4)AB000HBAFFFH312 在实模式下，对于如下的CS：IP组合，写出相应的存储器地址：（方法同上） （1） 1000H：2000H （2） 2400H：1A00H （3） 1A00H：E000H （4） 3456H：AB00H解：(1)12000H (2)25A00H (3)28000H (4)3E060H313 什么是总线周期？微处理器在什么情况下才执行总线周期？解：把执行外部总线对存储器或IO端口进行一次信息的输入或输出所需要的时间